استخدم طومسون الحقيقة التي تنص على أن الشحنات

يستفسر الكثير من الأشخاص عن العلاقة بين الشحنات والذرات، حيث يُعتبر كل منهما أساسيًا في مجالات الكيمياء والفيزياء. تأسست هذه الفكرة في أبحاث العالم طومسون، الذي استخدمها للإجابة على العديد من التساؤلات المهمة التي لا تزال تؤثر على فهمنا للعلم اليوم.

يُعتبر تومسون من الشخصيات البارزة في مجال العلوم، وذلك بفضل اكتشافاته العديدة التي لا تزال تؤثر في دراسات اليوم. لذا، سنقدم لك عزيزي القارئ عبر موقعنا نظرة شاملة حول الحقائق التي اكتشفها تومسون، بالإضافة إلى معلومات إضافية ذات صلة.

تطبيق طومسون للفكرة المتعلقة بالشحنات

• يُعد العالم طومسون أحد أبرز العلماء الذين قدموا العديد من الابتكارات التي لها تأثير كبير حتى يومنا هذا.
• قام باكتشاف الأشعة المهبطية، والمعروفة أيضًا بأشعة الكاثود، كما ابتكر أنبوب الأشعة المهبطية المستخدم حتى الآن.
• تعتبر الشحنات أساسًا رئيسيًا في عمل أنبوب الأشعة المهبطية وكفاءته.
• قدم طومسون نموذجًا ونظرية تقترح أن الذرة تتكون من شحنات محايدة إلى جانب توزيع عدة جسيمات سالبة بداخلها تحتوي على مجال إيجابي.
• أصبحت نظريته هذه حجر الزاوية للعديد من النظريات المتعلقة بالذرات نتيجة لأهميتها وتأثيرها البارز.
• خلال بحثه في التركيب الذري، قام طومسون ببناء نموذج خاص يتصل بالأشعة المهبطية، وهو ما أدى لاكتشافات هامة.
• استند طومسون إلى فكرة أن الشحنات السالبة تتجاذب داخل أنبوب الأشعة المهبطية، مما كان له أثر إيجابي كبير.
• بدأ طومسون التجربة لإنشاء أنبوب الأشعة المهبطية باستخدام جهود عالية على طرفي أنبوب زجاجي، ولاحظ حينها انبعاث الإلكترونات وتحركها من القطب السالب نحو القطب الموجب.

الأشعة المهبطية

تُعرف الأشعة المهبطية بأشعة الكاثود، وتعتبر واحدة من أهم أنواع الأشعة بسبب قدرتها على اختراق العديد من المواد، وتتألف من تدفق من الأشعة غير الموجهة.

• أجرى العالم طومسون العديد من التجارب، بما في ذلك تجارب تفريغ الكهرباء في الغازات، وهو ما ساعده على اكتشاف تلك الأشعة.
• تُمثل جميع الغازات عوازل كهربائية في الظروف العادية من الضغط ودرجات الحرارة.
• عند تفريغ الغاز داخل أنبوبة زجاجية، يصبح ضغطها منخفضًا، وعند توصيلها بمصدر تيار كهربائي مع فرق جهد مناسب، يصبح الغاز موصلًا.
• عند زيادة فرق الجهد بين القطبين ليصل إلى حوالي 10000 فولت، تندفع الأشعة غير المرئية من القطب السالب وتنتج ومضة عند اصطدامها بجدران الأنبوب.
• تشير هذه الأشعة إلى الأشعة المهبطية أو أشعة الكاثود.

خصائص الأشعة المهبطية

• تتميز الأشعة المهبطية بعدد من الخصائص التي تجعلها فريدة، ومن أبرز هذه الخصائص:
1. تظهر تأثيرًا حراريًا بسبب قدرتها على إحداث توهج.
2. تحمل كتلة خاصة بها تتكون من دقائق مادية صغيرة.
3. تسير في مسارات مستقيمة.
4. تكون موازية للحقل الكهربائي.
5. تتأثر بالمجالات الكهربائية والمغناطيسية، مما يدل على سلبية شحناتها.
6. تدوم الخصائص الفيزيائية للأشعة حتى عندما يتغير نوع الغاز أو المادة المستخدمة، ما يشير إلى مرونتها في التفاعل مع المواد المختلفة.

أنبوب الأشعة المهبطية

أنبوب الأشعة المهبطية، أو أنبوب أشعة الكاثود، المعروف بالاختصار CRT، هو جهاز يُستخدم لعرض الصور على شاشات الكمبيوتر.

• يتضمن هذا الأنبوب فراغًا ويُنتج مجموعة من الصور عند اصطدام الأشعة (أشعة الإلكترون) بسطحه الفسفوري.
• تشمل هذه الأشعة مرئية بألوان متعددة أو متجانسة.
• تُعتبر هذه التقنية من الأساليب المستخدمة في الشاشات التلفزيونية وأجهزة الكمبيوتر القديمة.
• ينتج عن الأنبوب أوضاع عرض متنوعة تتضمن:
  1. مصفوفة الرسومات الممتدة (XGA).
  2. وضعيات تحضير الرسومات الملونة (CGA).
  3. مجموعة رسومات الفيديو عالية الدقة (SVGA).
  4. مصفوفة رسومات الفيديو (VGA).

مكونات أنبوب الأشعة المهبطية

• تتكون أنبوبة الأشعة المهبطية من عدة مكونات أساسية تعمل معًا لتشكل صورة عند سقوط الإلكترونات على السطح الفسفوري، وهذه المكونات تشمل:
  1. أنبوبة زجاجية مفرغة.
  2. مدفع إلكتروني.
  3. سطح فسفوري.
  4. نظام تركيز.
  5. أقطاب تحكم.
  6. نظام انحراف.

مدفع إلكتروني

• يتكون هذا المدفع من عدة مكونات متسلسلة تعمل على:
  • تسخين السطح الذي تنطلق منه الإلكترونات.
  • تسريع الإلكترونات نحو السطح الفوسفوري.
• عند تسخين السطح، يُطلق مجموعة من الإلكترونات لتشكيل حزمة تتجه نحو السطح الفوسفوري.

سطح فسفوري

• يشير هذا إلى السطح الداخلي الأمامي المكسو بمادة الفوسفور بداخل الأنابيب.
• يتلألأ الفوسفور عند اصطدامه بإشعاع الطاقة العالية، مما ينتج عنه ضوء.

نظام تركيز

• هذا النظام مسؤول عن توجيه الإلكترونات إلى نقطة محددة على السطح.
• يعمل على تقليص حجم الشعاع الإلكتروني لتوزيع الإلكترونات بشكل متساوٍ.

أقطاب تحكم

• تتحكم هذه الأقطاب في تشغيل أو إيقاف المدفع الإلكتروني.
• تشمل الدائرة الكهربائية القطب السالب (الأنود) والقطب الموجب (الكاثود).

نظام انحراف

• يستخدم لتوجيه الشعاع الإلكتروني من خلال إنتاج مجالات كهربائية ومغناطيسية.
• يتم ذلك عن طريق توليد فرق جهد لتوليد الطاقة عبر مولد.

تُعتبر الفيزياء والكيمياء من العلوم الأساسية التي لا غنى عنها، حيث تُستخدم في تطوير العديد من التطبيقات والابتكارات اليومية. لذا، كان من الضروري اكتشاف طومسون العلاقة بين الشحنات السالبة داخل أنبوب الأشعة المهبطية، وما لها من تأثير كبير في مجالات العلوم. وقد تم توضيح هذا الاكتشاف في مقالنا الحالي للرأي العام.

للمزيد من المعلومات حول هذا الموضوع، يمكنك الاطلاع على الخيارات التالية: