صفحة 81 - كتاب الكيمياء - الصف 10 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 الذرات: رؤيتها ودراستها

المفاهيم الأساسية

المجهر الأيوني الماسح (STM): جهاز خاص يسمح برؤية الذرات.

أنابيب أشعة المهبط: أنبوب زجاجي مفرغ من الهواء، يُمرر فيه تيار كهربائي لدراسة سلوك الكهرباء وعلاقتها بالذرات.

المهبط (الكاثود): القطب الموصول بالطرف السالب للبطارية.

المصعد (الأنود): القطب الموصول بالطرف الموجب للبطارية.

خريطة المفاهيم

```markmap

تركيب الذرة

دراسة الذرة

رؤية الذرات

#### المجهر الأيوني الماسح (STM)

##### يسمح برؤية الذرات

##### مرتبط بتقنية النانو (صناعة على المستوى الجزيئي)

استكشاف مكونات الذرة

#### تجارب أنابيب أشعة المهبط

##### الهدف: دراسة العلاقة بين الكتلة والشحنة

##### التركيب:

###### أنبوب زجاجي مفرغ من الهواء

###### قطب سالب (المهبط/الكاثود)

###### قطب موجب (المصعد/الأنود)

###### مصدر طاقة (بطارية)

##### المبدأ: عند تمرير تيار كهربائي (فرق جهد مناسب)، تنتقل الكهرباء من المهبط إلى المصعد.

أسئلة تاريخية

كيف تبدو الذرة؟

هل تركيب الذرة متماثل؟

هل الذرة مكونة من جسيمات أصغر؟

كيف تسلك الكهرباء في غياب المادة؟

```

نقاط مهمة

• الذرات صغيرة جداً، لكن يمكن رؤيتها باستخدام جهاز خاص يسمى المجهر الأيوني الماسح (STM).
• استخدم العلماء أنابيب أشعة المهبط المفرغة من الهواء لدراسة سلوك الكهرباء واستكشاف مكونات الذرة.
• يتكون أنبوب أشعة المهبط من قطبين: المهبط (الكاثود) المتصل بالقطب السالب، والمصعد (الأنود) المتصل بالقطب الموجب.
• ظلت بعض الأسئلة الأساسية حول تركيب الذرة دون إجابة حتى عام 1900م.

قد تظن أنه لا توجد طريقة لرؤية الذرات؛ لأنها صغيرة جداً. إلا أن هناك جهازاً خاصاً يسمى المجهر الأيوني الماسح (STM) يسمح لنا برؤيتها. فكما أن جهاز STM يسمح لك بدراسة الذرات عند رؤيتها، فهناك أيضاً آلات بسيطة أيضاً، وهو ما يعرف بتقنية النانو، والتي تُعدّ بصناعة على المستوى الجزيئي، وبناء آلات بحجم صغير جداً، وتعمل كوحدة واحدة.

أم أنها مكونة من جسيمات أصغر؟

حاول العلماء تعرف مكونات الذرة الكهربائية. ولاستكشاف هذه العلاقة تساءل بعضهم: كيف تسلك الكهرباء في غياب المادة؟ فقاموا – بمساعدة مقترحات العلماء – بتمرير الكهرباء في أنبوب زجاجي فرغ من الهواء، تسمى مثل هذه الأنابيب أنابيب أشعة المهبط، وهي تبين ذرات منفردة في حمض دهني على سطح من الجرافيت، وقد تم إضافة بعض الألوان للصورة لتوضيح صورة الذرات. وبين الشكل 6-3 أنابيب أشعة المهبط الذي استعمله باحثون لدراسة العلاقة بين الكتلة والشحنة. ولاحظ أن هناك أقطاباً معدنية موجودة على طرفي الأنبوب. ويسمى القطب الموصول بالطرف السالب للبطارية بالمهبط (الكاثود)، و في حين يسمى القطب الموصل بالطرف الموجب المصعد (الأنود).

كيف تبدو الذرة؟ هل تركيب الذرة متماثل، أم أنها مكونة من جسيمات أصغر؟ رغم أن كثيراً من العلماء درسوا الذرات في القرن التاسع عشر إلا أن بعض الأسئلة لم يجب عنها حتى عام 1900م.

الشكل 6-3 أنابيب أشعة المهبط له قطبان، هما المهبط والمصعد. عندما تمر تيار كهربائي تحت تأثير قوة كهربائية – فرق جهد – مناسبة، تنتقل الكهرباء من المهبط إلى المصعد.

قد تظن أنه لا توجد طريقة لرؤية الذرات؛ لأنها صغيرة جداً. إلا أن هناك جهازاً خاصاً يسمى المجهر الأيوني الماسح (STM) يسمح لنا برؤيتها. فكما أن جهاز STM يسمح لك بدراسة الذرات عند رؤيتها، فهناك أيضاً آلات بسيطة أيضاً، وهو ما يعرف بتقنية النانو، والتي تُعدّ بصناعة على المستوى الجزيئي، وبناء آلات بحجم صغير جداً، وتعمل كوحدة واحدة. أم أنها مكونة من جسيمات أصغر؟ حاول العلماء تعرف مكونات الذرة الكهربائية. ولاستكشاف هذه العلاقة تساءل بعضهم: كيف تسلك الكهرباء في غياب المادة؟ فقاموا – بمساعدة مقترحات العلماء – بتمرير الكهرباء في أنبوب زجاجي فرغ من الهواء، تسمى مثل هذه الأنابيب أنابيب أشعة المهبط، وهي تبين ذرات منفردة في حمض دهني على سطح من الجرافيت، وقد تم إضافة بعض الألوان للصورة لتوضيح صورة الذرات. وبين الشكل 6-3 أنابيب أشعة المهبط الذي استعمله باحثون لدراسة العلاقة بين الكتلة والشحنة. ولاحظ أن هناك أقطاباً معدنية موجودة على طرفي الأنبوب. ويسمى القطب الموصول بالطرف السالب للبطارية بالمهبط (الكاثود)، و في حين يسمى القطب الموصل بالطرف الموجب المصعد (الأنود). كيف تبدو الذرة؟ هل تركيب الذرة متماثل، أم أنها مكونة من جسيمات أصغر؟ رغم أن كثيراً من العلماء درسوا الذرات في القرن التاسع عشر إلا أن بعض الأسئلة لم يجب عنها حتى عام 1900م. الشكل 6-3 أنابيب أشعة المهبط له قطبان، هما المهبط والمصعد. عندما تمر تيار كهربائي تحت تأثير قوة كهربائية – فرق جهد – مناسبة، تنتقل الكهرباء من المهبط إلى المصعد. --- VISUAL CONTEXT --- **FIGURE**: الشكل 5-3 Description: A 3D rendering showing atomic structures with varying colors, resembling a landscape of peaks and valleys. The caption indicates it shows individual atoms. Context: Illustrates the visual representation of atoms, possibly captured by STM. **DIAGRAM**: الشكل 6-3 أنابيب أشعة المهبط Description: A diagram illustrating a cathode ray tube (CRT) setup. It shows a glass tube evacuated of air, with two electrodes (cathode and anode) connected to a power source (battery). Wires connect the battery terminals to the electrodes, with a '+' sign near the anode and a '-' sign near the cathode. The tube is labeled 'أنبوب' (tube), the cathode is labeled 'الكاثود (-)' (cathode), and the anode is labeled 'الأنود (+)' (anode). A connection labeled 'فتحة متصلة بمفرغ هواء' (opening connected to vacuum pump) is shown. The caption explains that this setup is used to study the relationship between mass and charge. Context: Demonstrates the experimental setup used to discover cathode rays and study their properties, leading to the understanding of electrons.