أول من أفترض أن المادة تتكون من دقائق صغيرة تسمى ذرات.، 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.
المادة في الفيزياء الكلاسيكية هي كل ما له كتلة وحجم. وللمادة خصائص مختلفة تشمل الحجم والكتلة والكثافة. وتشكل بذلك ما يعرف بالكون الملموس. لكن يستحيل حالياً تعريف المادة بهذا الشكل لسقوط الفاصل بين المادة والطاقة طبقا لمعادلة آينشتاين الشهيرة E=mc² .
المادة هي جزء من كوننا،(كل شيء في الكون يتكون من مادة، ومن ذلك الأجسام والأشياء المحيطة بنا)، وتبين القياسات الكونية بواقع عام 2013 أن المادة تُشكل 27% من كتلة الكون، 4% فقط هي المادة الطبيعية، والتي تنقسم إلى نوعين رئيسيّين: مادة مضيئة وغير مضيئة، وتُشكل الأولى 0.4% من كتلة الكون، في حين أن الثانية تُشكل 3.6% من الكتلة الكلية. أما الـ23% الأخرى فهي المادة المظلمة ، والـ73% الباقية هي الطاقة المظلمة. أي أن كل ما نراه من نجوم وكواكب ومجرات لا يزيد عن 4% من الكتلة الكلية للكون، والباقي لا نراه، ولكنه موجود وتدل عليه دلائل كونية. حاليا يحاول العلماء ابتكار طرق لقياس المادة المظلمة ، والطاقة المظلمة ذاتها.
المادة يُمكن أن تكون في حالات مختلفة تحدد هيأتها، وحالات المادة الطبيعية هي بشكل رئيسي أربعة أطوار) : الصلبة والسائلة والغازية والبلازما. هذا ينطبق على مواد مثل الماء والحديد والزئبق والرصاص وثاني أكسيد الكربون والأمونيا وغيرها. في حين أنه توجد بعض الحالات التي أُنتجت مخبرياً ولا توجد طبيعيًا، مثل الأمصال و المواد المركبة . وإضافة إلى هذه، توجد بعض الحالات الطبيعية، والتي لا توجد إلا في أماكن خاصة، مثل نوى النجوم النيوترونية، والتي تكون المادة فيها مسحوقة بسبب الكثافة الشديدة للنجم وتشكل حالة جديدة من المادة.
أول من أفترض أن المادة تتكون من دقائق صغيرة تسمى ذرات.
الذرة هي أصغر وحدةٍ في المادة، تحتوي على جميع العناصر الكيميائية للعنصر،[١] وهي تتألف الذرة من نواة بروتونات مشحونة بشحنة إيجابية، ونيوترونات معتدلة الشحنة، وإلكترونات سالبة الشحنة، وجميعها تدور حول النواة، ويعتمد حجم الذرة على عدد البروتونات والنيوترونات التي تتكون منها، وما إن كانت تحتوي على إلكترونات، ويبلغ حجم الذرة النموذجية حوالي 0.1 نانمتر، ومعظم حجمها عبارة عن مساحة فارغة، وهي مكان تواجد الإلكترونات، وعادةً تكون الذرات الصغيرة متماثلة في الشكل، بحيث تكون بشكلٍ كروي.
الخصائص الأساسية للذرة
- العدد الذري يشير العدد الذري إلى عدد الوحدات موجبة الشحنة وهي البروتونات الموجودة في النواة، وتحتوي الذرة المحايدة على عددٍ مستاوٍ من البروتونات والإلكترونات، بحيث تتوازن الشحنة الموجبة والسالبة معاً، ويحدد عدد البروتونات في النواة الخصائص الكيميائية للذرة، في حين أنّ الإلكترونات تحدد كيفية تفاعل الذرة مع غيرها من الذرات.
- الكتلة الذرية والنظائر يؤثر عدد النيوترونات في النواة على كتلة الذرة، ولا تؤثر على خصائصها الكيميائية، فإذا كانت النواة تحتوي على ستة بروتونات، وستة نيوترونات، فهي ذرة متشابة بخصائصها مع الذرة التي تحتوي على ستة بروتونات وثمانية نيوترونات، ولكن تختلف في كتلتهما، ويعتقد بأنّ الأنوية التي تحتوي على نفس العدد من البروتونات، ولكن تختلف في عدد النيوترونات، هي نظائر لبعضها البعض، ولجميع العناصر الكيميائية العديد من النظائر.
أول من أفترض أن المادة تتكون من دقائق صغيرة تسمى ذرات.
إرنست رذرفورد (30 أغسطس 1871 - 19 أكتوبر 1937) هو عالم فيزياء بريطاني مولود في نيوزيلندا ويُعرف باسم "أبو الفيزياء النووية". تصنفه الموسوعة البريطانية كأفضل التجريبيين منذ مايكل فاراداي.
اكتشف في أحد أعماله المبكرة العمر المنصف للعناصر المشعة، وأثبت أن النشاط الإشعاعي يشتمل على تحول العنصر الكيميائي إلى عنصر آخر، وفرق أيضاً وسمى أنواع الإشعاع إلى ألفا وبيتا. كل هذه الأعمال تمت في جامعة ماك جيل بكندا. مؤدية لحصوله على جائزة نوبل للكيمياء عام 1908، كما اكتشف نواة الذرة واقترح، سنة 1911،نموذجا يشبه النظام الشمسي، حيث تشغل النواة المركز أما الإلكترونات فتدور حولها في مدارات دائرية. ولد رذرفورد في نيوزيلندا في 30 أغسطس 1871. نال رذرفورد منحة دراسية من جامعة كامبريدج في إنجلترا، ثم انتقل للعمل في معمل كافيندش العريق تحت إشراف العالم الكبير جوزيف جون طومسون مكتشف الإلكترون، وهناك اهتم بدراسة الأشعة الصادرة من عنصر الراديوم
ثم انتقل إلى مونتريال بكندا للعمل في جامعة ماك جيل وتوصل إلى مكونات الإشعاع الصادر من الراديوم، وبين أنه يتكون من ثلاثة مكونات:
- أشعة ألفا: وهي جسيمات موجبة الشحنة قصيرة المدى تتكون من أنوية ذرة الهيليوم (أي 2 بروتون و2 نيوترون) تنبعث من الجسم المشع أثناء تحلل ذراته.
- أشعة بيتا: وهي جسيمات سالبة الشحنة ومداها أكبر من أشعة ألفا. وتتألف جسيمات بيتا من إلكترونات سريعة - تقارب سرعتها سرعة الضوء- تنبعث من نواة الذرة نتيجة من تحلل نيوترونات النواة وهي ليست الإلكترونات الخارجية التي تدور حول النواة.
- أشعة غاما: وهي موجات كهرومغناطيسية تنبعث من الجسم المشع ذات تردد عالٍ ومدى كبير جدًا ولها قدرة على النفاذ في المواد لدرجة أنها تحتاج إلى بضعة أمتار من الخرسانة لإيقافها.