لخّصلي

Quantized Energy تكمية الطاقة

بدأ يور بالترتيب الكواكبي للإلكترونات، كما هو موضح في الشكل 9-4. لكنه قدم نظرية جريئة تنص على أن قوانين الكهرومغناطيسية لا تطبق على داخل الذرة. فافترض أن الإلكترونات في المدار المستقر لا تشع طاقة رغم أنها تتسارع، واعتبر أن هذا هو شرط استقرار الذرة، وذهب إلى افتراض أن حالة الاستقرار للذرات تكون فقط عندما تكون كميات الطاقة فيها محددة؛ أي أنه اعتبر أن مستويات الطاقة في الذرة مكماة.

وكما هو موضح في الشكل 10-4 فإن تكمية الطاقة في الذرات يمكن تشبيهها بدرجات سلم؛ بحيث يتناقص البعد بين كل درجتين كلما صعدنا إلى أعلى. وحتى تصعد إلى درجات أعلى للسلم يجب أن تنتقل من الدرجة الأدنى إلى الدرجة الأعلى، ومن المستحيل الوقوف عند نقطة تقع بين درجتين. والذرات لها كميات مكماة من الطاقة كل منها يسمى مستوى طاقة، فكما أنه لا يمكنك أن تشغل مكانًا بين درجتي سلم فإن طاقة الذرة لا يمكن أن يكون لها قيمة بين طاقتي مستويين من مستويات الطاقة المسموح بها. وعندما تكون طاقة الذرة عند أقل مقدار مسموح به يقال إنها في حالة استقرار. وعندما تمتص الذرة كمية محددة من الطاقة فإنها تنتقل إلى مستوى طاقة أعلى، أي مستوى طاقة أعلى من مستوى الاستقرار. وهذه

الحالة تسمى حالة الإثارة.

طاقة الذرة ما الذي يحدد طاقة الذرة ؟ طاقة الذرة تساوي مجموع طاقة حركة الإلكترونات وطاقة الوضع الناتجة عن قوة التجاذب بين الإلكترونات والنواة. وطاقة الإلكترون في المستويات القريبة من النواة أقل من طاقة الإلكترون في المستويات البعيدة عنها؛ لأنه يجب أن يبذل شغل لنقل الإلكترونات بعيدًا عن النواة. وهكذا تكون الذرات في حالة إثارة عندما تكون إلكتروناتها عند مستويات طاقة أعلى؛ أي في مستويات أبعد عن النواة. ولأن الطاقة مكماة وترتبط برقم المستوى فإن طاقة المستوى مكماة أيضًا. يعرف نموذج الذرة الذي تم وصفه آنفا، والذي يبين وجود نواة مركزية و وإلكترونات لها مستويات . طاقة مكماة

تدور حولها بنموذج بور للذرة.

ذا كان بور مصيبًا في افتراضه أن الذرات المستقرة لا تبعث طاقة، فمن المسؤول إذن عن سيف الانبعاث المميز للذرة؟ للإجابة عن هذا السؤال، اقترح بور أن طاقة كهرومغناطيسية سعث عندما تتغير حالة الذرة من حالة استقرار إلى حالة استقرار أخرى. ومن نظرية اثير الكهروضوئي لأينشتاين أدرك بور أن طاقة كل فوتون تعطى بالمعادلة hf = مرتون E، افترض أنه عندما تمتص الذرة فوتونا فإنها تصبح مثارة، وتزداد طاقتها بمقدار يساوي ة ذلك الفوتون، ثم تنتقل هذه الذرة المثارة إلى مستوى طاقة أقل عندما تشع فوتونا.
 

التحليل الطيفي بعد كل من طبقي الانبعاث والامتصاص وسيلة علمية مفيدة، فنتيجة للأطياف المميزة للعنصر استطاع العلماء تحليل وتحديد وحساب كمية المواد المجهولة عن طريق ملاحظة الأطياف التي تبعثها أو تمتصها، ولأطياف الانبعاث والامتصاص أهمية بالغة في الصناعة كما في البحوث العلمية. تقوم مصانع الحديد مثلا بإعادة معالجة كميات كبيرة من حديد الخردة الذي يحتوي على تراكيب مختلفة، فيتم التحديد الدقيق التراكيب في دقائق بالتحليل الطيفي. كما يمكن تعديل تركيب الحديد ليتناسب . المواصفات التجارية، وتقوم محطات معالجة الفلزات - ومنها الألومنيوم والزنك ومعادن أخرى - بتطبيق الطريقة نفسها. مع

إن دراسة الأطياف تعد فرعا من العلم المعروف باسم التحليل الطيفي، ويعمل الباحثون في هذا العلم في مؤسسات الأبحاث والمؤسسات الصناعية. وقد تم إثبات أن علم التحليل الطيفي أداة فعالة لتحليل الفلزات الموجودة على الأرض، وهو الأداة المتوافرة الوحيدة

حاليا لدراسة مكونات النجوم على مدى الفضاء المتسع.

نموذج بور للذرة The Bohr Model of the Atom

في القرن التاسع عشر، حاول بعض العلماء استخدام الأطياف الذرية لتحديد مكونات الذرة. وتمت دراسة الهيدروجين بدقة؛ لأنه العنصر الأخف، وله أبسط طيف؛ حيث يتكون الطيف المرئي للهيدروجين من أربعة خطوط الأحمر والأخضر، والأزرق، والبنفسجي، كما هو موضح في الشكل 48 وأي نظرية علمية تفسر مكونات الذرة يجب أن تأخذ في الحسبان هذه الأطوال الموجية وتدعم النموذج النووي. ومع ذلك فإن النموذج النووي الذي اقترحه راذر فورد لم يخل من السلبيات؛ حيث افترض أن الإلكترونات تدور حول النواة تماما، كما تدور الكواكب حول الشمس. فكانت هناك ثغرة خطيرة في النموذج

نووي ( نموذج الكواكب).

سلبيات النموذج النووي ( نموذج الكواكب يتسارع الإلكترون في مستواه مع استمرار رانه حول النواة. وكما درست سابقا فإن الإلكترونات المتسارعة تشع طاقة عن طريق سعات موجات كهرومغناطيسية. وسرعة معدل فقد الإلكترون الدائر حول النواة لطاقته حل مساره لولبيا حتى يسقط في النواة خلال 10 . لذلك فإن نموذج الكواكب لا يتفق قوانين الكهرومغناطيسية. إضافة إلى ذلك يتوقع نموذج الكواكب أن الإلكترونات ارعة سوف تشع طاقتها عند كل الأطوال الموجية، لكن كما درست، فإن الضوء

حث من الذرات يُشع عند أطوال موجية محددة فقط.

الفيزيائي الدنماركي نيلز بور إلى بريطانيا عام 1911م، وانضم إلى مجموعة رادرفورد ل في تحديد تركيب الذرة وحاول توحيد النموذج النووي مع مستويات الطاقة ة البلانك ونظرية أينشتاين في الضوء. فكانت هذه فكرة جريئة؛ لأنه منذ عام 1911م ن أي من هذه الأفكار الجريئة مفهومة على نطاق واسع، أو مقبولة.