چهارشنبه, ۸ تیر, ۱۴۰۱ / 29 June, 2022
مجله ویستا

(اتم‌) را چه‌ کسی‌ کشف‌ کرد؟


(اتم‌) را چه‌ کسی‌ کشف‌ کرد؟
اتم‌ و انرژی‌ هسته‌ای‌ مسئله‌ای‌ جدید و نونیست‌، بلكه‌ كشف‌ و تحقیق‌ در این‌ باره‌ به‌ حدودیك‌ قرن‌ پیش‌ می‌رسد.در واقع‌ مبحث‌ اتم‌ مربوط به‌ زمان‌ كنونی‌نیست‌، شاید برایتان‌ جالب‌ باشد بدانید كه‌ ۲۳۰۰سال‌ پیش‌ یك‌ فیلسوف‌ یونانی‌ به‌ نام‌(دموكریتوس‌) به‌ پدیده‌ اتم‌ پی‌ برد. اتم‌ در زبان‌یونانی‌ به‌ معنی‌ تقسیم‌ناپذیر است‌. به‌ این‌ ترتیب‌وجود اتم‌ را در تفكرها پروراند. سپس‌ در سال‌۱۸۰۸ جان‌ دالتون‌ نظریه‌ اتمی‌ نوین‌ را ارایه‌كرد تا نوبت‌ به‌ ارنست‌ رادرفورد رسید او با تحقیق‌و بررسی‌ خود به‌ انرژی‌ هسته‌ای‌ امروزی‌ دست‌یافت‌ لذا او را پدر انرژی‌ هسته‌ای‌ می‌نامند.در این‌ مقاله‌ به‌ زندگی‌ شخصی‌ و تحقیقات‌ وی‌می‌پردازیم‌.
●تولد یك‌ دانشمند
ارنست‌ رادرفورد در ۳۰ آگوست‌ ۱۸۷۱ درحومه‌ برایت‌ واتر شهر نلسون‌ واقع‌ در ساحل‌شمالی‌ جزیره‌ جنوبی‌ زلاندنو به‌ دنیا آمد. اوچهارمین‌ فرزند از دوازده‌ فرزند جیمز و مارتارادرفورد نیوزلندی‌های‌ نسل‌ اول‌ بود كه‌ ازكودكی‌ از اسكاتلند به‌ زلاندنو آمده‌ بودند.خانواده‌ رادرفورد معتقد به‌ مسیحیت‌ و با فرهنگ‌و جدی‌ در رفتن‌ به‌ كلیسا بودند. آنها احساس‌خوشبختی‌ می‌كردند و این‌ خانواده‌ پرجمعیت‌چهارده‌ نفری‌ در انجام‌ كارهای‌ روزمره‌ خانواده‌شركت‌ می‌كردند. پدر و مادر سعی‌ در ارتقای‌سطح‌ علمی‌ فرزندانشان‌ داشتند. آنها علیرغم‌اینكه‌ در كشاورزی‌ فعالیت‌ داشتند و ساعت‌های‌متمادی‌ مجبور به‌ كار در مزرعه‌ خود بودند، دست‌از مطالعه‌ كتب‌ مذهبی‌ و علمی‌ برنمی‌داشتند.
از این‌ رو ارنست‌ نیز همچون‌ والدینش‌ به‌تحصیل‌ علم‌ علاقمند بود. عشق‌ او به‌ علم‌ در اوان‌كودكی‌ بروز كرد. در سن‌ ده‌ سالگی‌ كتب‌ علمی‌همچون‌ خواندنی‌های‌ اولیه‌ فیزیك‌ و شیمی‌ را كه‌تالیف‌ معلمی‌ به‌ نام‌ بالفور استوارت‌ بود با علاقه‌ وجدیت‌ مطالعه‌ می‌كرد. كتاب‌ استوارت‌ شبیه‌كتاب‌های‌ خودآموز فیزیك‌ امروزی‌ بود كه‌ درآن‌ اصول‌ اولیه‌ و پایه‌ای‌ فیزیك‌ را با زبان‌ ساده‌توضیح‌ داده‌ بود. ارنست‌ نیز این‌ كتاب‌ را بیش‌ از۱۵ بار مطالعه‌ كرد و با اجسام‌ ساده‌ای‌ همچون‌شمع‌، سنگ‌، سكه‌ و وسایل‌ آشپزخانه‌ مادرش‌آزمایش‌های‌ این‌ كتاب‌ را انجام‌ داد. او در همان‌شهر به‌ مدرسه‌ رفت‌.
۱۶ ساله‌ بود كه‌ نخستین‌ بورس‌ از بورس‌های‌تحصیلی‌ متعدد در زندگی‌ خود را دریافت‌ كرد وتوانست‌ در كالج‌ كنتر بوری‌ شهر كریست‌ چرچ‌ثبت‌نام‌ كند. او رشته‌ تحصیلی‌ اصلی‌ خود رافیزیك‌ و ریاضیات‌ انتخاب‌ كرد و تحت‌ نظر اساتیدباتجربه‌ كالج‌ به‌ فراگیری‌ این‌ علوم‌ پرداخت‌.
او در مدت‌ ۳ سال‌ مدرك‌ كارشناسی‌ ریاضی‌فیزیك‌ گرفت‌ و برای‌ ارایه‌ پایان‌ نامه‌ خود دومقاله‌ مهم‌ درباره‌ فعالیت‌ تشعشعی‌ مواد در سال‌۱۸۹۵ نوشت‌ كه‌ مقالاتش‌ مقام‌ دوم‌ را از آن‌خود كرد. یكی‌ دیگر از جوایز او حق‌ انتخاب‌موسسه‌ آموزشی‌ برای‌ ارتقای‌ سطح‌ علمی‌ بود كه‌رادرفورد آزمایشگاه‌ كاوندیش‌ در دانشگاه‌كمبریج‌ لندن‌ را برگزید. این‌ آزمایشگاه‌ به‌مدیریت‌ جی‌جی‌ تامسون‌ صاحب‌ نظر پیشتازجهان‌ در زمینه‌ الكترو مغناطیس‌ اداره‌ می‌شد. این‌فرد صاحب‌نام‌ تاثیر زیادی‌ در روند پیشرفت‌ارنست‌ داشت‌ و او را حمایت‌ و تشویق‌ كرد.
● اكتشافات‌ علمی‌
ارنست‌ در دوران‌ تحصیل‌ خود با اكتشافات‌مهمی‌ از جمله‌ كشف‌ اشعه‌ ایكس‌ توسط ویلهم‌كنراد رونتگن‌ فیزیكدان‌ آلمانی‌ روبه‌رو شد وهمین‌ كشف‌ها در زندگی‌ علمی‌ او تاثیر زیادی‌گذاشت‌.
كشف‌ مهم‌ دیگر درباره‌ تحقیقات‌ هانری‌ بكرل‌دانشمند فرانسوی‌ بود كه‌ تاثیر نور مرئی‌ وسنگ‌معدن‌ اورانیوم‌ برروی‌ فیلم‌ عكاسی‌ را فهمید.رادرفورد در سال‌ ۱۸۹۵ كار جدی‌ خود رادر آزمایشگاه‌ كاوندیش‌ آغاز كرد و رادیواكتیویته‌ناهمانند را مورد شناسایی‌ قرار داد. او اولین‌اشعه‌ای‌ كه‌ بار الكتریكی‌ مثبت‌ داشت‌ و به‌ سهولت‌در مواد جذب‌ می‌شد را اشعه‌ آلفا نامید و اشعه‌دوم‌ با بار الكتریكی‌ منفی‌ را اشعه‌ بتا نام‌ گذاشت‌
او اشعه‌ سومی‌ را هم‌ یافت‌ كه‌ شبیه‌ پرتوهای‌ایكس‌ بود. رادرفورد طی‌ شبانه‌ روز فقط ۳ساعت‌ می‌خوابید و تمام‌ ساعات‌ شب‌ و روز را درآزمایشگاه‌ می‌گذراند حتی‌ وقت‌ استحمام‌ كردن‌هم‌ نداشت‌. او در نهایت‌ اظهار كرد كه‌ رادیوم‌ تنهاعنصر از گروه‌ عناصر حاصل‌ از فعالیت‌ تشعشعی‌اورانیوم‌ است‌.رادرفورد در سال‌ ۱۹۰۳ مفتخر به‌ عضویت‌انجمن‌ سلطنتی‌ لندن‌ شد و یك‌ سال‌ بعد كتابی‌ درزمینه‌ (فعالیت‌ تشعشعی‌) نوشت‌. امروزه‌ این‌ كتاب‌جزو كتب‌ كلاسیك‌ می‌باشد.
رادرفورد به‌ شهرت‌ رسیده‌ بود و از سوی‌چندین‌ دانشگاه‌ هندی‌ كرسی‌های‌ زیادی‌ به‌ وی‌پیشنهاد شد. او تصمیم‌ گرفت‌ در دانشگاه‌ منچسترمشغول‌ به‌ كار شود. ارنست‌ در این‌ دانشگاه‌ استادعده‌ای‌ از دانشجویانی‌ بود كه‌ درباره‌ ساختار اتم‌تحقیق‌ می‌كردند رادرفورد در سال‌ ۱۹۰۷ تلاش‌و كوشش‌ زیادی‌ جهت‌ شناخت‌ ساختار اتم‌ داشت‌لذا از سوی‌ دانشگاه‌ چندین‌ نشان‌ و جایزه‌دریافت‌ كرد و در همان‌ سال‌ مفتخر به‌ دریافت‌جایزه‌ نوبل‌ در رشته‌ شیمی‌ شد. به‌ گفته‌ رادرفورد،سال‌ ۱۹۰۷ اوج‌ شكوفایی‌ شهرت‌ و موفقیت‌ وی‌بوده‌ است‌.
بزرگترین‌ نتیجه‌ كاری‌ رادرفورد كشف‌ ساختارهسته‌ اتم‌ بود. او تا آن‌ زمان‌ تصور می‌كرد اتم‌جسمی‌ سخت‌ و قرمز است‌ اما با تحقیق‌ و بررسی‌فهمید كه‌ اتم‌ متشكل‌ از ذرات‌ بی‌شمار می‌باشد كه‌هر ذره‌ اسراری‌ را در دل‌ دارد.
●مدل‌ اتمی‌ رادرفورد
قبل‌ از رادرفورد چند دانشمند درباره‌ ساختاراتم‌ تحقیقاتی‌ انجام‌ داده‌ بودند اما رادرفورد به‌همه‌ نظریه‌ها جامه‌ عمل‌ پوشاند و آنها كامل‌ نمود.او معتقد بود كه‌ یك‌ هسته‌ در مركز اتم‌ وجوددارد. بیشترین‌ جرم‌ و تمام‌ بار مثبت‌ اتم‌ در هسته‌متمركز است‌. هسته‌ شامل‌ پروتون‌ها ونوترون‌هایی‌ است‌ كه‌ هم‌ جرم‌ هسته‌ را دربردارند و هم‌ بار هسته‌ ناشی‌ از پروتون‌های‌ آن‌است‌. او بر این‌ ایده‌ بود كه‌ هسته‌ درون‌ اتم‌دارای‌ بار مثبت‌ است‌ كه‌ توسط الكترون‌هامحاصره‌ شده‌ و به‌ خاطر وجود فضای‌ خالی‌ زیاددرون‌ اتم‌ حجمش‌ كم‌ می‌باشد. رادرفورد این‌فیزیكدان‌ بزرگ‌ و آزمایشگری‌ كه‌ به‌ پشتكاری‌ اوتاكنون‌ فردی‌ نیامده‌ است‌ نام‌ پدر انرژی‌ هسته‌ای‌را به‌ نام‌ خود ثبت‌ كرد.رادرفورد با كشف‌ هسته‌ اتم‌ راه‌ را برای‌دانشمندان‌ آینده‌ خود هموار كرد. دانشمندان‌ با توجه‌ به‌ مجموعه‌ آزمایش‌های‌رادرفورد به‌ این‌ نتیجه‌ رسیدند كه‌ اتم‌ها برخلاف‌نامشان‌ از اجزای‌ كوچكتری‌ هم‌ تشكیل‌ شده‌اندرادرفورد از سوی‌ انجمن‌ سلطنتی‌ انگلستان‌ به‌لقب‌ لرد رادرفورد نایل‌ شد.در حقیقت‌ بعد از اینكه‌ رادرفورد ماهیت‌تشعشع‌ رادیواكتیو را كشف‌ كرد دانشمندان‌ پی‌بردند كه‌ رادیواكتیویته‌ به‌ علت‌ متلاشی‌ شدن‌خود به‌ خود هسته‌های‌ سنگین‌ و تبدیل‌ آنها به‌هسته‌های‌ سبك‌تر است‌. در میان‌ این‌ تبدیل‌ وتحول‌ ذرات‌ آلفا، بتا و گاما ساطع‌ می‌شود و به‌دنبال‌ آن‌ ماهیت‌ آن‌ تغییر می‌كند. رادرفورد ازاین‌ طریق‌ توانست‌ نیمه‌ عمر را معنا بخشد وی‌ سهم‌زیادی‌ در شناخت‌ اتم‌ همچنین‌ انرژی‌ هسته‌ای‌دارد كه‌ امروزه‌ از آن‌ در جوامع‌ جهان‌ به‌ وفور ازآن‌ یاد می‌شود. در واقع‌ رادرفورد اسرار ناگفته‌اتم‌ را برای‌ همگان‌ گشود و كشف‌ كرد.
●زندگی‌ شخصی‌ رادرفورد
ارنست‌ رادرفورد همه‌ اوقات‌ زندگی‌ خود رادر راه‌ كشف‌های‌ علمی‌ خود گذاشت‌ و به‌ ازدواج‌و تشكیل‌ خانواده‌ فكر نكردروزهای‌ متمادی‌ در آزمایشگاهش‌ مشغول‌تحقیق‌ بر روی‌ ذرات‌ اتم‌ بود و یا كتاب‌ و مقاله‌می‌نوشت‌. هفته‌ها پی‌ در پی‌ می‌گذشت‌ و حتی‌یك‌ بار به‌ بیرون‌ از آزمایشگاه‌ پا نمی‌گذاشت‌ و نورخورشید را نمی‌دید. از این‌ رو هیچگاه‌ به‌ داشتن‌یك‌ زندگی‌ مشترك‌ فكر نكرد. او خودش‌ را وقف‌علم‌ فیزیك‌ و شیمی‌ كرده‌ بود و در آن‌ غرق‌ شده‌بود.در سال‌های‌ اولیه‌ای‌ كه‌ نظریه‌ خود را در زمینه‌هسته‌ اتم‌ ارایه‌ كرد هوادار چندانی‌ نداشت‌. اماكم‌كم‌ توانست‌ ایده‌اش‌ را به‌ همگان‌ بقبولاند ومورد اعتماد واقع‌ شود.
یكی‌ از همكاران‌ و شاگردانش‌، فردریك‌سودی‌ در دانشگاه‌ مك‌ گیل‌ بود كه‌ با كمك‌ و یاری‌رادرفورد كاشف‌ ایزوتوپ‌ها شد. اوتوهان‌آلمانی‌ یكی‌ دیگر از شاگردان‌ وی‌ بود كه‌ ۳۰ سال‌بعد با شكاف‌ اورانیوم‌ و اظهار اینكه‌ در هر اتم‌همواره‌ انرژی‌ وجود دارد، استاد خود را مبهوت‌كرد.ارنست‌ رادرفورد در سال‌ ۱۹۲۷درگذشت‌.
منبع : خانواده سبز


همچنین مشاهده کنید





سایت آفتاب نیوزخبرگزاری فارسسایت ارانیکوروزنامه توسعه ایرانیروزنامه همشهریخبرگزاری تسنیمسایت بیتوتهخبرگزاری صدا و سیماروزنامه آفتاب یزدخبرگزاری تحلیل بازار