في التجربة التي أجراها طومسون ، أظهرت الإلكترونات سلوك موجي ؟ ، حيث أن تجربة طومسون هي السبب الرئيسي وراء اكتشاف الإلكترونات ، وفي هذه المقالة سنتحدث بالتفصيل عن تجربة طومسون ، وسنشرح ما هو السلوك الموجي الذي أظهرته الإلكترونات عند إجراء التجربة.
تجربة طومسون واكتشاف الإلكترون
في السابق ، اقترح العديد من العلماء ، مثل William Pruitt و Norman Lockyer ، أن الذرات تتكون من وحدة أساسية صغيرة ، لكنهم تصوروا أن هذه الوحدات الأساسية أصغر قليلاً من الذرة ، ولكن في عام 1897 ميلادي اقترح طومسون أن إحدى الوحدات الأساسية حجم الذرة أصغر من 1000 ضعف حجم الذرة ، مما يشير إلى الجسيم دون الذري المعروف الآن باسم الإلكترون ، واكتشف طومسون ذلك من خلال استكشافاته لخصائص أشعة الكاثود.
في الواقع ، لاحظ طومسون من خلال تجاربه أن أشعة الكاثود ، المعروفة في ذلك الوقت باسم أشعة لينارد ، يمكن أن تنتقل عبر الهواء أكثر مما توقع لجسيم بحجم الذرة. قدر طومسون كتلة أشعة الكاثود عن طريق قياس الحرارة المتولدة عند اصطدام الأشعة بموصل حراري ، ومن ثم مقارنتها بالانحراف المغناطيسي للأشعة ، وبذلك أثبتت تجاربه أن أشعة الكاثود أخف بأكثر من 1000 مرة من الذرة. ، وأن كتلتها كانت متساوية بغض النظر عن نوع الذرة المختلف ، وبالتالي خلص إلى أن الأشعة تتكون من جسيمات خفيفة جدًا وسالبة الشحنة ، والتي اعتبرها لبنة أساسية للذرة ، وهو ما يسمى اليوم في الاسم من الإلكترونات.
أنظر أيضا: أين توجد الإلكترونات في الذرة؟
في التجربة التي أجراها طومسون ، أظهرت الإلكترونات سلوك موجي
في التجربة التي أجراها طومسون ، أظهرت الإلكترونات سلوك موجي حيود الإلكترون (بالإنجليزية: Electron Diffraction) ، حيث يشير حيود الإلكترون إلى الطبيعة الموجية للإلكترونات ، وأن حيود الإلكترون هو انكسار منظم لموجات الإلكترون أثناء مرورها عبر البلورات ، ونتيجة لذلك الانكسار ، يتشتت شعاع الإلكترون الساقط بعد ترك البلورات ، مما يعطي توزيعًا منتظمًا يشير إلى التركيب البلوري العادي للمادة الصلبة ، وتأثيرات التداخل التي تحدث بسبب الطبيعة الموجية لشعاع من الإلكترونات عند المرور بالقرب من المواد ، حيث أن للإلكترونات والجسيمات الأخرى أطوال موجية تتناسب عكسياً مع زخمها ، وبالتالي فإن الإلكترونات عالية السرعة لها أطوال موجية قصيرة ، وبالتالي فإن شعاع الإلكترون خاضع لارتفاع سرعة الانعراج هي تأثير الموجات.
تُستخدم ظاهرة حيود الإلكترون لتحديد خصائص مادة كيميائية أو لتحديد موقع الذرات في مادة ما ، حيث يمكن قراءة هذه المعلومات من الأنماط التي تتشكل عندما تتقاطع أجزاء مختلفة من حزمة الإلكترون مع بعضها البعض ، ومن خلال التداخل ، يتم ترتيب مواقع الصدمات بانتظام ، حيث يصل بعضها إلى العديد من الإلكترونات ، والبعض الآخر لديه وصول إلى عدد قليل من الإلكترونات ، أو لا يمتلك أي إلكترونات على الإطلاق.
أنظر أيضا: تسمى المادة التي لا يمكن تقسيمها إلى مواد أبسط
احسب نسبة الشحنة إلى الكتلة للإلكترون باستخدام طريقة طومسون
أجرى طومسون تجارب لإظهار أن الذرات تتكون من جسيمات دون ذرية لها شحنة موجبة وسالبة ، ولاحظ أن الجسيمات سالبة الشحنة ، وهي إلكترونات ، أخف بكثير من الجسيمات الموجبة الشحنة ، وتم قياس نسبة شحنة الإلكترون إلى الكتلة بواسطة تسريع الإلكترونات عبر جهد كهربائي باتجاه لوحة موجبة الشحنة ، حيث تمر بعض الإلكترونات من خلال ثقب صغير في اللوحة وتشكل حزمة إلكترونية تتحرك إلى منطقة يوجد بها مجال كهربائي ومجال مغناطيسي ، ويتم تسريع الإلكترونات فيها. اتجاه مختلف عن اتجاه المجال الكهربائي وفي اتجاه مختلف عن المجال المغناطيسي ، ومن خلال هذه التجربة تمكن طومسون من حساب نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته.
أنظر أيضا: تم تفريغ أنبوب أشعة الكاثود من طومسون
في ختام هذا المقال ، عرفنا ذلك في التجربة التي أجراها طومسون ، أظهرت الإلكترونات سلوك موجي حيود الإلكترون ، كما شرحنا بالتفصيل حول تجربة طومسون لاكتشاف الإلكترون ، و ذكرنا كيف قام طومسون بحساب نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته.