بحث حول المادة في الكون
 |
بحث حول المادة في الكون
|
اللامتناهي في الصغر
تتكون الذرة من الكترونات سالبة الشحنة تدور تدور في مدارات متباينة حول نواة صغيرة الحجم ، وذات كتلة كبيرة.تتكون النواة بشكل رئيس من بروتونات موجبة الشحنة ونيوترونات متعادلة .
الجدول الآتي يبين أوصاف مكونات الذرة :
مكانه في الذرة الشحنة الكتلة الجسيم
وحدة الشحنة كولوم وحدة كتلة ذرية كيلو غرام
خارج النواة +1 -1.6 ×10-19 0.0005486 9.11 × 10-31 الكترون
داخل النواة -1 +1.6 ×10-19 1.007276 1.67× 10-27 بروتون
داخل النواة لا يحمل شحنة 1.008665 1.67 × 10-27 نيوترون
مكونات اللامتناهي في الكبر :
الكون
ـ فضاء واسع جدا , لانهائي الابعاد , لا نملك معلومات دقيقة ومؤكدة عن كينونته وصيرورته وبدايته وحجمه .
المادة الكونية : ـ كل ما يحتويه الكون من نجوم وكواكب وأقمار وتوابع أخرى ومذنبات ونيازك وغبار كوني , متناثرة جميعها في أرجاء الكون اللامتناهي .
نانو متر ، رمزه(n.m)، حيث : m 1 n.m = 10-9 .
لا يمكن رؤية الذرات بالعين المجردة ، ولا حتى
بالمجهر الضوئي، إلا أنه يمكن كشف وجودها بفضل
المجهر ذو القوة الذرية (1989م)، أو المجهر الإلكتروني
تتكون الذرة من :
ـ نواة تحمل شحنة موجبة .
ـ الكترونات تحمل شحنة سالبة ، في حركة سريعة
حول النواة.
يمكن تشبيه نواة الذرة بكرة نصف قطرها أصغر من
نصف قطر الذرة بـ 100 000مرة ، أي أنه من رتبة
الفمتومتر ، رمزه (fm): 1 fm = 10-15 m
ـ من المجهر إلى ...
منذ القرن السابع عشر و المشاهدات الأولية بالمجهر و التيلسكوب،وسلم القياس في تغير.
فمن الباكتريات المشاهدة بالمجاهر الأولى إلى الجزيئات والذرات المكتشفة، أمكن مشاهدة أشياء صغيرة بمقدار جزء من المليون مرة.وازداد سلم الأبعاد الصغيرة من المليمتر إلى النانومتر ( 10-9 m ) ، فأصبح غير ممكن رؤية الأشياء بالضوء العادي و لكن يجب
استعمال أضواء رقيقة جدا كالحزم الإلكترونية للمجاهر الإلكترونية.
لدراسة المناطق من رتبة : 10-15 m التي توافق الحد الحالي يجب استعمال مسرع الجسيمات ( كلفته جد كبيرة ) و الكشف عن الأبعاد الأصغر من ذلك غير ممكن حاليا إلا نظريا.
على هذا المستوى يصبح سلم الأبعاد المكون من المتر(m) وحتى الوحدة الفلكية unité astronomique حيث :
( 1,5 . 1015m = 1UA) وحدات غير مناسبة لقياس الأطوال.
تستعمل عندئذ السنة الضوئية (année de lumière ):
• السنة الضوئية (a.l) هي المسافة المقطوعة من طرف الضوء في الخلاء خلال سنة واحدة.
»1a.l 365×24×3600×3,00. 108
1,0 × 1013 km »
• تقع الشمس على بعد 3,0 × 104 سنة ضوئية من مركز المجرة و تدور دورة كاملة حول هذا المركز مستغرقة مدة قدرها 250 مليون سنة.
ـ المجرات الأخرى
• يوجد في الكون ملاييرمن المجرات ، تظهر لنا في أشكال عدة.أقرب مجرة إلى كوكب الأرض هي مجرة Andromedeوتبعد عنها بـ 2 مليون سنة ضوئية.
رغم هذا العدد الكبير من المجرات المتجمعة على شكل ركام ،ويتباعد بعضها عن بعض: الكون في حالة توسع .
•بفضل آخر التيلسكوبات ، يمكن ملاحظة الكون إلى مسافة 15 مليار سنة ضوئية. المسافة بين نجوم المجرة الواحدة هي من رتبة سنة ضوئية واحدة.
الفضاء بين النجوم والمجرات مكون أساسا من فراغ:أي أن الجزء المشغول من طرف المادة فيه صغير جدا. على مستوى السلم الكوني ، تعتبر المادة أساسا ذات فجوات.
في القديم و خلال مدة طويلة أن الذرة هي أصغر عنصر في
الكون.
نعلم الآن أن أصغر حبيبة للمادة التي تُكسبها خصائصها العينية هي الجزيء المكون من الذرات و ليس الذرة في حد ذاتها، كما أن الذرات قابلة للتقسيم.
إذا كان الجزيء يشكل ''آجورة'' المادة العينية فكل من البروتون، النيوترون و الإلكترون تشكل ''آجورات'' الجزيء.
• نسمي حبيبة عنصرية كل حبيبة غير قابلة للتقسيم و هذا المفهوم متعلق بمدى المعرفة
و الوسائل التقنية للبحوث.
أصغر شحنة كهربائية معروفة.
• النواة ليست حبيبة عنصرية لكونها تتتشكل من بروتونات
و نيوترونات و التي تعتبر حبيبات عنصرية.
تذكير: مميزات الحبيبات العنصرية في الذرة :
الاسم كتلة شحنة نصف قطر
بروتون 1,67×10-27 kg +1,6×10-19C 1,2×10-15 m
نيوترون 1,67×10-27 kg 0 1,2×10-15 m
إلكترون 9,11×10-31 kg -1,6×10-19 C 4,0× 10-15 m
المادة الكونية : ـ كل ما يحتويه الكون من نجوم وكواكب وأقمار وتوابع أخرى ومذنبات ونيازك وغبار كوني , متناثرة جميعها في أرجاء الكون اللامتناهي .
ما هي الذرة ؟
يمكن تشبيه الذرة بكرة نصف قطرها من رتبة 0.1نانو متر ، رمزه(n.m)، حيث : m 1 n.m = 10-9 .
لا يمكن رؤية الذرات بالعين المجردة ، ولا حتى
بالمجهر الضوئي، إلا أنه يمكن كشف وجودها بفضل
المجهر ذو القوة الذرية (1989م)، أو المجهر الإلكتروني
تتكون الذرة من :
ـ نواة تحمل شحنة موجبة .
ـ الكترونات تحمل شحنة سالبة ، في حركة سريعة
حول النواة.
يمكن تشبيه نواة الذرة بكرة نصف قطرها أصغر من
نصف قطر الذرة بـ 100 000مرة ، أي أنه من رتبة
الفمتومتر ، رمزه (fm): 1 fm = 10-15 m
ـ الكون كبير جدا
عرفت وحدات القياس القديمة، على مستوى الإنسان، بالنسبة للكون على أساس أن هذا الإنسان هو مركز الكون. كان يعتبر الكون في القرون الوسطى صغيرا ، وكان يعتقد أن النجوم و الكواكب تدور على كرات شفافة و متمركزة.ـ من المجهر إلى ...
منذ القرن السابع عشر و المشاهدات الأولية بالمجهر و التيلسكوب،وسلم القياس في تغير.
فمن الباكتريات المشاهدة بالمجاهر الأولى إلى الجزيئات والذرات المكتشفة، أمكن مشاهدة أشياء صغيرة بمقدار جزء من المليون مرة.وازداد سلم الأبعاد الصغيرة من المليمتر إلى النانومتر ( 10-9 m ) ، فأصبح غير ممكن رؤية الأشياء بالضوء العادي و لكن يجب
استعمال أضواء رقيقة جدا كالحزم الإلكترونية للمجاهر الإلكترونية.
لدراسة المناطق من رتبة : 10-15 m التي توافق الحد الحالي يجب استعمال مسرع الجسيمات ( كلفته جد كبيرة ) و الكشف عن الأبعاد الأصغر من ذلك غير ممكن حاليا إلا نظريا.
مجرة التبانة
تحتوي مجرتنا(مجرة التبانة la voie lactée)على ما يقارب من 200 مليار من النجوم ، ولها شكل قرص منتفخ في المركز و تمتد مجرتنا على 1021m .على هذا المستوى يصبح سلم الأبعاد المكون من المتر(m) وحتى الوحدة الفلكية unité astronomique حيث :
( 1,5 . 1015m = 1UA) وحدات غير مناسبة لقياس الأطوال.
تستعمل عندئذ السنة الضوئية (année de lumière ):
• السنة الضوئية (a.l) هي المسافة المقطوعة من طرف الضوء في الخلاء خلال سنة واحدة.
»1a.l 365×24×3600×3,00. 108
1,0 × 1013 km »
• تقع الشمس على بعد 3,0 × 104 سنة ضوئية من مركز المجرة و تدور دورة كاملة حول هذا المركز مستغرقة مدة قدرها 250 مليون سنة.
ـ المجرات الأخرى
• يوجد في الكون ملاييرمن المجرات ، تظهر لنا في أشكال عدة.أقرب مجرة إلى كوكب الأرض هي مجرة Andromedeوتبعد عنها بـ 2 مليون سنة ضوئية.
رغم هذا العدد الكبير من المجرات المتجمعة على شكل ركام ،ويتباعد بعضها عن بعض: الكون في حالة توسع .
•بفضل آخر التيلسكوبات ، يمكن ملاحظة الكون إلى مسافة 15 مليار سنة ضوئية. المسافة بين نجوم المجرة الواحدة هي من رتبة سنة ضوئية واحدة.
الفضاء بين النجوم والمجرات مكون أساسا من فراغ:أي أن الجزء المشغول من طرف المادة فيه صغير جدا. على مستوى السلم الكوني ، تعتبر المادة أساسا ذات فجوات.
الأفعال المتبادلة بين الجسيمات العنصرية
تعدد الطبيعة:
العدد في الطبيعة ناتج عن ترتيب الذرات فيما بينها.وكان يعتقدفي القديم و خلال مدة طويلة أن الذرة هي أصغر عنصر في
الكون.
نعلم الآن أن أصغر حبيبة للمادة التي تُكسبها خصائصها العينية هي الجزيء المكون من الذرات و ليس الذرة في حد ذاتها، كما أن الذرات قابلة للتقسيم.
إذا كان الجزيء يشكل ''آجورة'' المادة العينية فكل من البروتون، النيوترون و الإلكترون تشكل ''آجورات'' الجزيء.
• نسمي حبيبة عنصرية كل حبيبة غير قابلة للتقسيم و هذا المفهوم متعلق بمدى المعرفة
و الوسائل التقنية للبحوث.
الإلكترون
• يعتبر الإلكترون بمثابة حبيبة عنصرية ، و يحملأصغر شحنة كهربائية معروفة.
• النواة ليست حبيبة عنصرية لكونها تتتشكل من بروتونات
و نيوترونات و التي تعتبر حبيبات عنصرية.
تذكير: مميزات الحبيبات العنصرية في الذرة :
الاسم كتلة شحنة نصف قطر
بروتون 1,67×10-27 kg +1,6×10-19C 1,2×10-15 m
نيوترون 1,67×10-27 kg 0 1,2×10-15 m
إلكترون 9,11×10-31 kg -1,6×10-19 C 4,0× 10-15 m