أظهرت تجارب رذرفورد نفاذ معظم جسيمات ألفا من خلال صفيحة رقيقة من الذهب لان


أظهرت تجارب رذرفورد نفاذ معظم جسيمات ألفا من خلال صفيحة رقيقة من الذهب لان

أظهرت تجارب رذرفورد نفاذ معظم جسيمات ألفا من خلال صفيحة رقيقة من الذهب لان، تعتبر التجارب العلمية هي الدالة الأساسية للوصول إلى أي مُعادلة أو تفسير فيزيائي وكيميائي في الوجود، حيث أن التجربة هي خير دليل على الوصول، ولا تتم التجارب عبثاً، بل تحتاج إلى دراسات وتحليلات وتجارب للوصول إلى الحل الصحيح.

ويدرس طلبة الفيزياء كافة التجارب العلمية التي حصلت في الماضي وما نجم عنها فيما بعد وما مدى فائدتها على الإنسان، حيث يبحث الطلبة عن حل سؤال أظهرت تجارب رذرفورد نفاذ معظم جسيمات ألفا من خلال صفيحة رقيقة من الذهب لان.

ما هي تجربة رذرفود

تُعرَف تجربة رذرفورد بعدَّة أسماء مثل “تجربة رقاقة الذهب، تجربة جيجر ومارسيديان” حيث أظهرت تجارب رذرفورد نفاذ معظم جسيمات ألفا من خلال صفيحة رقيقة من الذهب لان التجربة اعتمدت على تسليط أشعة جسيمات ألفا على رقاقة ذهب، وحينما قامت رذرفورد بالتجربة لاحظ أن هناك أشعة تنعكس وأخرى تنحرف ومعظم الأشعة ينفذ، مما يُدلل على وجود مساحات فارغة في جسم الذرة وجسيمات تحمل نفس شحنة الأشعة المُنبثِقة، وشحنات أخرى تختلف عن شحنة الأشعة، مما جعله يدرس الأسباب.

أظهرت تجربة رذرفورد نفاذ معظم جسيمات ألفا من خلال صفيحة رقيقة من الذهب لان معظم الذرة

قام العالِم الفيزيائي البريطاني “إرنست رذرفورد” بالإشراف على تجربة جديدة بين عامي 1908 و1913مـ يقوم بها طالبين من جامعة مانشستر حيث كان رذرفود أستاذاً بها، وكان الطالبان هما “هانز جيجز وإرنست مارسيديان” وقد عملا على أكمل وجه حتى أظهرت تجارب رذرفورد نفاذ معظم جسيمات ألفا من خلال صفيحة رقيقة من الذهب لان:

  • السؤال: أظهرت تجارب رذرفورد نفاذ معظم جسيمات ألفا من خلال صفيحة رقيقة من الذهب لان؟
  • الإجابة: لأن الذرة شحنتها متعادلة وذلك بسبب وجود نواة شحنتها موجبة وإلكترونات سالبة تدور حول النواة، كما أنه افترض أن كتلة الذرَّة في النواة.

تركيب جهاز رذرفورد

عمل رذرفورد على إنشاء جهاز يساعده على القيام بمهمته خلا التجربة، وكان الجهاز بالغ الأهمية آنذاك، وحقق صدى واسع في مجال الفيزياء والذرَّات، وفيما يلي تركيب جهاز رذرفورد:

  • أولاً: نجلب أنبوبة من الرصاص فيها قطعة من عنصر مشع “الراديوم مثلاً” حتى نضمن وجود جسيمات ألفا.
  • ثانياً: نقوم بوضع ألواح معدنية من الرصاص متوازية أمام مصدر إشعاع الراديوم من أجل الحصول على خط شعاعي مستقيم من جسيمات ألفا، من أجل أن نضمن عدم تسرب الأشعة.
  • ثالثاً: نجلب لوح معدني دائري غير مُكتمِل، ونغطيه بطبقة من كبريتيد الخارصين حتى نحصل على وميض عند اصطدام جسيمات ألفا به.
  • رابعاً: نقوم بجلب صفيحة رقيقة من الذهب يكون سمكها 0.0001 سم.

خطوات تجربة رذرفورد

بعد تركيب جهاز رذرفورد سوف نعرف ماذا أظهرت تجارب رذرفورد نفاذ معظم جسيمات ألفا من خلال صفيحة رقيقة من الذهب وذلك من خلال اتباع خطوات التجربة بالتفصيل وهي كالتالي:

  • أولاً: نقوم بجعل جسميات ألفا تصطدم في اللوح المعدني من أجل تحديد مكان وعدد جسيمات ألفا المصطدمة باللوح الم، وذلك عن طريق الومضات التي تظهر عليه.
  • ثانياً: نقوم بوضع صفيحة الذهب وجعلها تعترض مسار الأشعة قبل اصطدامها في اللوح المعدني.

أظهرت تجارب رذرفورد نفاذ معظم جسيمات ألفا من خلال صفيحة رقيقة من الذهب لان معظم الذرة متعادلة الشحنة

قامت تجارب رذرفورد على صفيحة رقيقة من الذهب على إظهار أن الذرََة متعادلة الشحنة وذلك من خلال نفاذ جسيمات ألفا عن طريق خطوتين وهما المشاهدة والاستنتاج، وقد تم ذلك عبر التالي:

  • المشاهدة: شاهد العالِم رذرفورد أن معظم جسيمات ألفا نفذت دون انحراف، في حين أن نسبة ضئيلة من الجسيمات انعكست من صفيحة الذهب كما أن هناك نسبة ضئيلة جداً من الجسيمات نفذت من الصفيحة وانحرفت عن مسارها فيما بعد.
  • الاستنتاج: استنتج العالم رذرفورد أن معظم حجم الذرَّة فراغ وأن هناك جزء يحتوي على كثافة عالية كما أنه يشغل حيزاً قليلاً حيث تتركز فيه كتلة الذرة، وهذا الجزء هو الذي انعكس عن مساره وارتد، كما أن نفاذ الأشعة يعني أن معظم حجم الذرة عبارة عن فراغ وانحراف الأشعة عن مسارها يعني أنها اقتربت من جسيم مشحون بشحنة مشابهة وهي شحنة موجبة.

كان لتجربة رذرفود الأثر الكبير في اكتشاف الذرَّة ومعرفة ما يدور في خُلدها، حيث أحدث تطوُّراً كبيراً في علم الفيزياء بعد هذه التجربة العظيمة، ومن الجدير ذكره أن آثار تجربة رذرفورد ما زالت حتى هذا اليوم، نظراً لاستنتاجاته التي سهَّلت دراسة الذرَّة ومكوناتها مُستقبلاً.