فيزياء

ما هي مكونات نواة الذرة؟ وكيف تحافظ النواة على استقرارها؟

<div id&equals;"wtr-content" &NewLine;&Tab; &Tab;data-bg&equals;"&num;FFFFFF" &NewLine;&Tab; &Tab;data-fg&equals;"&num;dd9933" &NewLine;&Tab; &Tab;data-width&equals;"6" &NewLine;&Tab; &Tab;data-mute&equals;"1" &NewLine;&Tab; &Tab;data-fgopacity&equals;"1&period;00" &NewLine;&Tab; &Tab;data-mutedopacity&equals;"1&period;00" &NewLine;&Tab; &Tab;data-placement&equals;"bottom" &NewLine;&Tab; &Tab;data-placement-offset&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-content-offset&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-placement-touch&equals;"bottom" &NewLine;&Tab;&Tab; data-placement-offset-touch&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-transparent&equals;"1" &NewLine;&Tab; &Tab;data-shadow&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-touch&equals;"1" &NewLine;&Tab; &Tab;data-non-touch&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-comments&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-commentsbg&equals;"&num;ffcece" &NewLine;&Tab; &Tab;data-location&equals;"page" &NewLine;&Tab; &Tab;data-mutedfg&equals;"&num;dd9933" &NewLine;&Tab; &Tab;data-endfg&equals;"transparent" &NewLine;&Tab; &Tab;data-rtl&equals;"1" &NewLine;&Tab; &Tab;>&NewLine;<p>يبدأ مسار اكتشاف الفيزياء النووية بمعرفة نواة الذرة ومدى استقرارها&period; فما هي مختلف مكونات النواة؟ وكيف تستطيع النواة الحفاظ على تماسكها دون أن تتفتت إلى الجسيمات التي تكونها؟<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading">النواة ومكوناتها<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h3 class&equals;"wp-block-heading">مكونات النواة<&sol;h3>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>تتكون نواة الذرة من نوعين من الجسيمات&colon; البروتونات وهي موجبة الشحنة، و النيوترونات وهي منعدمة الشحنة&period; وتتشكَّل البرتونات والنيوترونات بدورها من جسيمات أولية &lpar;غير قابلة للتقسيم&rpar; سمِّيت الكوارك&period; يحدِّد نوع الكواركات المكونة للجسيم نوعه والشحنة التي يحملُها&period; ويتكون البروتون من ثلاثة كوارك، اثنان من النوع العلوي &lpar;«Ø§Ù„كوارك العلوي-<strong> up quark<&sol;strong> »&rpar; وواحد من النوع السفلي &lpar;&lpar;«Ø§Ù„كوارك السفلي-<strong>down quark<&sol;strong>»&rpar;&period; بينما يتكون النيوترون من كوارك علوي واحد و كواركين سفليين&period; وتأخذ شحنة كل من النيوترون والبروتون مجموع شحن الكوارك التي تكونها&period; وبما أن شحنة الكوارك العلوي u هي &plus;2&sol;3  ÙˆØ´Ø­Ù†Ø© الكوارك السفلي  dهي -1&sol;3، فإن شحنة البرتون هي &plus;1 &lbrack;1&rsqb;&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;<div class&equals;"wp-block-image">&NewLine;<figure class&equals;"aligncenter size-full is-resized"><img src&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;wp-content&sol;uploads&sol;2022&sol;11&sol;poster504x498f8f8f8-pad600x600f8f8f8&period;jpg" alt&equals;"" class&equals;"wp-image-56072" width&equals;"430" height&equals;"430"&sol;><figcaption class&equals;"wp-element-caption"><strong>الشكل 1&colon;<&sol;strong> البروتون وشحنته&period;<&sol;figcaption><&sol;figure><&sol;div>&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;<div class&equals;"wp-block-image">&NewLine;<figure class&equals;"aligncenter size-full"><img src&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;wp-content&sol;uploads&sol;2022&sol;11&sol;png-transparent-proton-quark-atomic-nucleus-neutron-others-logo-particle-electron-thumbnail&period;png" alt&equals;"" class&equals;"wp-image-56073"&sol;><figcaption class&equals;"wp-element-caption"><strong>الشكل 2&colon;<&sol;strong> النيوترون وشحنته&period;<&sol;figcaption><&sol;figure><&sol;div>&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h3 class&equals;"wp-block-heading">النويدات وخصائصها<&sol;h3>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>تسمَّى نواة الذرة في الفيزياء النووية نويدُا أو نيكليدًا&period; ويرمز لها عادة ب <img class&equals;"wp-image-55810" style&equals;"width&colon; 52px" src&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;wp-content&sol;uploads&sol;2022&sol;11&sol;Capture-decran-4268&period;png" alt&equals;"">، حيث يمثل X &nbsp&semi;رمز العنصر &lpar;كربون أو هيدروجين أو غيره&rpar;، ويرمز A &nbsp&semi;لعدد البروتونات والنيوترونات الموجودة في النواة، ويسمى عدد الكتلة،&nbsp&semi; بينما يرمز Z &nbsp&semi;للعدد الذري وهو عدد البروتونات المكونة للنواة&period; وتدعَى النويدات التي تملك نفس العدد الذري Z بـ «Ø§Ù„نظائر-Isotopes»&period; بينما، تسمَى تلك التي تملِك نفس عدد الكتلة بـ «Ø§Ù„متكتلات-<em> <&sol;em>Isobars<em> <&sol;em>»&period; وتسمَى النويدات التي تملك نفس عدد النيوترونات N بـ «Ù…تساويات النيوترونات-isotone » &lbrack;1&rsqb;&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>ويتم حساب كتلة نواة الذرة بوحدة الكتلة الذرية التي يرمز لها ب u&period; وتساوي هذه الوحدة 1&sol;12 من كتلة ذرة الكربون <sup>12<&sol;sup>C &lbrack;2&rsqb;&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading">استقرار النواة وحالاتها<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>تحافظ النواة على استقرارها بفضل القوة النووية التي تجمع نوياتها &lpar;البروتونات والنيوترونات&rpar;، والتي تعرف أيضًا بـ «Ø§Ù„تفاعل القوي-strong interaction»&period; وتتميَّز هذه القوة بكونها قصيرة المدى، أي أن كل نوية لا تؤثِر إلا في قريباتها التي تجاورها&period; وعلى الرغم من قصر مداها&period; فإن هذه القوة قادرة على التغلب على تنافر البروتونات الذي ينتج عن التفاعل بين شحنها الموجبة&period; وتتعلق درجة استقرار النواة بالطاقة التي تربط نوياتها&period; وتختلف طاقة الربط النووية عن المستوى الطاقي التي تتواجد فيه النواة&period; إذ يحدد هذا الأخير ما إذا كانت النواة مثارة أو في حالتها الدنيا &lbrack;1&rsqb;&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h3 class&equals;"wp-block-heading"> طاقة الربط النووية<&sol;h3>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>تميز «Ø·Ø§Ù‚Ø© الربط النووية B&lpar;A&comma;Z&rpar; -nuclear binding energy» درجة استقرار النواة&period; وتتعلق هذه الطاقة بفرق كتلة النواة ككل و مجموع كتل مكوناتها، أو ما يعرف بـ «Ø§Ù„نقص الكتلي <img class&equals;"wp-image-55813" style&equals;"width&colon; 150px" src&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;wp-content&sol;uploads&sol;2022&sol;11&sol;Capture-decran-4271&period;png" alt&equals;"">-mass defect » &lbrack;2&rsqb;&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<figure class&equals;"wp-block-image size-full"><img src&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;wp-content&sol;uploads&sol;2022&sol;11&sol;Capture-decran-4270&period;png" alt&equals;"" class&equals;"wp-image-55812"&sol;><&sol;figure>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>حيث يمثل N عدد النيوترونات و m<sub>n<&sol;sub>كتلة كل نيوترون&period;  ÙˆÙŠÙ…ثل Z  Ø¹Ø¯Ø¯ البروتونات و m<sub>p<&sol;sub>كتلة كل بروتون&period; أما m&lpar;A&comma;Z&rpar; فتمثل كتلة النواة ككل&period;<br>و تمثل B&lpar;A&comma;Z&rpar;  Ø·Ø§Ù‚Ø© الربط النووية&period; ويمثل <img class&equals;"wp-image-55813" style&equals;"width&colon; 150px" src&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;wp-content&sol;uploads&sol;2022&sol;11&sol;Capture-decran-4271&period;png" alt&equals;"">  Ø§Ù„نقص الكتلي&period; بينما تمثل c<sup>2<&sol;sup> سرعة الضوء في الفراغ&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>وتعرَّف B&lpar;A&comma;Z&rpar;&sol;A على أنها طاقة الربط لكل نوية، حيث تتزايد درجة استقرار النواة مع تزايد هذه الطاقة&period; وحسب منحنى الطاقة الممثل في الشكل 3&period; يمكن أن نلاحظ أن طاقة الربط لكل نوية &lpar;وبالتالي درجة استقرار النواة&rpar;  تتزايد مع ارتفاع عدد النويات A إلى أن تصل إلى قيمة قصوى &lpar;عند A بين 55 و60 &rpar;&period; ثم تعود بعدها فتتراجع مجددًا&period; ومن هذا التغير، يمكنُنا تفسير سبب اندماج النوى الخفيفة و انشطار النوى الثقيلة&period; حيث تسعَى النواة في كلتا الحالتين إلى بلوغ الدرجة القصوى لطاقة الربط لكل نوية &lbrack;1&rsqb;&lbrack;2&rsqb;&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;<div class&equals;"wp-block-image">&NewLine;<figure class&equals;"aligncenter size-full is-resized"><img src&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;wp-content&sol;uploads&sol;2022&sol;11&sol;Binding-energy-per-nucleon-B-Z-N-A-as-a-function-of-the-mass-number&period;png" alt&equals;"" class&equals;"wp-image-55814" width&equals;"468" height&equals;"318"&sol;><figcaption class&equals;"wp-element-caption">&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi;&nbsp&semi; <strong>الشكل 3&colon;<&sol;strong> طاقة الربط حسب عدد النويات A&period;<&sol;figcaption><&sol;figure><&sol;div>&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h3 class&equals;"wp-block-heading">حالات النواة<&sol;h3>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>يمكن أن تتواجد النواة في حالة إثارة أو في «Ø§Ù„حالة الدنيا-ground state »&period; في الحالة الأولى، تملك النواة  فائضا من الطاقة يجعلها في وضع غير مستقر&period; حيث تتخلص من هذه الطاقة بإصدار فوتون أو بضعة فوتونات&period; أما في الحالة الثانية، فتكون النواة في وضعها الأكثر استقرارًا، حيث تملك الحد الأدنى من الطاقة &lbrack;1&rsqb;&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>ولا تتعلق حالة الإثارة والحالة الدنيا بكون النواة مشعة أو مستقرة&period; حيث يمكن أن نجد نواة في الحالة الدنيا لكنها غير مستقرة &lpar;مشعة&rpar;&period; أما حالة الاستقرار لنواة ما &lpar;أي كونها مشعة أم لا&rpar;، فإنه يعتمد على طاقة الربط لدى النواة&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>ختاما، اقترِحت عدة نماذج في الفيزياء النووية من أجل تفسير استقرار العناصر الموجودة في الطبيعة&period; فقد حاول كل نموذج تفسير سبب القيمة العالية لطاقة الربط لدى هذه العناصر المستقرة طبيعيًا&period; وسيكون هذا مدار المقال اللاحق&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>اقترحت<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p><strong>المصادر<&sol;strong><br>&lbrack;1&rsqb;&nbsp&semi;<a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;link&period;springer&period;com&sol;chapter&sol;10&period;1007&sol;0-387-25095-6&lowbar;2" target&equals;"&lowbar;blank" rel&equals;"noreferrer noopener">Basic concepts in nuclear physics<&sol;a><br>&lbrack;2&rsqb;&nbsp&semi;<a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;www&period;worldscientific&period;com&sol;worldscibooks&sol;10&period;1142&sol;9167&num;t&equals;aboutBook" target&equals;"&lowbar;blank" rel&equals;"noreferrer noopener">Principles of Radiation Interaction in Matter and Detection<&sol;a><&sol;p>&NewLine;<div class&equals;"uwp&lowbar;widgets uwp&lowbar;widget&lowbar;author&lowbar;box bsui sdel-9a8e25eb" ><div class&equals;"d-block text-center text-md-start d-md-flex p-3 bg-light ">&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;profile&sol;meryem3arab1&sol;"><img src&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;wp-content&sol;uploads&sol;2024&sol;08&sol;IMG&lowbar;20210803&lowbar;170059&lowbar;uwp&lowbar;avatar&lowbar;thumb&period;jpg" class&equals;"rounded-circle shadow border border-white border-width-4 me-3" width&equals;"60" height&equals;"60" alt&equals;"مريم بلحساوية"><&sol;a>&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<div class&equals;"media-body">&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<h5 class&equals;"mt-0">Author&colon; <a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;profile&sol;meryem3arab1&sol;">مريم بلحساوية<&sol;a><&sol;h5>&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<p><&sol;p>&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<&sol;div>&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;<&sol;div><&sol;div><&sol;div><div style&equals;'text-align&colon;center' class&equals;'yasr-auto-insert-visitor'><&excl;--Yasr Visitor Votes Shortcode--><div id&equals;'yasr&lowbar;visitor&lowbar;votes&lowbar;8de66a6777f47' class&equals;'yasr-visitor-votes'><div class&equals;"yasr-custom-text-vv-before yasr-custom-text-vv-before-55807">اضغط هنا لتقييم التقرير<&sol;div><div id&equals;'yasr-vv-second-row-container-8de66a6777f47' &NewLine; class&equals;'yasr-vv-second-row-container'><div id&equals;'yasr-visitor-votes-rater-8de66a6777f47' &NewLine; class&equals;'yasr-rater-stars-vv' &NewLine; data-rater-postid&equals;'55807' &NewLine; data-rating&equals;'0' &NewLine; data-rater-starsize&equals;'32' &NewLine; data-rater-readonly&equals;'false' &NewLine; data-rater-nonce&equals;'79bfbbed13' &NewLine; data-issingular&equals;'true' &NewLine; ><&sol;div><div class&equals;"yasr-vv-stats-text-container" id&equals;"yasr-vv-stats-text-container-8de66a6777f47"><svg xmlns&equals;"https&colon;&sol;&sol;www&period;w3&period;org&sol;2000&sol;svg" width&equals;"20" height&equals;"20" &NewLine; class&equals;"yasr-dashicons-visitor-stats" &NewLine; data-postid&equals;"55807" &NewLine; id&equals;"yasr-stats-dashicon-8de66a6777f47"> &NewLine; <path d&equals;"M18 18v-16h-4v16h4zM12 18v-11h-4v11h4zM6 18v-8h-4v8h4z"><&sol;path> &NewLine; <&sol;svg><span id&equals;"yasr-vv-text-container-8de66a6777f47" class&equals;"yasr-vv-text-container">&lbrack;Average&colon; <span id&equals;"yasr-vv-average-container-8de66a6777f47">0<&sol;span>&rsqb;<&sol;span><&sol;div><div id&equals;'yasr-vv-loader-8de66a6777f47' class&equals;'yasr-vv-container-loader'><&sol;div><&sol;div><div id&equals;'yasr-vv-bottom-container-8de66a6777f47' class&equals;'yasr-vv-bottom-container'><&sol;div><&sol;div><&excl;--End Yasr Visitor Votes Shortcode--><&sol;div>

Related Post
مريم بلحساوية

Share
Published by
مريم بلحساوية

Recent Posts

عودة الماوا: هل يعيد “سيد الخواتم” طائر نيوزيلندا العملاق إلى الحياة؟

في خطوة علمية جريئة أثارت جدلاً واسعًا في الأوساط العلمية والبيئية، تتجه الأنظار نحو مشروع…

يومين ago

سر التباين العظيم: 1.2% من الاختلافات الجينية فقط تفصلنا عن الشمبانزي.. فكيف صنعنا الحضارة؟

هل تساءلت يومًا كيف نختلف نحن البشر عن أقرب أقربائنا من الرئيسيات، الشمبانزي، على الرغم…

يومين ago

الخطر الصامت يتسلل إلى أعماق الحياة: الميكروبلاستيك يهدد الخصوبة البشرية!

في ظل تسارع وتيرة التلوث البيئي، تبرز أزمة البلاستيك (Plastics) كواحدة من أخطر التحديات التي…

يومين ago

عندما يتوحش الذكاء الاصطناعي: فضيحة “العضو الذكري العملاق” تفضح أزمة النشر العلمي العالمي

عاصفة في سماء المعرفة.. هل تتهاوى أسس البحث العلمي؟في عالمنا الحديث، تتسارع وتيرة إنتاج المعرفة…

3 أيام ago

ثورة الإنجاب: حلم الإنجاب يتحقق من خلايا الجسد!

تطورات علمية مذهلة تقرب البشرية من إنتاج خلايا جنسية كاملة من خلايا جسدية عادية، فهل…

4 أيام ago

عندما يتوهج العلم على منصات الأزياء: فستان يضيء بالحياة!

في عالم تتسارع فيه وتيرة الابتكار وتتداخل فيه مجالات المعرفة، شهد أسبوع باريس للهوت كوتور…

5 أيام ago