في البنية الذرية تكون النواة بالمركز وحولها الاليكترونات تلف في مجالات orbitals معينة
السؤال هو ، مالذي يحكم عدد الاليكترونات بكل orbital بمعني ، لماذا المجال الاول لا يوجد به الا عدد معين ثابت بكل العناصر والثاني كذلك والخ؟
هل يوجد سبب فزيائي لهذا الترتيب؟
وشكرا

العزيز طنطاوي،

أرد على سؤالك، مع ترك الباب مفتوحاً لكل من شاء أن يشاركنا معرفته في هذا الموضوع.

ما يحكم علم الذرة هو ميكانيك الكم، وميكانيك الكم قائم على "كمات الطاقة"، أي أن كل شيئ عبارة عن كمات معينة، ولا يوجد طاقة مستمرة.

مسارات (وليس مجالات) الإلكترونات حول الذرة هي مسارات مكممة، تخضع لأرقام معينة تتعلق بسويات طاقية.

أصل هذا التكميم هو معادلة شرودنغر ومعامل هاميلتون الذي يتمثل بمصفوفة (matrix) قيمها الذاتية (proper value) هي عبارة عن الأرقام التي تحكم مسارات الإلكترونات، وبالتالي عددها في كل مسار وطاقتها وبعدها عن النواة.

قيم مصفوفة M الذاتية هي القيم الصحيحة (l=1, 2, 3... إلخ) التي تحقق :
MX=lX

(f)

العززيز ابو ابراهيم
كتبت السؤال وانا افكر فيك
شكرا علي شرحك الواضح وما فهمته هو ان معادلة شرودنجر هي التي تحدد اعداد الاليكترونات بحيث يحتوي الطرف الايسر مستوي الطاقة باعداد صحيحة موجبة كمتغير في معادلة شرودنجر، ويكون الطرف الايمن هو عدد الاليكترونات بمستوي الطاقة ذاك (يعني لغتي ليست دقيقة لكن ياريت تكون واضحة) .
السؤال الثاني سيكون كيف استنبط شرودنجر معادلته؟ ولا تهمني الاثباتات الرياضية لكن اعني الامر فزيائيا.
سبب اهتمامي بالموضوع انني ادرس الفزياء الان ببعض الدراسات مابعد الجامعية.
شكرا

العزيز طنطاوي،

معادلة شرودنجر هي معادلة تحكم التابع الموجي للإلكترون وبشكل عام لأي جسيم.

التابع الموجي هو تابع احتمالي لسويات طاقة هذا الجسيم، وهو ناتج عن كون كل جسيم مرتبطاً بموجة (حسب دوبروي).

معامل هاملتون هو المعامل الذي تطبقه هذه المعادلة في أحد طرفيها على التابع الموجي، وهو معامل يمثل الطاقة الكلية للجسيم (بشكل مبسط مجموع الطاقتين الحركية والكامنة وبشكل مفصل مجموع الطاقة الكامنة والمشتق الثاني بالنسبة للفضاء ثلاثي الأبعاد).
طرف المعادلة الثاني يمثل المشتق الزمني لهذا التابع الموجي. (و هذا ما يربط الزمن بالمكان في ميكانيك الكم). هذا الطرف هو الذي يعطي قيماً ذاتية موجبة لأنها تمثل الطاقة.

بالنسبة للإلكترون حول الذرة، المعادلة تعطي حلولاً لكل سوياته الطاقية في ذرة ما. وبالإمكان التأكد من هذه السويات عبر قياس الإصدار الضوئي لهذه الذرات التي تكون تردداتها هي قيم الطاقات المحسوبة مقسمة على ثابت بلانك.

هذه القيم يمكن الحصول عليها بشكل ما عبر تعريف الأعداد الكمومية وطريقة معينة في تكررها أو التقائها. يمثل العدد الأول الرقم الرئيسي للمسار، ويمثل العدد الثاني والثالث شكل المسار واتجاهه، والثالث سبين الإلكترون...

كلما ازداد العدد الكمومي الرئيسي كلما ازدادت قيم بقية الأعداد الممكنة، مما يؤدي إلى زيادة عدد الإلكترونات في المسارات الأعلى.

شرح ولا اروع ، اذاً نستطيع القول بان اعداد اليكترونات في كل مسار(مجال كما يسمي بمصر والسعودية) ثابته لان هذا العدد اصلاً تابع (او دالة كما يسمونها بمصر والسعودية) لمعادلة المتغير فيها هو عدد كمي.
طيب سؤال يابو ابراهيم هل هناك سبب معروف للطبيعة الكمومية للجسيمات ما تحت الذرية؟

العزيز طنطاوي،

ليس المتغير في المعادلة هو العدد الكمي، إنما قيمها الذاتية. (كما ذكرت سابقاً حول تعريف قيم مصفوفة الذاتية).

أما الطبيعة الكمومية فقد اكتشفها ماكس بلانك في دراسته لإشعاع الجسم الأسود (جسم غير شفاف ولا عاكس إنما يشع تحت التسخين، وينزاح هذا الإشعاع مع زيادة درجة حرارة التسخين من تحت الأحمر إلى فوق البنفسجي.).
ماكس بلانك كتب علاقة شدة هذا الإشعاع بدرجة الحرارة وطول موجة الإشعاع، وأثبت أن طاقة إشعاع جسم على تردد موجي ما هي عدد صحيح من جداء هذا التردد بثابت حسبه، ووضع بذلك ثابته التاريخي ثابت بلانك.

هل تؤلف كتاباً في الفيزياء ؟

فيفتي فيفتي :cool:

ههههه تؤمر انت بس يبوبراهيم لو لاقينا شاري واحد بس ، الموضوع وما فيه ان اخر تعرضت للفزياء كان في الثانوية العامة وانا الان مضطر لمزاكرة منهج فزياء ضمن التخصص لطبي ، ويا لسعادة حظي المنهج كله في فزياء ما تحت الذرة ، واذكر ان هذا الجزء بالذات كان عندي فيه اسئلة لم افهمها حتي النهاية منها هذا السؤال واسئلة اخري.

بالعودة لاجابتك ، طيب المتغير عدد غير كمي لكن تم تطبيق عملية رياضية عليه مع ثابت كمي وهذا يؤدي الي ان الناتج الاجمالي كمي ؟ هل انا مصيب؟

وبعدين ماكس بلانك اكتشف الطبيعة الكمية لكن هل بحث احد عن سببها؟