الفيزياء

أدلة تثبت وجود موجات مصاحبة للإلكترون

2015 علوم القرن الـ21 الطاقة والمادة

براون بير

k

أدلة تثبت وجود موجات مصاحبة للإلكترون الفيزياء

اكتشف الإلكترون لأول مرة في أشعة الكاثود، وهي سيل من الجسيمات التي تنبعث من الكاثود في أنابيب التفريغ (مثل أنبوب أشعة الكاثود).

وخلال فترة قصيرة تمكن العلماء من تحديد كتلة الإلكترون ووجدوا أنها تساوي حوالي 0.0005 من كتلة ذرة الهيدروجين.

وفي الوقت الحالي يستخدم الباحثون آلات متطورة للغاية لتعجيل الإلكترونات إلى سرعاتٍ عاليةٍ لتستخدم «كقذائف » لتحطيم الذرات في السايكلترون.

 

الإلكترون كموجة

يمكن اعتبار أن موجات الضوء تتكون من جسيمات (فوتونات). وإذا كان ممكناً اعتبار الضوء سيلاً من الجسيمات؛ فهل بالإمكان اعتبار الإلكترونات – التي يُنظر اليها في العادة على أنها جسيمات متناهية في الصغر – بأنها تتصرف تصرف الموجات؟

هذا التساؤل طرحه أول مرة الفيزيائي الفرنسي لوي دي برولي Lous de Broglie. وأقترح جوابه بالإيجاب عام 1924.

من بين الظواهر التي تبين الطبيعة الموجية للضوء ظاهرة التداخل – التعاضد والإلغاء المتناوبين اللذان يحدثان عند التقاء موجتين متماثلتين، وبذلك تنشأ شرائح أو حلقات براقة وأخرى معتمة.

بعد سنوات من تنبؤ دي برولي اظهرت تجارب قام بها علماء في الولايات المتحدة وبريطانيا أن الإلكترونات تُكَّون نمطاً للتداخل عند بعثرتها من على سطح بلورة أو رقيقة معدنية. وبذلك بُرهن على وجود موجاتٍ مصاحبةٍ للإلكترون.

 

من بين الخواص الأخرى المعروفة للضوء إمكانية تركيزه بواسطة العدسات وتصنيع الأدوات البصرية، مثل المقراب والمجهر، للاستفادة من هذه الظاهرة.

ونظراً لحمل الإلكترون شحنة كهربائية (سالبة) يمكن تركيز شعاع إلكتروني بواسطة مجالٍ كهرومغناطيسي دائري الشكل يحيط بالشعاع الإلكتروني، وهي عملية تشبه عملية تركيز أشعة الضوء بواسطة العدسات.

تستخدم في المجاهر الإلكترونية مجموعة من العدسات المغناطيسية، ويمكن بهذه الطريقة الحصول على صور لأجسامٍ دقيقة لا يمكن رؤيتها باستخدام أعلى المجاهر البصرية قدرة، وذلك نظراً لأن طول موجة الموجات المصاحبة للإلكترون قصيرة للغاية.

 

السايكلترون

نوع من أنواع معجلات الجسيمات يستخدم مجالات كهربائية ومغناطيسية عالية الطاقة لتعجيل الجسيمات المشحونة على مسارٍ دائري، وبهذه الطريقة يتم تعريض هذه الجسيمات لمجالات التعجيل عدداً من المرات.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]

اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى