تعد الجسيمات الذرية من أهم الاكتشافات التي غيرت فهم الإنسان لبنية المادة وتركيب الكون، فقد قادت أبحاث العلماء إلى كشف أسرار الذرة وما تحتويه من نواة وإلكترونات وبروتونات ونيوترونات، هذه الاكتشافات أسست لعلم الفيزياء الحديثة والكيمياء النووية، وساهمت في تطور التكنولوجيا بشكل غير مسبوق في تاريخ البشرية.
العالم الذي اكتشف البروتونات
- يُنسب اكتشاف البروتون إلى العالم البريطاني إرنست رذرفورد، الذي يُعتبر من أبرز علماء الفيزياء الذرية في القرن العشرين.
- في عام 1919 أجرى رذرفورد تجربة باستخدام جسيمات ألفا اصطدمت بذرات النيتروجين، فاكتشف أن الذرة تُصدر جسيمًا موجب الشحنة، أطلق عليه اسم “بروتون”.
- هذا الاكتشاف فتح الباب لفهم التركيب الداخلي للذرة، وأثبت أن البروتونات توجد داخل النواة وتشكل جزءًا أساسيًا من كتلتها.
- كما أن دراسة رذرفورد للبروتونات ساعدت العلماء على تفسير التفاعلات النووية وفهم سلوك العناصر في الجدول الدوري.
- بفضل اكتشاف البروتون أصبح بالإمكان تحديد العدد الذري لكل عنصر، وهو الأساس في تصنيف المواد الكيميائية.
من الذي اكتشف النواة
- اكتشف إرنست رذرفورد أيضًا النواة في عام 1911 من خلال تجربته الشهيرة لتشتت جسيمات ألفا على صفيحة الذهب.
- لاحظ أن معظم جسيمات ألفا تمر دون انحراف، بينما عدد قليل منها ارتد للخلف، فاستنتج أن الذرة تحتوي على مركز صغير وكثيف موجب الشحنة سماه “النواة”.
- هذا الاكتشاف غير النموذج الذري السائد آنذاك، الذي كان يرى أن الذرة كتلة متجانسة من الشحنات، وأسس لما يُعرف بالنموذج النووي للذرة.
- النواة تحتوي على البروتونات والنيوترونات وتشكل تقريبًا كل كتلة الذرة، بينما الإلكترونات تدور حولها في مدارات.
تعريف البروتونات والنيوترونات والإلكترونات
- البروتونات: هي جسيمات موجبة الشحنة توجد داخل نواة الذرة، وتحدد عددها هوية العنصر الكيميائي، فمثلًا ذرة الهيدروجين تحتوي على بروتون واحد.
- النيوترونات: جسيمات متعادلة الشحنة توجد أيضًا داخل النواة، وتعمل على تثبيت البروتونات وتقوية تماسك النواة رغم التنافر الكهربائي بين الشحنات الموجبة.
- الإلكترونات: جسيمات سالبة الشحنة تدور حول النواة في مدارات محددة، وتتحكم في التفاعلات الكيميائية وتكوين الروابط بين الذرات.
- تتوازن الذرة عادة بعدد متساوي من البروتونات والإلكترونات، بينما يختلف عدد النيوترونات من عنصر إلى آخر مكونًا نظائر متعددة.
ساهمت اكتشافات رذرفورد في البروتونات والنواة في إحداث ثورة علمية هائلة غيرت مفهوم الإنسان عن المادة والذرة، ومن خلال فهم البروتونات والنيوترونات والإلكترونات، أصبح العلم قادرًا على تفسير الظواهر الطبيعية بدقة.