پرسش

اتم چیست؟و چه كسی آن را كشف كرد؟

پاسخ

قرنهاست كه مساله ساختمان غایی ماده ذهن بشر را به خود مشغول داشته است . اولین نظریه اتمی را معمولا به یونانیهای باستان نسبت می‌دهند ، ولی ریشه این مفهوم ممكن است در تمدن‌های قدیمتر تكوین یافته باشد . ارسطو ( قرن چهارم ق – م ) عقیده داشت كه ماده پیوسته است و بنابراین ، فرضا می‌تواند به طور بی‌پایان به ذرات كوچكتر تقسیم شود . نظریه‌های باستانی ، بر پایه تفكر محض استوار بودند و اساس تجربی نداشتند . آن نظریه اتمی كه رویداد برجسته‌ای در پیشرفت علم شیمی محسوب می‌شود ، توسط جان دالتون پیشنهاد شد ( قرن نوزدهم ) . نظریه دالتون كه بر پایه تجربیات و قوانین شیمیایی شناخته شده در آن زمان بود ، وزن و ظرفیت تركیبی معینی را برای اتمهای مفروض قائل شد . نظریه دالتون به دلیل آنكه ماهیتی كمی داشت توانست بسیاری از واقعیات مشاهده شده را به طریقی قانع كننده تفسیر كند و كارها و اندیشه‌های نوینی را برانگیزد . نظریه دالتون در مفهوم كلی خود هنوز هم معتبر است ولی ، در پرتو اكتشافات جدید ،در برخی جزئیات آن تغییراتی داده شده است . گرچه دالتون مانند یونانیها ، اتم را به عنوان ذرهای تقسیم ناپذیر در نظر گرفت ، امروزه می‌دانیم كه اتم خود از ذرات ریزتری كه به آنها قابل تقسیم است ، تشكیل شده است .در حقیقت بعضی اتم‌های رادیواكتو به خودی خود به پاره‌های ریزتری متلاشی می‌شوند . در حال حاضر تقریبا 35 ذره ریزتر از اتم تشخیص داده شده‌اند . بسیاری از این ذرات ناپایدارند و طول عمری كمتر از یك ثانیه دارند و وضع آنها نسبت به اتم كاملا دانسته نشده است . سه نوع ذره یعنی الكترون ، پروتون و نوترون به عنوان ذرات بنیادی در نظر گرفته می‌شوند . درستی عنوان ذرات بنیادی در این جا قابل تردید است ، زیرا ممكن است كه این ذرات خود از ذرات ریزتر دیگری به وجود آمده باشند . مثلا نوترون وقتی از اتم جدا می‌شود خود به خود تجزیه می‌شود . با وجود این توجیه ساختمان اتمی بر اساس این سه ذره بنیادی كفایت می‌كند .
نوترون فاقد بار الكتریكی است در حالیكه الكترون و پروتون دارای بار الكتریكی هستند . بار این دو ذره از نظر بزرگی با یكدیگر مساوی است ولی علامت آنه با یكدیگر مخالف است .بار الكترون منفی و بار پروتون مثبت است .
الكترون
بخش اعظم اطلاعات موجود درباره الكترون ( از واژه یونانی به معنی كهربا به خاطر اثری كه به هنگام مالش در آن پدید می‌آید ) از مطالعه اشعه كاتدی نتیجه شده است . اگر بین دو الكترود . در یك محفظه شیشه‌ای مسدود ، كه تا حد ممكن از هوا تخلیه شده است یك ولتاژ قوی برقرار شود ( همانند لامپ مهتابی ) ، از الكترود منفی ( كاتد ) اشعه‌ای صادر می‌شود . این اشعه دارای بار منفی است ، در امتداد خط مستقیم سیر می‌كند و در محل برخورد با دیواره شیشه‌ای مقابل كاتد ، موجب تلالو می‌شود . در اواخر قرن نوزدهم طبیعت اشعه كاتدی به تفصیل مورد بررسی قرار گرفت . آزمایش نشان داد كه این اشعه ، جریانی از الكترونهایی است كه حركتی سریع دارند . این الكترونه كه از فلز الكترود منفی ناشی می‌شوند به جنس فلز كاتد بستگی ندارند .
پروتون
وقتی سبكترین اتمه یعنی هیدروژن ، تنها الكترونش را از دست می دهد ، یون تولید شده ، یك ذره بنیادی است كه پروتون ( از واژه یونانی به معنی نخستین ) نام دارد . جرم پروتون 1836 برابر جرم الكترون است .
نوترون
از آنجا كه اتمها از نظر الكتریكی خنثی هستند ، تعداد الكترونها و پروتونها در هر اتم بایستی برابر باشند . برای توجیه جرم كل اتمها ارنست رادرفورد در 1920 وجود ذراتی بدون بار را در هسته اتم مسلم دانست . چون این ذرات بدون بارند ، تشخیص و تعیین خواص آنها مشكل است . ولی در 1932 جیمز چادویك نتیجه كارهای خود را درباره اثبات وجود این ذرات كه نوترون( از واژه لاتین به معنای خنثی) نامیده می‌شوند منتشر كرد . جرم نوترون اندكی بیش از جرم پروتون است .