العباقره هم عقول الأمم بهم تحيا أبيه راقيه يبدعون فى شتى مناحى الحياه

 

<!--

<!--<!--

<!--

السؤال عن طبيعة أشعة الضوء أحد أقدم المسائل الفيزيائية

أحد التفسيرات الحديثة الضوء يتكون من جسيمات

تندفع فى الفضاء من مصدر الضوء الذي يطلقها

فى الحالات الأخرى الضوء عبارة عن حركه موجبه

هاتان النظريتان كانتا موجودتين

 الثابت فى كليهما الضوء يسير فى خطوط مستقيمة

القرن التاسع عشر

شهد إنتصار نظرية الموجات

وهى مستنده على دراسة سلسله من الظواهر

والتى نفسرها بنظرية الموجات ولا نفسرها بنظرية الجسيمات

هذه الظواهر كالحيود والذى يكون لشعاع الضوء

عندما يمر من ثقب صغير فى شاشه معتمة

على طول الشعاع المنحرف

هناك تبادل بين أشرطة معتمة وأشرطه مضيئة

أجزاء معتمة وأجزاء مضيئة

فى القرن التاسع عشر

عدد كبير من الظواهر تم تفسيرها كلها بنظرية الموجه

ولكن ظهر أنها لا يمكن تفسيرها بنظرية الجسيمات

وظهر مدى صحة نظرية الموجه تأكد صحة نظرية الموجه

ايضا كانت إكتشافات عديده مهمه

كالإلكترون أصغر وحده مشحونة موجودة فى حاله حره

تحت تأثير هاتين الفكرتين

هناك عالمان أحدهما عالم الضوء أى الموجات

والآخر عالم الماده الذرات والالكترونات

هناك من يؤيد بقوه نظرية الجسيمات

شعاع الضوء يبعث سيل من الإلكترونات من ماده

عدد الإلكترونات يعتمد على شدة الأشعه

ولكن السرعة التي بها الإلكترونات تغادر المادة

 مثل الذي ينشأ من شعاع الضوء

من أقوى مصادر الضوء كالنجوم الساطعة

فى هذه الحالة كل شئ يبدو لو أنه شعاع الضوء

يتكون من جسيمات تعبر الكون غير متغير ولا متحول

يبدو الضوء مره وكأنه مره موجه متحركة

ومره كسيل من الجسيمات

بعض الخصائص يمكن تفسيرها بأنه موجه

وخصائص أخرى يمكن تفسيرها على أنها سيل من الجسيمات

لويس دي بروي

ليس كل خصائص المادة

يمكن تفسيرها على أنها تتكون من جسيمات

هناك ظواهر أخرى فسرها هو

ويمكن تفسيرها وفقط لو إفترضنا أن المادة موجه متحركة

ليست هناك حقيقة واحده

لويس دي بري

سيل من الالكترونات يمر خلال ثقب فى شاشه معتمة

 لابد أن يظهر نفس الظواهرالتى يظهرها شعاع الضوء تحت نفس الظروف

الظاهرة

تبدأ عندما أشعة الالكترونات تنعكس بسطح بلوري

او عندما تثقب لوحة رفيعة

النتائج التجريبية المتحصل عليها بتلك الطرق

بتلك الطريقة عززت نظرية دي بري

فى الحقيقة يمكن افتراض أن المادة لها طبيعة موجيه

لا يوجد عالمان واحد للضوء والموجات والأخر للجسيمات

هناك عالم واحد بعض خصائصه نفسرها بنظرية الموجات

واأخرى نفسرها بنظرية الجسيمات

<!--<!--[if gte mso 10]> <mce:style><! /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"جدول عادي"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-qformat:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin:0cm; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman","serif";} -->

 

<!--[endif] -->

<!--

<!--<!--

عرف أن المادة التي تتعرض لأشعة السينية تبعث إشعاعات لها خصائص مختلفة بجانب إنبعاث الكترونات مماثل لفعل الفوتونات

لا نطلاق إلكترونات بعد إمتصاص الطاقة فى المنطقة المرئية من الإشعاع هناك أشعه ثانوية حتى قبل معرفة طرق قياس أطياف أشعه ألسينيه

هذه الاشعه السينية الثانوية تحققننا من وجودها

 بإمتصاصها لتكون ذات طبيعة مزدوجة

بركلا من خلال دراساته

الأشعه الثانوية أشعة السينيه

تتكون جزئيا من الأشعة المتفرقة والتى لها نفس القدره على الإختراق مثل الأشعة الأساسيه

وهى مخصوصه مميزه تخص الذره الكيميائيه والتى يسهل امتصاصها

عندما تسقط أشعه السينيه على ماده لها وزن ذرى صغير مثل الجرافيت لم يستطيع بركلا تحديد الاشعه السينيه  المميزه

ولكن فقط الاشعه الثانويه المتفرقه التى لها نفس خصائص الاشعه الرئيسيه

فى مساردراسات بركلا عن الامتصاص

اكتشف أن الاشعه الثانوية ولو جزئيا يسهل امتصاصها

ولذلك لها طول موجي اكبر

ظن بركلا أن هذا الامتصاص أحد خصائص أشعه السينية الجديدة

هنا  ظهر كمبتون وظهر تأثيره

بدأ بدراسة طيف الأشعه الثانوية لذرات وزنها الذرى صغير 

بدأ بدراسات أشعة السينية المتفرقة بعد عمل أولى وجد طريقه تجريبييه أعطت نتائج

باستخدام الأشعه السينية المتجانسة مماثله

باستخدام مصدر ضوء يخرج منه ضوء طيفى وحيد

وجد أن الأشعة المتفرقة  تتكون من خطيين

واحد مماثل تماما مصدر الاشعه

والأخر طوله الموجى أكبر وهذا أول دليل على تأثير كمبتون

حقيقة شككننا فيها ولكنها تحققت وثبت أن مستقلا عن طبيعة المادة

المستخدمة فى التشتيت

بينماهى تختلف باختلاف الزاوية

 بين الاشعه الحادثة والاشعه المتفرقة

الظاهره لا يمكن تفسيرها بأنها خصيصه من خصائص

الاشعه المعروفه

كمبتون توقع نوع من النظرية الجسيميه

والتى كل النتائج تظهر توافقا مع و جود الخطأ تبعا لهذه النظرية

كم الأشعه يعاد بثه فى إتجاه معين

بواسطة إلكترون وحيد وهو يكون زاوية حادة مع الأشعه الحادثة

هذه النظرية أدت إلى زيادة فى الطول الموجى للاشعه الحاداثه

سوف تتضمن سرعة للإلكترون المتراجع والذي يتراوح بين

صفر و80 %  من سرعة الضوء

الإلكترونات المرتده بسرعه أصغر بكثير من المذكور والذى يضاهى

التأثير الكهروضوئى خروج الإلكترونات من سطح معدن عند إمتصاص شعاع ضوء مرئى

يمكن حدوثه أيضا فى أطوال موجيه تتراوح

 مابين الفوق بنفسجيه وأشعه السينيه وأشعه جاما

السطح الذى يخرج منه الالكترونات قد يكون صلب اوسائل او غز

تم تحديد الالكترونات المرتده باستخدام طريقة ولسون

الظاهرة الثانية لتاثير كمبتون تأكدت تجريبيا

كما كان متوقع نظريا

تأثير كمبتون تخلص من التفسيرات الأولى

 المعتمدة على النظرية الجسيميه

التأثير تحصل على قبول والتقى على مشاهدات

فى محيط مشاهدات

لا يمكن  قبول نظريه ذريه بغير تفسير هذه الظاهره

تأثير كمبتون له تأثير على امتصاص الموجات القصيرة ذات الطبيعة الكهرومغناطيسية خصوصا الإشعاعات

ويلسون تحصل على نوبل عام1927

لاكتشافه طريقه تجريبيه ترجع لعام 1911

تعتمد على تكون سحب تتكون عندما كميه ملائمة من بخار الهواء الرطب يتمدد فجأة

التبريد الذي يحدث بسبب التمدد يجعل درجة الحرارة

 تسقط الى نقطه اقل من  الندى

البخار يتكاثف البخار يتحول إلى قطرات صغيره

عند تكاثفه يكون سحبا مرئية

فى أولى مراحل تكاثف القطرات تتكون حول نواه

لتكون قطرة السحاب بعد اكتشاف الإشعاعات الجسيميه

بتجارب هولمتز عندما وجد أن سيل من البخار يفقد شفافيته

فى الأشياء المشحونة كهربيا بعد معرفة ان الكهرباء تسير خلال الغازات عن طريق الأيونات

تتكون الأيونات او بمعنى آخر الغازات تتأين

تحت تأثير الأشعة السينيه أو المواد المشعه

ويلسون تتبع الرسومات البيانيه التي تصف تكون القطرات حول الجسيمات المشحونة  جسيمات ألفا جسيمات بيتا

من مواد مشعه تؤين الغازات ومساراتها

يعطى الرسم البيانى صوره لمسارات الجسيمات المتأينه

الطريقه المثلى للابحاث لم تتم حتى عام 1923

باستخدام ثلاثة بندولات لهما وقت معين والتى تنطلق لحظيا

البندول الذى يبدأ أولا يفتح اتصالا مع المضخه

والشفط الحادث يستخدم جهاز ميكانيكي لإنتاج تمديد

مفاجئ للغاز الذى هو محل الاختار

البندول الثانى يطلق شرر كهربى يمر خلال أنبوب أشعة السينيه 

الشرر المتردد ينتج  يطلق مضاد أشعه السينيه لفتره قصيره

جدا خلال الغاز أمام عدسات كاميرا

البندول الثالث يطلق شررإلكترونى يمر خلال بخار الزئبق

يضئ السحاب لحظيا

يزحلق أوزان على البندولات المختلفة

ويلسون كان قادرا على ارسال الغاز فى لحظه عند اكتمال التمديد

إضاءة شرر تكوين كافي للقطرات

يحتاج لوقت ليتحرك التيار فى الغاز

والذى ربما يغير من شكل المسارات المرئيه

على صور فوتوغرافيه

ظهرت صورة على شكل خطوط بيضاء

 

 

<!--

<!--<!--

<!--

الطبيعه يمكن شرحها بطريقتين

لفهم عدد من الظواهر

  0 نستطيع أن نستنتج قوانين عامه

 على أساس ملاحظات نستخلص ظواهر حقيقية

0     نستطيع الانطلاق من فرضيه عن تركيب المادة

ونبحث عن تفسير الظواهر من هذا التركيب

هاتان الطريقتان استخدمتا من زمن بعيد

هذا المثال سيسمح بتوضيح الفرق

نعرف أن الهواء أقل كثافة على  قمم الجبال عن أسفلها

هذه الظاهرة نفسرها كليا بقوانين تحكم الغازات الثقيلة

وليس هناك ما يجعلنا ننظر للغازات

على أنها وسط تتواصل جزيئاته

الغاز يشكل صوره لعدد من الجزيئات

تتحرك فى كل الاتجاهات

جين بارين  حصل على نوبل عام 1926

لوضعه نهايه للجدل القائم حول وجود الجزيئات

من قوانين تحكم حركة الجزيئات نظرا لوزنها

الهواء لا ينضغط على سطح الأرض ولكنه يمور

ويتخلخل  فوق الجبال

حركة الجزيئات تحكمها نفس القوانين

لابد أن يكون هناك شيئا

 ما يجمع كل الانظمه للجزيئات الصغيرة

لو أن كميه كبيرة من جسيمات صغيره

وزعت فى سائل لن تستقر كلها فى القاع

حتى لو كانت أثقل من السائل

ولكن لابد أن تتوزع على مستويات تبعا

لقوانين تماثل قوانين الهواء

لابد من تجربه

نستخلص نتائجها

لابد من تحضير نظام من جسيمات صغيره

كلها لها نفس الوزن والحجم

نجح بارين من تحضير تحصل عليه من صابون نباتي

والذي يمكن استخدامه مثل الصابون

بدلكه (الجامبوج) بين يديه تحت الماء

تحصل على معلق تحت الميكرسكوب

ظهر كانه جسيمات كرويه لها احجام مختلفه

نجح فى الحصول على معلق م جزيئات لها ابعاد

معينه وكلها لها نفس الحجم

استطاع على مدار شهور الحصول من كجم من الجامبوج

على عدد من الديسجرامات من الجامبوج

استطاع أن يحدد واحده من أهم الخصائص

أو الثوابت الفيزيائية

عدد الجزيئات من ماده ما فى عدد من الجرامات

كما نحددها بالوزن الجزيئى

عدد الجزيئات فى جرامين من الهيدروجين

القيمة المتحصل عليها تماثل بحساب الأخطاء

تلك القيمة المتحصل عليها من نظرية الغازات المتحركة

أعطى برين بطريقه غير مباشره برهان

 ودليل على وجود الجزيئات

البرهان المباشر حركة الجزيئات

الميكرسكوبيه تحت الميكروسكوب

هذه الحركة بسبب تأثير جزيئات السائل عليها

أعطى اينشتاين تفسير رياضي لهذه الظاهرة

قدم سيدبيج دليل تجريبي

بعده تناول المسألة برين وسيدبرج

قياساته عن الحركة البراونيه  توافقت مع نظرية اينشتاين

تحصلنا على عدد أفوجادرو جديد

جزيئات تتحرك فى السائل حركه أمامية

نظرية الحركة الدورانيه قدمها اينشتاين

القياسات قدمها برين

فى هذه الطريقة وجد طريقه جديدة يحدد بها عدد افوجادرو

ماهى عدد الجزيئات فى جرامين هيدروجين

<!--<!--

 

 

 

<!--

<!--<!--<!--

الفيزياء الذرية فرع من فروع الفيزياء

أوجده نيلس بور عام  1913  

نتائج فى مجال المطياف

الضوء المنبعث من غاز متوهج

بتحليله بالمطياف ينقسم إلى عدد كبير من خطوط الطيف

علاقة موجودة بين الطول الموحى لهذه الخطوط الطيفيفه

إكتشفها بالمر عام 1885 لطيف الهيدروجين

فهو عنصر ينتج عدد كبير من خطوط الطيف

ماهو السبب الرئيسى وراء العلاقات بين الطول الموجى

لخطوط الطيف لعنصر الواحد

محاولات عديده قام بها العلماء للإجابه عن هذا التساؤل

كانت نقله نوعيه فى مجال الفيزياء عندما إستطاع بور

حل المسأله

فرضية بور

كل ذره يمكن أن تتواجد فى عدد لا محدود من الحالات المختلفة

ما يعرف بالحالات المستقرة يميزها مستوى طاقه بعينه

الفرق بين هذه المستويات من الطاقه نقسها بثابت بلانك

وضع بور فرضيات بمساعدتها إستطاع بور أن يحسب خطوط الطيف لذرة الهيدروجين وأيون الهليوم

بعد عام 1913 جيل كامل من العلماء النظريين والتجريبيين

نظروا أنفسهم للفيزياء الذرية وتطبيقاتها

الذرة يمكن أن تتواجد فى حالات مختلفة كل منها

يتميز بمستوى طاقه هذا المستوى من الطاقة

تحكم خطوط الطيف التي تطلقها الذرة بالطريقة المقترحة

نجحت فرضية بور ليست كفرضيه ولكن بنتائج تجارب

قام بها فرانك – جوستاف هرتز

وعليها حصلا على جائزة نوبل فى الفيزياء عام 1925

تجربة فرانك هيرتز Franck-Hertz Experiment

من نتائج نموذج بور تبين أن مستويات الطاقة للذرة مكممة وذلك من خلال قيم محددة لمستويات الطاقة التي يمكن للألكترون ان يتواجد فيها في الذرات ذات الإلكترون الوحيد.  وهذا بالطبع هو نفس الحال للذرات المتعددة الإلكترونات، كذلك أن إشعاع الجسم الاسود فسره العالم بلانك على أساس وجود الذرات في مستويات طاقة مكممة معلومة الكميه ولإجراء تجربة عملية لإثبات أن مستويات الطاقة في الذرة مكممة قام العالمان فرانك وهرتز 1914 بتصميم تجربة كما في الشكل التالي:

والتي تتكون من أنبوبة مفرغة من الهواء وبها ذرات من الزئبق Hg عند ضغط منخفض، على الجانب الأيسر من الأنبوبة مصدر الكتروي عبارة عن فتيلة تسخن بمرور التيار الكهربي وينطلق منها الكترونات باتجاه الكاثود ذو الجهد السالب ليعمل على تعجيل الإلكترونات باتجاه الأنود ذو الجهد الموجب، ويتم التحكم بطاقة التعجيل من خلال تغيير الجهد المطبق على الكاثود والأنود حيث ان طاقة الإلكترونات تعتمد على شحنة الإلكترون وفرق الجهد

Ee = eV

تنفذ الإلكترونات من الأنود المكون من شبكة معدنية باتجاه لوح collector مطبق عليه جهد سالب متصل بأميتر لقياس شدة التيار الناتج عن الألكترونات التي تصطدم بذلك اللوح.

فكرة التجربة
تنطلق الإلكترونات المنبعثة من الفتيلة الحرارية باتجاه الأنود تحت تأثير فرق جهد التعجيل الذي يكسب الإلكترونات طاقة حركة وإذا كانت طاقة الحركة كافية للتغلب على جهد اللوح collector فإنها تعبر في الدائرة الكهربية التي يمكن قياس شدة التيار الكهربي المار بها من خلال مؤشر الأميتر.  وبدراسة العلاقة بين فرق جهد التعجيل (طاقة حركة الإلكترونات) مع شدة التيار المار في الدائرة فإنه من المتوقع ان تزداد شدة التيار بزيادة فرق جهد التعجيل، مع العلم ان الإلكترونات المعجلة تتصادم مع ذرات الزئبق في الانبوبة المفرغة.

يتضح من المنحنى السابق ان التيار يزداد بزيادة فرق الجهد حتى يصل فرق الجهد إلى القيمة 4.9V فإن التيار يتناقص فجأة وهذا يشير إلى أن الإلكترونات المعجلة عند هذه القيمة تتفاعل مع ذرات الزئبق الذي يمتص طاقة الإلكترونات وتصبح ذرات الزئبق مثارة وبالتالي فإن هذه الإلكترونات تفقد طاقة حركتها ولا تستطيع التغلب على الجهد السالب للوح collector وعند زيادة فرق الجهد تدريجياً تصبح الإلكترونات قادرة على الوصول إلى لوح collector وهذا يؤدي إلى زيادة التيار مع فرق الجهد مرة اخرى إلى أن يصل فرق الجهد إلى القيمة 9.8Volt اي ضعف القيمة السابقة وهنا أيضا يحدث تناقص حاد في التيار الكهربي وهذا يشير إلى أن الإلكترون أعطى طاقته لذرة الزئبق بمقدار 4.9Volt وبعدها اصطدم بذرة زئبق اخرى والتي امتصت ما تبقى من طاقة الإلكترون وبالتالي يصبح الإلكترون غير قادر على التغلب على جهد اللوح collector وبالتالي يقل التيار الكهربي مرة أخرى.

هذا يدل على أن ذرات الزئبق تكون في حالة Ground State وأن أول مستوى إثارة لذرات الذئبق عند طاقة 4.9eV مما يفسر أن الإكترون يمتلك طاقة مساوية لفرق الطاقة بين مستويي ذرة الزئبق يتم إمتصاصها أما الكترون بطاقة اقل من 4.9eV فإن تصادمه مع ذرة الزئبق يكون تصادم مرن ولا تقبل ذرة الزئبق طاقته وهذا ما يثبت ان مستويات الطاقة في ذرات الزئبق مكممة. 

إذا كان فرق الطاقة بين المستوى الأرضي (كمستوى الطاقة الأول) ومستوى الطاقة الثاني في ذرة الزئبق هو 4.9eV فإن ذلك يعنى ان يكون هناك طيف منبعث من ذرة الزئبق المثارة له طاقة مساوية لـ 4.9eV اي ما يعادل طول موجي يساوي 2536 انجسترونم.

E = hn  = hc/l

E(eV) = 12400/l(A)

وبالفعل تم رصد خط طيفي منبعث من ذرة الزئبق عند طول موجي 2536 أنجستروم وهذه النتيجة أكدت نتائج تجربة فرانك هيرتز والتي اعتبرت أول دليل عملي على تكميم مستويات الطاقة في الذرة. كما أنها تعطي قياس مباشر على فرق مستويات الطاقة في الذرة وذلك من زيادة فرق جهد تعجيل الإلكترونات إلى طاقات اعلى حيث وجد أن التيار يستمر في الزيادة وفجأة يتناقص بشدة مما يشير إلى أن طاقة الإلكترونات تمتص من قبل ذرة الزئبق لتثار إلى مستوى الإثارة الأول وكذلك إلى مستوى الإثارة الثاني، كما في الشكل أدناه الذي يوضح مخطط لمستويات الطاقة في ذرة الزئبق.

 

<!--

<!--<!--[if gte mso 10]> <style> /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"جدول عادي"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-qformat:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin:0cm; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; font-family:"Calibri","sans-serif"; mso-ascii-font-family:Calibri; mso-ascii-theme-font:minor-latin; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-theme-font:minor-fareast; mso-hansi-font-family:Calibri; mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:Arial; mso-bidi-theme-font:minor-bidi;} </style> <![endif]-->

الأشعة السينية تظهر أجزاء الذرة الداخلية

سيجبان خلال عشر سنوات من العمل الشاق الدءوب

بتحديثه للأجهزه وتحسينه للقياسات

الطريقة  الفوتوغرافية لوصف الشكل الهندسي للبلورة

الاشعه التي تمر وتنعكس من على سطح البلورة

طريقته الدقيقة كانت سبب فى إكتشافات عديدة

درس سلسلة M)) وسلسلة  N

نلخص إنجازات سيجبان

درس سلسلة   k)) التي درسها موزلى

درسها مع 42 عنصر منها 27

الخطوط الأربعه الرئيسية  تم تحديدها

للعناصر المتبقية هناك جدول خاص ثمانية خطوط باهته

سلاسل L)) فيها 28 خط وتم دراستها لخمسين عنصر

سلاسل M)) الحديثة 24 خط تم فحصحها

ودراستها لستة عشر عنصر

خمسة خطوط خاصة بهذه السلسلة

قيست بالنسبة اليورانيوم والثوريوم

عمل سيجبان مميز فى إستحداثه طرق للقياس

وإكتشافات عديده

من فهمنا للفيزياء وأهدافها

إيجاد القوانين التي تحكم علاقات الطاقة

بين الذرات والإشكال المختلفة  للإشعاعات

ولكن هذا الغرض بقى بعيدا

ليست هناك إشعاعات معروفه

غير الأشعه الكهرومغناطيسية

التي تظهر فى صورة

ضوء – حرارة – أشعة فوق بنفسجية

الترددات الاهتزازات تخرج نتيجة لما يعرف بالقطب الثنائي

  يتكون من نقطتين

 أحدهما مشحون شحنه موجبه والأخر مشحون بشحنه سالبه

اللتان ترتبطان بقوه شد وجذب

إكتشاف اشعة الكاثود

تحت تفريغ قوى قوة شفط سالب

تتحرك من القطب السالب بقوه معينه مناسبة

تتكون من وحدات من الشحنات السالبة

الالكترونات

إكتشاف الإشعاع

 مع إشعاع الإلكترون

إشعاع أشعة السينية قصيرة الموجه

تحتوى على جسيمات مشحونة شحنه موجبه

تسمى جسيمات ألفا

بهذه الطريقة من البحث

أصبح من المؤكد حركة التذبذبات ثنائية القطب

لا يمكن أن تعطى صوره مناسبة لتركيب الذرة

بلانك قبل الحصول على صوره واضحة

توصل لنتيجة لنظرية الكهرومغناطيسية صحيحة

من المستحيل الحصول

على نظرية إشعاع حراري تتطابق مع الواقع

دون إدخال فرض أن تكون كلا القطبين

 يتواجدان فى سلسله غير مستمرة

  من الحالات الاهتزازية

التردد ثابت يعرف بالكوانتم والثنائية القطبية

 تحتوى على قيم

من الطاقة تتكون من عدد صحيح من هذه الكمات

أهمية ثابت بلانك فى الفيزياء الذرية

تغير متبادل بين الطاقة والإشعاع والمادة

أو ما يعرف إنبعاث أو إمتصاص الطاقة

يحدث بانبعاث عدد صحيح من كمات الطاقة

لم يكن بلانك ولكن اينشتاين

هو الذي وضع قانون تأثير الكهروضوئى

ظاهره الجسيمات المشحونة نطلق من المادة

عندما تمتص المادة طاقه مشعه

إنطلاق الالكترونات من سطح المعدن عندما تسقط

عليه ضوء مرئي يحدث أيضا

عندما إشعاع لها طول موجي

يتراوح بين الفوق البنفسجي والأشعة  السينية

أو أشعة جاما

السطح الذي يطلقها قد يكون صلب /سائل/غاز

الجسيمات المنطلقة قد تكون الكترونات أو ايونات

هذا التأثير أكتشف عام 1887

أكتشفه هنريك هرتز وشرحه اينشتاين

اكتشاف الإلكترون وحساب كتلته   (12000/ ( ذره الهيدروجين

الإلكترون يتحرك فى مدارات حول النواة

الطاقة تنبعث أو تمتص عند تحرك الإلكترون من مدار لأخر

قياسات سيجبان الدقيقة

أوضحت أن هناك ثلاث مستويات من L

خمسة مستويات من  M سبعة مستويات من N

العناصر تطلق إشعاعات من  L , K

الإشعاعات لها أطوال موجيه قصيرة

تتناسب مع التردات

إشعاع K يحتوى على تغير كبير فى طاقة الذرات

أكثر من إشعاع L

الإلكترون يسقط عند انبعاث خط K

لابد ان يتواجد بالقرب من النواة أكثر من اوربيتال

الذي تسقط  فيه الإلكترون عند انبعاث خط L  

هناك مستوى K أقرب للنواة 

خارج عن مستوى L بعد ذلك يوجد مستوى M 

ومستوى N

كل هذه المستويات تم تحديدها تجريبيا

افترض وجود مستوى خامس مستوى P

 

 

<!--

<!--<!--

نتحدث عن الشحنة الكهربية عندما تتراكم الكهرباء على الجسم

وعن التيار الكهربي عندما يتحرك فى سلك معدني

ولكن عندما تمر الكهرباء خلال الماء أو محاليل الماء

لا يوجد تيار بمعنى الكلمة

هناك إانتقال للشحنات مصحوب بتحليل كيميائي( تحليل كهربائي)

الماء يتحلل إلى مكوناته الهيدروجين والأكسوجين

ومعدن الفضه ينحل من محاليل تحمل أملاحه

لو إستخدمنا تيارا لإتمام عملية التحليل

الهيدروجين المنطلق فى وقت معين يحمل نفس النسبه

من وزن الفضه المنحله

تيارله نفس القوه يعطى كميه ثابته من الهيدروجين

ويحلل نفس الكميه من الفضه

قوة التيار تحدد كمية الكهرباء  المارة

 خلال السوائل فى نفس الوقت

ذرة الهيدروجين وذرة الفضه تحمل نفس الشحنه

وهذا ما يعنى أن وحدة الشحنة الكهربية

نفس القوانين تصلح لعمليات التحليل الكهربي

الذرات المختلفة تحمل وحدات تماثل تكافؤها

الذرات المشحونة تسمى أيونات

هذه الكلمة تستخدم على مستوى أوسع

يخرج من هذه القوانين التحليل الكهربي

مايمكن من خلاله حساب وحدة الشحنة

الكهربيه بنفس درجة الإحتمال

عدد ذرات فى جرام هيدروجين يمكن تقديره

منذ عام 1874

قيمه التقديريه لوحده توصلنا اليها بهذه الطريقه

تساوى تلثى القيمه الحقيقيه

كلمة الكترون تعرفنا عليها انها اسم وحدة الشحنه

ولكن باكتشاف اشعة الكاثود

قدمت لنا مفهوم الوحدات الحره من الكهرباء السالبه

الكترون  يعنى كميه من الشحنه السالبه تساوى وحدة الشحنه

الكهرباء لا تمر خلال الغازات تحت الظروف الطبيعيه

ولكن عندما يتعرض الغاز لأشعة السينيه

تكتسب قوة نقل التيار

ثبت أنه تحت تـأثير هذه الأشعه

الايونات الموجبه  السالبه تتكون

تحول الشحنات من الطاقة بنفس الطريقة

 كما هو الحال فى التحليل الكهربي

التاين ملاحظ فى الغازات الخامله

وحيدة الذره

عديد من المحاولات لاكتشاف وحدة الشحنه

النتائج لم تكن مرضيه

حتى تولى مليكان هذه المهمه

هدف مليكان إثبات أن الكهرباء لها تركيب ذرى

الكهرباء أيا ما كان مصدرها

عباره عن عدد من الوحدات ليست إستاتيكيه

من الضروري قياس ايون واحد مفرد

لدرجة من الدقة تجعلنا نتأكد أن الشحنة هي نفسها

تقنيه ذكيه إستطاع بها مليكان أن يصل لهذه النتيجة

 والتي عين من خلالها شحنة الإلكترون .
قام روبرت مليكان برش بعض قطرات الزيت من خلال رشاش ... وبعض من هذه القطرات سقط من خلال ثقب في الصفيحة العليا  وبتعريض هذه القطرات إلى أشعة إكس أعطاها شحنة سالبة وعندما يزداد الجهد بين الصفيحتين ، تسقط هذه القطرات ببطء شديد ، وذلك لأنها إنجذبت بالشحنات الموجبة في الصفيحة العليا وترتد من خلال الشحنات السالبة في الصفيحة السفلى ...
وعند جهد معين : تكون الكهرباء وقوة الجاذبية على قطرات الزيت ثابتة أو مستقرة

وإذا تم تعيين قيمة هذا الجهد وكتلة القطرة بإمكاننا حساب شحنة الإلكترون

 

<!--

<!--<!--

كيرشوف  ودينزن عام1860 قدما التحليل الطيفي

والذي تحصلنا منه على نتائج دقيقه

المواد تم جمعها ودراسة أطيافها

من عناصر أرضيه وفضائية

 تمت مقارنة خطوط الطيف المختلفة

 التي تطلقها الغازات المتوهجة المختلفة

الأجسام المهتزة فى الغازات  المتوهجة

 هي فى الواقع ذرات جزيئات

حدث تطور على هذا المسار

غاز الهيدروجين هو أبسط الغازات

السويسري بالمر عام 1885 وجد معادله

للربط بين خطوط الهيدروجين تبعه العديد من الباحثين

أهمهم ريدبرج الذي فكر فى قياس  أطياف العناصر الأخرى

ريدبرج نجح فى تمثيل اهتزاز الضوء بمعادلات

تظهر تشابه مع معادلة بالمر

هذه المعادلات تحتوى على ثابت ريدبرج

يمكن الحصول على فكرة عن تركيب الذرة

وهذا يشكل نقطة بداية

مفهوم اهتزازات الضوء التي يمكن أن تطلقها ذرة الهيدروجين

رازرفولد قدم نموذجه الذرى

ذرة الهيدروجين تتكون من نواه موجبه الشحنة لها أبعاد صغيره

شحنات سالبه تدور حولها فى أوربيتالات قوى كهربيه

تعمل بين النواة والإلكترونات

هذه القوى تتبع نفس قانون التجاذب بين الكتل

مسار الإلكترونات لابد أن يكون

 فى مسار إهليجى أو دائري

النواة قد تتواجد إما فى  مركز القطع الناقص أو مركز الدائرة

النواة يمكن مقارنتها بالشمس والالكترونات بالكواكب

 تبعا لنظرية ماكسويل

حركات  الالكترونات فى الاوربيتالات

تطلق إشعاعات ومن ثم تحدث فقد فى الطاقة

والإلكترونات سوف تسير فى مسارات أصغر

مع تقليل مدة الدور وأخيرا ينطلق إلى النواة الموجبة

المسار يمكن أن يكون مغزلي

وأشعة الضوء المنطلقة تحتاج

 إلى فتره متناقصة من الإهتزاز 

سوف تضاهى ضوء مستمر

والذي هو أحد خصائص الجوامد المتوهجة

أو الجسم المائع وليس فقط الغازات المتوهجة

بفقد الطاقة بالذرة وهذا مالا يحدث

إذا إما أن نموذج الذرة خطأ

أو أن نظرية ماكسويل الكلاسيكية غير صحيحة

ظهر أن هذا النموذج غير عملي

بور عام 1913

بدأ العمل فى هذا المجال

بلانك الفزيائى الالمانى

بدأ  تفسير قانون الإشعاع

طاقة الحرارة تعطى فى صورة كوانتات

أجزاء صغيره من الحرارة

 كالمادة تتكون من أجزاء صغيره التي هي الذرات

نجح بلانك فى حساب توزيع الطاقة  من الإشعاع الصادر

من الأجسام السوداء

فى عام 1905- 1907

أكمل اينشتاين نظريه النسبية

وافترض العديد من القوانين

منها تناقص الحرارة النوعية من الأجسام الصلبه

بتقليل الحرارة – التأثير الكهروضوئى

بور إعتقد أن نظرية ماكسويل لا تفسر الحالة

الإلكترونات لا تطلق الضوء عندما تسير فى مساراتها

حول النواة الموجبة فى المسارات الدائرية

إنبعاث الضوء يكون عندما يقفز الإلكترون من مسار لأخر

كمية الطاقة التي تنبعث تسمى كمه

تبعا لبلانك الكم من الطاقة هو ناتج الطاقة

ناتج من عدد اهتزازات الضوء ذبذبات الضوء مع ثابت بلانك

الذي يأخذ الحرف h

من الممكن حساب عدد الاهتزازات المماثلة

المقابلة للمرور من اوربيتال لآخر

الطريقه القياسيه التى وجدها بالمر

طيف الهيدروجين يحتاج لأنصاف أقطار الأوربيتالات

لابد وات يتناسب مع مربعات العدد الكلى

 (1-4-9) وهكذا

نجح فى حساب ثابت ريدبرج من قيم أخرى

منها وزن ذرة الهيدروجين

ثابت بلانك وقيم وحده الشحنة الكهربية

الفرق بين القيم الموجودة والمشاهدة

القيمة المشاهدة والمحسوبة لثابت ريدبرج

فرقت 1% وقل هذا الفرق بقياسات أحدث

هذا لفت النظر لعمل بور

 وثبت سبقه ريدبرج فى حل هذه المسأله

سوبر فيلد أوضح التركيب الدقيق لخطوط الهيدروجين

هذه الخطوط تشاهد وتلاحظ بإستخدام المطياف

لعشر خطوط متجاورة يمكن تفسيرها بنظرية بور

بالطريقة التالية

المسارات الثابتة لحركة الإلكترونات

 لوتركنا  جانبا الإلكترون الداخلي

 الذي هو الطبيعي أو ما يسمى باوربيتال السكن

الذى ربما يكون إهليجى الشكل أو دائرى

عندما يمر إلكترون من أوربيتال إهليجى

لمسار آخر- التغير فى الطاقه

عدد التذبذبات لخطوط الطيف المقابله

تختلف عندما تمر من أوربيتال دائرى مماثل لمسار اخر

ومن ثم نتحصل على مساريين طيفيين مختلفيين

واللذان لا يمكن أن يتواجد متجاوران بجوار بعضهما

وقد تمت مشاهدة عدد قليل من الخطوط أقل مما نتوقع

الصعوبات التى واجهها بور نجح فى التخلص منها

بتقديمه مفهوم المقابلة لمضاهاة التطابق

الذى فتح مجالا قرب بين النظرية القديمة والحديثة

تبعا لهذه القاعدة عدد من التحولات مستحيلة

القاعدة المهمة لتحديد مسار الإلكترونات

والتي هي ممكنه بداخل ذرة الهليوم التي هي ضعف ذرة الهيدروجين

شحنة النواة لذرة الهليوم ضعف ذرة الهيدروجين

فى حالة التعادل يحيط بها إلكترونين

فهي أخف ذره بعد الهيدروجين

موجودة فى صورتين

أحدهما يسمى باراهليوم  والأخرى إسمها أورثوهليوم

فى البداية كان يظن أنهما  عنصران مختلفتان

  مبدأ التطابق

الإلكترونان فى البارهليوم فى مسارتهما المستقره

يشيران فى دائرتان تشكلان زاويه 60 درجه مئويه مع بعضهما

فى الأرثوهليوم المسارات لكلا الإلكترونين

يقعان فى نفس المستوى أحدهما دائرى

بينما الآخر إهليجى

العنصر التالى للهليوم هو الليثيوم

تبعا لمبدأ التطابق

 

<!--

<!--<!--

 

الظاهرة الكهروضوئية هي إنبعاث الإلكترونات من بعض الموصلات عند سقوط الضوء عليها وقد حيرت هذه الظاهرة العلماء على اعتبار أن الضوء عبارة عن جسيمات كما قال نيوتن.

إلا أن الضوء له خاصية الحيود - وهي خاصية للموجات

 والتي لا تنطبق على الجسيمات ثم جاء العالم هايجنز وفسر الضوء على أنه عبارة عن موجات كي يفسر ظاهرة حيود الضوء.

 ثم جاء آينشتاين وأجري تجربة أسقط فيها أشعة ضوئية على مادة فوجد أن بعض الإلكترونات قد تحررت من المادة.

 وبعد دراسته لما يحدث قام آينشتاين بتعريف الضوء على أنه جسيمات ذات كتلة مساوية للصفر وسميت فوتونات .

 أي أن الفوتونات تسلك سلوك الموجات أثناء حركتها مما يفسر ظاهرة الحيود

وعند اصطدامها بجسيمات مادة موصلة أخرى تنتقل طاقة الفوتونات إليها على هيئة كمات من الطاقة تساعدها على التحرر من قيود المادة.

 

<!--

<!--<!--

تشارلز  ادوارد جولا يوم

فيزيائي سويسري

حصل على جائزة نوبل عام 1920

لاكتشافه بعض التشوهات أو نقاط الضعف

في سبيكة الحديد الصلب النيكل

 والتي سماها Invar))   invariable))

والتي استخدمها في تصنيع أدوات دقيقه

والتي تبقى ثابتة في درجات حرارة متفاوتة

مثل ساعات دقيقه  ساعات مضادة للمغناطيسية

لكونه من العلماء المهتمين بتحديد الزمن

(0دراسة وقياس الزمن )

جولويوم كان رئيس مكتب القياسات والأوزان بباريس

وكان أول من أجرى قياس لدرجة الحرارة بدقه

اينفار سبيكة من  الحديد والنيكل

لا تتأثر بالحرارة  64Fe Ni

أوFeNi36

يحدث إنحرافات في قياساتها بتغير تركيبها

 

 

 

<!--

<!--<!--<!--

أشعة الأنودأشعة القناة الأشعة القنويه

اكتشفها ايوجين جولد شتين عام 1886

مستخدما أنبوبة تأيين الغاز والذي به كاثود يخترقها

أشعة أنتجت في الثقوب أو القنوات في الكاثود

ومرت في اتجاه عكس اتجاه أشعة الكاثود

والتي هي عبارة عن سيل من الالكترونات

سماها جولدشتين الاشعه الموجبة

سماها الاشعه القنويه لأنها تمر من خلال قناة

في عام 1907 في دراسة عن انحراف هذه الاشعه

باستخدام المجال المغناطيسي أظهرت

 أن الأشعة ليست في كتله واحده

للهيدروجين تم حسابها أنها 1837 مره قدر الإلكترون

انقسام خطوط الطيف فى المجال الكهربى

تأثير شتارك ظاهرة انشقاق خطوط الطيف للعناصر تحت تأثير مجال كهربائي خارجي . هذا التأثير مشابه لتأثير زيمان الذي يتعامل مع انشقاق خطوط الطيف للعناصر تحت تأثير مجال مغناطيسي خارجي . وأول من اكتشف تأثير المجال الكهربائي على الطيف هو العالم الألماني (يوهانس شتارك) وكان ذلك في عام 1913 . ويُعتبر هذا التأثير من الظواهر المتعلقة بتركيب الذرة ، وهو أحد الظواهر التي ساعدت على فهمنا لتركيب الذرة

.

 

 

<!--

<!--<!--<!--

شدة الإشعاع من الجسم الأسود تعتمد وفقط على الطول الموجى للإشعاع وعلى درجة حرارة الجسم الأسود المشع

المعالجة النظرية لمسألة الإشعاع

العديد من الأبحاث

نظرية الكهرومغناطيسية للضوء وضعها ماكسويل

فكرة بلانك وجد عام 1900 صيغه رياضيه لقانون الإشعاع

صيغة المعادلة فيها ثابتين

أحدهما يعطى عدد الجزيئات فى جرام من المادة

كان بلانك أول من نجح في الحصول على قيمه دقيقه لهذا العدد

المسمى ثابت افوجادرو

الثابت الثاني

الذي له أهميه خاصة

تفوق أهمية الأول

ثابت بلانك هو عبارة عن وحدة للطاقة (جول,J) مضروبة بوحدة الزمن (ثانية,s) وبالتالي هي بالمحصلة وحدة الشغل (جول.ثانية,J.s). قيمة ثابت بلانك هي:

طرح ثابت بلانك في البداية من قبل  ماكس بلانك لتفسير سلوك إشعاع الجسم الأسود، حيث أن الفرضية الأساسية لقانون بلانك تعتبر أن إصدار الإشعاع الكهرومغناطيسي بواسطة الجسم الأسود

  

أثناء إلاهتزاز التردد

هذا عكس ماكان يظن عن ظاهرة الإشعاع

التجربة تعطينا تأكيد

نظرية الإشعاع لبلانك

أيضا إستخدمت في تفسير الحرارة النوعية للمواد

قانون ستاك للفسفره – الفلورسينيه

التأثير الضوئي الكهربي

الذي إقترحة اينشتاين

نظرية بلانك أسهمت في مجال تحليل الطيف

وهو مجال بوهر الرئيسي

شارك في العديد من الأبحاث الفيزيائية

مثل تأثير الحرارة على سرعة التفاعل

وحرارة التفاعل

 

 

 

<!--

<!--<!--<!--<!--<!--

فون لو أكتشف حيود أشعة السينيه في البلورات

حركة الموجات كأحد خصائص الموجات الاساسيه

البرهان التجريبي لوجود شبكه طوليه  مشبكه فى البلورات

حساب تركيب البلورات من معادلات فون لو كانت معقده

ليس فقط الشكل  الهندسي الفراغي

الأطوال الموجيه   الشدة لأطياف أشعة السينيه لم تكن معروفه

النسبة بين طول الموجى المسافات للمستويات

والأبعاد بين بعضها البعض يمكن حسابها بزاوية الانعكاس

وهى طريقه رياضيه

طريقه الفوتوغرايه التي ابتكرها لو

 كان لابد من استبدالها بطريقه تجريبية

تعتمد على الانعكاس التي تستخدمه الأدوات

 الموظفة للغرض المطلوب

مقياس الطيف استخدم لتحليل الأطوال الموجيه

للأمواج الكهرومغناطيسية

الذي استخدمه بروفسور براغ الأب وابنه

والذي باستخدامه استطاع الأب

وابنه إجراء سلسله من التجارب

وصفنا مجموعه من المكعبات بعضها على بعض

وبجوار بعضها البعض بطريقه يوجة المكعب

تتلاقى ثماني زوايا رئيسيه فى نقطه واحده

هذه الزوايا تعطى صوره بصرية لنقاط شبكه شعرية تسمى الشبكة المكعبه

بحيث تتواجه تتوافق مع النقطة المركزية لكل وجه من وجوه المكعب

تحصلنا على ما يعرف بشبكة المكعب المركزي

الشبكة المركزية المكعبه لها نقطه محوريه

 في كل مركز من مراكز المكعب

هناك  ثلاثة استثناءات

لا توجد شبكه شعرية مكعبه

ولكن هناك مستويات متوازية تقع فى كل إتجاه

وتمر بها كل نقاط الشبكة

ولابد أن تكون على مسافات متساوية من بعضها البعض

الفراغ في المنظومة التقليدية (المكعب)

يتطابق مع واحد من هذه الثلاثة أو يشكل خليط منها

على صعيد آخر

لو أن هناك مستويات متوازية تقع لتمر خلالها كل نقاط الشبكة

في إتجاهات معينه وليست متساوية المسافة بينها

الحالة تظهر في صورة ترتيب للأطياف

عندما يحدث إنعكاس بهذه المستويات

من معلوماتنا عن الأطياف البلورات

يعرف كيف ان وجه المكعب يقع فى بلوره منتظمة

ولا يوجد أى صعوبة في تثبيت البلورة

 على منضده مقياس الطيف

بطريقه تجعل الانعكاس يحدث بفعل المستويات

بأى إتجاه موجود

الاشعه تسقط على البلورة خارجة من أنبوبة الأشعة السينيه

البلاتين إستخدم كأول مضاد للكاثود

خصائص الأشعة السينيه المميزة

 للمعدن تتكون من خطوط قويه

تجربه تمت بالمطياف أظهرت

 أن إشعاع الاشعه السينيه المميز للبلاتين

استخدم فى دراسات لاكتشاف طبيعة الفراغات بين الشبكات

أحد النتائج المشاهدة تصف الأطوال الموجيه

لأقوى خط من خطوط البلاتين

براغ

المعدن الذي تصل وزنه الذرى إلى مائه

سوف يعطى خصائص مميزه للأشعة المطلوبة

الطرق التي إكتشفها براغ

جعلتهم يدرسون عدد من البلورات

منظومة بسيطة

أملاح بروميد البوتاسيوم  يوديد البوتاسيوم

تمثل فراغ شبكي تتركب من مكعب متواجه

شبكتين مكعبان متواجهان يمثلان الذرات

يشكلان شبكه واحده

الشبكات المزدوجة الوجه يمكن تفسيرها

كل نقطه فى كل شبكه في مركز الجاذبية

بالنسبة لشكل ثلاثي الأبعاد

والذي قممه رؤوسه نقاط فى شبكه أخرى

هذا التركيب اكتشفه براغ الأب والابن في الماس

واكتشف التركيب ثلاثي الأبعاد المرتب في الكربون الرباعي

علاقات تربط بين الأشعه المنحرفة وبين الوزن الذرى

وثبت تأثير الحرارة على التركيب الشبكي

الباحثين

حددوا الطول الموجى لأشعة السينيه

المسافات بين المستويات التالية

الموضوعة لتمر خلالها نقاط الشبكة

الخطأ وحدات قليلة في المائه

ويدخل فيها ثابت الحسابات

 

<!--

<!--<!--

أوضح براميز عام 1850

لو أن موجات أشعة السينية تشبه موجات الضوء

لابد أن يكون طولها الموحى 10*-9

من اجل الحصول على ظاهرة التداخل التي تحدث في الضوء

لابد أن تكون المسافة بين القيمتين المتجاوتين 10*-8سم

في عام 1912

استطاع الالمانى فون لو أن يثبت أن الاشعه السينية

 ذات طبيعة موجيه كهرومغناطيسية

 بدراسة حيودها في الأجسام البلورية

مما أدى إلى معرفة إنتظام مواضع الذرات فى البلورات

وتميزها عن المواد غير البلورية

وكان سبب نجاح تجارب لوى أن

أطوال موجات أشعة السينية

 هي من رتبة البعد الذرات في البلورات بالأنجستروم

في عام 1913

تمكن براغ الأب والابن

من صياغة قانون الحيود في البلورات

الذي يعرف بقانون براغ

ومن تعيين البنيه البلورية

 لكلوريد الصوديوم وكلوريد البوتاسيوم

  البنيه البلورية

من المعروف أن خواص الأجسام الصلبه المتبلورة

الفيزيائية والكيميائية

لها علاقة وثيقة بترتيب الذرات فى البلورة

والتي يمكن تخيل بنيتها على شكل شبكه فراغيه منتظمة

تتواجد فى عقد ذره أو مجموعة ذرات بترتيب معين

ويمكن أن تعد البلورة تكرارا دوريا في كل الإتجاهات

ويكفى تعيين شكلها وأبعادها والذرات المؤلفة منها

لكي تصف البلورة

ولعل أهم ماتصف به البلورات

خواصها التناظرية الإنسحابيه والدورانيه

   علم بلوريات الاشعه السينية أفترض أن الذرات تتكون من بلورات

تترتب في مجموعات تسمى شبكه ثلاثية الأبعاد

أو شبكه فراغيه

والتي يمكن قياس ثوابتها بمعلومات عن البلورات

القواعد النظرية للشبكة الفراغية كانت غير معلومة

وكان لابد لفون لو أن يطور هذه النظرية

التقريبات تقليديه في علم البصريات

تطبق في الشبكة وحيدة الإتجاه

ترك فون لو العمل التجريبي في يد فريدريك – ينتنج

الجهاز الذي استخدماه  عبارة عن

قفص رصاص أدخلا حزمه ضيقه من أشعة السينية

تدخل على بلوره مضبوطة

 ويوضع فيلم حساس خلفها وعلى أجنابها

الشدة القصوى التي  افترضها  فون لو صارت أكيده

ظهرت في صورة نقاط على الفيلم الذي وضع خلف البلورة

احتياجات النظرية

عدد من البلورات

رسم بياني

صور فوتوغرافية للعديد من البلورات

 بدرجه من الوضوح

اختبارات التداخل

الأشعه التى أعطت نقاط من التداخل هى الاشعه السينيه

لو استنتج بدرجه من الدقه

أشعه السينيه التى تسبب الشده القصوى عند تشعيع البلورات

لها نفس  الخصائص لحركة الموجه

نفس الشئ يحتاجه لنفس الاشعه الموظفة لأغراض التشعيع

طبيعة جسيميه لها طبيعة أهتزازيه مرتبطة بها

تظهر وفقط من هذه الذرات تتحرك بمثاليه

الذرات تشكل مع بعضها كتله

 والتي حدودها وإبعادها تقع في طريق الإشعاع

عندما تأكد حيود الأشعة السينية

أمكن استخدام هذه الظاهرة

 في معرفة مكان الذرات في البلورات   

درجات الحرارة اثناء الحيود

سوف تمدنا بالإجابه عن التساؤل

طاقة النقطه صفر

الان يمكننا تعريض الاشعه السينيه للاختبار المباشر

خطوطها وأطيافها يمكننا تصويرها

 

<!--

<!--<!--

دراسة سلوكيات الغاز عند درجات  حرارة وضغوط مختلفة

أعطت أبعاد جديده للفيزياء

دراسة الارتباط بين الضغط والحجم ودرجة الحرارة

لعبت دورا مهما فى الفيزياء

خصوصا الديناميكا الحرارية

وهى أحد أهم الأنظمة فى الفيزياء الحديثه

فى عام 1873- الى عام 1880

قدم فان درفالز قوانينه الشهيرة

التى تحكم الغازات

قوانين الديناميكا الحرارية لفاندرفالز

تعتمد على قواعد غير نظريه

بافتراض خصائص معينه

ترجع للقوى بين الجزيئات

الخصائص التى تتغير بالضغط والحراره

يحدث انحراف عن تلك القوانين احيانا

لدراسة هذه الانحرافات والتغيرات التى تحدث بها

لابد وان نعزوها الى معلوماتنا عن خصائص الجزيئات

والخصائص المرتبطه بها

صمم اونر معمله فى بدايات 1880

وضم معمله أجهزه فيزيائيه إحتاجها لهذه التجارب

درس خصائص الديناميكا الحراريه لسلسله من الغازات

ساهم فى تأسيس علم الديناميكا الحراريه

وشارك فى تفسير الظواهر الصعبة التفسير

أثرى معلوماتنا عن تركيب الذرة

الصفر المطلق أقل درجه فى نطاق الديناميكا الحرارية

التحصل على درجة حرارة منخفضة لم يكن ممكنا

إستطعنا تكثيف الغازات الثابتة

من عمل فرادى الرائد من منتصف العشرينات

وكان أحد أهم مهامه إسهاماته فى الديناميكا الحرارية

بعد تحضير الأكسوجين السائل هامسون أوكسوفسكى

بعد ديوار تخطى صعوبات تجريبية

نجح في تكثيف غاز الأكسوجين

في درجات حرارة اقل -259

كل درجات الحرارة كانت اقل من الصفر 14 مئوية

عند هذه الدرجة كل الغازات المعروفة

 يمكن تكثيفها عدا الهليوم

فشل الكثير في تحضيره

إلى أن نجح كارلمينج اونز

عدد كبير من الأدوات استخدمها

 ليسهل عليه عملية تحضير الهليوم السائل

دراسات قادت إلى معرفة خط تساوى الحرارة للهليوم

بنى مسارات باردة بسائل الهليوم

مما جعلنا نجرى تجارب

 في خصائص المواد في درجات حرارة

تتراوح بين3- 4و 1-  15    من الصفر المطلق

الحصول على درجة حرارة منخفضة

 مهم للغاية في أبحاث الفيزياء

المسار الذي تتبعه الظاهرة الفيزيائية  

تختلف عن تلك التي تحدث في درجة الحرارة العادية

المعلومات عن هذه التغيرات له أهميه خاصة

 للاجابه عن العديد من الأسئلة في الفيزياء الحديثة

عديد من الأساسيات في ديناميكا الحرارية

للغازات انتقلت وتحولت إلى نظريات تشرح كل الظواهر

الالكترونية المغناطيسية البصرية

قوانين تختلف في حالة درجات الحرارة المنخفضة

من ضمن هذه القوانين

مقاومة توصيل الكهرباء

تجارب أكدت خصائص المواد عند درجات حرارة منخفضة

خصوصا عند درجات حرارة الهليوم

 

 

 

<!--

<!--<!--

إبتكار صمامات أوتوماتيكيه صممت للإستخدام فى المراكم البطاريات المختزلة

المنارات لهداية الملاحيين وإرشاد السفن

الطوافات والمنارات تضاعف عددها بعد هذا الكشف

جهود مستمرة لجعل اضائتها أروع وأكثر تألقا

واتوماتيكيه فى ذات الوقت

فى عام 1895 تم اكتشاف الاستيلين من كربيد الكالسيوم

على نتاج تجارى

الاستيلين عبارة عن غاز كربوني

وهو عند حرقه ينتج غاز مبهر وضوء أبيض

أول محاوله لاستخدام هذا الغاز فى الاستصباح

في الفناران لم تكن نتائجها مرضيه

إبقائه تحت ضغط يشكل خطر فهو ينفجر عند أى إهتزازه

وكانت محاولات الإحتفاظ بكربيد الكالسيوم والسماح للأستيلين بالهروب تحت تأثير الماء المتسرب أتوماتيكيا

كانت طريقه غير مريحة ولا يعتمد عليها

ولا يمكن إستخدامها في الطقس البارد

في عام 1896

الكيميائي الفرنسي كلود وهيس

الأسيتون له خصائص إذابة كميه كبيرة من الإستيلين

هذا المحلول غير متفجر

ولكن لا يمكن استخدامه لتخزين  الإستيلين

لأنه  ينقص بالاستهلاك أو بالتبريد

غاز الاستيلين المتفجر ينتج فوق سطح السائل

اكتشف أن طبيعته المتفجرة تختفي

 لو أن محلول الاستيلين تم ضغطه في كتله مسامية

محاولات عديدة لتجهيز هذه الكتله المسامية

فهي مقاومه بكفاءة تستطيع امتصاص الصدمات

تكون سهله فى عملية نقلها بغير إحداث تشققات

أو أى تفتت وتكون كهوف لتراكم غاز الإستيلين

الفضل في إكتشاف هذه الكتل المسامية

 يرجع لجوستاف دالان

حاويات من الحديد الصلب 

صارت بطاريات عمليه لغاز الاستيلين

الكتلة المسامية في الحاوية

تملأ إلى منتصفها بغاز الاستيلين

الإستيلين يدخل إليها إلى عشرة

 أضعاف الضغط الجوى

تحت هذا الضغط وعند درجة حرارة 15 مئوية

الحاوية تحتوى على مائة مره من وزنها استيلين

الحاوية جاهزة لإمداد الفنار

والطوافة بغاز الاستيلين التي تحتاجه للإضاءه

طرق عديدة تم إعدادها لعمل ضوء متقطع

ليميز الفنارات بعضها عن بعض

الشعلة تكون محاطة بشاشات متحركة

هذه الترتيبات تحتاج إلى مصاريف وترتيبات كبيرة

عند استخدام غاز بترولي مضغوط كمصدر للإضاءه

أجهزة إضاءه باعثه للفلاش

يبقى الفلاش لمدة 5-7 ثواني

أجهزة الإضاءه الفلاشيه تم إعدادها

 باستخدام الغاز الخارج كطاقة محركه

الفلاشات الطويلة لم تكن ضرورية

استعيض عنها بفلاش  تتراوح مدته من 1/10-3/10

وكانت عام 1904 عندما بدأ دالان دراسة الموضوع

لم يكن تقسيم لترين على خمسة فلاشات

الآن صمم جهاز يعتمد على خاصية جديدة

بالفتح التلقائي والغلق التلقائي لأنبوبة الغاز

يمكن للتر من الغاز إمدادنا بعدة آلاف من الفلاشات

إعتمد على هذا الجهاز وزادت بعده عدد الفنارات

في عام 1907

كلل جهوده بصناعة صمام

سماه صمام الشمس الذي 

يمتص  الضوء عند شروق الشمس

 ويعيد إرسالها عند غياب الضوء

هذا الصمام ينظمه أربعة قضبان تحتويهم أنبوبه زجاجية

الجزء السفلى مطلي باللون الأسود والأخريين مطليين بالذهب

وساطعين سطوعا كبيرا

ضوء النهار يمتص بالقضيب الأسود الذي يسخن

وبالتالي يتمدد ويغلق صمام الغاز

 عندما يقل ضوء النهار

يصل القضيب الأسود لدرجة حرارة القضبان الأخرى

يتمدد ويسمح لصمام الغاز أن يفتح 

الجهاز ينظم بطريقه  تجعله يعمل بحساسية

ليكون فى الجانب الآمن

يضئ عندما يغطى الضباب أو السحب الشمس

الضوء المتقطع ينتج توفيرا كبيرا

 بإطالة المدة بين الفلاشات وبعضها

إستخدام الإضاءة بالغاز سمح لنا باستخدام الفنارات

في أماكن صعب الوصول لها

مثل الارخابيلات

البحار التي بها شعاب مرجانية

باستخدام بطاريات غاز محمولة

يعطى إشارات محذره او مرشده على مدار العام

بغير خوف من إحتياج للفحص المستمر

أو الخوف من الأخطاء

النتيجة كانت باهرة

مستوى من الأمان والاقتصاد

تم توفير مبالغ طائلة

 

 

<!--

<!--<!--<!--<!--<!--

المواد تبعث أو تمتص طاقة الإشعاع

الإشعاع يعتمد درجة الحرارة

الشعاع المنبعث من جسم اسود

بحث هذه القوانين كانت

أحد أهم المسائل في قوانين الإشعاع

الأبحاث على الجسم الأسود تكمن صعوبتها في انه ليس هناك جسم أسود كامل السواد في الطبيعة اى لا يعكس أى ضوء مطلقا

حتى السخام والبلاتين الأسود يبعث جزء من الضوء الساقط

فين صمم طريقه يحاكى بها الجسم الأسود

جسم مجوف –جدرانه لها نفس درجة الحرارة

يتصرف بنفس الصورة التي يتصرف بها الجسم الأسود

باستخدام هذا الجهاز أمكن دراسة إشعاع الجسم الأسود

العلاقة بين كمية الحرارة

 التي يشعها الجسم الأسود ودرجة حرارته

الطاقة الحرارية التي تخرج من الجسم

تحتوى على أشعه من أطوال موجبه مختلفة

 والتي تختلف في شدتها وتتغير بتغير درجات حرارة الجسم

يتغير شدة الإشعاع مع الطول الموحى ودرجة الحرارة

باستخدام مقياس الطيف الحراري

دراسة توزيع الإشعاع  فى طيف لعدد من مصادر الحرارة

حرارة مرتفعه  حرارة منخفضة

هذه الأبحاث أوضحت أن الإشعاع

 له قيمه عظمى لبعض الأطوال الموجيه بارتفاع الحرارة

عام 1893

فقانون الازاحه يشرح علاقة بسيطة بين الطول الموحى الذي له طاقه إشعاع قصوى وإشعاع الجسم الأسود

حدد هذا القانون العلاقة بين طاقة الإشعاع

والطول الموحى ودرجة الحرارة

وهو يمثل أهم نقاط نظرية الإشعاع الحراري

 

إشعاع الأجسام غير السوداء

توافق قانون الازاحه باختلاف طفيف

أصبح من الممكن تحديد درجة الحرارة للأجسام

في حدود ضيقه بالبحث ببساطه عن الطول الموجى

التي فيها الأشعه أكبر ما يكون

الطريقة التي تم تطبيقها لتحديد درجة حرارة

 مصادر الضوء البعيدة كالشمس والنجوم الثابتة

قانون الإزاحه لفين

عام 1894 افترض قانون إشعاع الجسم الأسود

 

 

<!--

<!--<!--

العلاقة بين الحالة السائلة والحالة الغازية

شغلت بال فان درفالز طول عمره

التعارض الذي يحدث في قوانين الغازان

الذي يحدث عند ارتفاع الضغوط أدى إلى افتراض

أن التناقضات ترتبط جزئيا بالفراغ

الذي تشغله  جزيئات الغاز نفسها

وجزيئات الغاز أكبر من الضغط الخارجي

عند إرتفاع معين لضغط  الغاز يصبح سائل

درجة الحرارة تصل لقيمه معينه

درجة حرارة حرجه كما سماها فان درفالز

يمكن تطبيق نفس الإعتبارات ونفس الحسابات

مع السوائل  كما فى الغاز

عند ارتفاع درجة الحرارة للسائل

 أعلى من درجة الحرارة الحرجة

من غير السماح للسائل بالتبخر

 يتحول من حالته السائلة للغازية

وقريبا من قوة تمنع إنفصال الجزيئات من الغاز

وهى قوة التجاذب بين الجزيئات

واذا يتغلب عليها الضغط العالي فى السوائل

حسب  حسابات فان درفالز فى الماء يقدر

بعشرة آلاف ضغط جوى  عند درجة حرارة عاديه

الضغط الداخلي لقطرة ماء

تساوى عشرة أضعاف ضغط الماء

 فى قاع المحيط على أعمق مسافة نعرفها

بإطلاعنا على سلوك نوع من الغاز مع ما يقابله من سائل

مثلا ثاني أكسيد الكربون

إستطاع فان درفالز أن يعطى وصفا كاملا لحالة الغازات تحت ظروف خارجيه متباينة وأوضح كيفية شرحها

بعض التناقضات وجدت لجزيئات السوائل

 فليس كل السوائل تحكمها قوانين فان درفالز

قوانينه تنطبق على الغازات المثالية

درس خليط من غازان

 وإجتهد في إيجاد قوانين للتعامل  معها وكان هذا اعقد

توقع بنجاح الشروط اللازمة لتحويل الغازات إلى سوائل

كامرلينج أحد تلامذته نجح في تحويل الهليوم لسائل

دراسات فان درفالز كانت

 لها أهميه كبرى فى هندسة التبريد

والتي لها دور في الاقتصاد والصناعة

 

 

 

 

<!--

<!--<!--[if gte mso 10]> <style> /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"جدول عادي"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-qformat:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin:0cm; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; font-family:"Calibri","sans-serif"; mso-ascii-font-family:Calibri; mso-ascii-theme-font:minor-latin; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-theme-font:minor-fareast; mso-hansi-font-family:Calibri; mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:Arial; mso-bidi-theme-font:minor-bidi;} </style> <![endif]-->

أبحاث الفيزياء تفاجئنا

أبحاث نظريه صرفه تؤدى إلى ابتكارات رائعة

يظهر ذلك جليا فى الكهرباء

اكتشافات لها جذور نظريه

اكتشافات لم يكن متوقع تطبيقها فى يوم من الأيام

تطوير التلغراف الاسلكى الاسم الأولى للراديو

لابد من تذكر الرواد العباقرة

 الذين أسهموا في إثراء هذا المجال

فراداى الذي افترض علاقة قويه

 بين الظواهر الضوئية والكهرباء

ماكسويل

نقل مفاهيم مجرده إلى لغة رياضيه

هرتز

الأفكار الجديدة لها قواعد طبيعة الكهرباء والضوء

كان المعروف قبل هرتز أن المكثف عند شحنه بالكهرباء تحت ظروف معينه يمكنه تفريغ شحنته في صورة اهتزاز

بمرور تيار كهربي منه واليه

هرتز كان أول من أوضح تأثير هذه التيارات

تمر بنفسها في الفراغ بسرعة الضوء

وتنتج حركة موجيه لها نفس خصائص الضوء

هذا الكشف تم عام  1888   

أسس علم الكهرباء الحديثة

وأيضا التلغراف الاسلكى

احتجنا لتجارب عمليه

 لنقل الموجات الكهربية في المعمل لمسافة مترات

والذي تغلب على معظم العقبات

جاليليو ماركونى

حول كل النظريات إلى تطبيق عملي ونظام مستخدم

أولى تجارب ماركونى لنقل

 إشارة  بموجات كهرومغناطيسية (موجات هرتزيه)

عام 1895

تقدمت الأبحاث بغير توقف إلى

أن وصلت إلى ماوصلت إليه عام 1895

كان من الممكن التواصل لاسلكيا فى مدى

14الى 20 كم

اليوم يمكننا التواصل لمسافات بعيده

منظومة ماركونى الأوليه كان فيها عيوب وقصور

الأهتزازات الكهربية المرسلة من محطة الإرسال

كانت ضعيفة وتتكون من سلاسل موجات يتبع بعضها بعض

بحيث أن السعه تفقد بسرعة  فتسمى اهتزازه مختنقة

الموجات لها تأثير ضعيف عند محطة الاستقبال

تتعارض الموجات عند محطات الاستقبال

بروفسور فرناند براون

تجاوز هذه الحالة

بتعديلات في تركيب الدائرة

ولعملية توزيع الموجات الكهربية

وهذا جعل من الممكن

إنتاج موجات شديدة لها أكبر تأثير على محطة الاستقبال

وفقط الموجات التي لها تردد معين تستقبل في محطات الاستقبال

التطوير أثمر في إنجاح الاتصال بغير استخدام موصلات ثابتة

اتصالات بين أماكن بعيده بغير سلوك ولا روا تر

 

1

<!--

<!--<!--

عام 1849 اكتشف نيبس واجيير مسألة إنتاج الألوان

ولكن تثبيتها على لوح فوتوغرافي كان أمرا صعبا

لوح الفوتوغرافي المطلي بطبقه رقيقه من كلوريد الفضة

يتلون تحت تأثير الضوء وهو يقابل لون الضوء المستخدم

بيكريل لم يكن لديه تفسير لمنشأ هذه الألوان

ولم يجد وسيله ليثبتها على لوح

تختفي بسرعة فلم تكن عمليه ولم تحظى باهتمام

أحد تفسيرات تكون صورة بيكريل الملونة

قدمها زينكر وريليج

ظاهرة الألوان تسببها أمواج الضوء الواقفه

والتي بفعل كيميائي تكون حبيبات من معدن الفضة

اللون ظاهره تداخل أنتجها انعكاس الضوء على طبقة الفضة

الظاهرة صار لها أهميه نظريه

احد أهم ظواهر الحركة الاهتزازية الموجه الواقفة

هل تأكد ذلك بالنسبة للضوء

وينر بتجربة فريدة توصل لبرهان  لنظرية زينكر

أمكن إنتاج ألوان بصوره واضحة ولكن غير ثابتة

وجد شرح لمنشأ هذه الصور

ليبمان  اهتم بالتصوير الفوتوغرافي الملون

على لوح زجاجي تم فرد طبقه حساسة للضوء

تتكون من

معلق جيلاتينى

نترات فضه

بروميد البوتاسيوم

لهذه الطبقة الحساسة  أضاف طبقه

من الزئبق كونت مرآه

هذه الطبقة وضعت فى غرفه مظلمة

بطريقه تجعل  الجانب الزجاجي مقابل مادة للعنصر

أثناء التعرض للضوء

الضوء لابد أن يمر خلال الزجاج ويخترق الطبقة الطابعة

ويمر بوجه تقابل السطح العاكس من الزئبق

والذي  يلعبه ثانية هذا الضوء المنعكس

أمواج الضوء المنعكس تكون ما يعرف بالموجه الواقفه

تتميز بسلسلة من اضاءات قصوى ودنيا

تنفصل عن بعضها بنصف موجه من الضوء الساقط

بمجرد تكون اللوح ويتم تثبيته ويجفف بعمليات بسيطه

ستجد في طبقة الجلاتين نجد مستويات من الفضة المختزلة

 والتي تعتمد المسافات البينية يعتمد على طول موجى مما يجعنا نقول

لون الضوء المنتج للصورة

دعنا نفترض ضوء ابيضا سقط بطريقه عاديه على لوح فوتوغرافي

ونعرض كما وصفنا الشعاع سينعكس بالمستويات المختلفة للفضه

متبعه قوانين التداخل للضوء فى الطبقات الرقيقة

الرقائق المعدنية ستبدو ملونه

وستتكون بنفس اللون الذي  للضوء

الذي أعطى الانطباع

الفوتوغرافي المقابل المماثل

ينتج بنفس الطريقة

إنتاج الألوان ينتج بنفس الطريقة كما فى  فقاعات الصابون

وطبقات رفيعة في الغالب متتالية

تأثير الألوان في تجارب ليبمان لا تأتى من ألوان صبغه

يمكن تسميتها ألوان افتراضيه غير قابله للتغير في تركيبها

ولامعه طالما بقى اللوح الفوتوغرافي سليم

صورة ليبمان الفوتوغرافية أظهرت تميزا

صور ليبمان ثلاثية الأبعاد

 تحصل عليها باستخدام ألوان صبغيه

 

<!--

<!--<!--<!--

يقسم مقياس التداخل الضوئي البسيط حزمة الضوء إلى حزمتين أو أكثر ويجمعها ثانية. وتُحدث الحِزَم المُعاد جمعها لمعانًا على الشاشة أو على أي جسم آخر

يحدث التداخل حين تمر في فراغ واحد موجتان من نوع واحد وفي وقت و  احد

 

<!--

<!--<!--

ابتكر  ميشيل سون مقياس التداخل الذي سمي باسمه

والذي كان ذا دقة عالية استطاع أن يستخدمه في قياسات دقيقة لسرعة الضوء في الهواء وفي السوائل.

ادوارد مورلى استخدم مقياس التداخل في

اجراء تجربه تظهر ثبات سرعة الضوء

تطبيقات قوانين نيكلسون أنتجت مجموعه من الأدوات

القياسية التى زادت من دقة الميكروسكوبات والتلسكوبات

زيادة في الدقة تصل إلى 20-100 مره

درجة من الدقة تصل إلى واحد في المائة ألف

 

تعددت أغراض استخدام مقياس التداخل

قياس تمدد الحراري للأجسام الصلبه

دراسة سلوكها المرن تحت الضغط والدوران

تحديد حدود الخطأ فى الزنبركات الدقيقة

قياس سمك الطبقات الرقيقة في المعادن الشفافة والسوائل

حساب ثابت الجاذبية

كتلة وكثافة الأرض

حساب إنحراف زاوية صغيره

 بدقه تصل إلى أجزاء من الثانية

أهم الأبحاث كانت في مجال القياسات

                                    المطياف

 تحديد المقياس العالمي الذي تضبط عليه الميكروسكوبات

بمقياس الطيف يمكننا قياس  في الأحوال المختلفة

أبحاث ميشيل سون جهزت طريقه لقياس قيمه مثاليه

طولها عشره سم

 طول موجي معين في طيف الكادميم الأحمر

بخطأ متوقع أربعه في مائة ألف

استطاع ميشيل سون

باستخدام مقياس الطيف أن يثبت

 أن المتر عشرة أضعاف هذه القيمة

الطول الموجى الخاص بالمتر

 1.553.164.13 بنسبة خطأ 0.0004

وهى قيمه لايمكن إدراكها بالميكروسكوب

من قيمة تحصلنا عليها من إشعاع ضوء معين

 

أمكن الحصول على مقياس مدرج بدرجة من الدقه

استحق نوبل عام 1907