رموز الكتب - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

وصف النواة

هل تتكون النواة من جسيمات مشحونة بشحنة موجبة فقط؟ بداية تم تعرف كتلة النواة، وحقيقة أن شحنتها موجبة فقط. كما عُرف مقدار شحنة النواة نتيجة تجارب الأشعة السينية التي أجراها هنري موسلي أحد أعضاء فريق رذرفورد. وأظهرت النتائج أن البروتونات موجبة الشحنة، وأنها مسؤولة عن نصف كتلة النواة. واقترحت بعض الفرضيات هي أن الكتلة الإضافية هي نتيجة لوجود البروتونات، وأن في النواة إلكترونات تقلل من قيمة الشحنة التي لوحظت. ومع ذلك واجهت هذه الفرضية بعض المشكلات الأساسية.

وفي عام 1932م حل العالم الإنجليزي جيمس شادويك هذه المشكلة عندما اكتشف وجود جسيم متعادل الكتلة يساوي كتلة البروتون تقريباً داخل النواة، عُرف بالنيوترون، وهو المسؤول عن الكتلة المفقودة للنواة دون زيادة شحنتها.

يرمز لوحدة الكتلة الذرية في atomic mass unit كتاب الفيزياء بالرمز u وبالرمز amu في كتاب الكيمياء؛ وكلاهما صحيحان ويعبران عن نفس الوحدة.

والعدد الذري Z هو الجسيم الوحيد المشحون داخل النواة. ولذا فإن شحنة النواة الكلية تساوي عدد البروتونات مضروباً في الشحنة الأساسية:

Ze = شحنة النواة

ولكل من البروتون والنيوترون (النيوكليونات) كتلة تساوي تقريباً 1u؛ حيث u وحدة الكتلة الذرية، وتعادل 1800 × 1.66 kg، وتريد حوالي 1800 مرة على كتلة الإلكترون. ولتحديد الكتلة التقريبية للنواة احسب حاصل ضرب كتلة البروتونات والنيوترونات أو العدد الكتلي A في وحدة الكتلة الذرية u.

(u) A ≃ كتلة النواة

حجم النواة أظهرت نتائج رذرفورد القياسات الأولى لحجم النواة فقد، وجد أن قطر النواة يساوي 10⁻¹⁴ m تقريباً. وبذلك يكون للنذرة المثالية نصف قطر أكبر أكبر 10000 مرة من حجم النواة.

وعلى الرغم من أن النواة تحتوي على كل كتلة الذرة تقريباً، إلا أنها تشغل حيزاً في الذرة أقل من الحيز الذي تشغله الشمس في النظام الشمسي. والنواة مركزة بطريقة غير متخيلة؛ فكثافتها 10¹⁸ × 1.4 kg/m³ تقريباً. فإذا افترضنا أن حجم النواة سستمر مكعب واحد فستكون كتلتها بالبليون طن تقريباً.

الشكل 1-9 تظهر نويدات الهيدروجين (a) والهيليوم (b)

لجميع نويدات العنصر العدد نفسه من البروتونات (باللون الأحمر)، وعددًا مختلفًا من النيوترونات (باللون الرمادي).

254

وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447

وصف النواة هل تتكون النواة من جسيمات مشحونة بشحنة موجبة فقط؟ بداية تم تعرف كتلة النواة، وحقيقة أن شحنتها موجبة فقط. كما عُرف مقدار شحنة النواة نتيجة تجارب الأشعة السينية التي أجراها هنري موسلي أحد أعضاء فريق رذرفورد. وأظهرت النتائج أن البروتونات موجبة الشحنة، وأنها مسؤولة عن نصف كتلة النواة. واقترحت بعض الفرضيات هي أن الكتلة الإضافية هي نتيجة لوجود البروتونات، وأن في النواة إلكترونات تقلل من قيمة الشحنة التي لوحظت. ومع ذلك واجهت هذه الفرضية بعض المشكلات الأساسية. وفي عام 1932م حل العالم الإنجليزي جيمس شادويك هذه المشكلة عندما اكتشف وجود جسيم متعادل الكتلة يساوي كتلة البروتون تقريباً داخل النواة، عُرف بالنيوترون، وهو المسؤول عن الكتلة المفقودة للنواة دون زيادة شحنتها. --- SECTION: رموز الكتب --- يرمز لوحدة الكتلة الذرية في atomic mass unit كتاب الفيزياء بالرمز u وبالرمز amu في كتاب الكيمياء؛ وكلاهما صحيحان ويعبران عن نفس الوحدة. والعدد الذري Z هو الجسيم الوحيد المشحون داخل النواة. ولذا فإن شحنة النواة الكلية تساوي عدد البروتونات مضروباً في الشحنة الأساسية: Ze = شحنة النواة ولكل من البروتون والنيوترون (النيوكليونات) كتلة تساوي تقريباً 1u؛ حيث u وحدة الكتلة الذرية، وتعادل 1800 × 1.66 kg، وتريد حوالي 1800 مرة على كتلة الإلكترون. ولتحديد الكتلة التقريبية للنواة احسب حاصل ضرب كتلة البروتونات والنيوترونات أو العدد الكتلي A في وحدة الكتلة الذرية u. (u) A ≃ كتلة النواة حجم النواة أظهرت نتائج رذرفورد القياسات الأولى لحجم النواة فقد، وجد أن قطر النواة يساوي 10⁻¹⁴ m تقريباً. وبذلك يكون للنذرة المثالية نصف قطر أكبر أكبر 10000 مرة من حجم النواة. وعلى الرغم من أن النواة تحتوي على كل كتلة الذرة تقريباً، إلا أنها تشغل حيزاً في الذرة أقل من الحيز الذي تشغله الشمس في النظام الشمسي. والنواة مركزة بطريقة غير متخيلة؛ فكثافتها 10¹⁸ × 1.4 kg/m³ تقريباً. فإذا افترضنا أن حجم النواة سستمر مكعب واحد فستكون كتلتها بالبليون طن تقريباً. الشكل 1-9 تظهر نويدات الهيدروجين (a) والهيليوم (b) لجميع نويدات العنصر العدد نفسه من البروتونات (باللون الأحمر)، وعددًا مختلفًا من النيوترونات (باللون الرمادي). 254 وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: الشكل 1-9 تظهر نويدات الهيدروجين (a) والهيليوم (b) Description: Diagram showing atomic nuclei. Part (a) shows Hydrogen isotopes: one with 1 proton (red) and 0 neutrons (white), and another with 1 proton (red) and 1 neutron (white). Part (b) shows Helium isotopes: one with 2 protons (red) and 1 neutron (white), and another with 2 protons (red) and 2 neutrons (white). Labels indicate 'p' for proton and 'n' for neutron. Data: Visual representation of different isotopes based on proton and neutron counts. Key Values: Protons determine the element, Neutrons vary among isotopes Context: Illustrates the concept of isotopes, showing how different numbers of neutrons can exist for the same number of protons within an atomic nucleus.