איך באמת נראה אטום?

שרטוטים של אטום תמיד היוו תסכול מסויים למדענים. כולנו מכירים את הציור הקריקטורי המוכר שמציג אותם בצורה ידידותית, אך הם כה כלליים שהן מעבירים רק את הרעיון הכללי שלכל אטום יש גרעין ומספר אלקטרונים הסובבים אותו.

ניסיון מעט מתקדם יותר מנסה להכניס מעט רנדומליות הנותנת תחושה של משהו פחות מוגדר ויותר בעל אופי קוונטי. שלב נוסף מציג אותם כמו ענני הסתברות קוונטית בשלל צבעי הקשת – דימוי בעל השראה יותר טכנית אך אינם עוזרים להבין יותר טוב מה מתרחש מתחת לפני החומר. שרטוט זה רק מעלה יותר שאלות, מדוע חלקם נראים כמו בלונים וחלקם כמו טבעות? היכן נמצאים האלקטרונים? מדוע הם צבועים בצבעים רבים כל-כך?

שרטוט של אטום מאת ריקי שחם

הציור המוכר של מערכת השמש הוא דוגמא טובה, איור שגם אם אינו מעביר בצורה מובנת את היחס, המבנה מובן. ברור לכולם שהשמש במרכז, שהכוכבים סובבים אותה על משטח אחיד, שהקרובים ביותר מסתובבים מהר יותר, וכו..

הרצון להבין איפה נמצא הגרעין, היכן האטום, מה המהירות שלו – אלו שאלות שקשה ביותר להמחיש כיוון שהם נבנים על תפיסה חומרית תלת מימדית שאינה מתקיימת במימד הקוונטי של החלקיקים.

ריקי שחם שרטוט קוונטי של אטומים

התפיסה של חלקיק גל ניתנת להמחשה פשוטה אם נדמיין את הגל כמים עליהם החלקיק נישא – כמו גרגר אבק שמובל לפי כיוון זרימת המים. בסרטון המצורף ניתן לראות הדמיה תלת מימדית בתנועה הבאה להמחיש בצורה יפהפיה בדיוק רעיון זה. ניתן לראות דפוסים חוזרים במסלול האלקטרונים המקיפים את הגרעיון. יש לזכור שהנקודות באנימציה אינן מייצגות אלקטרונים אלא את שלל המקומות ההיסתברותיים שם יכולים להימצא אלקטרונים בכל רגע נתון. דחיסות גבוהה של נקודות מייצת הסתברות גבוהה ששם אכן נמצא אלקטרון.

מקבצים גדולים יותר מייצגים אנרגיה רבה יותר – כי אלקטרון בעל אנרגיה רבה הוא בעל סבירות גבוהה להיות רחוק יותר מהגרעין. התנועה של הנקודות מייצגת את זרימת הגל.

11 מחשבות על “איך באמת נראה אטום?

להשאיר תגובה

הזינו את פרטיכם בטופס, או לחצו על אחד מהאייקונים כדי להשתמש בחשבון קיים:

הלוגו של WordPress.com

אתה מגיב באמצעות חשבון WordPress.com שלך. לצאת מהמערכת /  לשנות )

תמונת גוגל

אתה מגיב באמצעות חשבון Google שלך. לצאת מהמערכת /  לשנות )

תמונת Twitter

אתה מגיב באמצעות חשבון Twitter שלך. לצאת מהמערכת /  לשנות )

תמונת Facebook

אתה מגיב באמצעות חשבון Facebook שלך. לצאת מהמערכת /  לשנות )

מתחבר ל-%s