اكتشاف البروتون (الأشعة الموجبة)
- جميع المواد الموجـودة في الطبيـعـة هـي مـواد مـتـعـادلة ، وحيث انه تم اكتشاف وجـود جسيمات سالبة داخل المادة فإن هذا يعني وجود جسيمات موجبة ايضاً حتى تكون المادة متعادلة ، ومن هذا المنطلق بدا للبحث عن الجسيمات الموجبة.
أولاً/ مجهودات العالم جولد شتاين
- قـام الـعـالـم جـولـد شـتـاين Goldstein عـام 1886 م بإجـراء تجـاربـه حـيـث اسـتـخـدم لذلك انابيب التفريغ الكهربي ، وقد لاحظ أنه إذا استعمل مهبطاً مثقوباً في أنبوبة تفريغ تـحـتـوي على كمية من الغاز فإن أشعة أخرى ملونة غير أشعة المهبط تظهر على السطح الخلفي للمهبط وسميت هذه الاشعة بأشعة القناة Canal Ray أو الأشعة الموجبة Positive Ray .
وقد تم تفسير ذلك كما يلي:
إنه عندما تسيـر اشـعـة المهبط فإنها تصطدم بـجـزيـئـات الـغـاز التي في طريقها بطاقة تكفي لانتزاع إلكترونات ذرات الغاز وتسير الإلكترونات المنزوعة في نفس مسار أشعة المهبط ، اما نرات الغـاز فـتـتـحـول إلى أيونات تحمل شحنة موجـبـة تسير باتجـاه معاكس لاتجاه اشعة المهبط ، أي تتجه باتجاه المهبط . وحيث أن المهبط مثقوباً فإنها تظهر خلف المهبط ومضات من الضـوء وذلك لاصطدامـهـا بجـدار الانبوب المغطى بالفـسـفـور الموضوع خلـف المهبط لهذا الغرض .
ومن ذلك تم استنتاج أنه لابد أن يكون في الذرات أجسام موجبة الشحنة
الفرق بين أشعة المهبط وأشعة المصعد
ثانياُ/ مجهودات العالم وين والعالم طمسن
قام العالم وين Wien عام 1898م والعالم طمسن عام 1906م بقـيـاس معدل الشحنة إلى الكتلة للجسيمات المكونة للأشعة الموجبة ( e/m ) ، ومن خلال ذلك تم التوصل لما يلي :
(1) مقدار ( e/m) تختلف باختلاف نوع المادة الغازية الموجودة داخل انبوب التفريغ ، وهذا يعني ان الأيونات الموجبة للذرات المختلفة ليست ذات قيمة ( e/m ) واحدة.
(2) وجد أن أكبر نسبة لـ ( e/m ) كانت عند استخدام الهيدروجين وتساوي:
e / m = 9.5791 × 104 coulomb / g
فعندما يتم انتزاع إلكترون من ذرة الهيدروجين يتبقى جسيم مشحون بشحنة موجبة أطلق عليه العالم رنرفورد عام 1920م مسمی " بروتون" واعتبر البروتون جزء أساسي في جميع الذرات ، وبذلك يكون رنرفورد مكتشف البروتون .
- وجد أن مـقدار ( e/m ) للأيونات الموجبة اقل كثيرا من مـقـدار ( e /m) للإلكتـرونات ، ومن ذلك تم التوصل إلى أن كتلة البروتون أكبر كثيراً من كتلة الإلكترون
(3) قيمة ( e/m ) للاشعة الموجبة تكون أكبر ما يمكن في أيون الهيدروجين (علل) وذلك لأن ايون الهيدروجين اخف الأيونات الموجبـة لأخف نرات العناصر ، وبالتالي سوف يقل المقام في ( e /m ) وبذلك تزداد قيمة ( e/m) .
(4) من قيمة ( e/m ) وشحنة البروتون أمكن التوصل إلى كتلة البروتون ( m ) :
e = 1.6022 x 10-19 coulomb
m = 1.6725 × 10-24 g
تصور طمسن عن تركيب الذرة
- بعد إكتشاف البروتونات توصل طمسن إلى تصور عن تركيب الذرة.
- تصور طمسن عن تركيب الذرة (1898م):
"الذرة عبارة عن جسم كروي موجب الشحنة تتخلله إلكترونات سالبة الشحنة بحيث تصبح الذرة متعادلة ويمكن تشبيه ذرة طمسن بالبطيخة أو البرتقالة والإلكترونات كالبذور بداخلها" .
أهم عيوب نموذج طمسن عن الذرة
- أخطا طمـسن عندمـا اعـتـبـر أن الذرة مـتـجـانسـة الكتلة ، وقـد ثبت فـيـمـا بـعـد أن الذرة غير متجانسة وأن كتلة الذرة تتركز في النواة ، وباقي حجم الذرة فراغ.
سؤال: قارن بين نموذج دالتون ونموذج طمسن عن تركيب الذرة.
جواب: اقترح دالتون أن الذرة جسم كروي مصمت . اقترح طمس ان الذرة جسم كروي موجب الشحنة تتخلله إلكترونات سالبة.
مما سبق تبين لنا أن تجارب التفريغ الكهربي ساعدت في معرفة أن الذرة ليست أصغر جزء من المادة ، بل تحتوي على وحدات أصغر وهي : (۱) الإلكترونات السالبة (۲) البروتونات الموجبة