مكتشف الالكترون هو العالم

مكتشف الالكترون هو العالم، نرحب بكم طلابنا الأعزاء في موقعكم أون تايم نيوز، والذي يضم نخبة من الأساتذة والمعلمين لكافة المراحل الدراسية.

حيث نعمل معا كوحدة واحدة ونبذل قصارى جهدنا لنضع بين أيديكم حلول نموذجية لكل ما يعترضكم من أسئلة لنساعدكم على التفوق والنجاح.

الإلكترون (رمزه: ^-e) هو جسيم دون ذري كروي الشكل تقريباً مكون للذرة ويحمل شحنة كهربائية سالبة. ولم يكن من المعروف بأن لديها مكونات أو جسيمات أصغر، لذا فقد اعتبرت بأنها جسيمات أولية.^[2] فالإلكترون لديه كتلة تعادل تقريبًا 1/1836 من كتلة البروتون. الزخم الزاوي الحقيقي (وهو اللف المغزلي) للإلكترون هو قيمة نصف عدد صحيح من وحدة ħ، مما يعني بأنه فرميون. ويسمى الجسيم المضاد للإلكترون بالبوزيترون، وهو مطابق للإلكترون عدا أنه معاكس له بالشحنة الكهربائية والشحنات الأخرى. عند اصطدام الإلكترون بالبوزترون فإنهما إما يبعثران بعضهما البعض أو أن يفنيان، مما ينتج عن ذلك زوج أو أكثر من فوتونات أشعة غاما. تنتمي الإلكترونات إلى الجيل الأول لأسرة جسيمات ليبتون، وتسهم في القوى الأساسية وهي الجاذبية والكهرومغناطيسية والقوة النووية الضعيفة. كما هو في المادة فإن الإلكترون لديه خصائص ازدواجية موجة-جسيم في ميكانيكا الكم، لذا فبإمكانه الاصطدام مع الجسيمات الأخرى فينحرف مثل الضوء. لكن وبسبب صغر كتلة الإلكترون فإن تلك الازدواجية تتجلى بشكل أفضل في التجارب المخبرية. وبما أنها تندرج تحت عائلة الفرميون، وبحسب مبدأ استبعاد باولي فلا يمكن لإلكترونين أن يأخذا نفس حالة الكم.

تم وضع نظرية مفهوم مقدار الشحنة الإلكترونية غير القابلة للتجزئة لشرح الخصائص الكيميائية للذرات، فكانت بدايتها سنة 1838 مع عالم الطبيعة البريطاني ريتشارد لامنج^[4]؛ ثم قدم الفيزيائي الإيرلندي جورج ستوني اسم الكترون وذلك سنة 1894. في سنة 1897 عرّف البريطاني جوزيف طومسون وفريقه الفيزيائيين الإلكترون بأنه جسيم.

العديد من الظواهر الفيزيائية، مثل الكهرباء والمغناطيسية والتوصيل الحراري فإن الإلكترونات لها دورًا أساسيًا في ذلك. فالإلكترون في حركته بالنسبة للمراقب يولد المجال المغناطيسي، وكذلك فإن المجالات المغناطيسية الخارجية تجعلها تنحرف. فعندما يتحرك الإلكترون فإنه يمتص أو ينتج طاقة على شكل فوتونات. تحيط الإلكترونات بالنواة المتكونة من بروتونات ونيوترونات، فيكونون جميعًا الذرة، وإن كان الإلكترون يسهم في أقل من 0.06% من الكتلة الكلية للذرة. يسبب جاذبية قوة كولومب بين الإلكترون والبروتون بأن يجعل الإلكترونات مرتبطة بالذرات. فالتبادل أو تقاسم الإلكترونات في ما بين الذرات هو السبب الرئيسي للروابط الكيميائية.

مكتشف الالكترون هو العالم

يعود اكتشاف الإلكترون إلى زمن بعيد منذ عام 1897 م تقريبًا، ويعود الفضل في اكتشافه  إلى العالم  جوزيف جون طومسون الذي ولد وعاش في الفترة (1856 – 1940 م )، والذي عرف على نطاق واسع بأنه مكتشف الإلكترون، حيث  كان طومسون أستاذًا في الفيزياء التجريبية في جامعة كامبريدج، كما  وكان مديرًا لمختبر كافنديش من عام 1884 حتى عام 1919 م.

وفي عام 1897 م ذكر تومسون أن أشعة المهبط هي في الواقع عبارة جسيمات سالبة الشحنة وتتحرك باستمرار، كما ووجد بأن الإلكترونات وهي الجسيمات المشحونة بالشحنة السالبة تزن وزنًا خفيفًا ويعد أقل بكثير من أخف الجسيمات الموجودة في الذرة وهي في الواقع مكونات الذرات من بروتونات ونيترونات، بالإضافة إلى أنه عمل في معظم حياته المهنية على جوانب مختلفة لتوصيل الكهرباء عبر الغازات، كما وحصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1906 عن هذا العمل.

كيف اكتشف الإلكترون ؟ 

وبعد معرفة من هو العالم الذي اكتشف الإلكترون ، يمكننا عرض كيف اكتشف الإلكترون ، حيث أنه بحلول أواخر القرن التاسع عشر بدأ العلماء في وضع نظرية أن الذرة مكونة من أكثر من وحدة أساسية واحدة، وتوصل أغلب العلماء بأنه يوجد في الذرة وحدة أساسية ستكون بحجم أصغر ذرة معروفة، وهي ذرة الهيدروجين، ومن خلال سلسلة من التجارب باستخدام أنابيب أشعة المهبط (المعروفة باسم أنبوب كروكس)، لاحظ طومسون أن أشعة المهبط من الممكن أن تنحرف عن طريق المجالات الكهربائية والمغناطيسية، عند وجود الإلكترونات.

وتوصل إلى أنه بدلاً من أن تتكون أشعة المهبط من الضوء، فإنها تتكون من جزيئات سالبة الشحنة أصغر وأخف من الهيدروجين بمقدار 1800 مرة، وبعد ذلك توصل طومسون ليقترح أن الذرات قابلة للتجزئة، والتي تتكون من كل من الشحنات الموجبة والسالبة، فاقترح طومسون نموذجًا يتم بموجبه توزيع “الجسيمات” سالبة الشحنة في بحر موحد من الشحنة الموجبة يُعرف باسم نموذج بلوم بودينغ، وسميت هذه الجسيمات فيما بعد باسم “الإلكترونات”. 

• السؤال: مكتشف الالكترون هو العالم

• الإجابة: جوزيف جون طومسون