اكتشف العالم هنري بيكريل ظاهرة النشاط الإشعاعي الموجودة في العناصر المشعة، والتي تطلق الإشعاعات باستمرار للتخلص من الطاقة الزائدة التي تحتويها، مثل عناصر الراديوم المشع واليورانيوم المشع، حيث وجد بيكريل أن العناصر المشعة تطلق ثلاثة أنواع من الإشعاعات هي أشعة ألفا، أشعة بيتا، وأشعة جاما.
مزايا أشعة ألفا
أشعة ألفا لها مزايا وهي:
- دقائق مادية موجبة الشحنة.
- كتلتها أربع أضعاف كتلة أيون الهيدروجين.
- شحنتها تساوي ضعف شحنة أيون الهيدروجين.
- تتأثر بالمجال المغناطيسي السالب وتنجذب نحوه.
- تشبه إلى حد كبير أنوية ذرات الهيليوم.
- قدرتها على اختراق الأجسام قليلة مقارنة مع الإشعاعات الأخرى.
- لها قدرة عالية على تأيين المواد التي تصطدم بها.
مزايا أشعة بيتا
أشعة بيتا لها مزايا معينة وهي:
- دقائق مادية سالبة الشحنة، شحنتها تساوي شحنة الإلكترون.
- تنجذب نحو المجال المغناطيسي الموجب.
- كتلتها تساوي كتلة الإلكترون وتساوي صفر.
- تشبه الإلكترونات إلى حد كبير.
- قدرتها على تأيين المواد ضعيفة.
- قدرتها على اختراق الأجسام عالية.
مزايا أشعة جاما
أشعة جاما لها مزايا خاصة وهي:
- عبارة عن أمواج كهرومغناطيسية ولا تعتبر دقائق مادية.
- تشبه الضوء والأشعة السينية إلى حد كبير.
- كتلتها تساوي صفر وكذلك شحنتها تساوي صفر.
- قدرتها على اختراق الأجسام عالية جداً.
التجارب الإشعاعية
تجربة رذرفورد
تجربة رذرفورد يمكن اعتبارها الاختبار الذي أدى إلى انهيار نموذج ثومسون للذرة، بحيث تم مراقبة ما يحدث لأشعة ألفا من خلال تلسكوب بعد أن تم وضع حاجز مطلي بمادة كبريتيد الخارصين أمام صفيحة الذهب، وكانت النتائج هي أن معظم أشعة ألفا كانت تخترق الصفيحة الذهبية، وبعض إشعاعات ألفا انحرفت وتشتت بزوايا مختلفة، وعدد ضئيل جداً من أشعة ألفا الموجبة كانت قد ارتدت وانعكست إلى الخلف بزاوية (180ْ)، مما أثار الدهشة لدى رذرفورد، استنج رذرفورد من هذه النتائج أن هناك منطقة في الذرة صغيرة جداً في حجمها لكنها ذات كثافة عالية وشحنتها موجبة، سماها النواة.
تفسير نتائج تجربة رذرفورد
هناك تفسيرات لنتائج تجربة رذرفورد وهي ما يلي:
- معظم أشعة ألفا كانت تخترق الصفيحة لأن معظم حجم الذرة فراغ.
- بعض الإشعاعات انحرفت وتشتت بزوايا مختلفة؛ لأن أشعة ألفا موجبة الشحنة فعندما تقترب من الأنوية الموجبة فإنها تتنافر معها وتتشتت بزوايا مختلفة تعتمد على مدى قرب هذه الإشعاعات من الانوية.
- ارتداد عدد ضئيل من أشعة ألفا؛ لأن هذه الإشعاعات كانت تصطدم بالنواة الموجبة مباشرة فلا تتمكن من اختراقها؛ لأن كتلة النواة كبيرة جداً، أما هذا العدد من الإشعاعات المرتدة ضئيل فسببه هو صغر حجم النواة فتكون فرص الاصطدام بها ضئيلة.
نموذج رذرفورد الذري
بنود لنموذج رذرفورد الذري وهي:
- معظم حجم الذرة فراغ تنتشر فيه الإلكترونات السالبة حول النواة الموجبة.
- تتركز كتلة الذرة في جسيم صغير الحجم موجب الشحنة سمي النواة، وهي تشكل مركز الثقل في الذرة (كتلتها كبيرة).
- تشكل كتلة البروتونات نصف كتلة النواة تقريباً وهي تختلف باختلاف العنصر.
- تحتوي الذرة المتعادلة كهربائياً على عدد من الإلكترونات السالبة مساوياً لعدد الشحنات الموجبة، وهي تدور في الفراغ الموجود حول النواة.
