|
|
עמוד:12
1 . 4 מטענים חשמליים ומבנה האטום גילוי מבנה האטום , במאה העשרים , שפך אור חדש על מגוון התופעות החשמליות והמגנטיות . כבר למדנו ביחידה 4 כי החומר מורכב ממולקולות שהן עצמן בנויות מאטומים . ניסויים וחישובים הראו , כי האטום מכיל גרעין זעיר בעל מטען חשמלי חיובי , שבו מרוכזת רוב המסה של האטום , ואלקטרונים כעלי מטען חשמלי שלילי . אפשר לחשוב על האלקטרונים כעל גופים זעירים המקיפים את הגרעין , כשם שכוכבי הלכת מקיפים את השמש . האלקטרונים אינם מתרחקים מהגרעין , בגלל כוח המשיכה החשמלי השורר בין מטענם השלילי למטען החיובי של הגרעין ( כשם שכדור הארץ אינו מתרחק מהשמש , בזכות כוח הכבידה השורר ביניהם . ( מודל זה של האטום מכונה המודל הפלנטרי . הוא הוצע בתחילת המאה העשרים והיום הוא נחשב למיושן . לפי מודלים מתקדמים יותר , שאותם נזכיר ביתר פירוט בחלקו השני של הקורס , אפשר לדמות את האלקטרון באטום למעין ענן דליל האופף את הגרעין . הערת אגב.- בנסיבות מסוימות , הענן הזה הופך לפתע לגופיף זעיר , המתאים לדימוי של האלקטרון במודל האטום הפלנטרי " . פיצול אישיות" זה של האלקטרון , המופיע לעתים כחלקיק ולעתים כענן , או גל , נקרא "דואליות החלקיק גל" והוא אבן יסוד בתיאוריה המודרנית העוסקת במבנה האטום , והמכונה מכניקת הקוואנטים . מבנה הגרעץ במאה העשרים נחקר גרעין האטום ונמצא כי הוא עצמו מורכב משני סוגים של חלקיקים יסודיים , המכונים : פרוטון וניטרון . לפרוטון מטען חשמלי חיובי השווה בגודלו למטען האלקטרון , ואילו הניטרון הוא ניטרלי מבחינה חשמלית . המסה של הפרוטון שווה בקירוב למסה של הניטרון , בעוד מסת האלקטרון קטנה פי 2000 בערך ממסת הפרוטון ) . מסת הפרוטון היא l . 67 x 10 ק"ג בקירוב ( . התכונות החשובות של האלקטרון , הפרוטון והניטרון מסוכמות בטבלה שבנספח , בסוף היחידה . מספר האלקטרונים באטום שווה למספר הפרוטונים בגרעין ולכן האטום כולו ניטרלי מבחינה חשמלית . אולם אפשר לגרום לאטום שיאבד אלקטרון אחד או יותר , או שיספח אליו אלקטרונים נוספים , וכך להפוך אותו ל » ון שהוא אטום הטעון במטען חשמלי . > סודות כ » מ 0 » 92 היסודות הכימיים שבטבע נבדלים זה מזה במספר האלקטרונים שבאטום ( הניטרלי . ( באטום המימן יש אלקטרון אחד וגרעינו הוא , בדרך כלל , פרוטון בודד ( יש אטומי מימן שגרעיניהם כוללים גם ניטרון אחד או שניים . ( באטום ההליום יש שני אלקטרונים , ובגרעינו יש שני פרוטונים ועוד ניטרון אחד או שניים . באטום החמצן יש 8 אלקטרונים . מספר הפרוטונים בגרעין הוא כמובן , 8 וגם מספר הניטרונים ברוב אטומי החמצן שבטבע הוא . 8 באטום האורניום , שהוא היסוד הכבד ביותר בטבע , יש 92 אלקטרונים . דיון השדות האופפים אותו אינם נעלמים מיד , אלא ממשיכים להתקיים במשך זמן מה אחריו . תנודות של מטען חשמלי יוצרות תנודות בשדה החשמלי והמגנטי שבסביבתו , ותנודות אלו הן הגלים האלקטרומגנטיים שהוזכרו קודם לכן .
|
|