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

 

<!--

منذ أن اكتشف رازرفولد نواة الذرة

صار واحد من أهم مسائل الفيزياء

مما تتكون هذه الذرة

الأفكار الرئيسية تبلورت فى الثلاثينات

جسيم متعادل  سمي نيترون يماثل كتلة نواة الهيدروجين

نظرية الأنويه الذرات تتكون من بروتونات ونيترونات

هي نيكلونات بعد ذلك بسنوات قليلة

ياكاوا  قدم نظرية القوه

والتي تفسر بقاء النيكلونات معا

يمكن تبعا لهذه النظرية

أن تكون النيكلونات مركبات داخليه معقده

هوفستادتر

دراسة التركيب الداخلي والذي لنواة الذرة

والنيكلونات المفردة

طريقته تتلخص فى قذف الأنويه الذرية بالإلكترونات

لها طاقه عاليه الإلكترونات تستطيع إختراق أنوية الذرات

ويمكنها الانحراف بقوى كهربيه ومغناطيسية بداخل الانويه

بفضل الالكترونات المنتشرة التي لها طاقات

فى مطياف مغناطيسي وقياس عدد الالكترونات

التي إنحرفت لاتجاه مختلف

إستطاع هوستاندر أن يحصل على معلومات مفصله

لتوزيع الشحنات الكهربية فى الأانويه

بالنسبة للنيكلونات

نتائج هامه وجدت لتوزيع لحظاتها المغناطيسية

الطرق التجريبية التي استخدمها هوستادير

ترتبط بقواعد الميكروسكوب الالكتروني العادي

وهنا يمكن مشاهدة التفاصيل تتزايد

تركيب  بقذفها بالالكترونات التي لها طاقه عالية

الطاقة المستخدمة تعادل جهد تسريع يصل لمليون فولت

هوستادتر بدأ حياته العملية عام 1950

فى معجل خطى تم بناؤه وبعد ذلك تم تحديثه

ليعطى إلكترونات بهذه الطاقة الفائقة

قام هستادتر بتجهيز يجعل قياس الإلكترونات

 المنتشرة ممكنا

وكان دقيقا رغم كبر حجم الجهاز

نتائج هوستادتير فتحت مجالات عديدة لخصائص النيكلويات

ردلوف موسبور

دراساته بإطلاق وإمتصاص أشعة جاما بأنوية الذرات

هذه الإشعاعات لها نفس النوع مثل الضوء

موجات الراديو يمكن إستقبالها وفقط لو أن المستقبل حول ضبط على نفس التردد والذي للمرسل

يحدث الرنين حينئذا

ولفترة طويلة حاول العلماء رصد هذه الظاهرة للأنويه

والتي تسمى إمتصاص الرنين

الطريقة تجعل أشعة جاما من نوع من الأنويه تعمل على أنويه أخرى من نفس النوع

كانت هناك متاعب واجهت التجربة

عندما نطلق أشعة جاما

 الذرة تستقبل المرتد نقل الطاقة والتردد الذي لأشعة جاما

نفس الظاهرة تحدث

 عندما جسيم جاما يمتص  فى نواه عنصر مستقبل

الرنين سوف يتحطم لو أن التغيير لم يعوض كما كان يحدث فى تجارب موسبير

إكتشف موسبير تجريبيا بالنسبة للذرات

التي ترتبط جزء من الإشعاع يمكن أن ينطلق من غير تغيير فى التردد بينما إمتصاص الرنين يمكن دراسته بصوره مباشره

هذا الكشف نشره موسبير عام 1958

بسبب العرض الصغير لخطوط جاما الرنين حاد جدا وجد موسبير أن الرنين سيتأثر ويمنع بتأثير دوبلر لو أن تأثير المصدر أو الممتص لأشعة جاما تحرك

السرعات التي تحتاجها تعتمد على حدة خط جاما

ويمكن تكون مليمترات فى الساعة

اكتشاف موسباى

كان محل أبحاث كثير من المراكز البحثية

أهم تطبيقاته تعتمد على فصل وإزاحة مستويات  الطاقة

والتي توجد فى الجوامد وذلك بتأثير الأشياء المحيطة

عديد من الظواهر تمت دراستها بتأثير موسبير

من الممكن بتلك الطريقة الحصول على العديد من خصائص الجوامد

موسبير أتم اكتشافه عند دراسته لامتصاص الكيتين

باقتراح من بروفسور بايرلينج

وجد حينها نتائج دراسته بدقه وأدت إلى اكتشافه

 

 

 

<!--<!--

 

<!--

<!--

<!--<!--

لاندو أظهر نبوغا مبكرا فى عمر الرابعة عشر من عمره

وبدأ فى جامعة  ليننجراد ثم قضى سنه ونصف بالخارج

مع نيلز بور فى كوبنهاجن

وترك انطباع رائع لصراحته وذكائه

فى عام 1930

نشر لاندو دراسات كميه نظريه تتعلق

بسلوك الإلكترونات الحرة فى مجال المغناطيسي

مما أعطاه شهره عالميه

هذا العمل كان مهما لفهم خصائص المواد

استمر فى دراساته وتجاربه بالتعاون مع تلامذته

وحصل على نتائج  تتعلق بتركيب المواد المغناطيسية

والموصلات الفائقة

والنظريات المتطورة الأساسيه للمرحلة

والتي بدأت بارتباطه فى عام 1937

بمعهد الفيزياء فى موسكو

وكان رئيس هذا المعهد هو كابتيتسا

والذي ظهر واضحا اهتمامه بدراسات على الهليوم السائل

الهليوم الطبيعي غاز تمت إسالته منذ فتره

بتبريده لأربع درجات فوق الصفر المطلق

أبحاث عديدة أكدت لو تم تبريده إلى درجتين فوق الصفر

سوف يتحول  إلى حاله جديدة لها خصائص غريبه

على حسب مصطلحات قدمها كابيتسا

يصبح سائل مفرط السيوله يتحرك من غير احتكاك

او لزوجه مما يعنى انه يمكنه ان يتحرك بسهوله

من خلال الأنابيب الشعرية والشقوق

والتي طبيعيا تمنع نفاذ اى سائل

لاندو اهتم بتفسير هذه الظاهرة

درجة الحرارة فى حالته الأساسيه

وصف حالات الإثاره للسائل يتحرك

 جسيمات محتكة تسمى  الجسيمات المتجزئة

أو أشباه الجسيمات

مزج لاندو النتائج بالحسابات

ومن ثم استنتج الخصائص الميكانيكية للجسيمات

لأشباه الجسيمات من هذه النتائج خصائص السائل

تم حسابها والتي أثبتت بالأبحاث علىإانتشار النيترون

فى سائل الهليوم هذه التجارب فى الطاقة الذرية

ونشرت فى استكهولم 1957

لاندو نشر أبحاث عن انتشار موجات الصوت فى سائل الهليوم

سانده عالم روسي أكد هذه الظاهرة

الهليوم الطبيعي يتكون من نظير مشع 3و4 تختلف تماما الاختلاف

نظريه مقبولة عن الهليوم  الأخف

قدمها لاندو عام 1956- 1958

وأنها تتشابه مع نظريته عن النظير المشع الأثقل

النظرية الجديدة مقبولة عند درجات حرارة منخفضة

اقل من 1/10من درجات الحرارة  فوق الصفر المطلق

هذا مدى درجات الحرارة المسموح به

نظرا لصعوبة القياسات فى هذه الحرارة لم يتم

اختبار هذه التجارب إلاحديثا

لاندو توقع نوع جديد من تحرك الموجات لهذا السائل

وسماه صوت الصفر

وحفز العلماء عن البحث عن صوت الصفر

أهمية أبحاث لاندو تظهر جلية عندما يعتبر الهدف

المهم هو شرح خصائص السوائل

حيث امكن شرح خصائص البلورات والغازات

 

 

<!--<!--

<!--

أنوية الذرات تحتوى على برتون ونيترون

الحركة لهذه المكونات تحكمها ميكانيكا الكم

من أجل حساب حركة النيكلونات

لابد من معرفة القوى التي تعمل عليها

للبحث عن هذه القوى واجنر عام 1933

استنتج من تجاربه أن القوى

التى تربط نيكلون نيكلون ضعيفة جدا

إلا إذا كانت المسافة قصيرة جدا

تكون القوى ملايين المرات أقوى من القوى الكهربية

فى الأجزاء الخاصة بالذرات

ويجنر اكتشف خصائص أخرى للقوى النوويه

ماقدمه ان الخصائص الرئيسية للانويه تنبع

من التماثلات فى قوانين الحركة

ويجنر قام بعمل رائد لدراسة  هذه التماثلات

 فى قوانين حركة الالكترونات

اكتشافات مهمه بدراسته لهذه التماثلات

والتى تعبر عن ان حقيقة القوانين المذكوره لا تفرق بين يسار ويمين

وان السير فى الزمن الى الخلف يشبه السير للأمام

هذه الابحاث طبقها ويجنر على انوية الذرات فى نهاية الثلاثينات

وبحث خصائص القوى بين النيكلونات

مهما كان نوعه برتون نيترون

هذا العمل ويجنر ومعاونوه

كان عن قواعد التماثل حتى لغير الفيزياء النوويه

طريقته استخدمت فى مجال الجسيمات الأوليه

مراجعة مفاهيم سابقه تعلقه بتماثل اليمين واليسار

والذى قدمه يانج لى عام 1957

ويجنر قام بإسهامات اخرى عديدة للفيزياء النوويه

قدم نظريه للتفاعلات النوويه

اسهم فى ايضاح الاستخدام العملى للطاقة النوويه

إيجاد موديلات لأنوية الذرات والتى تشاهد فيها حركة النيكلونات

خلال العشرينات والثلاثينات

وجد أن البرتونات والنيترونات تشكل  أنظمه ثابته

فى نواة الذره عندما يكون عدد النيكلونات

2-8-20-50-82-126

العديد حاولوا تفسير هذه الاعداد السريه

بوهر قدم تفسير مفاده

النيكلونات تتحرك فى مدارات فى مجالات معلومه من القوى

وهذه المدارات تنظم بما يعرف بالغلاف shell))

يصنف بحساب طاقته الفرق بين طاقته

العدد السحرى يقابل الغلاف الكامل

هذا التفسير ناجح بالنسبة للأنويه الحقيقيه

لم يكن ممكن تفسير أكثر من أول أرقام سحريه

ولسنوات عديده

نماذج أخرى فرضت نفسها

جيوبرت عام 1948

قدمت نموذج الغلاف  لأول مره

وقدمت دلائل مقنعه لوجود الاعداد السحريه عاليه كبيره

والتجارب أثبتت وجود أغلفه مغلقه بقوه

جيوبرت  ماير  جينسن

نشروا فكرة شرح الاعداد السحريه

الفكره ان النيكلونات لابد وان لها طاقات مختلفه

عندما يتحرك فى مغزل حركه مغزليه فى اتجاه واتجاه معاكس وعندما تتحرك حول النواه

جويبتر وجينس تعاونا فى تطوير نوذج الغلاف

ونشرا معا كتاب يشرح النوذج

قدما دليلا على اهمية نموذج الغلاف

ويعتمد على الحالة الأصليه للنواة

والاستثارة البسيطة للنواة

طرق واجنر كانت اهم تطبيقات نموذج الغلاف

<!--<!--

<!--

MASER Microwave amplification by 

stimulated emission of radiation

LASER

Light amplification by

 stimulated emission of radiation 

مفتاح الابتكار الانبعاث المستحث والذي قدمه اينشتاين عام 1917

بتحليل معادلة الإشعاع لبلانك

عملية الامتصاص لابد وان يتبعها عملية تكملها

تتمثل الإشعاع المستقبل يمكن أن يستحث الذرات لتبعث نفس النوع من الإشعاع فى هذه العملية تقع القدرة على التضخيم

وسيلة التضخيم

الانبعاث المستحث ظل لفترة يظن انه مفهوم نظري

لا يمكن تطبيقه على ارض الواقع أو يشاهد

الامتصاص سيكون عمليه سأئده فى كل الأحوال العادية

التضخيم يمكن أن يحدث وفقط لو أن الانبعاث المستحث

اكبر من الامتصاص هذا يحتاج

لوجود ذرات أكثر فى مستويات طاقه أعلى

 أكثر من تلك التي فى حاله اقل

هذه الحالة من عدم الاستقرار من الطاقة فى المادة

تسمى العشيرة المقلوبة المعكوسة

هذه الظروف الانبعاث المستحث يمكن استخدامه فى التضخيم

الأبحاث عن المازر( MASAR )

كانت عام 1954 وهى أبحاث مكثفه متوازية

 بين تونز ومعاونوه فى جامعة كولومبيا

وماسوف وبرشوف فى معهد لابيدف فى موسكو

فى سنوات لاحقه صمموا مازارات من أنواع مختلفة

الكثير طوروا تأثير المازار بوضع

 ايونات معادن معينه فى بلورات مناسبة

هذه المازارات تعمل بحساسية المستقبلات

لموجات الميكروويف القصيرة لها أهميه فى علم الفلك

وفى الراديو واستخدمت فى أبحاث الفضاء

لتسجيل إشارات الراديو من الأقمار الصناعية

المازر البصري الذي هو الليزر ولد عام 1958

عندما اتاحت الإمكانيات تطبيق  أساسيات المازر 

فى المنطقة البصرية

تم تحليلها حللها شوالو وتونز

 كما حدث ذلك فى معهد لبيديف

وبعدها بسنين حصلنا على الليزر

الخطوة من الميكروويف إلى الضوء المرئي

يعنى زيادة مائة ألف  مره زيادة فى التردد

 وبسبب تغيرات فى حالات العملية الليزر

يمكن أن ينظر إليه على انه ابتكار جديد

من اجل تحقيق الكثافة الاشعاعيه المطلوبة

من الانبعاث المستحث ليبقى سائدا

المادة المشعه تتغمد  مابين المرآتين

الضوء يخترق المادة مرات عديدة أثناء هذه العملية

الإشعاع المستحث يكبر أثناء هذه العملية ككتله صخرية

تكبر حتى تعطى كل الذرات طاقتها للإشعاع

حقيقة أن الإشعاع المستحث

 والمستحث له بالضبط نفس المرحلة

ونفس التردد وهو ضروري

بفضل الرنين كل الأجزاء للبيئة النشطة

 تخلط قوتها  لتعطى موجه واحده قويه

الليزر يبعث ما يسمى بالضوء المتصل

وهذا الفرق بين الليزر والضوء العادي

والذي منه الذرات تشع مستقلة  عن بعضها البعض

الليزر لأنه يصنع بأشكال مختلفة 

الأول والأكثر شيوعا حتى الآن

قضيب الياقوت الأحمر طوله سنتيمتر واحد

تطلى أطرافه بالفضة وأجزائه الطرفية تعمل كمرايا

الإشعاع يغادر البلورة من خلال إحدى الأطراف

 والتي تصنع شفافة قليلا

الياقوت يتكون من أكسيد الألمونيوم

 المخلوط به الكروم الذي يعطى الياقوت اللون الأحمر

وأيضا مسؤل عن تأثيره الليزرى

ينتجها الضوء من ضوء لمبة فلاش زينون

تمتصها الأيونات تضعها فى حالة يمكن استحثاثها

ينتج ضوء أحمر بموجه معروفه جدا

عدد كبير من النبضات المتتالية لضوء الليزر

تنتج أثناء وقت فلاشه واحده من اللمبة

ولكن بتأخير خروج الطاقة المخزنة تصل للحد الأقصى

كل الطاقة يمكن وضعها فى نبضه كبيرة

قوة الضوء المنبعث يمكن أن يصل إلى مائة مليون وات

حزمة الاشعه متوازنة الطاقة الكلية يمكن تركيزها 

باستخدام عدسه فى منطقه محدودة جدا

منتجه طاقة قوه فى وحدة المساحات قوة المجال الكهربي

الناتج من موجة الضوء

يمكن أن يصل إلى مئات الملايين من الفولتات

ومن ذلك يتفوق على القوه التي تحافظ على مدارات

الإلكترون للذرات معا

كثافة الفوتونات تنتج إمكانيات

 لدراسة التفاعل الاشعاعى والمادة

نوع آخر من الليزر والذي يبعث منه الضوء

من الغاز يستحث باستخدام شحنه كهربيه

ينتج إشعاع بطول موجي معروف مسبقا

هذه الاشعه يمكن استخدامها فى قياس طول وسرعة

بدقه متناهية لم يسبق لها مثيل

أمدنا الليزر بوسيلة جديدة للبحث فى مجالات عديدة

<!--<!--

<!--

إلكترون الذرة يتحرك على أساس قوانين

 ميكانيكا الكم التى تأسست عام 1925

والأعوام التي تلتها بالنسبة لذرة الهيدروجين

 والتي لها إلكترون واحد

وهى أبسط ذره يمكن دراستها

حسابات الحركة للإلكترون فى مجال كهربي لنواه أدت الى نتائج دقيقه لم تظهر أخطاء

مرت سنوات حتى ظهرت أخطاء عام 1947

عندما عمل لامب رازرفولد

بعض مستويات الهيدروجين والتي يمكن تداخلها نظريا

يمكن ان تبادل نفسها مع بعضها

نتائج عمل توموناجا - شوينجر- فاينمان

شرح لتحول لامب lamb shift))

عملهم تم فى العشرينات لبحث قوانين الميكانيكا الكم

على أساس الذرات والالكترونات تعطى

 مجالات كهرومغناطيسية تبعث الضوء

 وتتأثر بالمجال الكهرومغناطيسي

ديراك هيزنبرج بولي

إستطاعوا الوصول لنظرية أسموها

ديناميكا الكهربية الكميه

والتي فيها قوانين ميكانيكا الكم

تفاعلات الجسيمات المشحونة

مع المجال المغناطيسي

بعد فتره ظهر قصور النظرية عندما حاولوا

تحديد كتلة الإلكترون المتولد من تفاعله مع المجال الكهرومغناطيسي نتائج عديمة الجدوى

صعوبة مماثله حدثت مع الإلكترون المشحون

نظرا للأهمية القصوى لهذه النظرية

إجتهد الفيزيائيين النظريين فى الثلاثينات

لتخطى هذه العقبة

ولم  يتحقق النجاح سوى فى أربعينيات القرن

منطقه جديدة بدأها توموناجا

عمله الرئيسي كان توفيقه مع النظرية النسبية

أعطى توموناجا تركيب جديد شكل جديد

وصيغه جديدة للديناميكه الكهربية الكميه

وغيرها النظريات المماثلة والتي كان لها تطور جديد

تطور حقيقي حدث عند إكتشاف تبديل لامب

عندما تم هذا الكشف ونوقش فى مؤتمر

هذا التأثير الجديد تم شرحه باستخدام

النظرية ديناميكا الكهربية الكميه

وأعطى تفسير حقيقي لهذه النظرية

هذه النظرية دعمها حسابات تبديل لامب

والذي نشره بعد المؤتمر بقليل

استبدل الكتلة التجريبية المفترضة المتخيلة

والتي تظهر فى المعادلات اليناميكيه الكهربية الكميه

وعمل إعادة للحسابات الاحصائيه للشحنة الكهربية

التعويض فى المعادلة سوف يلغى الكميه للانهاية

توماناجا اجتهد فى عمل هذا البرنامج على أبحاثه السابقة

إستنتج معادله جديدة سليمة

لتغيير لامب والذي توافق مع القياسات

سمي على اسم ويلز لامب تغيير صغير

فى الطاقة بين مستويات طاقه ٍ S1/2 و P1/2

لذرة الهيدروجين فى ميكانيكا الكم

باكتشاف تغيير لامب

كوش فلولي

أثبتا أن لحظه الإلكترون المغناطيسية أكبر من المفترض من قبل

باستخدام طريقه أعادت حسابات الاحصائيه

والتي طورها شوبنجر استطاع أن يثبت أن هناك

إسهام لابد من إضافته

قيمه لابد من إضافتها لقيمة اللحظة المغناطيسية

حساباته توافقت مع التجارب

حساب شوبنجر كانت سابقه ومهمة لتغير هذه القياسات

شوبنجر قدم صيغه جديدة لنظرية الكهربية الديناميكية

أبحاث لتونوجاما استخدم هذه الحسابات عمليا

استخدم فاينمان طرقا كلاسيكية لحل المسائل

الديناميكا الكهربية الكميه

قدما شكلا جديدا للنظرية  صالحا للحسابات العملية

وقدما تفسيرا توضيحات مدعمه بالرسوم البيانية

سماها رسوم فاينمان البيانية

 والتي صارت ذات أهميه فى الفيزياء الحديثة

فى وصف فاينمان للمجال المغناطيسي

المجال المغناطيسي ليس صريحا

وهو وصف ذو قيمه فى مجال فيزياء الجسيمات الاوليه

نجاح تجارب أجريت على النظرية

تغيير لامب

الجزء المفقود من اللحظة المغناطيسية للإلكترون

التوافق فى أجزاء مائة ألف مليون

 وليس هناك خطأ تمت ملاحظته

الديناميكا الكهربية الكميه

احد أدق النظريات الفيزيائية

وساهمت فى فيزياء الجسيمات الاوليه

فيزياء الجوامد

الفيزياء النووية

الميكانيكا الاحصائيه

<!--<!--

<!--

ظاهرتان فيزيائيتان في فيزياء الكم

أشباه موصلات فائقة التوصيل

سوائل فائقة السيوله

على سبيل المثال تستخدم في الرنين المغناطيسي

التصوير باستخدام الرنين المغناطيسي

وفى معجلات الجسيمات في الفيزياء

معلومات عن السوائل فائقة السيوله يمكنها إعطاؤنا

فكره أعمق عن سلوكيات المادة في حالتها المنتظمة

و في مراحلها الأقل والأكثر ترتيبا

عند درجات حرارة منخفضة درجات قليلة فوق الصفر

المطلق بعض المعادن تسمح للتيار الكهربي بالمرور من غير مقاومه  هذه التوصيليه الفائقة لهذه المواد

لها خاصية القدرة على تحريك إزاحة الفيض المغناطيسي

كليا او جزئيا

هذه المواد القادرة على إزاحة الفيض المغناطيسي كليا تسمى الموصلات الفائقة  من نوع I))

والنظرية التي تشرح طريقة عملهم

حصلت على جائزة نوبل 1972

هذه النظرية التي تعتمد على أن أزواجا

 من الالكترونات تتكون ولكن بعدد غير كافي

لشرح التوصيليه الفائقة في معظم المواد الفائقة التوصيل

وكذلك وجود المغناطيسية في نفس الوقت

وبقائها عالية التوصيل  فائقة التوصيل في مجال مغناطيسي قوى

الكس بريكسوف

نجح في شرح هذه الظاهرة نظريا

نقطة البداية كانت النظرية التي وضعها فيتالى جنربرج

فى مجال الموصلات الفائقة I))

والتى كانت مفهومه وكانت جيده للنوع الجديد

بينما هذه النظريه كانت موجوده فى الخمسينات

تجددت واكتسبت أهميه فى تطور المواد التى لها خواص جديده

المواد الآن يمكن أن تكون فائقة التوصيل فى درجة حراره عاليه

وفى مجال مغناطيسي قوى

الهليوم المسال  يمكن أن يصبح سائل فائق

وتتلاشى لزوجته عند درجات حرارة منخفضة

ذرات العنصر المشع النادر He*3 هليوم 3

لابد أن يكون أزواجا من أزواج الإلكترونات

في الموصلات الفائقة المعدنية

النظرية التي تشرح كيف تتفاعل الذرات

وتترتب في صورة سوائل فائقة

 توقعها تونى ليجيت عام 1970

الحاصليين الثلاثة على نوبل 2003

شرحوا تأثيرات فيزيائية كميه تحدث للمادة قريبا

من الصفر المئوي

هنا الظاهرة تسمى السيوله الفائقة فرط السيوله

تحدث كنوع من الحركة يغير مقاومة لكل

 من الإلكترونات في الموصلات الفائقة

للذرات في غاز الهليوم المكثف

لف السوائل فائقة السيوله سيبقى السوائل راكدة

لو أسرعنا حركة الدوران

دوامه سوف تحدث معقوبه بدوامات

دومات الدوران للسائل مثبته القيمة

وكل دوره دوامه تساوى كوانتم واحد

تكون الدوامات في السوائل الفائقة السيوله تعطينا

معلومات عن كيفية حدوث الإضطراب

الإلكترونات في المواد الموصلة الفائقة التوصيل

 تكون سائل فائق السيوله

وفيه دوامات يمكن أن تحدث لو دخل مغناطيس المجال

المجال المغناطيسي تحدد قيمته وكل دوامه

تسمح بكوانتم من الفيض المغناطيسي  ليمر من خلالها

في المواد التي يمكن أن يمر من خلالها العديد من الدوامات

التوصيليه الفائقة  يمكن أن تبقى

 في ظل وجود مجال مغناطيسي قوى

 أو مجالات مغناطيسية

هذه المواد يمكن أن تستخدم في بناء مغناطيسات قويه

هناك نوعين من الموصلات الفائقة

نوع I)) مميز بوجود تأثيرات ميسنر

هذا يعنى أن الموصل الفائق بالكامل يشع مجال مغناطيسي

لو أصبح المجال قوى جدا الخصائص خصائص التوصيليه

 تختفي فجأة

ولكن هناك موصلات أخرى تكون في صورة سبائك

والتي فيها تأثير ميسنر ليس كامل

المجال المحيط قد يكون غير كامل

ويوجد جزئيا وتحتفظ المادة بخصائص التوصيل الفائق

حتى في وجود مجال مغناطيسي قوى

لو أن الكترونات ذرات الهليوم تكاثفت

 في صورة سائل فائق السيوله لابد وان تزدوج أولا

هذا يأخذ طريقتين  خصائص المواد المغناطيسية

تسمى المغزل وهذا يوصف بإبره

المغازل إما تكون متضادة وفيها يعارض بعضها بعضا

الالكترونات في الموصلات الفائقة وفى نفس الاتجاه

يعضد بعضهم بعضا

 ذرات الهليوم فى السوائل عالية السيوله

في الأخير السائل الفائق السيوله ممكن

 أن يحتوى على خصائص مغناطيسية

أهمية الترتيب

يف لاندو وفيتالى جيبرج قدما نظرية التوصيليه الفائقة

في نهاية الأربعينيات

هذه النظرية تفترض

هذه الالكترونات التي تشارك في التوصيل الفائق

تكون سوائل فائقة السيوله

الموصل الفائق يوصف بأنه داله معقده تسمى عامل الترتيب

ومربعه يشير إلى أجزاء من الالكترونات التي تكاثفت بداخل السائل

فائق السيوله

عامل جينربرج ولاندو هو حل معادله الموجه الميكانيكية الكميه

تلميذ لاندو اليكس ايرسكوف

يستطيع معادلة لاندو وجينربرج أن تصف الموصلات

الفائقة من النوع الثاني

والتي تتواجد في مجال مغناطيسي قوى

بناء على نظرية بيرسكوف هذا يحدث

الموصل الفائق المجال المغناطيسي بالدخول خلال الدوامات فى مجال الإلكترون هذه الدوامات كان تكون تراكيب منتظمة

إيرسكوف لاحظ وجود أشكال لهذه الدوامات في موصلات الفائقة من النوع الثاني

المجال المغناطيسي يسير خلال هذه الدوامات

سائل له اتجاهات

في بداية السبعينات أنتوني ليجيت قدم نظرية

السوائل عالية والتي تحصل عليها من تبريد النظير المشع للهليوم النادر لدرجه حرارة منخفضة جدا هذا السائل تصير له خصائص مغناطيسية تختلف خصائصها باختلاف الإتجاه

السائل له العديد من الحالات وخصائص مختلفة

تسمى مراحل وفيها ظاهرة الترتيب لها نوعين من الترتيب

والتي فيها مراحلها تبدوا

 تعتمد على الحرارة والضغط والمجال المغناطيسي

وضع النظرية  في محل العمل

عمل رنين مغناطيسي  للتشخيص

معجلات الجسيمات

مغناطيسات قويه وتبرد بالهليوم فائق السيوله

<!--<!--

<!--

متكاثف يوسى أينشتاين ( حاله جديدة للمادة)

أشعة الليزر تختلف عن الضوء العادي المنبعث من المصابيح

في الليزر جسيمات الضوء لها نفس الطاقة والتذبذب معا

لجعل المادة تتصرف بهذه الطريقة المنضبطة

 كان أحد التحديات التي تواجه العلماء

في عام 1924

فيزيائي هندي يسمى يوسى

قام بالعديد من الحسابات التي تخص جسيمات الضوء

بعث بنتائج تجاربه لاينشتاين

 والذي عمم النظرية على العديد من الذرات

توقع أينشتاين انه  لو أن غاز هذه الذرات تم تبريده لدرجة حرارة منخفضة جدا سوف تتجمع كلها

 في أقل حاله من الطاقة ممكنه

العملية متشابهة عند قطرات من الغاز السائل

لذا سمي تكاثف

مرت سبعين سنه حتى نجح الحاصلون

 على جائزة نوبل عام 2001

فى الوصول إلى هذه الحالة من المادة

كورنيل - إيمان

أنتجا مكثف نقى من 2000 ذرة راديوم

عند 2نانوكلفن درجه فوق الصفر المطلق

مستقلا عنهما كيترل قام بتجربة مماثله بذرات الصوديوم

المكثف الذي قام بإنتاجه به ذرات أكثر

 يمكن استخدامه لدراسة الظاهرة أكثر

استخدم متكاثفين منفصلين وتركهمايتمددان

كلا فى الاخر وحصل على شكل متداخل متميز

النمط او الشكل الذى تحصل عليه لو القيت حجريين على سطح الماء فى وقت واحد

هذه التجربه تدلل على أن المادة المتكاثفة

 تحتوى على ذرات متآذره

كيترل أنتج تيار من نقاط

والتي تسقط تحت تأثير الجاذبية

هذه يمكن اعتبارها اشعة ليزر

المادة بدلا من الضوء

تطبيقات هذا الكشف 

المقايس الدقيقه القياسات الدقيقه

النانوتكنولوجى

 

 

<!--<!--

<!--

تكنولوجيا المعلومات الجديدة

تربط العالم الآن الشبكة العنكبوتيه

مستخدمي الانترنت ومستخدمي التليفون المحمول

خلال ألياف بصرية وأقمار صناعية

احتياجان بسيطان لكن أساسيان

لجعل تكنولوجيا المعلومات مهمة

لابد وان تكون سريعة

كميه كبيرة من المعلومات

يمكنها أن تتداول في فتره قصيرة

الجهاز المستخدم لابد وأن يكون صغير سهل استخدامه

يمكن وضعه في الجيب في البيت أو المكتب

باكتشافاتهم

(زوروس- الفروف- كرومر- )

ابتكروا مكونات بصرية وإلكترونيه دقيقه

مصنوعة من أشباه الموصلات ذات طبقات

تسمى أشباه موصلات مختلطة

الترانزستور السريع بنى باستخدام تكنولوجيا التركيب المختلط

الأقمار الصناعية الناقلة لموجات الراديو

وفى محطات الأرضية للتليفون المحمول

جهاز الليزر يعمل بنفس الخاصية

سريان المعلومات في كابلات الألياف البصرية

كابلات النت أيضا في سواقات الأقراص المرنة

في فرامل السيارات الضوئية

في إشارات المرور

<!--<!--

 

 

<!--

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

تركيب الجسيمات الفيزيائية باستخدام نموذج مثالي

في هذا النموذج تفاعلات ضعيفة والإلكترومغناطيسيه

جمعت معا لتسمى

التفاعلات الالكترونية الضعيفة

فلثمان وهوفت حصلا على جائزة نوبل عام 1999

لدراسة نظريه تشرح هذه التفاعلات

ولم يكن للشمس لتشرق لولا التفاعلات الضعيفه

تفاعلات الالكترونية المغناطيسية تبقى الالكترونات فى مداراتها تدور حول النواة وتحول التفاعلات الضعيفه

البروتونات لنيترونات

وتختبرها لتصبح انوية هليوم في الفرن الموجود في وسط الشمس

وداعا لغير المحددات

جعلت معادلة هوفت فيتمان غير المحددات تتلاشى في الهواء استطاعا أن يفسرا هذه الاحتمالات رياضيا

استخدما برنامج كمبيوتر لإجراء حساباتهما

تجاربهما اجريت في معجل الجسيمات في LEP فى  جنيف

توقع كتلة الكوارك القمى

حسبت بالضبط بعد اكتشافها في معمل فيرمى في شيكاغو

أين توجد جسيمات هيج

نظرية تفترض وجود جسيمات تسمى هيجس

 والتي تقترح نشأة المادة

يمكن توقعها بطريقه مماثله للكوارك القمى

سوف يكون اكتشافها نقله نوعيه

 

 

<!--

<!--

<!--<!--

آلية التماثل الناقص التلقائي( يشيرونامبو)

أصل الكسر التلقائي للتناسق

 الذي يفترض وجود ثلاث مجموعات على الأقل

من الجزيئات الاساسيه المشحونة في الطبيعة

( ماسكاوا -  كاباتشى)

انريكو

آلية كسر تناسق جسيمات المادة

 للذرة في المجال الفيزيائي

الغرام بالتماثل

السبب في أن عالمنا لا يتصرف بتماثل

هو الانحراف عن التماثل

في عام 1960 بوشيرو نامبو

وصفا رياضيا التماثل

 وكسر التماثل التلقائي في فيزياء الجسيمات العنصرية

التماثل المكسور

ثبت أهمية هذا الوصف  ونظريات نامبو

قدمت نموذجا فيزياء الجسيمات العنصرية

فيزياء الجسيمات الاوليه

النموذج يجمع كل الوحدات الاوليه لكل المواد

القوى الثلاثة الموجودة في الطبيعة في نظريه واحده

التماثل المكسور التناسقات المكسورة

التي درسها نامبو تختلف عن تلك التي درسها ماكوتو

كاباباتشى /توشيهيد/ماسكاو

تلقائية حدوث ذلك

وهذا موجود منذ بداية الخليقة

عندما ظهرت أولا في تجربه الجزيئات عام   1964  

استطاع العلماء تفسير شروحات كباباشى وماسكاو عام 1972  

والذي حصلوا به على الجائزة

شرحوا التناظر المكسور بداخل إطار النموذج

نحتاج أن نمدد عائلات الكوارك إلى ثلاثة

هذا اقترح وجود أنواع أخرى من الكواركس

 لم تكتشف بعد

في عام 2001  

في كاشفات الجزيئات في بار بارا في الولايات المتحدة

وفى بيل في تسكوبا في اليابان

كلاهما اكتشفا مستقلين عن بعض النتائج

التي تؤكد ماتوقع كباباشى / ماسكاوا

قبل هذا الكشف بثلاثين سنه

هناك تماثل تناسق مكسور غير مفسر

منشأ الكون من 14مليون سنه

لو أن هناك كميات متساوية من المواد

ومضادات المواد خلقت لابد وأنها أباد بعضها بعض

ولكن لم يحدث

كان هناك انحراف لواحد  من جسيم زائد

 لكل 10بليون مضاد للجسيمات المادية

إنه التماثل أو التناسق المكسور

هو الذي أبقى الكون على قيد الحياة

سؤال كيف حدث هذا بالضبط غير معلوم

ربما يجيب معجل الجسيمات LHC في سيرن

جنيف الاجابه عن هذا السؤال

 

<!--

<!--<!--

أكتشف ألبت فرت الفرنسي – وبيتر جوتبرج الالمانى منفصلين

ظاهرة المقاومة المغناطيسية الكبرى التلقائية 

سندوتش مغناطيس وراء الثورة في عام تكنولوجيا المعلومات

تغيير مغناطيسي صغير يستطيع

أن يحدث تغير كبير في التيار الكهربي

هذا هو الأساس للحساس الذي يستخدم المقاومة المغناطيسية

هذا التأثير فتح الباب لتطور فى عالم الالكترونيات

الالكترونات المغزلية spintronic)) وفى وقت لاحق

أحدث نقله نوعيه في تقنيات مسح المعلومات على الأقراص الصلبه

في عام 1988

ألبرت فرت ومعاونوه اينوا ثلاثين طبقه من طبقات مغناطيسية

محيطه بماده غير مغناطيسية طبقه ممغنطه تليها طبقه غير ممغنطه

لها تأثير بالغ على المقاومه

قدمت هذه المجموعة أبحاثا عن مفهوم المقاومة المغناطيسية الكبرى

أظهر نفس التأثير بيتر جرجتنبرج

عند وضع طبقه غير ممغنطه بين طبقتين من ماده ممغنطه

وهو التركيب المستخدم في الرأس القارئة للقرص الصلب

المقاومة المغناطيسية على مستوى النانو

المقاومة المغناطيسية الكبرى تأتى عندما نضع ماده غير ممغنطه

توضع بين طبقتين من معدن ممغنط

تأثير يأتي من دوران الالكترونات (مغزلها)

والتي تولد لحظه مغناطيسي كل إلكترون يعمل مغناطيس صغير

يشير لأعلى ولأسفل

المقاومة المغناطيسية الكبرى تعتمد على الإختلاف في المقاومة الكهربية للإلكترونات بإختلاف إتجاه مغازلها في الطبقات المغناطيسية

سندوتش سمكه نانوميتر طبقات مغناطيسية مع طبقه فى الوسط غير ممغنطه سوف تسمح للسعات المختلفة للتيار أن يمر خلالها تعتمد على مااذا كان المغنطة في طبقات مغناطيسية سوف تشير لنفس الإتجاه

في الحالة الأولى

الإلكترونات المغزل الصحيح سوف تمر مستقيمة

خلال السندوتش وتيار الكهرباء سيمر خلال التركيب

حتى لو أن هناك إلكترونات بمغازل خطأ

 منتشرة  في الطبقة الأولى

في الحالة الثانية

عندما تتعارض المغنطة تقاوم كل الإلكترونات تتكون خطأ

في واحده او أكثر من الطبقات الممغنطة

لذلك المقاومة الكلية كبيرة وتمنع مرور التيار الكهربي

الإلكترونات في الرسم تمثل بمغناطيسات صغيره

جودتها تعطى مقاومه مغناطيسية كبرى

اللحظة المغناطيسية في الإلكترونات نتيجة دورانها الداخلي

المغزل الذي يمكنه أن يتحرك لأعلى ولأسفل

زيادة المقاومة في ماده مغناطيسية للإلكترونات التي لها مغزل

خطأ تمثل في الرسم بثقب يشير إلى الاتجاه الخطأ

مما يجعل من المستحيل للالكترونات المرور منه

النانو تكنولوجى

نمو صناعة شبه الموصلات

إحدى الاحتياجات تفريغ الهواء

لوضع كميه معقولة من المادة لعمل طبقات رقيقه

فى عام 1970

طبقات رقيقه آمكن تصنيعها بسمك عدد قليل من الذرات

النانومتر عبارة عن 1/مليون من المليمتر

شركة IBM

في عام1997  نجحت محاولاتها لإنتاج راس قارئه تعتمد على المقاومة المغناطيسية حجمها أكثر خمس مرات من المستخدمة اليوم

النانوميتر 1/مليون من المم يماثل عدد قليل من طبقات الذرات

البرت فرت وجورج جربنبرج  --- 

ركبا عدد من الذرات الممغنطة من الحديد

 متواجدة بين ذرات الكروم

هذه الخاصية مهمة للأقراص الصلبه  المضغوطة

المعلومات تخزن على أقراص صلبه

 في صورة مجالات مغناطيسية صغيره

كلما كان القرص الصلب صغير مضغوط

كلما توصلنا إلى راس قارئه أدق

 نستطيع تسجيل التغيرات في المغناطيسية

الرأس القارئة يمكن تشبيهها بالطائرة النفاسه

 التي تطير بسرعة 30 ألف كم /ساعة

ترتفع متر واحد فوق سطح الأرض تسجل كل ورقه وكل عشبه

بفضل تلك التقنية أصبح من الممكن تصغير القرص الصلب

تقليل مساحة القرص الصلب كأى مساحه أخرى

الكمبيوترات المحمولة الصغيره - محركات البحث

مشغلات الموسيقى

تقنيه مماثله ستسمح بتسجيل المعلومات على RAM

في الرأس القارئة هناك صمام لذروه تعتم على المقاومة المغناطيسية الكبرى إتجاه المغنطة فى الطبقة المغناطيسية

العليا ثابتة بواسطة مضاد لمغنطة الحديد

بينما المغنطة في الطبقة السفلي يمكن أن تغير اتجاهها

عندما تتأثر بمجال مغناطيسي خارجي

عندما تمسح الرأس القارئة مساحات جديدة على القرص

إتجاه المغنطة في طبقه المغنطة السفلى يتغير في صمام الدورة

هذا يعنى أن المقاومة تتغير في كل مغنطه على القرص الصلب عند تغير إتجاهه

 

<!--

<!--<!--

في عام   1966

اكتشف تشارلز كون كاو. ما أحدث نقلة نوعية فىمجال الألياف البصرية

نجح في حساب كيفية نقل الضوء عبر مسافات طويلة

باستخدام ألياف زجاجية بصرية

أصبح من الممكن نقل الضوء على طول  100كيلومتر

بالمقارنة ب20 متر للألياف المتاحة عام 1960

حفز اكتشاف كاو الباحثين الذين شاركوه حلمه

لتطوير الألياف البصرية

أنقى أنواع الألياف تم إنتاجه عام 1970

اليوم الألياف البصرية تشكل النظام الذي يحيط

بمنظومة الاتصالات

هذه الألياف التي يقل حدوث العقد فيها تسهل

عملية الاتصالات واسعة الانتشار مثل الانترنت

الضوء يمر خلال خيط رفيع من الزجاج

المعلومات في كل اتجاه

 ولكل الأنواع سواء كانت نصوص مكتوبة

موسيقى صور فيديوهات

كلها يمكن نقلها خلال أجزاء من الثانية

لو جمعنا كل الألياف الزجاجية والتي تحيط بالعالم

لجمعنا خيط واحد يمر على بليون كيلو متر يحيط بالعالم

أكثر من 25الف مره

 ويزيد بمعدل آلاف الكيلومترات كل ساعة

في عام 1969

وليم بويل—جورج سميث

ابتكرا أول تكنولوجيا للتصوير مستخدمين الحساب الرقمي

CCD charged coupled device     

تكنولوجيا تستخدم التأثير  الضوءكهربىالحادث

Photoelectric effect )

والذي حصل به اينشتاين على نوبل 1921

بهذا التأثير الضوء يتحول إلى إشارات كهربيه

التحدي الموجود ظهر عند تصميم حساس للصور

تجميع وقراءة الإشارات في عدد كبير من نقاط الصور

البيكسل في وقت قصير

تعتبر (CCD)هي العين الالكترونية للكاميرات الرقمية

لقد أحدثت نقله نوعيه وثوره في عالم التصوير الفوتوغرافي

حيث أن الضوء يمكن التقاطه الكترونيا بدلا من التقاطه على فيلم

الشكل الرقمي يسهل عملية معالجة وتوزيع هذه الصور

تقنية (CCD) أيضا تستغل في العديد من التطبيقات

الطبية لتصوير ما بداخل الجسم البشرى

 لتشخيص أو العلاج الجراحي

أصبح التصوير الرقمي أداه لايستغنى

 عنها في الكثير من مجالات البحث

CCD أمدتنا بصور نقيه

لأشياء بعيده في مجرتنا

وبداخل أجسامنا

 

 

<!--

<!--<!--

<!--

أضواء على البصريات الحديثة

أستعمر الإنسان الأرض أدهشته ظاهرة الضوء البصرية

وحاول أن يتعرف على طبيعة الضوء

حصل ثلاثة من العلماء على جائزة نوبل 2005

على أبحاث في البصريات

روى جلوبار  حصل على نصف الجائزة

للوصف النظري لسلوك الضوء

جون هولند / تيودور هانش

حصلا على نصف الجائزة لابتكارهم مقياس الطيف

الذي يعمل بأشعة الليزر ويحدد لون الضوء

للذرات والجزيئات بدقه عالية

مثل موجات الراديو الضوء صوره من صور

الأشعه الكهرومغناطيسية

إستخدمت تطبيقات النظرية

في تكنولوجيا الاتصالات مثل الناقلات  والمستقبلات

التليفونات المحمولة

لو أن المستقبل أو الحساس سجل الضوء

 لابد أن يكون باستطاعته تسجيل الضوء

طاقة الإشعاع ومن ثم الإشارات

هذه الإشارات موجودة في حزم تسمى كوانتات

منذ 100 سنه اينشتاين استطاع ان يشرح كيف أن امتصاص الفوتونات تؤدى إلى خروج انطلاق الكترونات فوتونيه

هذه الفوتونات الالكترونية أو الالكترونات الفوتونيه

 هي التي سجلت عند الجهاز  عندما امتصت الفوتونات

من ثم الضوء يظهر طبيعة مزدوجة

  يمكن اعتباره كموجات - سيل من الجسيمات

أسس جلوبار قواعد علم البصريات الكمي

 من خلال هذه النظرية أحاط بهذا المجال

واستطاع أن يشرح الاختلافات بين المصادر الحارة للضوء

مثل لمبات الضوء المصابيح المتوهجة

استطاع أن يمزج بين الترددات والمراحل وأشعة الليزر والذي يعطى تردد معين مخصوص ومراحل مختلفة

مساهمات جون هال /تيودور هافس

جعلت من الممكن قياس ترددات دقتها 15رقم عشرى

جزء من خمسة أرقام عشريه

ليزر شعاع الليزر يضئ بأضواء

 حادة يمكن إنتاجه باستخدام

تقنية تردد المشط بدقه تجعلنا نستخدم كل الألوان

هذه التقنية تجعل من الممكن أن نجرى دراسات

على الثوابت في الطبيعة

<!--<!--[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: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;} -->

 

<!--[endif] -->

<!--

<!--<!--

أبحاث عن أصل الكون والمجرات

الضوء الأول للفجر

جون ماذر --- جورج سموت

تسجيل الصدى الضعيف عند ميلاد الكون

قياسات الخلفية الكونية الإشعاعيه الباقية

بعد الإنفجار العظيم المنبعثة من الكون العظيم

أثبتت صحة نظرية الإنفجار العظيم Big bang))

أدت إلى قبولها كنموذج لعلم الكون

إحتمال إبتداء الكون بإنفجار كبير أولا ابتدأ عام 1920

أصبح من المعروف لو كان بداية الكون انفجاري

إذا لابد ان بعضا من هذه الاشعه لابد وان تكون موجودة

ويمكن ملاحظتها أو الإحساس بها

ارينو بنزياس /روبرت ولسون

أدركا أن الخلفية الكونية للميكرويف

خلفيه إشعاعيه للميكرويف الآتيه

 إلى أجهزة إستقبال الراديو

إنها توقيع الإنفجار العظيم

نظرا لتداخل الغلاف الجوى للأرض

مع هذه الاشعه كان من المستحيل

 أن نرى هذه الاشعه معرقله

في عام 1989

أرسلت ناسا قمرا صناعيا كوب

 بإدارة مباشره من جون ماذر

لدراسة خلفية الاشعاعيه في مدار القمر

خلال دقائق من بداية التسجيل أثبت أن الأشعه المنتشرة

تظهر التردد المتوقع

وهناك علاقة تربط التردد بالطول الموجى

الطيف المتوقع من ثقب أسود ناتج عن أول ضوء في الكون

في دراسات تاليه

حساس على القمر الصناعي تحت إدارة جورج سموت

كان قادر على قياس تغيرات طفيفة

أو إنحرافات في الخلفية للأشعه

والتي هي همسات ضعيفة بقيت

من المجموعة النامية للكون المتضخم

هذه البقايا من تجمعات الباقية من المادة

والتي بعد ذلك مضت تكون مكونات على مستوى كبير

أمثال المجرات وأشباه المجرات

والتي كانت بمثابة توقع نظرية الانفجار العظيم

 

 

<!--

<!--<!--

 يعتبرعام  1895

عام فاصل فى تاريخ الفيزياء

حيث اكتشف رونتجن الاشعه التي سماها باسمه

وكذلك  تبعه بيكرل باكتشاف المواد المشعة

اكتشاف الإلكترون السالب

 احد أهم التراكيب الرئيسية للذرة 

عدد من الباحثين جعلوا المواد المشعة ماده لدراستهم

بداية من الزوجين كوري اللذان اكتشفا الراديوم

هذه الدراسات تممتها بنت مدام كوري

جولي وزوجها جوليو كوري

واستخلصا أن الذرة يمكن تحويلها لذره مشعه

بتأثيرات خارجية

وجود إشعاع كوني اكتشفه فيكتور هيس

حصل به على نوبل عام 1936

ضمن البحث عن مصادر للمواد  المشعة

هذه الإشعاعات تحدث أثناء الانفجار

الحادث فى أنوية الذرات

المواد لها تركيب غير ثابت

الأشعه أخذت اسمها من تلك المواد المسمى الراديوم

أثناء حدوث انفجار فى الذرة

 أجزاء من الذرة تخرج فى كل الاتجاهات

الاشعه الناتجة ترتطم ببعض الأجزاء الثقيلة الموجبة الشحنة للنواة وأيضا الأجزاء الخفيفة السالبة الشحنة على حواف الذرة

عندما تتحرر الطاقة من الذرة بعيدا عن هذا النوعان

من الاشعه يوجد إشعاع قوى يسمى إشعاع جاما

له طبيعة مماثله للأشعة السينية

أثناء هذا الانفجار للذرة عناصر أخرى تتكون بفعله

احد العناصر يتحول لعنصر أخر

وجود الاشعه الناتجة من المواد المشعة يمكن تحديدها

من الظروف التي أطلقت الاشعه وشطرت جزيئات

الهواء الموجبة والسالبة وجعلت الهواء المحيط موصل جيد

وتأينه بفعل الاداه المشحونة كهربيا

كشاف كهربي يحس بتحول لجزيئات الهواء بفعل الاشعه

الصادرة من المواد المشعة

 الكشاف الكهربي يمكن عزله بوضعه فى حاويه من الرصاص لها سمك كافي

خلال السنوات التي تلت اكتشاف الاشعه الصادرة

من المواد المشعة جرى البحث عن مواد مشعه فى الطبيعة

فى قشرة الأرض فى البحار فى الجو

استخدم الكشاف الكهربي الالكتروسكوب

وجدت الاشعه الصادرة فى كل مكان

سواء أكان البحث فى البحار أو البحيرات او الجبال

انه لا يمكن عزل تأثيرات هذه الاشعه مهما كان سماكه ألواح الرصاص المستخدم التي تحيط بالأداه الكاشفة وهذا لا يستثنى منه سواء أكان المواد فى الأرض أو الجو

الباحثين يرون أن هناك مصدر آخر للتلوث

غير معلوم لنا أشعه لها قوه كبيرة للإختراق

فى البحث عن هذا النوع من الأشعه من الملاحظ الأشعه تقل

بالإرتفاع عن سطح الأرض بعض العلماء تابع التجربة فوق

برج إيفل التجارب أظهرت إنخفاضا فى كمية الإشعاع بالإرتفاع عن سطح الأرض ولكن ليس بالقدر المتوقع

لو أن الاشعه تخرج من سطح الأرض

مشاهدات أمتدت لارتفاعات عالية باستخدام

المناطيد على ارتفاع يصل إلى 4500 متر

انخفاض بسيط فى بعض الحالات شوهدت فى بعض الحالات

فى أحيان أخرى التأين بقى غير متغير

لا توجد نتائج محدده تحصلنا عليها من هذه التجارب

ولكن لا تجزم بأن مصدر الأشعه قشرة الأرض

هيس رأى أن هذه الاشعه أشعة جاما قويه

يصعب مرورها خلال طبقات الجو الكثيفة

مسار الخطأ فى الأدوات تمت دراستها

 ضم عدد  من المناطيد تصل الارتفاع إلى 5300متر

من عام 1911- 1912

قياسات الانخفاض فى التأين يحدث

حتى  1000مترو لكن يتزايد بعد فتره

عند 5000 متر الإشعاع يبلغ ضعف قوته على سطح الأرض

المناطيد المدعمة بأجهزة القياس

عند ارتفاع 9300 الإشعاع يتضاعف لأربع أضعاف

 على سطح الأرض

رسم النتائج

وجود أشعه مخترقه قويه تأتى من الفضاء

 وتدخل إلى جو الأرض

وجدت تأتى من كل جوانب

دراسات هيس أثارت اهتمام كبيرا

توقفت التجارب أثناء الحرب العالمية الثانية

وبدأت فى أوروبا والولايات المتحدة

وجود الاشعه الكونية تم قبوله

الاشعه الجديدة تتفوق فى قوتها ولها قدره على الاختراق

للوح من الرصاص سمكه 1سم

وتحددت على سطح البحيرات بعمق يصل إلى 500 متر

فى المنطاد الأول الذي أرسله هيس لم يجد فرقا بين الليل والنهار لا يؤثر على هذه الاشعه الكونية

 إذا فهي لا يمكن آن تأتى من الشمس

فى الوقت لاحق هيس صمم نظام أكثر حساسية  لقياس الاشعه وجد أنها تختلف فى واحد وفى نفس المكان أثناء الدوران اليومي

على سطح الأرض معرفة موضع المكان

بالنسبة للنجوم الثابتة الاختلاف صغير جدا

هذا التغيير ربما يكون بسبب حركة الشمس

الأرض فى الفضاء جزء من النظام المجرى

النظام الشمسي يشارك فى تحرك المجرة

 التي تمنح حركة للأرض سرعة حوالي 300كم /الثانية

حركة الأرض  تحدث زيادة فى الأشعه الكونية

من الجانب التي تتحرك منه الأرض

 وهناك إضعاف للجانب الأخر

حسابات كمبتون

الاشعه  لا تأتى من مجرتنا ولكن من أنظمه بعيده

لا نعرف على وجه الدقة ماذا يجعل هذه الاشعه بتلك السرعة

العديد من النظريات

 تحاول أن تفسر لماذا هذه الاشعه أقوى آلاف المرات

من الصادرة من المواد المشعة

تفسير ذلك سيفسر كثير جدا من تفاعلات الطاقة مع المادة

وتفسير مصدر إنحلال المادة

التجارب لاكتشاف للإلكترون الموجب

الذي حصل بسببه اندرسون على جائزة نوبل عام 1936

له علاقة بالاشعه الكونية بعد أن تأكد مصدر الاشعه الكونية

بدأ الحديث عن ماهية هذه الاشعه

أشعه صادره من انفجار ذرى

هناك جسيمات موجبه تخرج من نواة الذرة

الكترونات خفيفة سالبه / أشعة جاما التي لها طبيعة مماثله لأشعة السينية

أشعه ضعيفة ولكن لها طول موجي قصير

ولهذا لها قوة اختراق كبيرة

أشعة الجسيمات تتكون من جسيمات

السؤال

هل الاشعه الكونيه أشعة جسيمات

 أشعة جاما مثلا

الاجابه

 اختبار بأمرار هذه الاشعه عند مرورها

بين قطبي مغناطيس

لو أنها جسيمات مشحونة سوف تنحرف فى اتجاهها

لو تتكون من موجات أشعة جاما

لن تتأثر بالمجال المغناطيسي

أحسن جهاز لدراسة طبيعة الاشعه

هو غرفة ويلسون

وعاء مملوء ببخار 

مرور الاشعه سيكون مرئي للعين

 وسيمكن تصويره فوتوغرافيا

أولى التجارب التي تمت بواسطة المجال المغناطيسي

لم توجد اى انحراف الاشعه ولكن الطاقة العالية التي تمتلكها الاشعه تحتاج لمجالات مغناطيسية قويه كي تحرفها

وتحدث التأثير المرئي المطلوب

الدراسات أثبتت أن الاشعه الكونية تتكون من أشعه جسيمات

الأرض نفسها عبارة عن مغناطيس كبير جدا

من المعلوم ان الاشعه الجسيميه تتكون من الكترونات سالبه

تخرج من الشمس الاشعه تنحرف من الأرض بمجالها المغناطيسي فقط عند احد الأقطاب الأرضية

الاشعه لها نفس قوة المغناطيس  تجعل الاشعه تنفذ داخل جو الأرض تعطى ظاهره تسمى الأمواج القطبية

على صعيد أخر الاشعه الكونية لها قدره على الاختراق كبيرة اكبر من تلك التي للشمس أشعة الشمس تستطيع أن تخترق كل ماعلى سطح الأرض وعلى المحيط يمكن ملاحظتها

لتوضيح ذلك

تم قياس الاشعه الكونيه فى هولندا عام 1929

وجدت أشعة جاما تزيد بزيادة الارتفاع عن سطح الأرض

قرر مليكان القيام بتجربة فى باس دانا غرفة ويلسون

كانت مجهزة بمغنطيسات قويه

التجربة قادها وأدارها اندرسون

بعد عدة سنوات كانت التجربة جاهزة

سجلت الاشعه الكونيه صباحا ومساءا كل 15 ثانيه

النتائج نشرت عام 1931

باختبار الرسم وتصوير

وجد بجانب المسارات المنحنية للالكترونات السالبة

أيضا مسارات تحرف اتجاه معاكس  والتي يمكن تفسيرها بأنها مسارات لجسيمات مشحونة شحنه موجبه

يمكن تفسيرها بأنها متبقيات نووية

فى أحدى هذه الصور وجد

اندرسون مسار له انحراف موجب

هذا التفسير  لا يتماشى معه نظرا لكبر حجم الانويه تجعل المسار مستقيم خطى أحسن من إلكترون الضوء

اندرسون بعض الانحرافات مثل الالكترون السالبة

ولكن فى الاتجاه المعاكس

أكثر التفسيرات المقبولة المسار لإلكترون موجب

بنفس كتلة الالكترون السالب

سابقا ديراك بحساباته

المعادلات التي تحدد المجالا الكهرومغناطيسية تحتاج لوجود هذه الجسيمات المشحونة الموجبة  التي هي فى كتلة الالكترون

هذه الجسيمات لم تتواجد فى النتائج

ديراك  افترض وجودها فى أماكن أخرى من الكون

فى عام 1932

قدم اندرسون دليلا على وجود البوزترون

بقايا من مسارات الاشعه تظهر فى غرفه

ويلسون نتيجة الاشعه الكونيه

او أشعه ثانوية فى الغرفة أو جدران الغرفة

العديد من العلماء منهم اندرسون

 وجدوا أشعة جاما من المواد المشعة

التي يطلقها الثوريوم بتفاعله

الكترونات موجبه وسالبه

هناك ثنائي يحدث بتأثير طاقه أشعه خالصة

وجد أن الجسيمات تتكون بتأثير طاقة أشعه خاصة

وجد أن الجسيمات الموجبة والسالبة تختفي 

عندما تلتقي عندما تتحد الباقي وفقط بقايا من الاشعه

تمر بعيدا فى كل الاتجاه

دراسات عديدة أجريت على الاشعه الكونيه

خلصت إلى أن الاشعه الكونيه

 تتكون من موجات جسيميه

أشعه جسيميه بطاقات كبيرة

وسرعات كبيرة تدخل الجو من كل جانب من الكون

الكترونات موجبه وسالبه موجودة فى هذه الاشعه

بكميات متساوية ولكن الالكترونات الموجبة

 تختفي عند دخولها  الجو لأنها تتداخل مع الذرات

درس اندرسون توزيع الطاقة فى الاشعه الكونيه

وفقد الطاقة عندما تمر فى المادة

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<!--

<!--<!--

دراسة الإنحراف أو التشتت الذي تحدثه الإلكترونات عند اصطدامها بأسطح البلورة بدأت عام 1922

بدأها دافيد سون ومساعده كونسمان

هذه الدراسات  كانت استكمالا لنظرية دي بروي

عن الطبيعة المزدوجة للجسيمات

والتي حصل بها على نوبل 1923

جسيمات المواد ترتبط بنظام من الأمواج المتحركة

حزمه من الموجات تكون مكونات المادة

 وأجزاء المادة وتحد حركتها

ربما نستطيع الحصول على علاقة بين

جسيم المادة والموجه الميكانيكية المصاحبة

لو اقترضنا فضاءا ممتلئ بانظمه موجبه

 تتحرك بسرعات مختلفة

فى الغالب هذه الموجات تعادل بعضها بعضا

ولكن عند نقاط معينه عدد كبير من الموجات فى موضع يمكنه ان يعضض بعضها بعضا وتكون قمة موجبه مميزه

هذه القمة الموجيه قمة الموجه تماثل جسيم المادة

الموجات تتحرك بسرعات مختلفة

ستكون هناك مسافة بين كل منهما

والقمه الموجيه ستختفى لتظهر ثانية فى نقطه قريبه

جسيم الماده يتحرك ومن ثم قمة الموجه سوف يتحرك ولكن السرعه التى يحدث بها ذلك تختلف  عن تلك التى يتحرك بها نظام الواقعه تحتها التى تماثلها

جسيم الماده يسير عمودى على أسطح الأمواج الميكانيكيه

مثل شعاع الضوء

كقاعده يتحرك عمودى على أسطح مستويات موجات الضوء

نظرية دى برى مماثله لقوانين التى تحكم تحرك جسيمات الماده وتلك التى تطبق فى حالات مرور أشعة الضوء

عدد كبير من ظواهر المشاهده فى علم البصريات لا يمكن تطبيقها

أو وصفها بإستخدام شعاع الضوء

وهذا صحيح بالنسبة للإنتشار والإنحراف 

إستخدام الأشعة السينية لتجيب على هذا التساؤل

هل هذه الإشعه تتكون من جسيمات

تتحرك بسرعة هائلة أم أنها موجات كهرومغناطيسية

الشبكات الميكانيكية المستخدمة فى ظواهر التداخل فى علم البصريات

لان هذه الاشعه لها طول موجي قصير

فهذه الشبكة تكون واسعة جدا

فون لو عند إستخدامه لبلورات الذرات المنتظمة الترتيب

والتي يمكن أن تعمل كمركز للتشتت للانحراف

فى هذه البلورات أشعة السينية تعطى إنحراف وتداخل

أشعه السينية تتكون من موجات

موجات دي بري الميكانيكية تماثل موجات الضوء

ومرور جسيمات المادة تماثل مرور أشعة الضوء

فى هذه النظريه دى برى أوجد علاقة بسيطة بين سرعة جسيمات االماده والطول الموحى لحزمة الموجات المصاحبة لهذا الجسيم

كلما زادت سرعة الجسم كلما قصر طوله الموحى

لو أن سرعة الجسيم معروفه يمكننا

حساب باستخدام معادلة وصفها دي بري

نظرية دى برى وللموجات الميكانيكيه وتطور ميكانيكا الموجات

له أهميه كبيره فى علم الذره الحديثه

دافيسون  بدأ مع كنسما أبحاثهما قبل دى برى

ظاهرة الإنحراف عندما يرتطم إلكترون مسرع على سطح بلوره

تجارب إستمرت لسنوات

النتائج كانت غريبه وإستعصت على التفسير

فى عام 1928  نجح دافيسون مع جرمر

قدما برهان بالتجربه على صحة نظرية دى برى

وجود موجات ميكانيكيه مصاحبه للإلكترون

بعدها بأربعة شهور

تومسون درس الظاهره مستقلا عن دافيسون

بإستخدام أجهزه مختلفة

واثبت صحة نظرية دي بري

دافيسون وجرمر إستخدما بلوره نيكل مكعبه

وفيها الذرات مرتبه وموازية لنهايات البلورة

الذرات تتكون شبكه مربعه فى مستوياتها

الأشعه لا تستخدم السطح النهائي الأخير للمكعب ولكن سطح مثلث

لو ان زاويه من المكعب قطعت الذرات فى هذا السطح ستكون شبكه مثلثه

حزمه محدده من الإلكترونات لها سرعة محدده

 تطلق عمودية على هذا السطح المستوى وافترضنا استبدال الالكترونات بموجات ميكانيكية

والتي مستوياتها موازية لسطح البلورة هذه الموجات سوف ترتطم بالذرات الواقعة على السطح خطيا وهذه الذرات

كمراكز سوف تطلق بدورها موجات ميكانيكية فى كل الاتجاهات

الموجات ستتحرك فى اتجاه يمكن دراسته

وقياسه باستخدام غرفة فراداى

الموجات الميكانيكية تحدث نفس تأثير التى تحدثه الالكترونات

تفسير أحسن كيف أن الأشعه الخارجة تحدث

دعنا نفترض ان جهاز الاستقبال وضع ليستقبل موجات تخرج  موازيه لمستوى البلورات وعموديه على أحد الأسطح للمثلث

وموازيه  لهذا السطح من الذرات

 التى تقع فى صف موازى مع مسافه بين الصفوف

 هذه المسافه تم تحديدها باستخدام أشعه السينيه

كل صف يرسل  موجته ولكن الموجات من داخل الضوء

الصفوف الداخليه تصل متاخره بسبب المسافه الطويله

التى لابد ان تقطعها لتصل لحافة المثلث

نظام غير منتظم من الموجات تحصل عليه الموجات عندما تعادل بعضها بعضا وبذلك لا توجد موجات خارجه

لو ان الموجات الميكانيكيه لها طول موجى مساوى للمسافه بين صفوف الذرات  أو مضاعفاتها

كل الموجات الخارجه ستكون فى مرحله وتعضد بعضها بعضا

فى هذه الحاله نظام الموجات سيخرج فى إتجاه معروف وفى صورة حزمه من إشعاعات الإلكترونات

التجارب تظهر أن الإلكترونات تخرج فى صورة موجات

وهذا يحدث تبعا لما ذكر

الطول الموجى يساوى للمسافه بين صفوف الذرات

الطول الموجى للموجات الميكانيكيه تم إيجاده

سرعة الإلكترونات تعرفنا عليها

دافيسون وجد أن النظريه تتماشى مع التجربه

دافيسون وجرمر إختبرا إنعكاس إشعاعات الإلكترونات فى إتجاهات مختلفة وتحصلا على نتائج والتي تتماشى مع النظرية الموجيه

فى هذه التجارب استخدم دافيسون إشعاعات الالكترونات بسرعه بطيئه  جعل الالكترون يسير بين 50- 600فولت

تومسون  بطريقه اخرى

إستخدم الكترونات بسرعات مماثله لفرق جهد 10000-80000

فولت هذه الالكترونات السريعه ثبت انها ساهمت فى معرفة تركيب الماده

إستخدم تومسون فيلم رقيق من السلوليد

 أو الذهب أو البلاتين أو الألمونيوم

جعل أشعة الالكترونات تسقط عموديا على الفيلم ودرس الإنحراف إختبر الانحراف بأشكال التي يحدثها على شاشه فلورسينيه توضع خلف الفيلم

وحصل على فيلم فوتوغرافي

سمك الأفلام المستخدمة فى التجربة

 تقع بين 1/10000- 1/100000

هذا الفيلم يتكون من عدد كبير من بلورات صغيره مختلفة الإتجاهات

تبعا لما تفرضه النظرية

نتحصل على دوائر مماثله مضاهيه لإتجاهات

مختلفة للمستويات فى البلورة

 والتي فيها الذرات مرتبه فى صورة شبكه

من نصف قطر الدائرة الطول الموجى

 للموجه الميكانيكية يمكن حسابها

إنتاج الحلقات الدوائر  لابد أنها تتماشى

مع  الفضاء فى مستويات فى منظومة المستويات

 والتي تمثله الدائرة

وجد تومسون تطابق جيد نظرية دي بري

وجد أيضا أن المجال المغناطيسي يؤثر على الإشعاعات التي تمر من الفيلم وتحدث حركه للصورة على ألشاشه

والتي تظهر هذه الاشعه تتكون من حزم من الالكترونات

من هذه التجارب المذكورة

الالكترونات وصفناها كماده

أصبح قانون دي بري معروف وموثق

للموجات الميكانيكية المصاحبة لأشعه الالكترونات

سرعة الالكترونات معروفه بتغيرها نستطيع الحصول على موجه إلكترونيه معلومة الطول الموجى

نستطيع إيجاد المسافات بين مستويات الذرات بداخل البلورة

أصبح من الممكن باستخدام أشعة الالكترونات شرح تركيب الأسطح المعدنية

والتغيرات التي تطرأ عليها بالمعالجة الكيميائية

أصبح من الممكن دراسة

خصائص الطبقات الرقيقة من الغازات

تتبع مسار التغيير بأكسدة الحديد

أمكن دراسة تركيب البلورة بكتله تصل 1/مليون من الجرام

فتحت أبحاث أشعة الإلكترون أبواب

 من البحث فى الفيزياء والكيمياء

 

 

<!--

<!--<!--

الهليوم يزن أربع مرات ذرة الهيدروجين

 ولكن فقط له إلكترونين

ومع ذلك الذرة متعادلة كهربيه

 الافتراض انه لابد أن الفائض فى الطاقة الكهربية

والتي نستقبلها نظرا لعدد البروتونات

تعوضها شحنة الالكترونات

السالبة التي تدخل إلى النواة

انوية الهليوم تتكون من أربع بروتونات وإلكترونين

وحولها يدور إلكترونان إثنان

فى البداية فكرة الذرة قد تتماشى هذا الكلام

شحنة النواة تتسبب فى تحديد خصائص الذرة

 ومكانها بين العناصر 

عدد الإلكترونات الخارجية توزع مسارتها

فى مسافات مختلفة عن النواة أحد الخصائص الفيزيائية

والكيميائيه للعنصر

لو أن إلكترون تحرك من مسار لمسار

الضوء ينبعث

لو أن الكترونات من مسارات قريبه من النواة

إندفعت من الذرة الأشعة السينية تنبعث  

لو ان عدد البروتونات تزايد او قل فى النواه

ولكن شحنة النواة بقى غير متغير

باضافة او نزع الالكترونات

نفس العنصر نحصل عليه ولكن بوزن ذرى مغاير

نعنى أن حصلنا على نظير

الرصاص موجود فى صور عديدة بأوزان مختلفة

وكذلك الهيدروجين الثقيل تعديل مماثل للهيدروجين الطبيعي

الدراسات عن الطاقة وانحلال الأنويه للذرات

أظهرت أن النظرية

الأنويه تتكون من بروتونات وإالكترونات

لا تتوافق مع حقائق نظريه وتجريبية

كما يحدث فى هذا الكون اكتشاف ظواهر جديدة يصعب تفسيرها 

من قدم تفسير حلا لمسألة تركيب الانويه؟

(يوث / بيكر )عام 1930

وجدا أشعه غريبة جديدة تظهر

عند قذف البر ليوم

بانوية ذرة الهليوم

هذا الإشعاع الجديد الذي سمي إشعاع البر ليوم

بدا أن له خاصية الإختراق

الأشعه تستطيع إختراق  نحاس سمكه عدد من السنتيمترات

من غير أى فقد فى السرعة

عند إرتطام أنوية الذرات

هذا الإشعاع الجديد  يتسبب فى إنحلالهم

مثلما يحدث فى إنفجار

الاشعه الجديده صارت مسار تجارب

موضوعا للتجارب

الزوجين كوري مدام كوري الابنة وزوجها

افترضا أن أشعة البر ليوم تشبه الموجات الكهرومغناطيسية

والتي لها موجه كهرومغناطيسية

لها طول موجي قصير تبدأ عند انحلال المواد المشعة

هذه الاشعه سمياها أشعة جاما

 ولها نفس خصائص الأشعة السينية

وجد أن الاشعه الجديدة لها قوه تتفوق على قوة

أكبر أشعة جاما معروفه ومن أى اشعه مماثله

الزوجان كوري سجلا مشاهدتهما بعد قذف البرافيين

أو أى ماده تحتوى على الهيدروجين

سوف يسمح بسيل من البروتونات

باستخدام غرفة ويلسون والتي تحدد مسارات الجسيمات

التي لها شحنات كهربيه

سواء كانت بروتونات أو إلكترونات

أمكن تقدير  طاقة البروتونات الخارجه من البرافيين

وأيضا من أشعة البرليوم المتسبب فى سيل البروتونات

وجد أن قيم الطاقة المتحصل عليها افترض أنها أشعة جاما

تصبح كبيرة جدا غير منطقيه

ولا تتماشى مع الطاقة المحسوبة

 التي يمكن أن تخرج من أشعة البريليوم

وجد أشعه مماثله فى عدد من العناصر مثل الهليوم

والليثيوم الكربون والنيتروجين الارجون

الدراسات المكثفة حساباته عن حالات الطاقة

الناشئة من الاصتطدامات

صار مقتنعا أن أشعة البرليوم ليست أشعة جاما

فى عام 1920   

رازرفولد اقترح

أن هناك جسيمات موجودة لها نفس وزن البرتون

 ولكن ليس لها شحنه كهربيه لهذا الجسم

وأعطاه اسم النيترو

بحث رازرفولد طويلا دون جدوى

هى صعوبه كبيره ان لها احجام صغيره

ولكن شحنة البرتون والإلكترون تجعل من الممكن

التعرف عليها بإنحرافها بمجالات كهربيه

على العكس النيترون ليست له شحنه ولا يتأثر بالمجال

ولا يمكن تحديد مساره حيث أنه يرتطم مباشرة بجسيم اخر

وهذا نادرا مايحدث نظرا لصغر حجم الجسيمات والمسافات بينها

لهذا النيترون يمكنه أن يسير لمسافات طويله

فى الهواء قبل ان يفقد طاقة حركته

حركة البرتون أو الإلكترون ربما يمكن مشاهدتها

فى غرفة ويلسون وهذه الجسيمات مشحونة كهربيا

مساراتها سوف تنحرف لو أنها تعرضت

لمجالات مغناطيسية أو كهربيه

هذا المسار يمكن تقديره فى غرفة ويلسون

النيترون ليست له شحنه ولا تتأثر بتلك المجالات

ويمكن وفقط إكتشافها عند اصطدامها مع نواة الذرة

شادويك درس كيف عند الارتطام بين أشعة البرليوم

 وانوية الذرات تبادل الطاقة

 يمكن افتراض أن أشعة البرليوم تتكون من نيترونات

 تخرج من البرليوم

وجد ايضا ان النتائج تتماشى مع هذه الحسابات

نفس النتائج كانت مع نفس العناصر

هذه الحقائق

وجود النيترونات أصبح أكيدا

شادويك فحص تبادل الكتل الذي يحدث

بإصطدام الأنويه من مواد مختلفة

تتغير إلى أنويه جديدة تخص مواد اخرى

مثال

نواة الهليوم عند تلاقى البرليوم تعطى نواة كربون بزيادة نيترون

بإختبار التغيير فى الكتلة فى عدد كبير من الإرتطامات للانويه

المختلفة للعناصر المختلفة

نجح شادويك فى تحديد بالضبط كتلة النيترون

وجد أنه مثل البرتون أو نواة ذرة الهيدروجين

هذه الأبحاث أعطت طريقه جديدة للحساب

لأحجام الكتل فى الأنويه للعناصر المختلفة

خصائص إستخدام هذه الطريقة

إستطاع شادويك أن يحصل على قيمه للهيدروجين غير القيمه السابقه وتم حسابها

والتى سجلها أستون بإستخدام مقياس الطيف الكتلى

حسن أستون طرق ووسائل البحث

 ليحصل على قيم مقاربه لقيم شادويك

ثبت بالدليل وجود النيترون

كان لابد من إفتراض

 أن هناك شحنات معوضه للإلكترونات فى الأنويه

النواة تحتوى على عدد من البروتونات والنيترونات

نواة الهليوم تتكون من بروتينين ونيترونين

ويدور حولها إلكترونين

النظائر تتكون من فقدان أو إكتساب النيترونات

الفائض الناقص من النيترونات فى الذرة

نظرا لوزنها وطاقتها أصبحت النيترونان

 مصادر قويه لإنحلال الذرات وأنوية الذرات

ويمكن إستخدامها كمقذوفات

إذا النيترون أحد مكونات الذرة الرئيسية

عدد من الأسئله

عن علاقة البروتونات والنيترونات بداخل الذرة

هناك ما يشير أنه يحدث تحولات لهذه الجسيمات

وجود الإلكترون الموجب الذي اكتشفه ديراك

العلاقة بين تلك المكونات المختلفة للذرة

اكتشاف شادويك للنيترون فتح باب لأبحاث

عن تركيب الذرة

 

 

 

<!--

<!--<!--

بلانك عام 1900 ذكر أن الضوء له خصائص ذريه

والنظرية التي وصفها بلانك طورها اينشتاين

القناعة الموجودة أن المادة لا تستطيع أن تخلق أو تمتص

الضوء إلا فى صورة كميات من الطاقة والتي تمثل مضاعفات وحدات من الطاقة

هذه الوحدات من الطاقة تسمى كوانتمات او فوتونات

حجم الفوتون يختلف باختلاف ألوان الضوء

ولكن لو أن كمية الطاقة للفوتون قسمت على تردد الاهتزاز لشعاع الضوء دائما مانتحصل على نفس الرقم

أو ما يسمى بثابت بلانك هذا الثابت له طبيعة عامه

 وهو احد ركائز الفيزياء الحديثة

بما أننا قسمنا الضوء لذرات يبدو أن كل الظواهر يمكن تفسيرها على أنها تفاعلات بين الذرات من أنواع مختلقه

الكتلة خاصية من خواص ذرة الضوء

التأثيرات الملاحظة يمكن تفسيرها بقوانين الأجسام

وجد علاقة بين الفوتون وشعاع الضوء

مماثله لعلاقة حركة الأجسام المادية وتحرك أو انتشار الموجات

فى الحقيقة الضوء ينتشر فى صورة موجات تنتشر فى كل الاتجاهات متبعه قوانين انتشار الموجات

دي بروي

اقتنع بفكرة البحث مماثل شبيه لمسار شعاع الضوء

مسار لنقطه ماديه

بحث عن  مسار جسيم مادي مثل مسار  شعاع الضوء

وصف حواسنا هي التي تتداخل

باستخدام نظرية اينشتاين النظرية النسبية

نجح فى تمثيل الحركة فى المادة كأنها

 خليط من الموجات والتي تسير بسرعة اكبر من الضوء

المادة تمثل بعدد من الموجات لها سرعات

 مختلقه تسير وفى هذه المرحلة تلتحم ترتبط فى نقطه ما

هذه المنظومة من الموجات تشكل قمة والتي تسير بتقدم بنفسها بسرعات مختلفة عن تلك الموجات الرئيسية الاصليه

هذه الموجه القمة تشكل تمثل نقطه ماديه تتكون معها

 أو ترتبط بها وتسمى حزمة الموجه

دي بروي وجد أن سرعة المادة نقطة الحقيقة

 مجموعه سرعات لموجة المادة

نظرية دي بروي موجات المادية  تلقت تأكيدا تجريبيا

لو أن إلكترون متحرك يبطئ ارتطم بسطح بلوره

ينحرف وينعكس بنفس الطريقة كما أننا نتحدث عن موجه

المادة غير ثابته إن لها امتداداتها فى الفضاء

الموجات المكونة للمادة تسير بسرعات مختلفة

ولابد لها أن تنفصل عاجلا أو آجلا

الصورة المتشكلة للمادة تتكون

من جسيمات غير متغيره لابد من تحويرها

احد الظواهر الفيزيائية

 ظهور أطياف لا حصر لها من الخطوط

والنطاقات نتحصل عليها لوان حللنا الضوء باستخدام الأدوات

البصرية عند إنتاجه لذرات وجسيمات نتيجة اهتزازها

عرف منذ فتره طويلة كل خط يضاهى ضوء له تردد معين

والذي يختلف باختلاف موضع الخط

الخط يظهر فى أجزاء من الطيف اللوني

تفسير صحيح لشدة كل هذه الخطوط ومواضعها فى الطيف

شئ له قيمه كبيرة يعطى فكره عن تركيب الذرة والجزيئات

والعلاقات بينهما

كان بور عام 1913

لابد من جعل ثابت بلانك كعامل محدد لحركات الذرة

وانبعاث موجات الضوء

 

رازرفولد

الذرة تتكون من جسيمات داخليه  موجبة الشحنة

ثقيلة حولها الكترونات سالبة الشحنة

تدور فى مسارات دائرية ترتبط بالنواة بقوه

تشدها بقوة جذب

بغض النظر عن بعد الإلكترون عن النواة

قريبا كان أم بعيدا

الإلكترون له سرعات مختلفة وطاقه مختلفة

بور وضع فرضيه 

ان هذه المسارات توجد عندما تكون

طاقة الإلكترون

نتيجة لحركته فى هذا المسار الاوربتال

طاقته مجموع كوانتمات الضوء المماثلة

لتردد الدوران الإلكترون أو الضوء

فرض بور

لو أن إلكترون بسرعة وفجأة تحرك من مسار لآخر

من مدار لأخر تردد أشعة الضوء انبعثت

التغيير فى الطاقة أثناء الانتقال

 قسمت على ثابت بلانك نتحصل على التردد

الترددات التي حسبها بور

كانت سليمة فى حالة الهيدروجين

ولكن بتطبيقها على ذرات أخرى اعقد

ومع ظواهر بصرية لم يتوافق النظرية والتطبيق

فرضية بور فسرت ذرة الهيدروجين

اقتراح ثابت بلانك بطريقه او بأخرى

عامل محدد لاهتزازات الضوء للذرات

لا يمكن تطبيق قوانين الميكانيكا الكلاسيكية

على السرعات الكبيرة فى الذرات

جهود كبيرة لتطوير نظرية بور

وحل مسالة تذبذبات الذرات والجسيمات

هذا الحل كان عام 1925

هيزبرج/ شرودينجر / ديراك

حيث بدأ كل منهم بداية مختلفة

 وسار فى مسار مختلف

واستخدم طريقه مختلفة

نبدأ بشرودينجر  الفيزيائي النمساوي

حيث أن الالكترونات هي مواضع انتقال الموجات

شرودينجر فكر انه لابد أن نجد موجه  معادله موجة حركة

التي يعملها الإلكترون

 والتي تحدد هذه الموجات بنفس الطريقة مثل معادلة الموجه  

والتي تحدد انتشار الضوء

بحلنا لمعادلة الموجه نستطيع اختبار الاهتزازات

العملية الملائمة للفوتونات بداخل الذرات

كان ناجح أيضا فى تحديد معادلة الموجه

 لعدد من الحركات المختلفة للالكترونات

وخلص إلى أن هذه المعادلات تعطى حلولا فقط

عندما تكون طاقة المنظومة لها قيمه معينه

نحددها بثابت بلانك

فى نظرية بور هذه الطاقة المعينة قيمة الطاقة

لمسارات الالكترونات كانت نظريه

ولكن بالنسبة لشرودينجر على العكس

كانت محدده تحديدا كاملا بشكل معادله

معادلة الموجه شرودينجر بنفسه

وغيره استخدموا هذه النظرية على العديد من المسائل

البصرية أو المشكلات فى البصريات

منها تصادم أشعة الضوء والالكترونات

أبحاث فى سلوك الذرات فى المجالات الكهربية والمغناطيسية

انحراف أشعة الضوء فى كل الاتجاهات

قيم ومعادلات تحصلنا عليها باستخدام نظرية شرودينجر 

والتي توافقت مع التجارب

معادلة الموجة لشرودينجر

أعطت طريقه بسيطة وعمليه للتعامل مع المسائل

كأطياف الضوء وصارت وسيله أساسيه للفيزيائيين

قبل ظهور نظرية شرودينجر

هيزنبرج قدم نظرية الكم

بدأ هيزنبرج من نقاط مختلفة ونظر إلى المشكلة

من البداية من زاوية أوسع أنظمة

 الالكترونات الذرات والجزيئات

على حسب هيزنبرج لابد وان نبدأ من الكميات الفيزيائية

كمشاهده مباشره

المهمة تتلخص فى إيجاد قوانين تربط هذه الكميات معا

الكمات على كل

الترددات قوة الخطوط فى أطياف الذرات والجزيئات

هيزنبرج دمج كل الاهتزازات لهذا الطيف كنظام واحد

لتداوله رياضيا وضع بعض الرموز وقواعد الحساب

لابد من النظر لأنواع من الحركة بداخل الذرة

لابد وأنها مستقلة بعضها عن بعض لدرجة ما

اختلاف نوعى يحدث فى الميكانيكا الكلاسيكية

بين الحركة المتوازية

من اجل تفسير خصائص الطيف

لابد من افتراض حركه ذاتية للانوية الموجبة والالكترونات

هذه الأنواع المختلفة للذرات والجزيئات تعطى أنظمة مختلفة

 فى نظرية الكم لهيزنبرج

العامل الرئيسي فى نظرية هيزنبرج وصفه بنفسه

اخذ فى الاعتبار العلاقة بين موضع وسرعة الإلكترون

استخدم ثابت بلانك فى نظرية الكم وحسابات كعامل محدد

نظريات هيزنبرج / شرودينجر

لها نقاط بداية مختلفة وتطورت بأفكار مختلفة

ولكنها أنتجت نفس النتيجة لحل مسائل بنفس النظريتين

ميكانيكا الكم لهيزنبرج طبقها وغيره لدراسة خصائص اطياف الذرات والجزيئات وتحصل على نتائج توافق نتائج التجارب

يمكننا القول أن نظرية الكم لهيزنبرج جعلت من الممكن

تنظيم اطباف الذرات

عند تطبيق هيزنبرج لنظريته المتكونة من ذرتين متماثلتين

وجد ضمن أشياء أخرى أن الهيدروجين

لابد أن يتواجد فى شكلين مختلفين ويتواجدان بنسبتين مختلفتين

هذا التوقع تم تأكيده تجريبيا

ديراك / الفيزيائي الانجليزى

أسس ميكانيكا الموجات

بدأ بكيفية تفسير الظواهر بالنظرية النسبية

بالنظر لتكوين المسائل العام

الحركة الذاتية للإلكترون والذي كان فرضيه

صار نتيجة لنظرية ديراك  العامة

قسم ديراك معادله الموجه إلى معادلتين بسييتطان

كل منهما تعطى حلولا مستقل

احد الحلول تلزمه وجود الكترونات موجبه

لها نفس الكتلة والشحنة

هذه كانت احد الصعوبات التي قابلها ديراك

 حيث أن الالكترونات الموجبة توجد

وفقط فى انوية الذرات الثقيلة

هذه صارت مؤكدة الحدوث

الالكترونات الموجبة البوزيترونات وجدت بالتجربه

نظرية الكم الحديثة غيرت مفاهيمنا فى عالم الأشياء

متناهية الصغر الميكروسكوبية

المكونة من الذرات والجزيئات

تبعا لنظرية ميكانيكا الموجات

لابد من تعديل مفهومنا عن عدم التغيير لجسيمات المادة

هيزنبرج الفيزيائي الالمانى

تبعا لميكانيكا الكم لا يمكن و ليس من المعقول

تحديد فى وقت معين من الزمن كل من موضع وسرعة جسم معين

تحديد موضع مكان صعب تحديد سرعته

مستحيل إجراء القياسات فى ذره او جسيم

من غير استخدام أدوات الاضاءه تغير الحالة

 التي هي محل الاختبار

الضوء المنبعث من الالكترونات فى المعدات البصرية

 يقدم كوانتات من الضوء

نظرية الكم لابد أن تلبى احتياجات العالم الميكرسكوبى

لابد من إدراك ان بعض الفوتونات

 سوف تتصرف بطريقه واحده

وبعضها بطريقه أخرى

القوانين الفيزيائية

تهتم ببعض الاحتمالات والتي تحدث مصادفة

ويمكن أن تقبل المتوسط لحدوثها بسبب

عدم اكتمال حواسنا ومعدتنا

إنها الاحتمالات التي تعطيها قوانين الفيزياء

تثير السؤال هل هناك غير الإحصاءات

 

 

 

 

 

 

<!--

<!--<!--

انتشار الضوء ظاهره بصرية معروفه منذ زمن بعيد

شعاع الضوء لا نتعرف عليه إلا إذا ارتطم بأعيننا مباشرة

لو أن حزمه من الضوء عبرت   وسط موجود به ذرات

تراب دقيقه شعاع الضوء سوف ينتشر إلى الجوانب

ومسار الاشعه خلال الوسط يمكن مشاهدته من الجانب

يمكننا تمثيل سلسلة الأحداث بتلك الطريقة

جسيمات التراب الصغيرة تبدأ فى الاهتزاز بسبب تأثير شعاع الضوء وتكون مراكز منها الضوء ينتشر فى كل الاتجاهات

الطول الموجى او عدد الاهتزازات فى الثانيه فى الضوء المنتشر

مثل الضوء الاصلى ولكن التاثير درجات مختلفه من القوه للضوء

أقوى بالنسبة للأطوال الموجيه القصيرة أكثر من الطويلة

 وأقوى للجزء الأزرق من الطيف عنه للضوء الأحمر

لو أن شعاع من الضوء

 يحتوى على كل ألوان الطيف مر خلال وسط –

الاشعه الصفراء والاشعه الحمراء سوف تمر

خلال الوسط من غير اى انتشار

 بينما الاشعه الزرقاء سوف تنتشر وتتفرق على الجوانب

هذا التأثير يسمى تأثير تندال

رايليج

الذي درس هذا التأثير وضع فرضيه أن الألوان الزرقاء للسماء والضوء الأحمر المشاهد عند شروق الشمس وغروبها

يتسبب فيه انتشار الضوء بسبب ذرات التراب الدقيقة

أو جزيئات الماء فى الجو

الضوء الأزرق من السماء لابد أن ينحرف إلى الجوانب

بينما الضوء الأحمر سيمر خلال الطبقات السفلى من الجو

والذي يضعف ليظهر فى صورة أشعه زرقاء بسبب التشتت

فى عام 1899

تخلى راى ليج عن اقتراح  أن الظاهرة

نتيجة أن الجزيئات تحدث تشتيتا لأشعة الضوء

عام 1914

كابانز أوضح بالتجربة

الغازات النقية الخالية من ذرات التراب

 لها قدره على تشتيت أشعة الضوء

بالفحص لانتشار الضوء فى المواد المختلفة

الصلبه والسائلة والغازية الضوء لا يتبع قوانين الحساب التى يقترحها تندال

الفرضية التي تشكل قاعدة لهذا التأثير

الاشعه التي تنتشر لجوانب التأين هذا لم يثبت صحته

هذا الانحراف عما ينبغي كان موضع بحث

لدراسة طبيعة الضوء المنتشر

لعب رامان دورا كبيرا فى تفسير الانحرافات

الشذوذ المشاهد فى الجزيئات أثناء دراسة ظاهرة الانتشار

رامان عام  1928 

بتحليل الشعاع الصادر من لمبة زئبق

تفلتر بطريقه تتحصل فيها على الضوء الاصلى

ضوء له طول موجى واحد الضوء المنتشر من هذا الشعاع

فى وسط يشاهد فى مطياف يخرج النتائج فى رسوم بيانيه

كل طول موجى او تردد ينتج خط

تحصل بالاضافه لخط الزئبق المختار

تحصل على طيف من الخطوط الحادة التي تظهر رسام

على كلا جانبي الخط الاصلى

نفس الطيف الزائد تظهر حوله عند تحريك الضوء الاصلى

الأولى تبعته  الخطوط الجديدة

سجل مسافات التردد بين الخطوط الاساسيه الاصليه

والخطوط الجديدة تبقى واحده

درس رامان الخصائص المميزة للظاهرة

 باستخدام عدد من المواد كوسط انتشار

وفى كل حاله وجد نفس التاثير الذى سماه باسمه

تاثير رامان

باستخدام مفاهيمنا عن طبيعة الضوء

الضوء لا يمكن أن ينبعث من ماده أو يمتص من ماده

إلا إذا كان فى صوره كمية من الطاقة أو مانسميه كمات الضوء

لذا طاقة الضوء لابد ان يكون لها نوع من الشخصية الذرية

كم الضوء يتناسب مع تردد أشعة الضوء

الذرة تتكون من نواه مشحونة بشحنه موجبه تتحرك حولها الالكترونات سالبة الشحنه على مسافات مختلفه من المركز

مسار كل الكترون له طاقه بعينها مختلف باختلاف المسافات عن المركز

الإلكترون فى هذا المسار لا يطلق طاقه

يسقط الإلكترون من مسار عالي الطاقة إلى مسار منخفض الطاقة

من مسار خارجي إلى مسار داخلي فينبعث الضوء

بتردد مميز لهذان المساران

الطاقة للإشعاع تتكون من كم من الضوء

الذرة تعطى عدد من الترددات

 كعدد من التحولات المختلفة بين المسارات الثابتة

هناك خط فى الطيف يمثل كل تردد

اى إشعاع قادم لا يمكن امتصاصه بالذرة

إلا إذا كان كم الضوء مماثل

كواحد من كمات الضوء التي يمكن للذرة أن تطلقها

الان قانون رامان يبدوا وكأنه يتعارض مع هذا القانون

مواضع خطوط رامان لا تتماشى مع تردد الذره نفسها

ولكن تتماشى مع الشعاع النشط

فسر رامان هذا التعارض

وجود خطوط بتأثير المزج بين كم الضوء الآتي من الخارج

-------------------------------------------------------------

وكمات الضوء التي ترتبط بالذرة

 لو ان الذرة فى نفس الوقت تستقبل من الخارج كمات من الضوء تنبعث كم من الضوء له قوه مختلفة

ولو أن الفرق بين الكمتان متماثل مع كم الضوء

المرتبط آو الخارج عندما إلكترون يمر من مسار إلى غيره

كم الضوء الاتى من الخارج يمتص فى هذه الحالة سوف يطلق يبعث تردد زائد

ربما يكون مجموع الفرق بين الشعاع النشط والتردد فى الذره نفسها

فى هذه الحالة

هذه المجموعة من الخطوط نفسها حول التردد الاصلى على جانبيه

المسافة بين التردد المنشط واقرب خط لرامان سوف يكون متماثل بأقل ترددات للذرة أو بطيفها فوق الأحمر

ما يقال للذرة يمكن قوله  عن الجزيئات

تحصلنا على الطيف الفوق الأحمر

بتحرك إلى خط الطيف للضوء المنشط

اكتشاف خط رامان

اثبت ان له أهميه فى معلوماتنا

عن تركيب الجزيئات

دراسة ترددات الضوء فوق الأحمر صعبه لأنها جزء من طيف يقع بعيدا عن منطقة حساسية الفوتوغرافيا اللوح الرسام

اكتشاف رامان تخلى عن تلك الصعوبات

وفتح المجال أمام دراسة ترددات النواة فى الجزيئات

اخترنا الشعاع الاصلى فى مدى التردد التى يعمل

يكون اللوح الحساس

طيف الفوق الأحمر فى صورة خطوط رامان

 تحرك إلى أعلى إلى منطقة دراسة الخطوط التي يمكن دراستها

الطيف الفوق بنفسجى يمكن دراسته بمساعدة تاثير رامان

تحصلنا على طريقه بسيطه ومنضبطه لدراسة تردد الجزيئات

تاثير رامان كان له تاثير فى نتائج مكونات الماده الكيميائيه

وكان اداه زادت معلوماتنا عن تركيب الماده

 تاثير رامان باختصار

التغيير فى طول موجى للضوء يحدث عندما شعاع من الضوء ينحرف بالجزيئات

الظاهرة سميت باسم رامان الذي اكتشفها عام 1928

عندما شعاع من الضوء يعبر ماده كيميائيه شفافة

خاليه من جزيئات التراب

جزء من الضوء يتحرك فى اتجاهات مغايرة

للشعاع الاصلى معظم هذا الضوء المتفرق لا تتغير طوله الموجى

جزء صغير له طول موجى مختلف عن الضوء الرئيسي