نخودی در ورزشگاه

درباره‌ی این ویدیو

بادکنکی را به موهایتان بمالید و نزدیکِ تکه‌های ریزِ کاغذ بگیرید: بالا می‌پرند و به آن می‌چسبند، با این‌که چیزی به آن‌ها نخورده است. چیزی که آن‌ها را کشید بارِ الکتریکی است، و از درونِ اتم‌ها می‌آید. واژه‌ی اتم یعنی بُریده‌نشدنی، اما اتم‌ها اجزایی دارند.

در سالِ ۱۸۹۷ جی. جی. تامسون ذره‌های ریزی با بارِ الکتریکی پیدا کرد که از اتم‌ها بیرون می‌آمدند: الکترون‌ها. بارِ الکتریکی دو جور است، مثبت و منفی، و مثبت و منفی یکدیگر را می‌کشند. حدودِ سالِ ۱۹۱۰ ارنست رادرفورد و همکارانش ذره‌های ریزی را به ورقه‌ی بسیار نازکی از طلا شلیک کردند. تقریباً همه‌شان مستقیم رد شدند، انگار طلا بیشترش خالی بود، اما چندتایی برگشتند. رادرفورد در ۱۹۱۱ توضیح داد چرا: هر اتم مرکزی ریز و سنگین دارد، یعنی هسته.

امروز می‌دانیم اتم سه جور جزء دارد. پروتون‌ها در هسته‌اند و هر کدام بارِ مثبت دارند. نوترون‌ها هم در هسته‌اند و بار ندارند (جیمز چادویک در ۱۹۳۲ پیدایشان کرد). الکترون‌ها دورِ هسته در حرکت‌اند؛ هر کدام بارِ منفی دارد و از پروتون خیلی سبک‌تر است. آن‌قدر تند و عجیب حرکت می‌کنند که بهتر است آن‌ها را ابری دورِ هسته تصور کنیم، نه سیاره‌هایی که روی دایره می‌چرخند؛ برای همین هیچ تصویری از اتم، از جمله این یکی، اندازه‌های واقعی را نشان نمی‌دهد.

هسته بسیار ریز است. اگر اتمی به بزرگیِ یک ورزشگاهِ فوتبال بود، هسته‌اش به اندازه‌ی نخودی در وسطِ زمین بود و الکترون‌ها میانِ سکوها در حرکت بودند. با این حال تقریباً همه‌ی جرمِ اتم در همان نخود است. اتمِ تنها به تعدادِ پروتون‌هایش الکترون دارد، پس مثبت‌ها و منفی‌ها با هم برابرند. مالیدنِ بادکنک چند الکترون را از موهایتان به آن می‌برد، و بارِ منفیِ آن‌ها کاغذ را می‌کشد. این ویدیو همراهِ درسِ «درونِ اتم» در شیمی، سطح ۱، در Knaph است.

متن گفتار

1. ۰:۰۰بادکنک را به موهایت بمال. تکه‌های کاغذ به طرفش می‌پرند. چه چیزی کشیدشان؟
2. ۰:۰۷اتم اجزایی دارد. پروتون با بارِ مثبت و نوترونِ بی‌بار در هسته‌اند. الکترون‌های سبک با بارِ منفی دورِ آن حرکت می‌کنند.
3. ۰:۱۷رادرفورد در ۱۹۱۱ توضیح داد چرا چند ذره از طلای نازک برگشتند. هر اتم مرکزی ریز و سنگین دارد.
4. ۰:۲۶اگر اتم یک ورزشگاه بود، هسته‌اش یک نخود بود. ولی تقریباً همه‌ی جرم در همان نخود است.
5. ۰:۳۶اتم به اندازه‌ی پروتون‌هایش الکترون دارد. مالیدن، الکترون‌ها را به بادکنک برد.
6. ۰:۴۲هسته‌ای ریز و سنگین، و ابری از الکترون‌ها.