ما الاكتشاف الذي دفع طومسون إلى استنتاج أن هناك جسيمات أصغر من الذرة جوزيف جون طومسون فيزيائي مشهور له العديد من الاكتشافات والإنجازات في الفيزياء والعلوم الطبيعية. حصل على العديد من الجوائز والميداليات تقديراً لمساعيه العلمية. ومن خلال أي اكتشاف نعرفه، وعلى أساسه توصل طومسون إلى استنتاج مفاده أن هناك جسيمات أصغر من الذرة بالإضافة إلى معلومات عن طبيعة الذرة ومكوناتها وأهم خصائصها.
ما هي الذرة
الذرة هي أصغر وحدة في المادة تحتوي على جميع العناصر الكيميائية للعنصر. تتكون الذرة من نواة، تتكون من بروتونات موجبة الشحنة، نيوترونات معتدلة الشحنة، وإلكترونات سالبة الشحنة تدور حول النواة. يعتمد حجم الذرة على عدد البروتونات والنيوترونات التي تتكون منها وما إذا كانت تحتوي على إلكترونات.
ما دفع طومسون إلى الاستنتاج بأن هناك جسيمات أصغر من الذرة
يبلغ حجم الذرة النموذجية حوالي 0.1 نانومتر، ومعظمها عبارة عن مساحة فارغة توجد فيها الإلكترونات، وعادة ما تكون الذرات الصغيرة متشابهة في الشكل بحيث تكون كروية. بالنسبة للإجابة على السؤال، ما هو الاكتشاف الذي دفع طومسون إلى استنتاج أن هناك جسيمات أصغر من الذرة
- إلكترون.
الإلكترون هو جسيم دون ذري يحمل شحنة كهربائية سالبة وليس له مكونات محددة. لذلك، يُعتقد أنه يمكن أن يكون جسيمًا أوليًا، أي أنه اللبنة الأساسية للكون.
الخصائص الرئيسية للذرة
هناك العديد من الخصائص المهمة للذرات التي تحدد خصائصها وسلوكها، ومن هذه الخصائص
العدد الذري
يعتبر العدد الذري من أهم خصائص الذرة لأنه يمثل عدد الشحنات الموجبة في النواة، أي البروتونات، وكذلك عدد الإلكترونات في الذرة المحايدة. كمثال، العدد الذري لعنصر الكربون هو 6 والعدد الذري لعنصر اليورانيوم هو 92. نظرًا لأن عدد الإلكترونات مرتبط بتفاعلات كيميائية، فإن العدد الذري مهم جدًا عندما يتعلق الأمر بالتفاعلات الكيميائية.
الكتلة الذرية
يؤثر عدد النيوترونات في النواة على كتلة الذرة، لكنه لا يؤثر على خصائصها الكيميائية. على سبيل المثال، سيكون لذرة الكربون التي تحتوي على 6 بروتونات و 6 نيوترونات نفس الخصائص الكيميائية لنظير الكربون، الذي يحتوي على 6 بروتونات و 8 نيوترونات، وسيكون الفرق فقط في كتلة كل من النظيرين، بينما الكتلة عدد الذرة هو مجموع عدد البروتونات والنيوترونات.
كيف اكتشف طومسون الإلكترون
دفع الجدل إلى اكتشاف طومسون لأول مرة للإلكترون، ولكن تم قبول اكتشافاته تدريجياً من قبل العلماء بعد أن أجرى تجاربه باستخدام أنابيب أشعة الكاثود، والتي أصبحت جزيئاتها تُعرف بالإلكترونات. هكذا اكتشف طومسون الإلكترون
- بدأ الفيزيائي طومسون بتجربة أنابيب أشعة الكاثود في أواخر القرن التاسع عشر، وتستند التجربة إلى توليد الأشعة في القطب السالب (القطب السالب) والمرور عبر شق في القطب الموجب (القطب الموجب). ثم تنحرف الأشعة من اللوحة الكهربائية سالبة الشحنة إلى اللوحة الكهربائية موجبة الشحنة. كان طومسون قادرًا على تحديد نسبة الكتلة إلى شحنة الجسيمات من خلال عدد الأشعة التي ينحرف عنها المجال المغناطيسي.
- ثم وضع طومسون لوحين قطبين متعارضين في الشحنة لفحص خصائص الجسيمات. انتبه إلى انحراف أشعة الكاثود عن القطب السالب الشحنة. كما أنها تشير إلى صفيحة موجبة الشحنة، مما يشير إلى أن أشعة الكاثود تتكون من جسيمات سالبة الشحنة.
- أخيرًا، وضع طومسون مغناطيسًا على طرفي الأنبوب، حيث لاحظ أن أشعة الكاثود تنحرف عن المجال المغناطيسي. كرر طومسون تجاربه باستخدام معادن مختلفة كمواد قطب كهربائي ولاحظ أن أشعة الكاثود ظلت ثابتة بغض النظر عن المادة التي صنع منها الكاثود.
مع هذا الحجم من المعلومات، توصلنا إلى استنتاج حول مقالتنا، حيث أجبنا على السؤال ما الاكتشاف الذي جعل طومسون يستنتج أن هناك جسيمات أصغر من الذرة ما هي الذرة وماذا تتكون وما هي خصائصها الرئيسية. قمنا أيضًا بتضمين شرح طريقة طومسون في اكتشاف الإلكترونات.