تبلیغات
اخبار و مقالات داغ تکنولوژی / مقایسه گوشی، تبلت ، لپ تاپ ، خودرو ، تازه ترین گجت ها / لازمه ایجاد سبکی متفاوت برای زنگی - پیدایش مفهوم اتم و تاریخچه آن

اتم

مولکولها همه مثل هم نیستند، انواع بسیار زیادی دارند. مثلاً مولکول آب اصلاً مثل مولکول چوب یا نفت و یا شکر نیست. مولکولها از چیزهای بسیار ریزی که اسمشان اتم است درست شده‌اند. اتمها از مولکولها هم کوچکترند. یک مولکول از یک گروه اتم که بهم چسبیده‌اند ساخته شده بعضی مولکولها فقط از دو اتم ساخته شده‌اند، اما بعضی دیگر تعداد اتمهایشان خیلی زیاد است، مولکولهائی نیز هستند که هزارها اتم درهر کدامشان است.
مثلاً در یک مولکول آب فقط 3 اتم، در یک مولکول شکر فقط 45 اتم و در یک مولکول سفیده تخم مرغ 653 اتم وجود دارد. درست همانطوری که وقتی حروف الفباء کنار هم قرار بگیرند کلمه می‌سازند، اتم ها هم که کنار هم قرار بگیرند مولکول می‌سازند.
در زبان ما فقط 32 حرف وجود دارد، اما از همین 32 حرف می‌شود هزارها کلمه ساخت اتمها هم همینطوری بهم می‌چسبند و ماده جوراجور فراوانی می‌سازند. در حدود 100 نوع اتم وجوددارد، اما به همین صد نوع اتم، تمام انواع ماده‌های دور و بر شما ساخته شده است. بعضی از اتمها به شکل مخصوصی بهم می‌چسبند. درمولکول گچ اتمها یکجور مخصوصی کنار هم قرار می‌گیرند ودرمولکول آب یک جور دیگر و در شکر هم یک جور.
شیمی‌دانها که با اتم سرو کار دارند خوب واردند که چطور اتمهای بعضی مولکولها را بردارند و درمولکولهای دیگر بگذارند.
شیمی‌دانها می‌توانند مولکولهای تازه‌ای درست کنند. اینست که توانسته‌اند ماده‌هایی کشف کنند که پیشترها اصلاً کسی فکرش را نمی‌کرد. از این راه است که شیمی‌دانها می‌توانند پلاستیک‌های جدید، داروهای تازه و خیلی چیزهای دیگر بسازند. مثلاً با گذاشتن یک دسته مولکول خاص کنار هم، توانستند فلزات مخصوصی بسازند که درموتور موشکها به کار می‌رود. در دنیا هر جور ماده‌ای از مولکول مخصوص به خودرش درست شده و هرمولکولی هم از اتمهای مخصوص به خودش تشکیل شده است.

پروتون ، نوترون ، الکترون

اتمها با آنهمه کوچکی خود از چیزهای بسیار بسیار ریزی درست شده است که اسمش را ذره گذاشته‌اند، پس هر مولکول از عده‌ای اتم ساخته شده است و هر اتم از چند ذره. ذره کوچکترین چیزیست که دانشمندان می‌شناسند. سه نوع ذره اصلی وجود دارد که نام آنها را پروتون، نوترون و الکترون گذاشته‌اند. ذره‌ها را نمی‌توان به چیزهای دیگر تقسیم کرد.
پروتون‌ها، نوترونها و اکلترونها در هر اتم بوضع مخصوصی قرار گرفته‌اند. پروتونها و نوترونها نزدیک بهم، در وسط اتم دسته شده‌اند و اسم هر دسته‌ای از آنها هسته است و الکترونها مانند مگس دور هسته می‌گردند. هر اتمی یک هسته دروسط دارد وهمیشه الکترونها دور آن هسته می‌گردند. اما هر اتمی با اتمهای دیگر فرق دارد، چونکه طرز قرار گرفتن پروتونها و نوترونها و الکترونهای هر اتم به وضع مخصوصی است.
مثلاً نوعی گاز است که از ساده‌ترین اتمها درست شده، هر اتم این گاز فقط یک پروتون در هسته‌اش دارد و فقط یک الکترون دور این هسته می‌گردد. یک اتم کربن فقط یک هسته دارد و این هسته از 6 پروتون و 6 نوترون ساخته شده است، 6 الکترون هم دارد که دور این هسته می‌چرخند.
اتم رادیوم یکی از بزرگترین انواع اتمهاست. برای اینکه 88 پروتون و 138 نوترون در هسته دارد و 88 الکترون که دور هسته می‌چرخند.

پیدایش مفهوم اتم و تاریخچه آن

اتمها چیزی نو و تازه نیستند. گرچه لفظ اتم فقط در چند ساله اخیر برای من و شما عادی شده لیکن باید دانست که مفهومی که از آن مستفاد می‌شود، لااقل به 3 هزار سال قبل بازمی‌گردد.بدیهی است در آن عصر هیچ کسی، حتی حکما ودانشمندان نمی‌توانستند به طور دقیق بگویند اتم چیست، این موضوع مدتها بعد به تحقق پیوست. ولی آنچه مسلم است اینکه گروهی از حکمای پیشین به نظاره در طبیعت آغاز نموده و بر آن بودند تا علت و معلول و ماهیت آنچه را می‌بینند دریابند. فلاسفه یونان قدیم نسبت به ساختمان ماده نحوه استدلالی روشن و جالب داشتند. پاره‌ای می‌گفتند که کلیه اشیاء چنانچه به ظاهر می‌نمایند، یک تکه و یکپارچه بوده و قابل تجزیه نمی‌باشند.
لیکن گروهی دیگر از متفکرین را عقیده بر این بود که اجسامی که جامد و متصل می‌نمایند قاعدتاً باید از ذرات ریز بیشمار، ریزتر از آنچه بتوان با چشم دید تشکیل یافته باشند و برای توجیه نظریه خود موضوع شکستن و خرد کردن اجسام جامد را مطرح می‌ساختند. می‌گفتند فرض کنید سنگی را دوپاره کنیم، آنگاه یکی از این پاره‌ها را دو قسمت کنیم و عمل را به همین نحو ادامه دهیم. آیا حدی بر این کار متصور است؟ به عقیده آنان با ادامه دادن روش شکستن مآلاً به کوچکترین ذره‌ای از ماده که ممکن است وجودداشته باشد خواهیم رسید. چنین جزئی را اتم نام نهادند. اما فلاسفه یونان اگر می‌دانستند که اتم چنان ناچیز است که اگر قطره آبی را آنقدر بزرگ کنیم که به بزرگی کره زمین برسد، اتمهای آن فقط به بزرگی یک توپ بسکتبال خواهد شد، مسلماً دچار حیرت و تعجب می‌شدند. همچنین اگر پی می‌بردند که در مرکب نقطه‌ای که این جمله به آنختم می‌شود، 3 میلیون بیلیون 000/000/000/000/000/3 اتم کربن وجوددارد تعجب می‌کردند. با این وصف از راه حدس و گمان به موضوع جالب دیگری پی برده بودند و آن اینکه: اتمها دائماً در حرکتند و این مطلبی است که حقیقت آن قرنها بعد به ثبوت رسید.
در طی صدها سال متفکرین در باب اقسام مختلف مواد اندیشه کرده و به تدریج و از راه آزمایشات مفصل و مکرر دریافتند که بعضی مواد در اثر پاره‌ای عوامل مثلا (کوفتن یا گداختن و غیره) به موادی تازه و مغایر با ماده اصلی تجزیه می‌شوند.

کارخانجات برق اتمی

اگر انرژی عظیمی که از شکافت هسته یا همجوشی هسته‌ای بدست می‌آید یکباره رها شود تأثیر بمبی را خواهد داشت.ولی چنانچه بتوان میزان رهائی انرژی را کنترل نموده، مدت زمانی برای آن قائل شد، آنگاه ممکن است انرژی را برای کارهای مفید و غیرزیانبخش هم مورد استفاده قرار داد. از موقع کشف شکافت هسته دانشمندان و مهندسین امکان ساختن کارخانه‌های برق هسته‌ای را برای گرداندن ماشین‌های صنعتی، حمل ونقل، روشنائی و گرم کردن منازل مورد بحث وتوجه قرار داده‌اند. نتیجه این مطالعات ساختن کارخانجات برق اتمی بود. در کارخانه‌هائی چنین، میزان تولید نیرو صدها هزار برابرکارخانجات کنونی است که با سوختهای شیمیائی نظری زغال، نفت وگاز کار می‌کنند.
از انرژی هسته‌ای در وسایل حمل و نقل نیز استفاده می‌شود. کشتی ساوانا اولین کشتی بود که با سوخت اتمی مجهز شد. این کتشی که در سال 1959 به آب انداخته شد می‌تواند سه سال و نیم بدون سوختگیری مجدد در دریا باقی بماند. یک کیلوگرم اورانیوم معادل 2000 تن زغال سنگ انرژی تولید می‌کند.
استفاده از سوخت اتمی امتیاز بزرگی برای کشتی‌ها و زیردریائی به حساب می‌آمد.
به علاوه نظر به قلت حجم مواد لازم برای فعل و انفعالات هسته‌ای، حمل آن به مراتب سهلتر از حمل هزارها تن سوخت شیمیائی است. انرژی حاصل از نیم کیلو 235
U معادل مقدار انرژیی است که ازسوختن 14500 تن زغال بدست می‌آید. از اینها گذشته بزرگترین مزیت ساختن کارخانه برق اتمی در اینست که ذخیره زغال و نفت و گاز جهان مسلما در چند سال دیگر به پایان خواهد رسید.
همین تازگیها مهندسان توانسته‌اند راکتورهای کوچکی بسازند، این رآکتورها آنقدر کوچک است که می‌شود آنها را درموتورخانه زیردریائی نصب کرد. زیردریائی اتمی می‌تواند یک دور تمام دور دنیا بگردد و حتی یک بار هم روی آب نیاید. موتور زیردریائی اتمی می‌تواند ماهها بی‌آنکه رآکتورش احتیاجی به ماده فعال تازه داشته باشد کار کند.
شاید بعدها هواپیما و قطار و اتومبیل‌هائی بسازند که از اتم انرژی بگیرد. فعلاً فقط چند کارخانه برق اتمی در دنیا وجود دارد.

نیروی اتمی چیست؟

هرگاه قطعه چوبی را بسوزانیم تولید حرارت و روشنائی می کند. دانشمندان معتقدند که حرارت و روشنائی دو نیروی جداگانه است. هرگز تکه چوب از خود نمی تواند تولید نیروی حرارتی و انرژی نورانی نماید، مگرآنکه با آتش روشن شود و هوا نیز به مقدار کافی اکسیژن داشته باشد. سایر مواد سوختنی از قبیل ذغال و غیره نیز همین طور است، ولی مواد دیگری وجود دارد که بکلی با این قبیل مواد سوختی معمولی فرق دارد و خود بی آنکه کسی آنها را روشن کند تولید انرژی می کند، مشهورترین آنها موادی است به نام رادیوم و اورانیوم که اتم ها یا ذراتشان دارای خواص مخصوص می باشد.
اتم عبارت است از کوچکترین جزء یک عنصر که معمولاً شکل معینی دارد و تغییر شکل نمی دهد، به جز اتمهای اورانیوم و رادیوم. هر یک از اتم های دو جسم اخیر می تواند ناگهان از آن جسم جدا شود و در حین جدا شدن جرقه میزند و کمی حرارت میدهد. به این حرارت حاصله «انرژی اتمی» گویند زیرا این حرارت از اتم بدست آمده و این اتم از سایراتمها جدا شده است.
اتم های اورانیوم به کندی پراکنده می شوند و انرژی تلف می شود. برای اینکه ازآن استفاده کنند، دانشمندان وسیلهای برای گرفتن این انرژی برای ایجاد بخار استفاده می کنند بدین ترتیب که توربین ها را بکار می اندازند و برق تولید می کنند، در یک بمب اتمی نیروی اتمی به مقدار فراوان وجود دارد که یکباره به سرعت رها می گردد (یک میلیونیم ثانیه) و این امر انفجار شدیدی تولید می کند و با حرارتی که تولید می نماید از اتمها، پارتیکولهای الکتریسیته و تشعشعاتی قوی و بسیار خطرناک رها می گردد. کسانی که با انرژی اتمی سرو کار دارند خیلی از خود مراقبت می نمایند. این افراد اورانیوم و تمام محصولات رادیواکتیو را در جاهای مخصوصی محافظت می کنند که مانع تشعشع آنها بشود و اتم های آنها نتوانند فرار کنند. بمب های اتمی و تشعشعات آنها خطرات زیادی بار آورده اند، ولی دانشمندان از این نیرو به نفع بشریت استفاده می کنند.
رادیواکتیویته در پزشکی مورد استفاده قرار می گیرد، در بعضی از موارد رادیو اکتیو حشارت را می کشد. حتی در دستگاه اتمی وسائلی وجود دارد که بازرسان از آنها به منظور بازرسی لوله های خمیردندان استفاده می کنند که ببینند لوله پر است یا نه؟!

***

مطالب گذشته