تبلیغات
***شــیــمــی عــلــمــی تــجــربــی***


Admin Logo
themebox Logo
نویسنده :**fatemeh** M
تاریخ:پنجشنبه 9 آذر 1391-11:34 ق.ظ

اشعه کاتدی و کشف الکترون


اشعه های کاتدی

William Crookes(1832-1919)  وی که در کودکی ثروت بزرگی را به ارث برد ، تمام تحقیقات خود را در آزمایشگاه خصوصی انجام داد.تحقیقات او در زمینه تخلیه بار در گازها – که در پی اختراع لامپ اشعه کاتدی توسط  Pluecker  و  Hittorf انجام شد – و همچنین مشاهداتش  در مورد اشعه کاتدی و فضای تاریک درکاتد،   در نهایت  منجر به کشف اشعه ایکس و الکترون گشت. از دیگر اختراعات .Crookes  رادیو متر بود  که بر تیوری جنبشی در گازها تآکید می کرد. او بطور کنجکاوانه ای از معتقدان به  نیروهای فرا طبیعی بود و در دهه 1870 مدعی شد که صحت پدیده های مربوط به توانایی های ذهنی را ثابت کرده است.بعد ازمدتی او درگیر جنبش عرفانی شد و اسنادی مبنی بر دور کردن شیاطین و پلیدی ها توسط وی موجود می باشد. در سال 1897 از طرف ملکه ویکتوریا( که خود از علاقه مندان به نیروهای فرا طبیعی بود) به مقام نجیب زادگی ترفیع پیدا کرد و در سال 1909 به عنوان رییس انجمن دربار  برگزیده شد.

·  Karl Ferdinand Braun (1850-1918) زمانی که در پست ریاست  انستیتو فیزیک وهمچنین استادی  فیزیک در دانشگاه استراسبورگ بود موفق شد اولین نوسان سنج لامپ اشعه کاتدی که در حال هدایت شاری از الکترونها به یک صفحه فلورسنت بود را  نشان دهد که این امر خبر از  نزدیک بودن ساخت صفحه های نمایش تلویزیون می داد.هر چند که امروزه کمتر از او یاد می شود ، اما او سهم بزرگی در پیشرفت الکترونیک داشت اوپی برد که یکسو سازی در یک پیوند کریستال/ فلزی رخ می دهد و این کشف بعدها منجر به مطرح شدن  گیرنده های کریستالی شد. در سال 1899 او تزویج سلفی غیر تخلیه ای را برای آنتن ها و همچنین آنتن پرتو مستقیم را مطرح کرد. او در سال 1909  به همراه  Guglielmo Marconiموفق به دریافت جایزه نوبل شد. هنگامی که امریکا وارد جنگ جهانی اول شد ، او برای درخواست حق ثبت یکی از اختراعاتش به نیو یورک رفته بود.پیش از پایان جنگ ، او به عنوان یک دشمن بیگانه توقیف شد و پس از مدتی  مرد.

 

·  Wilhelm Conrad Roentgen (1845-1923) او که رییس انستیتو فیزیک و رییس بازنشسته دانشگاه Wurzburg بود،در سال 1895 کشف کرد که بعضی تشعشعات ناشناخته ناشی از لامپ تخلیه می تواند موجب شود تا کریستال از خود نور (فلورس) پخش کند. او همچنین کشف کرد که این تشعشعات  می توانند از اجسام جامد عبور کنند و بر کاغذ حساس عکاسی تاثیر بگذارند.او که تنها کار می کرد و پنهانکاری زیادی در کار خود داشت تحقیقات خود را به پایان رساند و هشت هفته بعد کشف خود را به طور رسمی اعلان کرد.در سال 1896 پس از اینکه صحت علمی  و پزشکی تحقیقاتش معلوم شد ، کشف او به طور رسمی در دنیا منتشر شد. درطی چند هفته بعضی بیمارستانها اشعه ایکس را به کار گرفتند. پس از مدتی  Roentgen  به یکی از مشهور ترین دانشمندان دنیا مبدل گشت.او افتخارات زیادی را کسب کرد، از جمله جایزه اول نوبل در فیزیک و همچنین  مقام نجیب زادگی ( که البته او از قبول این مقام امتناع کرد).

 

·  Joseph John Thomson (1856-1940) او که فرزند یک کتاب فروش منچستری بود در چهارده سالگی وارد کالج شد و در بیست و هشت سالگی به عنوان عضوی از انجمن سلطنتی انتخاب گشت و به مقام استادی آزمایشگاه Cavendish گماشته شد.کشف بزرگ او در سال 1897 و  در طی درس بررسی اشعه های کاتدی رخ داد.Thomson مدارک قانع کننده ای ارانه کرد که نشان می داد اشعه ها شامل ذرات باردار هستند.او نسبت بار به جرم را اندازه گیری کرد و توانست تخمین بزند که این جرم حدود 1800/1 جرم انم هیدروژن است.او با کشف الکترون جایزه نوبل را در سال 1906 دریافت کرد و دو سال بعد به مقام نجیب زادگی ترفیع داده شد. رادر فورد (Rutherford ) در باره Thomson می گوید:"او متشعشع ترین لبخند را دارد... هنگامی که در بحث  کسی  را شکست می دهد."

 

·  Robert A. Milikan (1868-1953) کارش را به عنوان استاد ادبیات در کالج Oberlinشروع کرد ولی پس از مدتی برای اینکه درآمد بیشتری کسب کند پذیرفت که به تدریس فیزیک بپردازد. پس از مدتی  یک کمک هزینه تحصیلی دررشته  فیزیک در کلمبیا را   پذیرفت ، دوباره به این علت که  این بهترین پشتیبانی مالی برای او بود.کار دانشگاهی اودر دانشگاه شیکاگو در ابتدا فقط شامل تدریس بود و او تا نزدیک چهل سالگی به تحقیق جدی نپرداخت.سپس در سال 1906 او   پیشرفتهایی درآزمایش Thomson حاصل کرد که منجر به ساخت  دستگاهی شد که بار الکترون را به دقت اندازه گیری می کرد.نتایجی که او بدست آورد  در سال 1910 منتشر شد و آخرین شبهه در مورد تیوری اتمی مواد    برطرف شد.در سال 1914 او نتایجی را منتشر کرد که بخواطر آنها جایزه نوبل را دریافت کرد: تعیین اندازه دقیق ثابت پلانک با استفاده از اثر فوتوالکتریک که بازبینی کننده  نظریه اثر فوتوالکتریک  Einstein در سال 1905 و طبیعت کوانتومی نور بود.

 




داغ کن - کلوب دات کام
نظرات() 

نویسنده :**fatemeh** M
تاریخ:سه شنبه 7 آذر 1391-08:05 ب.ظ

اصل طرد پائولی

قاعده پائولی و یا قاعده غیر امکان و یا اصل طرد پائولی اصلی در مکانیک کوانتومی است که ولفگانگ پائولی فیزیک‌دان اتریشیی/سوئیسی در سال۱۹۲۵ بیان کرد. این قاعدهٔ بسیار مهم می‌گوید که در یک سیستم کوانتومی، دو یا چند فرمیون همسان (مثلاً دو الکترون) نمی‌توانند همزمان حالت کوانتومییکسانی داشته باشند. برای الکترون‌های یک اتم، این اصل می‌گوید که چهار عدد کوانتومی هیچ دو الکترونی یکی نیست، یعنی مثلاً اگر n، l و ml دو الکترون یکی باشد، ms به ناچار برای آن دو متفاوت خواهد بود (یعنی دو الکترون اسپینهای مخالف خواهند داشت).

این اصل در شکل دقیق‌تر خود می‌گوید که تابع موج کلی برای دو فرمیون حتماً باید پادمتقارن باشد. از نتایج مهم این قاعده این است که برای فرمیون‌ها هیچ چگالشی وجود ندارد (مقایسه شود با چگالش بوز-اینشتین).

اصل طرد پائولی یکی از مهم‌ترین اصل‌های فیزیک است، زیرا هر سه نوع ذره‌ای که مادهٔ معمولی از آن ساخته شده است --الکترونها، پروتونها و نوترونها-- از این اصل پیروی می‌کنند. به همین دلیل، همه ذرات مادی فضا اشغال می‌کنند. اصل طرد پاؤلی توضیح‌دهندهٔ بسیاری از ویژگی‌های ماده است؛ از پایداری مواد در مقیاس بزرگ گرفته تا وجود جدول تناوبی عناصر.

همهٔ فرمیونها اسپین نیمه‌صحیح دارند، یعنی تکانه زاویه‌ای ذاتی‌ای دارند که مقدارش برابر با \hbar = h/2\pi (ثابت پلانک تقسیم بر ۲π) ضرب در یک عدد نیمه‌صحیح (۱/۲, ۳/۲, ۵/۲,...) است. بر اساس شکل کلی اصل طرد پائولی، تابع موج فرمیون‌ها پادمتقارن است. در مقابل، ذراتی که اسپین صحیح دارند بوزون نامیده می‌شوند و تابع موج متقارن دارند. اصل طرد پاؤلی برای بوزون‌ها برقرار نیست و در نتیجه چندین بوزون می‌توانند حالت کوانتومی یکسانی داشته باشند (مثلاً چگالش بوز-اینشتین را ببینید). فوتونها، بوزون‌های W و Z، و جفت‌های کوپر نمونه‌ای از بوزونها هستند.

اتم‌ها و اصل طرد پائولی [ویرایش]

اصل طرد پائولی بسیاری از پدیده‌های فیزیک را توضیح می‌دهد. یکی از این پدیده‌ها وجود لایه‌های الکترونی در اتم‌ها و قاعدهٔ به‌اشتراک‌گذاشتن الکترون‌ها است. هر اتم خنثی چندین الکترون دارد و از آن‌جا که الکترون‌ها فرمیون هستند، اصل طرد پاؤلی نمی‌گذارد که همه‌شان در یک حالت کوانتومی به دور هستهٔ اتم جمع شوند. بنابراین الکترون‌ها یکی پس از دیگری روی هم قرار می‌گیرند. به همین دلیل عناصر شیمیایی گوناگون پدید می‌آید و پیوندهای بین آن‌ها این چنین گوناگون می‌شود.

برای نمونه، اتم هلیوم را که دو الکترون دارد در نظر بگیرید. هر دوی این الکترون‌ها می‌توانند پایین‌ترین حالت انرژی (1s) را اشغال کنند، به شرطی که اسپین‌های مخالف داشته باشند. از آن‌جا کهاسپین هم جزئی از حالت کوانتومی یک اتم است، بودن این الکترون‌ها در پایین‌ترین حالت انرژی تناقضی با اصل طرد ندارد. اما اسپین یک الکترون تنها دو حالت می‌تواند داشته باشد. بنابراین در اتملیتیوم که سه الکترون دارد، الکترون سوم نمی‌تواند در حالت پایه قرار بگیرد و باید یکی از حالت‌های پرانرژی‌تر (2s) را اشغال کند. به همین ترتیب الکترون‌های عنصرهای دیگر مجبورند سطوح انرژی بالاتر را اشغال کنند. ویژگی‌های شیمیایی هر اتم به شدت وابسته به شمار الکترون‌های بیرونی‌ترین لایهٔ آن است. این موضوع خود به پیدایش جدول تناوبی عناصر می‌انجامد.

مادهٔ چگال و اصل طرد پائولی [ویرایش]

در رساناها و نیم‌رساناها، الکترون‌های آزاد همهٔ فضای بلور را دربرمی‌گیرند. از همین رو به خاطر اصل طرد پائولی، سطوح انرژی الکترون‌ها به شکل ساختار نواری (نوارهای مجاز و غیرمجاز) درمی‌آید.

اخترفیزیک و اصل طرد پائولی [ویرایش]

نمایش شگفت‌انگیز دیگری از اصل طرد پائولی در اخترفیزیک و در ستاره‌های نوترونی و کوتوله‌های سفید پیش می‌آید. در این موجودات، ساختار اتمی زیر فشار وحشتناک نیروی گرانش قرار دارد. تنها نیرویی که ماده را در این اجرام از فروپاشی بازمی‌دارد، نیروی واگنی نام دارد که نتیجهٔ مستقیم اصل طرد پائولی است.

نویسنده: عاطفه صمیمی

پایه: دوم ریاضی

منبع: fa.wikipedia.org/wiki/اصل_طرد_پائولی




داغ کن - کلوب دات کام
نظرات() 

نویسنده :**fatemeh** M
تاریخ:پنجشنبه 4 آبان 1391-10:56 ق.ظ

ویلیام کنراد رونتگن



Description: http://www.atcce.com/files/articles/smallpic/3574.gif

ویلیام کنراد رونتگن کاشف اشعه ایکس به سال ۱۸۴۵ در شهر «لنپ» آلمان به دنیا آمد. وی در سال ۱۸۶۹ درجه دکترای خود را از دانشگاه زوریخ دریافت کرد. نوزده سال بعد را در دانشگاه‌های مختلفی مشغول کار بود و به تدریج به عنوان دانشمندی برجسته معروفیت کسب کرد. در سال ۱۸۸۸ استاد فیزیک و رئیس انستیتو فیزیک دانشگاه «ورزبورگ» شد.




نام فارسی : ویلیام کنراد رونتگن



سال ولادت و فوت : ۱۹۲۳ - ۱۸۴۵ میلادی


ملیت : آلمانی


ویلیام کنراد رونتگن کاشف اشعه ایکس به سال ۱۸۴۵ در شهر «لنپ» آلمان به دنیا آمد. وی در سال ۱۸۶۹ درجه دکترای خود را از دانشگاه زوریخ دریافت کرد. نوزده سال بعد را در دانشگاه‌های مختلفی مشغول کار بود و به تدریج به عنوان دانشمندی برجسته معروفیت کسب کرد. در سال ۱۸۸۸ استاد فیزیک و رئیس انستیتو فیزیک دانشگاه «ورزبورگ» شد. در همین انستیتو بود که در سال ۱۸۹۵ به کشفی دست یافت که سبب اشتهار او گردید.



رونتگن روز هشتم نوامبر ۱۸۹۵ مشغول انجام آزمایش‌هایی با اشعه‌های کاتودیک بود. اشعه کاتودیک جریانی از الکترن‌های سریع‌الحرکت می‌باشد. این جریان در نتیجه اتصال یک ولتاژ قوی بین الکترودهایی که در دوانتهای یک لوله شیشه‌ای مسدود و فاقد هوا تعبیه شده است، ایجاد می‌گردد. اشعه‌های کاتودیک قابلیت انتشار و رسوخ ندارند و چند سانتیمتر از هوا به سهولت آن را متوقف می‌کند. در آن آزمایش رونتگن لوله شیشه‌ای حاوی اشعه کاتودیک خود را با کاغذ سیاه ضخیمی کاملاً پوشاند به شکلی که وقتی جریان الکتریکی برقرار می‌گردید هیچ‌گونه نوری از داخل لوله مشاهده نمی‌شد.


هنگامی که رونتگن جریان برق را به لوله اشعه کاتودیک وصل کرد با کمال شگفتی مشاهده کرد صفحه فلورسنتی که روی نیمکت مجاور قرار داشت مانند آنکه نوری بر آن تابانده شده باشد شروع به درخشیدن کرد. او جریان را قطع کرد و درخشش صفحه (که با لایه‌ای از باریوم پلاتینو سیانید، ماده‌ای فلورسنت، پوشانده شده بود) متوقف شد. از آنجا که لوله‌ی حاوی اشعه کاتودیک کاملاً پوشیده شده بود و منفذی نداشت رونتگن به این نتیجه رسید که با برقراری جریان الکتریکی باید نوعی تشعشع نامرئی از لوله خارج شود.


او این تشعشع نامرئی را به خاطر ماهیت ناشناخته آن، «اشعه ایکس» نامید. ایکس یک نشانه معمول در ریاضی برای ناشناخته‌ها است.


رونتگن که از این کشف تصادفی به هیجان آمده بود سایر کارهای تحقیقاتی خود را کنار گذاشت و تمام توجه خود را معطوف به بررسی خواص اشعه ایکس کرد. او پس از چند هفته کار فشرده موفق به کشف نکات زیر شد:


۱) اشعه ایکس می‌تواند موجب شود تا عناصر گوناگون شیمیایی دیگری (علاوه بر باریوم پلاتینو سیانید) نیز خاصیت باز پس دادن نور را پیدا کنند.



۲) اشعه ایکس می‌تواند از بسیاری مواد که حاجب نور معمولی هستند عبور کند. رونتگن مخصوصاً متوجه شد که اشعه ایکس می‌تواند از گوشت عبور کند ولی در برابر استخوان متوقف می‌شود، او با قرار دادن دست خود بین لوله اشعه کاتودیک و صفحه فلورسنت توانست تصویر استخوان‌های دستش را روی صفحه مشاهده کند.



۳) اشعه ایکس در خط مستقیم حرکت می‌کند و برخلاف ذراتی که بار الکتریکی دارند تحت تأثیر میدان‌های مغناطیسی منحرف نمی‌شود.



رونتگن در دسامبر ۱۸۹۵ اولین مقاله خود را درباره اشعه ایکس نوشت. گزارش او بلافاصله هیجان فراوانی به وجود آورد و توجه محافل علمی را به خود جلب نمود.



صدها تن از دانشمندان و پژوهشگران چند ماه به بررسی و تحقیق پیرامون اشعه ایکس پرداختند و طی مدت یک سال تقریباً حدود یکهزار مقاله درباره این موضوع منتشر شد.



یکی از دانشمندان که کشف رونتگن مستقیماً محرک تحقیقات او شد، آنتوان هنری بکوئرل بود. بکوئرل گر چه با نیت تحقیق بیشتری پیرامون اشعه ایکس مشغول کار شد ولی تصادفاً به کشف پدیده‌ای مهمتر، یعنی رادیواکتیویته دست یافت.


به طور کلی هر گاه الکترون‌هایی با انرژی بالا بر شیئی برخورد کند نشعشات ایکس تولید می‌گردد. اشعه ایکس خود فاقد الکترون است بلکه بیشتر از امواج الکترومغناطیسی تشکیل می‌شود. بنابراین اصولاً شبیه به تشعشات مرئی یعنی امواج نوری است با این تفاوت که طول موج اشعه ایکس بسیار کوتاه‌تر می‌باشد. مهمترین موارد استعمال اشعه ایکس، استفاده از آن برای تشخیص‌های پزشکی و دندانپزشکی است. موارد استعمال دیگر آن رادیوتراپی می‌باشد که در آن اشعه ایکس برای نابود کردن تومورهای خطرناک و یا متوقف کردن رشد آنها به کار برده می‌شود.


اشعه ایکس در صنعت نیز موارد استعمال فراوانی دارد. مثلاً می‌توان از آن برای اندازه‌گیری ضخامت برخی مواد و یا پیدا کردن درز و رخنه‌های ناپیدا استفاده کرد. اشعه ایکس در بسیاری دیگر از زمینه‌های علمی از زیست‌شناسی گرفته تا نجوم و ستاره‌شناسی نیز کاربرد دارد. این اشعه به ویژه درباره‌ی ساختار اتمی و ملکولی اطلاعات زیادی را برای دانشمندان فراهم آورده است.

نویسنده: هانیه محمدی

پایه: دوم ریاضی

منبع:www.atcce.com/3574-_رونتگن_کنراد_ویلیام/طباطبایی_علامه.htm




داغ کن - کلوب دات کام
نظرات() 

نویسنده :**fatemeh** M
تاریخ:جمعه 14 مهر 1391-01:27 ب.ظ

پرتوهای کاتدی

مفاهیم پایه لامپ پرتوی کاتدی

این وسیله از نظر ظاهر و ساختمان شبیه لامپی است که برای بررسی اثر میدانهای الکتریکی و آهنربایی پرتوهای کاتدی به کار می‌رود. تفاوت اساسی در این است که قبلا کاتد سرد بود و به علت بمباران با یونها ، الکترون گسیل می‌کرد. حالا چشم الکترون تفنگ الکترونی است که در قسمت باریک لامپ قرار دارد. 



تصویر




تفنگ الکترونی

تفنگ الکترونی عبارت است از کاتد التهابی (رشته) که الکترونگسیل می‌کند و آند که به شکل قرصی با سوراخ کوچک با قطری برابر با 1 تا 3mm ساخته می‌شود. اختلاف پتانسیلی از چند صد تا چند هزار ولت بین کاتد و آند برقرار می‌شود که در فضای بین آنها میدان الکتریکی شدیدی تشکیل می‌شود.

این میدان به الکترودهایی که از کاتد گسیل می‌شوند تا سرعتهای بسیار بالایی شتاب می‌دهند.

کاتد داخل استوانه فلزی است که به آن ولتاژ مثبتی (نسبت به کاتد) اعمال می‌شود که اندکی از ولتاژ آند کمتر است. عمل مشترک این استوانه و آند باعث می‌شوند که تقریبا تمام الکترونها در سوراخ آند جمع (کانونش پرتوهای کاتدی) و از آن به شکل نوار باریکی ، یعنی باریکه الکترونی ، خارج شوند. در محلی که این باریکه به پرده می‌خورد (ته لامپ که با ماده لیان پوشیده شده است)، نقطه تابان روشنی ظاهر می‌شود. 

طرز کار لامپ پرتوی کاتدی

باریکه الکترونی خارج شونده از تفنگ الکترونی ، در مسیرش به طرف پرده ، از بین دو جفت صفحه‌های فلزی موازی می‌گذرند. اگر به جفت صفحه‌های اول ، ولتاژی اعمال شود، میدان یکنواختی ایجاد می‌شود و الکترونهایی را که از آن می‌گذرند به طرف صفحه‌ای مثبت منحرف می‌کند و لکه روشن روی پرده در امتداد افقی به طرف چپ یا راست منحرف خواهد شد. به همین ترتیب ، اگر ولتاژی به جفت صفحات دوم اعمال شود تا باریکه به طرف صفحه مثبت منحرف می‌گردد و لکه روشن روی پرده در امتداد قائم به طرف بالا یا پایین تغییر مکان می‌دهند.

سپس از روی جا بجایی لکه روشن روی پرده می‌توان در مورد ولتاژ اعمال شده بر صفحات منحرف کننده ، نظر داد. در اینجا چیز مهم و حائز اهمیت این است که به علت جرم اینرسی ناچیز الکترونها ، به هر تغییر ولتاژ روی صفحات خیلی سریع واکنش نشان می‌دهد. بنابراین لامپ پرتوی کاتدی را می‌توان برای ردیابی فرآیندهایی که در آنها تغییرات بسیار سریع ولتاژ و جریان روی می‌دهند بکار برد. مسائلی از این نوع در مهندسی رادیو که در آنجا جریانها و ولتاژها چندین میلیون بار در ثانیه تغییر می‌کنند بسیار حائز اهمیت است. 



تصویر




نوسان نگار پرتو کاتدی

با مجهز کردن لامپ پرتو کاتدی با وسایل مناسبی جهت بررسی فرآیندهایی شبیه تغییر سریع ولتاژ و جریان وسیله‌ای ساخته می‌شود که نوسان نگار پرتوی کاتدی نامیده می‌شود. این وسیله نه فقط در مهندسی رادیو بلکه در بعضی شاخه‌های دیگر علم و تکنو لوژی نیز ابزار پژوهشی مهمی است و کار پژوهش در آزمایشگاههای علمی و صنعتی بدون آن دشوار است. 



تصویر




کاربردهای لامپ پرتوی کاتدی

تلویزیون یکی از وسایلی است که مجهز به لامپ پرتوی کاتدی است. می‌توان گفت که لامپ پرتوی کاتدی مهمترین قسمت دستگاههای تلویزیونی است. در دستگاههای تلویزیونی ، لامپهایی که بجای کنترل الکتریکی ، باریکه الکترونی را بطور مغناطیسی کنترل می‌کنند، نیز بطور عمده‌ای بکار می‌روند. 

تلویزیون

با اعمال ولتاژ مناسب به جفت صفحات ، باریکه الکترون تمام صفحه (پرده) را با دسته خطوطی موازی و با سرعتی بالا هاشور می‌زند (روبش خط 4). اگر روشنایی نقطه لیان ، که با انرژی جنبشی الکترونها معین می‌شود، همواره ثابت بماند، پرده بطور یکنواخت تابان دیده خواهد شد. ولی سیگنالهایی که توسط ایستگاه پخش تلویزیونی انتقال می‌یابند و توسط دستگاه تلویزیون دریافت می‌شوند بسته به روشنایی تصویری که منتقل می‌شود بطور دائم ولتاژ شتاب دهنده الکترونها را افزایش یا کاهش می‌دهند بنابراین ، نقاط روی پرده روشنایی متفاوتی دارند و تصویر انتقال یافته و برای دریافت چشم انسان باز سازی می‌شود. تفنگ الکترونی که برای بدست آوردن پرتوهای کاتدی در کینسکوپ(لامپ تصویر تلویزیون) بکار می‌رود از یک کاتد گرم و یک آند با سوراخ مرکزی که مقابل کاتد قرار دارد و باریکه الکترون را جدا می کند ساخته شده است.
دبیر مروطه: سرکار خانم حیاتی



داغ کن - کلوب دات کام
نظرات() 

نویسنده :**fatemeh** M
تاریخ:چهارشنبه 12 مهر 1391-09:24 ب.ظ

مدلهای اتمی (دموکریت تا تامسون)


  • دموكریتوس

تاریخچهٔ  تئوری اتمی  به  یونانی‌ های قرن  ششم  و  به  ویژه  مکتب  اتم‌ گرایی دموکریت  بر می گردد.دموکریت نخستین کسی بود که از اتم سخن گفت و آن را جزو بخش ‌ناپذیری دانست  که دنیا  از  آن  ساخته شده  ‌است. دموکریت از دوستان هیپوکریت  بود  ظاهراً در آتن زندگی  می‌ کرده است. اما سقراط را درک نکردو افلاطون نیز در آثار خود نامی از او نبرده ‌است.

  • ارسطو

ارسطو چهار عنصر بنیادی کیهان را آب ، آتش ، خاک و هوا می ‌دانست به‌علاوهٔ عنصر پنجمی به نام اثیر که معتقد بود اجرام آسمانی از آن ساخته شده‌اند.

  • نظریه اتمی دالتون

 

الف ) عناصر از ذرات بسیار ریز وغیر فابل تقسیمی تشکیل شده اند.

ب  ) کلیه اتمهای یک عنصر یکسانند و اتمهای عناصر مختلف با یکدیگر تفاوت دارند.

ج  ) از بهم پیوستن اتمها با نسبت مشخص و معین ترکیبات بوجود می آیند.

قسمت اول نظریهٔ دالتون تأیید نظریه  فیلسوف یونانی (دموکریت) بود.

نظریهٔ دالتون از سه قسمت اصلی ( قانون بقای جرم -  قانون نسبت‌ها معین -  قانون نسبت‌ های چندگانه ) می ‌باشد. مطالعهٔ اتم ‌ها و ذرات ریزتر فقط به صورت غیرمستقیم و از روی رفتار (خواص) امکان پذیر است.

نظریه ‌های دالتون نارسایی‌ها و ایرادهایی دارد و اما آغازی مهم بود. مواردی که نظریهٔ دالتون نمی‌ توانست توجیه کند:

1- پدیدهٔ برقکافت (الکترولیز) و نتایج مربوط به آن
2- پیوند یونی - فرق یون با اتم خنثی
3- پرتو کاتدی
4- پرتوزایی و واکنش‌ های هسته ‌ای
5- مفهوم ظرفیت در عناصر گوناگون
6- پدیدهٔ ایزوتوپی

  •  تامسون

مدل اتمی تامسون : (کیک کشمشی، مدل هندوانه ‌ای یا ژله میوه دار)

جوزف تامسون پس از کشف نخستین ذره ی زیر اتمی (الکترون) بی درنگ ساختاری برای اتم وی ویژگی اتم خود را چنین برشمرد :١. الکترون ها که ذره هایی با  بار منفی هستند درون فضای کروی ابر گونه ای با  بار الکتریکی مثبت پراکنده  شده اند. ٢. اتم در مجموع خنثی است . بنابر این مقدار بار مثبت فضای کروی ابر گونه با مجموع بار منفی الکترون ها برابر است.٣. این ابر کروی مثبت  جرمی  ندارد  و جرم  اتم  به تعداد الکترون های ان  بستگی  دارد .
٤. جرم زیاد اتم از وجود تعداد بسیار زیادی الکترون در ان ناشی می شود .

ارنست رادرفورد

•   رادرفورد نتوانست تشکیل تابش های مواد پرتوزا را  به کمک مدل اتمی تامسون توجیه کند .

از این رو در درستی مدل اتمی تامسون تردید کرد . وی در سال ١٩١٥ برای شناسایی دقیق تر ساختار اتم  آزمایش  جالبی  را طراحی و اجرا کرد . او در این آزمایش ورقه ی نازکی از طلا را با ذره های آلفا بمباران  کرد به امید ان که همه ی ذره های  پرانرژی و سنگین آلفا که دارای بار مثبت نیز هستند با کمترین میزان انحراف از این ورقه ی نازک عبور کنند اما آزمایش نتایج دیگری داشت. رادرفورد از نتایج این آزمایش شگفت زده شد و گفت : بازگشت ذره های الفا  با زاویه ای نزدیک به º١٨٠ واقعا  باور نکردنی است. مانند این است که یک گلوله ی توپ  را  به سمت  دستمال  کاغذی  پرتاب کنیم  و آن گلوله به عقب  برگردد و با ما بر خورد کند .

مدل اتمی رادرفورد ( مدل اتم هسته دار) :

دادرفورد با استفاده از نتایج آزمایش خود مدل دیگری برای اتم پیشنهاد کرد  که  مدل اتم هسته دار نامیده شد .در این مدل برای اتم  یک هسته ی بسیار کوچک در نظر می گیریم  که : اولا ً جرم اتم در ان متمرکز شده است. ثانیا ً دارای بار مثبت است محل تجمع بار های مثبت  است  بیشتر  حجم  اتم را فضای خالی  پر کرده است که الکترون ها در این فضا می چرخند . رادر فورد مدل  فوق را با استفاده از مشاهدات  و نتیجه گیری های زیر پیشنهاد کرد :

مشاهدات :

١.  بیشتر ذره های الفا بدون انحراف و در مسیر مستقیم از ورقه ی نازک طلا عبور کردند .
٢. تعداد زیادی از ذره های الفا با زاویه ی اندکی از مسیر اولیه منحرف شدند .
٣. تعداد بسیار اندکی از ذره ها ی الفا ( حدود یک از بیست هزار ) با زاویه ای بیش از 90 درجه از مسیراولیه منحرف شدند .

نتیجه گیریها :

١. الف - بیشتر حجم اتم را فضای خالی تشکیل می دهد .
٢. ب - یک میدان الکتریکی قوی در اتم وجود دارد .
٣. ج - اتم طلا هسته ای بسیار کوچک با جرم بسیار زیاد دارد .

دیگر ذره های سازندهی اتم :

آزمایش بعدی رادرفورد وهمکارانش از دیگر اسرار اتم  پرده  برداشت  و در سال  ١٩١٩ دومین ذره ی سازنده ی اتم نیزشناسایی شد.این ذره پروتون نام گرفت . پروتون ذره ای با بار نسبی ١+( بزرگی بار الکتریکی ان با بار الکترون برابر است) است وجرمی ١٨٣٧بار سنگین تر از جرم الکترون دارد .

یک سال بعد  رادرفورد  از وجود ذره ی دیگری در اتم سخن به میان اورد . وی گفت : « پروتون ها  تنها  ذره ی سازنده ی هسته  نیستند  بلکه آزمایش های من نشان می دهد که  در هسته ی اتم باید ذره ی دیگری وجود داشته باشد که بار الکتریکی ندارد ولی جرم آن با جرم پروتون برابر است . »

رادرفورد دوازده سال بر این نکته تأ کید کرد  ولی  در جامعه ی علمی آن روز کسی گفته ی او را  بدون ارایه ی شواهد آزمایشگاهی پذیرا نبود. سرانجام در سال ١٩٣٢یکی از دانشجویان پرتلاش وبا ذکاوت او که جیمز چادویک نام  داشت با  طراحی ازمایشی هوشمندانه  وجود این ذره ی خنثی  را  در  اتم با اثبات رسانید. آزمایش چادویک ازاین قرار بود که : او ذرات الفا  را به اتم های بریلیم (Be) تاباند و در اثر واکنش هسته ای انجام شده کربن (C) ونوترون به دست امد . وی نام این ذره ی جدید را نوترون نام نهاد .



مدل اتمی بور( مدل سیاره ای ) :

وجود طیف نشری برای اتم ها را نمی توان با استفاده از مدل رادرفورد توجیه نمود چون براساس مدل رادرفورد باید طیف اتم ها پیوسته باشد  در حالیکه اتم های هیدروژن طیف نشری خطی را ارئه داده بود .

وجود ارتباط با  معنا  میان الگوی  ثابت  طیف  نشری خطی  اتم هیدروژن  و ساختار اتم های آن  ذهن  دانشمندان بسیاری را  به خود مشغول ساخت. در سال ١٩١٣ نیلز  بور  دانشمند دانمارکی  در راه کشف این رابطه مدل اتمی  رادرفورد  را  برای توجیه این ارتباط  نارسا دانست و  مدل تازه ای برای اتم هیدروژن پیش نهاد کرد . او این مدل را با فرضیات زیر ارائه کرد :

١. الکترون در اتم هیدروژن در مسیری دایره ای شکل به دور هسته  گرئش می کند . 
٢. انرژی این الکترون با فاصله ی آن از هسته رابطه ای مستقیم دارد . 
٣. این الکترون فقط می تواند در فاصله های معین  و ثابتی پیرامون هسته گردش کند. در واقع  الکترون تنها مجاز است که مقادر معینی انرژی را بپذیرد . ٤. این الکترون معمولا ً در پایین ترین تراز انرژی ممکن ( نزدیک ترین مدار به هسته ) قرار دارد . به این تراز انرژی حالت پایه می گویند . ٥. با دادن مقدار معین انرژی به این الکترون می توان  ان  را  قادر ساخت که از حالت پایه (ترازی با انرژی کمتر) به حالت برانگیخته ( ترازی با انرژی بالا تر) انتقال پیدا کند. 
٦. الکترون  در  حالت  برانگیخته  ناپایدار  است  از  این  رو  همان  مقدار  انرژی را  که  پیش از این گرفته بود از دست  می دهد  و به حالت پایه باز می گردد. از انجا که برای الکترون نشر نور مناسب ترین شیوه برای از دست دادن انرژی است از این رو الکترون برانگیخته به هنگام  بازگشت به  حالت  پایه  انرژی اضافی  خود  را  که  در  واقع  تفاوت انرژی میان  دو  تراز  انرژی یاد شده است از  طریق انتشار  نوری  با طول موج معینی از دست  می دهد . 

نتایجی که از مدل بور بدست می آید :

الف. هر چه  از هسته فاصله می گیریم انرژی الکترون افزایش  پیدا می کند. ب. برای هر یک از این ترازها ی انرژی یک عدد کوانتومی اصلی در نظر می گیریم که با نماد (n) نشان می دهیم. پایدار ترین تراز الکترونی ( نزدیک به هسته) n=1 است .

بور با کوانتیده در نظر گرفتن ترازهای انرژی یا به عبارت دیگر کوانتومی در نظر گرفتن مبادله ی انرژی هنگام جابه جایی میان ترازهای یاد شده توانست با موفقیت طیف نشری خطی هیدروژن را توجیه کند .



اروین شرودینگر

مدل کوانتومی اتم ( با تأکید بر خصلت موجی) :

در  سال ١٩٢٦  اروین شرودینگر فیزیکدان مشهور اتریشی  بر مبنای رفتار دو گانه ی الکترون و با  تأکید  بر رفتار موجی ان مدلی برای اتم پیشنهاد داد . وی در این مدل به جای محدود کردن الکترون به یک مدار دایره ای شکل از حضور الکترون در فضایی سه بعدی به نام اوربیتال سخن به میان اورد . او پس از انجام محاسبات  بسیار  پیچیده ی ریاضی  نتیجه  گرفت همان  گونه  که  برای مشخص کردن  موقعیت  یک  جسم  در فضا به سه عدد ( طول وعرض و ارتفاع ) نیاز است  برای  مشخص کردن هر یک ازاوربیتال های  یک  اتم نیز به چنین داده هایی نیاز داریم . شرودینگر به این منظور از سه عدد n وl و ml استفاده کرد که عددهای کوانتومی خوانده می شوند .

n که عدد کوانتومی اصلی گفته می شود ، همان عددی است  که بور برای مشخص کردن  ترازهای انرژی در مدل   خود به کار برده  بود. در مدل کوانتومی به جای ترازهای انرژی از  واژه ی لایه های الکترونی استفاده  می شود و n  سطح انرژی را معین می کند . n=1 پایدار ترین لایه ی الکترونی را  نشان  می دهد  و هر چه  n  بالاتر رود  سطح  انرژی لایه ی الکترونی افزایش می یابد. پیرامون هسته ی اتم حداکثر هفت لایه ی الکترونی مشاهده شده است .

شباهت مدل بور و مدل کوانتومی اتم :

مدل بور و مدل کوانتومی اتم هر دو انرژی الکترون  را  کوانتومی در نظر گرفته اند . تفاوت های مدل بور و مدل کوانتومی اتم :


١. در مدل بور تنها یک عدد کوانتومی برای معرفی الکترون در نظر گرفته شد در حالی که در مدل کوانتومی  چهار عدد کوانتومی به الکترون نسبت داده شد . ٢. در مدل بور برای الکترون مسیر مشخص شده در حالی که در مدل کوانتومی تنها صحبت از احتمال حضور الکترون در یک فضا در اطراف هسته ی اتم است .٣. در مدل بور برای اتم مسیرهای دایره ای شکل به نام  تراز انرژی به دور هسته تصور شد  در حالیکه در مدل کوانتومی صحبت از یک فضا برای حرکت الکترون به نام سطح انرژی است .
نظریه ‌های دالتون نارسایی‌ها و ایرادهایی دارد و اما آغازی مهم بود. مواردی که نظریهٔ دالتون نمی‌ توانست توجیه کند:

 پدیدهٔ برقکافت (الکترولیز) و نتایج مربوط به آن
• پیوند یونی - فرق یون با اتم خنثی
• پرتو کاتدی
• پرتوزایی و واکنش‌ های هسته ‌ای
• مفهوم ظرفیت در عناصر گوناگون
• پدیدهٔ ایزوتوپی

قسمت اول نظریهٔ دالتون تأیید فیلسوف یونانی (دموکریت) بود.

نظریهٔ دالتون از سه قسمت اصلی ( قانون بقای جرم -  قانون نسبت‌ها معین -  قانون نسبت‌ های چندگانه ) می ‌باشد. مطالعهٔ اتم ‌ها و ذرات ریزتر فقط به صورت غیرمستقیم و از روی رفتار (خواص) امکان پذیر است. اولین  ذرهٔ زیراتمی  شناخته  شده الکترون است.
مواردی که به کشف و شناخت  الکترون منجر شد :

• الکتریسیتهٔ ساکن یا مالشی
• پدیدهٔ الکترولیز (برقکافت)
• پرتو کاتدی
• پدیدهٔ پرتوزایی

منبع:http://saph86-sa-pnu.mihanblog.com/post/33




داغ کن - کلوب دات کام
نظرات() 

نویسنده :**fatemeh** M
تاریخ:چهارشنبه 12 مهر 1391-09:09 ب.ظ

"زندگی نامه جان دالتون"

جان دالتون

10 سال قبل از ثبت و اعلان استقلال آمریكا در سال 1766، جان دالتون در انگلستان متولد شد. خانواده او در یك كلبه كوچك گالی در روستایی زندگی می‎كردند. در كودكی، جان به همراه برادرش در یك مزرعه كار می‎كرد و در مغازه پدر در بافتن لباس او را یاری می‎دادند. با وجود فراهم بودن اندكی از لوازم اولیه زندگی آنها خانواده فقیری بودند، بسیاری از پسران فقیر در آن زمان از داشتن تحصیلات محروم بودند، اما جان توانست با خوش‎شانسی در مدرسه‎ای در همان نزدیك زادگاهش مشغول تحصیل شود. (مردم شانس دارن ما هم شانس داریم)

در سال 1766، تنها از هر 200 نفر، یك نفر قادر به خواندن بود. جان دانش‎‎آموزی خوب بود و به یادگیری علاقه زیادی نشان می‎داد. آموزگاران نیز او را به یادگیری تشویق می‎كردند. در 12 سالگی، او اولین مدرسه خود را در شهری نزدیك محل اقامتش باز كرد اما به خاطر كمبود پول مجبور به بستن آنجا و كاركردن در مزرعه عمه‎اش شد. 

3 سال بعد، به همراه برادر بزرگتر و یكی از دوستانش مدرسه‎ای را در 0كندال) Kendall انگلیس باز كرد. به تدرس انگلیسی. لانتین، یونانی، فرانسوی و 21 موضوع علمی و ریاضی پرداخت. جان به یادگیری طبیعت و هوای اطراف خود می‎پرداخت. او پروانه‎ها، حلزون‎، و ... را جمع‎آوری می‎كرد.جان دالتون پی برد كه دچار كورنگی ست و به یادگیری آن روی آورد. در 1793، جان به عنوان معلم خصوصی به منچستر رفت و در كالج جدید مشغول به تدریس شد. و در آنجا به مشاهده رفتار گازها پرداخت. 

او به عناصر و اجزاء مختلف و چگونگی درست شدن آنها اندیشید. جان نظریه‎ای داشت كه بر طبق آن، هر عنصری از اتم‎های مجزا تشكیل شده و تمام عناصر با یكدیگر متفاوت هستند زیرا اتم‎های سازنده هر كدام از آنها، با دیگری متفاوت است. 

او فكر می‎كرد كه هر عنصری وزن مخصوص می‎دارد، زیرا از اتم‎های متفاوتی تشكیل شده.در سال 1808، جان دالتون كتابی با مضمون، "نظامی نوین در فلسه شیمی" منتشر كرد كه در آن وزن بسیاری از اتم‎های شناخته شده را جمع‎آوری و لیست كرده بود. مقدار عددی وزن‎هایی كه او محاسبه كرده كاملاً دقیق نبودند، اما مبنایی بودند برای "جدول دوره‎ای پیشرفته"، اگرچه بسیاری نظریه دالتون در مورد ساختار اتم را نپذیرفتند، اما وی بر تحقیقات خود برای دفاع از نظریه‎اش ادامه می‎داد. 

جان دالتون در سال 1844 درگذشت، او با افتخار در انگلستان به خاك سپرده شد. بیش از 000/400 نفر بدن بی‎جان او را هنگام قرار گرفتن در تابوت مشاهده كردند. به عنوان آخرین تجربه و آزمایش، از كالبد شكافی استفاده كرد تا دلیل كورنگی خود را پیدا كند. او ثابت كرد كه چشمان او دلیل این نمی‎باشند، بلكه اشكال از قوه درك و احساس بینایی او در قسمتی از مغزش بود كه از كار افتاده بود. حتی تا لحظات آخر زندگی. او به گسترش علم و دانش كمك كرد. 

امروز، دانشمندان در هر جا، نظریه دالتون درباره ساختار اتم را مورد قبول می‎دانند. یك پسر ساده روستایی روش جدیدی برای اندیشیدن و نگاه كردن به عالم هستی و چگونگی كاركرد آن را به مردم و اهل دانش نشان داد. 

(((((((((((دوستان عزیز نظر فراموش نشه))))))))))))))))




داغ کن - کلوب دات کام
نظرات()