شرح الذرة وتفصيلها فيزيائيا

سأبدأ الحديث بتبسيط وشرح الذرة ونشئتها التأريخية وكيفية تأثيرها علينا اجتماعيا واقتصاديا وكل امور الحياة المتعلقة بها .

بدايتا سنرحل الى الماضي الى فترة ما تقارب 450 إلى 350 قبل الميلاد ،في تلك الفترة ظهر الفيلسوف والعالم سيلوبوس وطالبه ديموكريتوس .
المعلم ابتدأ فكرته والتي طورها طالبه الى ما نسميها ونطلق عليها تسمية الذرة .
ديموكريتوس وفكرته كانت جدا بسيطة بطرحها وفهمها أيضا.
فكرته كانت تعتمد بشكل اساسي على المكونات التي تكوننا وتكون كل شئ نراه .وبما إن مكوناتنا متكونه من امور أصغر اذن كإطروحته سأل ما هو اصغر شئ لا نستطيع تقسيمه او قطعه او كسره ?
والإجابة كانت A TOMOS
حرف A معناه بلا اه بدون
TOMOS معناها تقطيع او تقسيم او تكسير
فكلا الكلمتين معناهما اصغر وحدة لا نستطيع تقسيمها والتي تستعمل الى الان بكل اللغات عدا السامية وبعض اللغات الشرقية .
فكرة الذرة أُهمِلت من قبل أرسطو لانه لم يتصور وجود شيئا لا يقسم ولم يتصور وجود وحدات هي من تكوننا مثل الذرات .
وماتت الفكرة على مدى ما يقارب الالفين عام لتطفوا مجددا مع نهضة العلم في اواخر القرن السابع عشر والثامن عشر .
الاسباب هي كالمعتاد لظهورها هي ‫-;-#‏الحاجة‬-;- .
الحاجة التي أتت واستطلبت ظهور علم كهذا هي محركات البخار والنهضة العلمية مع الانتاج الفائض باستخدام محركات ومصانع بخارية .
التسريب الضئيل لجزيئات البخار كان يؤثر على الانتاج ورغم صغر حجمه فهو عامل طردي مع الزمن ليسبب خسائر ومنها انطلق العلماء لتكوين قانون او قوانين تلزمنا بكيفية استغلال البخار على احسن الطرق وتقليل الخسارة المفقودة من البخار ‫-;-#‏باعتبارها_طاقة‬-;- .
نشأت و اتولدت الديناميكية الحرارية مع قوانينها الصارمة ومن ضمنها قانون مصونة الطاقة المعروف وغيرها .
وكصورة إجمالية تم حصر الذرة مع الطاقة وعواملها من خلال قوانين الديناميكية .
وفي أواخر القرن التاسع عشر مع تطور النظريات الفيزيائية للضوء والكهرباء والمغناطيسية ابتدأ العلماء بالتوجه الى كل ما هو مفكك ومصغر ومفتت الى اصغر صورة لكي نتوصل الى فهم ابعد واقدر لما هو حوالينا .
كانت توجد حالة غريبة وتسمى حركة براون او brownianmotion
نسبتا الى العالم وهي عبارة عن حركة الالياف القطنية في الماء ،وكل العلماء توقعوا انها مجرد حركة طبيعية لا اساس او شرح علمي لها .
الى أن يأتي عالم بعشرينات عمره ويكتب ورقة علمية التي بسببها يشرح الحركة وايضا بها يثبت وجود الذرة كحقيقة وليست خيال في عام 1905
, لكي يحصل على نوبل بسببها .
اينستاين شرح الحركة وكيفية وجودها وعلاقتها بالضوء الكهربائي للحركة داخل الذرة .
ومنها ولدت نظريات جديدة وحتى قوانين حركة وديناميكية جديدة خاصة بالذرة .
لانه توجد الميكانيكية والحركة القديمة للاجسام التي طورها نيوتن .
وتوجد الديناميكية والميكانيكية الحرارية للطاقة والغازات والسوائل .
ووجدت الديناميكية والحركة وميكانيكيتها للذرة وخصائصها .

وعلى هذا الصعيد ظهرت مدرستان مناقضتان لبعضهم البعض من حيث النظريات ودرجة قبولها بخصوص الذرة .
مدرسة اينستاين واتباعه من الفيزيائيين القدامى وحتى الجدد الذين كانوا يتبعوه لشهرته ومنهم شرودنجر ودوبروي .
والمدرسة الجديدة برئاسة نيلز بور واتباعه مثل هاسنبرغ وروذرفورد .

المدرسة القديمة اصرت والحت على وجود قوانين ثابتة تشرح حركة الالكترونات وكيفيتها .
بينما الجديدة اصرت والحت على وجود قوانين محدثة سباقة من نوعها وتخرق بعض القوانين المنطقية بحجة هذه هي ما تظهره الحسابات والتجارب .

باختصار مجمل لكل المعضلات التي قدمتها كلا المدرستان هي التالية.
اولا لماذا توجد قفزات الكترونية ?
لماذا كل قفزة باشعاع خاص لها ?
ما هي اسباب وجود طاقة لا متناهية في الالكترون ?
ولماذا الذرة اغلبيتها فراغ تام ?
لماذا المجالات الالكترونية لا تسمح بمراقبتها الدائمة ?
والكثير من الاسئلة الفلسفية التي ليس لها علاقة علميا ! بصراحة .
معظم هذه الاسئلة طرحت من قبل المدرسة القديمة .
دوبروي اتى بقانون يشرح به كيفية حركة الالكترون على شكل موجة راديو وهذا ما يفهمه اينستاين واتباعه واكملها شرودنجر بشرحه لقانونه بان الالكترون بموجته الخاصة يشكل ذبذبات واهتزازات تؤدي الى ارسال موجات ضوئية مثل القفزات الكوانتية التي يقصدها بور !
هاسنبرغ هجم على هذه المعضلة واتى بشرح اوفى واوسع وايضا بنفس الوقت مزعج بعض الشئ لغموض هذا العالم الصغير .
المعروف فيزيائيا بان كل معضلة إن عكسنا المعادلة وجب ان تعطينا نفس النتيجة .
3×5=5×3
موقع الثلاثة والخمسة لا يهم لان النتيجة حتى لو عكسناها ستأتي بالمثل .
وهنا أتى هاسنبرغ بمعضلته !!!!
لكي نعرف مكان الالكترون إذن نحن ملزمين بإلقاء سرعته خارج الموضوع وعدم معرفتها !
وإن اردنا معرفة سرعة الالكترون إذن علينا بالاعتراف بمرور الالكترون لكي نقيس سرعته لكننا ايضا بذلك فقدنا مكانه الحالي !!
والان لنتخيل مكان الالكترون هو رقم 3 والسرعة هي رقم 5 !
وهنا اتت مشكلة هاسنبرغ وقانون لعدم التعيين .
المشكله هي لا يوجد ‫-;-#‏شئ‬-;- محدد ‫-;-#‏معين‬-;- للالكترون لان مكانه وسرعته ليسا بالثوابت الرقمية مثل 5 و3 بل متذبذبة حسب القياس الذي تقوم به بتلك اللحظة !
هاسنبرغ واجه شرودنجر في احدى محاضراته عن ذبذبات الالكترون واظهر كيفية نقصها ونقضها كقانون .
كل ما واجهه هاسنبرغ كان هو صراخ من المشجعين لشرودنجر له بالسكوت .
فخرج هاسنبرغ وعاد ذليلا الى بور .
وانتهت المعركة باجتماع العمالقة باجتماع سولفي عام 1927 في بروكسل بلجيكا.
وطيلة اسبوع الاجتماع كاملا كانت معركة واضحة وايضا تامة ومتممة لكي تطرح كل من المدارس ادلتها وبراهينها وحججها .
ويقال بأن اينستاين خصيصا كان يأتي صباح كل يوم بمجموعة اعتراضات واسئلة بخصوص الكمية ويطرحها مباشرتا على بور .
ويقال بأن بور كان يذهب وحيدا قلقا من اسئلة اينستاين لكن ليعود مسائا وبابتسامة المنتصرين بحلها وهكذا دواليك طيلة هذا الاسبوع ومنها نبعت نظرية الذرة ونظرية الكمية وميكانيكيتها للذرة واجزاء الذرة .
واينستاين مات وهو معترف بعدم تصديقه للكمية !
رغم اثبات صحتها الان ومستمرة لاكثر من ثمانين سنة بذلك .

ولكم كل الشكر والاحترام والتقدير