بالعودة إلى الذرة المثالية فإنها أكبر 100000 مرة من النواة في مركزها. وإن فهم لماذا تكون هناك كمية مذهلة من الفراغ في الذرات يتطلب دقة أكثر حول مبدأ اللادقة لهايزنبرك. نتكلم بحزم ووضوح، أنه يقول ان للذرة زخماً، وموضعاً – أكثر من سرعتها – والتي لا يمكن تعيينهما في آن واحد بدقة تصل إلى 100%.

ان زخم الجسيمة هو نتاج كتلتها وسرعتها. وفي الحقيقة، إنه ليس سوى قياس لمدى صعوبة ايقاف الشيء المتحرك. فالقطار مثلاً، له زخم كبير مقارنة بالسيارة؛ حتى لو كانت السيارة سريعة والبروتون في النواة أكبر بـ 2000 ضعف من حجم الإلكترون. وطبقاً لمبدأ اللادقة يكون البروتون والإلكترون محصورين بنفس الحجم من الفضاء، والإلكترون سيتحرك بسرعة تصل إلى 2000 ضعف.

أشرنا سابقاً إلى سؤال هو: لماذا تكون الإلكترونات في الذرة ذات حجم أكبر من البروتونات والنيوترونات داخل النواة لتطير حول النواة؟ لكن الذرات ليست فقط أكبر بـ 2000 مرة من نوياتها، بل إنها أكبر بحوالي 100000 مرة. فلماذا؟

الجواب هو ان الإلكترون في الذرة والبروتون في النواة ليسا خاضعين لنفس القوة. بينما تكون الجسيمات النووية ممسوكة بقوى نووية قوية ضخمة، تكون الإلكترونات ممسوكة بقوى نووية ضعيفة جداً. فحركة الإلكترونات حول النواة مرتبطة بخيط قماشي مرن، بينما البروتونات والنيوترونات مقيدة بخيط أسمك بـ 50 مرة. وهذا هو تفسير لماذا يكون حجم الذرة أكبر بـ 100000 مرة من حجم النواة. لكن الإلكترونات في الذرة لا تدور على نفس المسافة (البعد) من النواة. ويسمح لها بالدوران في مدى من المسافات. ليتبين انها تتطلب مأوى آخر لموجة أخرى، وهذا هو أحد مزامير القربة.

مواضيع ذات صلة

خواص الذرات

البنية الإلكترونية للذرات

الذرات

Linear systems

Confined waves, with natural frequencies

The reflection of waves

Einstein’s laws of radiation

The Boltzmann law

Energy levels

The size of an atom

Bremsstrahlung

Synchrotron radiation