مستخدم:Nadhem2/التسلسل الزمني لميكانيكا الكم
التسلسل الزمني لميكانيكا الكم هو قائمة بالأحداث الرئيسية في تاريخ ميكانيكا الكم ونظريات المجال الكمي وكيمياء الكم .
- 1801 - أثبت توماس يونغ أن الضوء يتكون من أمواج بتجربته ذات الشق المزدوج .
- 1859 - قدم غوستاف كيرشوف مفهوم الجسم الأسود وأثبت أن طيف انبعاثه يعتمد فقط على درجة حرارته. [1]
- 1860-1900 - قام لودفيج إدوارد بولتزمان وجيمس كليرك ماكسويل وآخرون بتطوير نظرية الميكانيكا الإحصائية . يؤكد بولتزمان بأن الإنتروبيا هي مقياس للفوضى. [1]
- 1877 - اقترح بولتزمان أن مستويات الطاقة في النظام الفيزيائي يمكن أن تكون منفصلة بناءً على الميكانيكا الإحصائية والحجج الرياضية ؛ ينتج أيضًا التمثيل البياني الأول للدائرة ، أو النموذج الذري للجزيء (مثل جزيء غاز اليود) باستخدام الحدين المتداخلين α و β، لاحقاً (في عام 1928) سميت المدارات الجزيئية للذرات المكونة.
- 1885 - اكتشف يوهان جاكوب بالمر علاقة عددية بين الخطوط الطيفية المرئية للهيدروجين ، ,والتي سُميت باسمه سلسلةبالمر .
- 1887 - اكتشف هاينريش هيرتز التأثير الكهروضوئي، الذي بين أينشتاين في عام 1905 بأنه يتطلب كمّات الضوء.
- 1888 - أثبت هيرتز تجريبياً أن الموجات الكهرومغناطيسية موجودة، كما تنبأ ماكسويل. [1]
- 1888 - قام يوهانس ريدبيرج بتعديل معادلة بالمر لتشمل كل السلاسل الطيفية لخطوط ذرة الهيدروجين، مما أدى إلى ضهور صيغة ريدبيرج التي استخدمت لاحقاً من قبل نيلز بور وآخرون للتأكد من صحة أول نموذج كمي للذرة لبوهر.
- 1895 - اكتشف فيلهلم كونراد رونتجن الأشعة السينية اثناء تجارب التفريغ الكهربي(أشعة المهبط)في البلازما. [1]
- 1896 - اكتشف أنطوان هنري بيكريل عن طريق الصدفة النشاط الإشعاعي أثناء التحقق من أعمال فيلهلم كونراد رونتجن؛ وجد أن أملاح اليورانيوم تنبعث منها إشعاعات تشبه الأشعة السينية الخاصة بـ رونتجن في قدرتها على الاختراق. في إحدى التجارب ، يلف بيكريل عينة من مادة فسفورية، كبريتات يورانيل البوتاسيوم، في لوحات فوتوغرافية محاطة بورق أسود سميك للغاية استعداداً لتجربة في ضوء الشمس الساطع؛ بعد ذلك، ولدهشته، تعرضت رقاقات الصور الفوتوغرافية للإشعاع بالفعل قبل بدء التجربة، منتجةً صورة مماثلة لعينته. [1] [2]
- 1896-1897 - لاحظ بيتر زيمان لأول مرة تأثير تقسيم زيمان عند تسليط مجال مغناطيسي على مصادر ضوء. [3]
- 1896-1897 ماري كوري (سكوودوفسكا، طالبة الدكتوراه لدى بيكريل) تدرس عينات ملح اليورانيوم باستخدام جهاز كهربائي حساس للغاية اخترعه زوجها وشقيقه جاك كوري قبل 15 عاماً لقياس الشحنة الكهربائية. تكتشف أن الأشعة المنبعثة من عينات ملح اليورانيوم تجعل الهواء المحيط موصلًا للكهرباء، وتقيس شدة الأشعة المنبعثة. في أبريل 1898، من خلال البحث المنهجي عن المواد، وجدت أن مركبات الثوريوم، مثل مركبات اليورانيوم، تنبعث منها "أشعة بيكريل" ، وذلك قبل عمل فريدريك سودي وإرنست رذرفورد على التحلل النووي للثوريوم إلى الراديوم بثلاث سنوات. [4]
- 1897 - أوضح إيفان بورغمان أن الأشعة السينية والمواد المشعة تحفز التلألؤ الحراري .
- 1897 - تجارب جيه جيه طومسون مع أشعة الكاثود جعلته يقترح وحدة أساسية أصغر من الذرة بأكثر من 1000 مرة، بناءً على نسبة الشحنة إلى الكتلة العالية. أطلق على الجسيم اسم "الجسيم" ، لكن العلماء فيما بعد فضلوا مصطلح الإلكترون .
- 1897- فسر جوزيف لارمور انقسام الخطوط الطيفية في مجال مغناطيسي بتذبذب الإلكترونات. [5] [6]
- 1897 - أنشأ الفيزيائي جوزيف لارمور أول نموذج للذرة في النظام الشمسي في عام 1897. كما افترض وجود البروتون، واصفا إياه بـ "الإلكترون الموجب". وقال إن تدمير هذا النوع من المادة المكونة للذرة "ان احتمال حدوثه ضئيل للغاية." [7]
- 1899 إلى 1903 - درس إرنست رذرفورد النشاط الإشعاعي. وقام بصياغة مصطلحات أشعة ألفا وبيتا في عام 1899 لوصف نوعين متمايزين من الإشعاع المنبعث من أملاح الثوريوم واليورانيوم . انضم فريدريك سودي إلى رذرفورد في جامعة ماكجيل عام 1900 واكتشفوا معاً التحول النووي عندما اكتشفوا في عام 1902 أن الثوريوم المشع يحول نفسه إلى راديوم من خلال عملية تحلل نووي وغاز (اكتشف لاحقًا أنه 4</br> 4 هو</br> ) ؛ وأعلنوا عن تفسيرهم للنشاط الإشعاعي في عام 1903. [8] أصبح رذرفورد معروفاً باسم "أب الفيزياء النووية " من خلال نموذج الذرة النووية لعام 1911. [9]
القرن العشرين
عدل
1900–1909
عدل- 1900 - لتفسير إشعاع الجسم الأسود (1862)، اقترح ماكس بلانك أن الطاقة الكهرومغناطيسية لا يمكن أن تنبعث إلا في شكل كمي، أي أن الطاقة يمكن أن تكون مضاعفات للوحدة الأولية E = hν، حيث h هو ثابت بلانك وν هو تردد الإشعاع.
- 1902 - لشرح قاعدة الثمانيات (1893)، طور جيلبرت إن لويس نظرية " الذرة المكعبة " التي توضع فيها الإلكترونات على شكل نقاط في زوايا المكعب. وتتنبأ بأن " الروابط " المفردة أو المزدوجة أو الثلاثية تنتج عندما تتماسك ذرتان معاً بواسطة أزواج متعددة من الإلكترونات (زوج واحد لكل رابطة) تقع بين الذرتين.
- 1903 - تقاسم أنطوان بيكريل وبيير كوري وماري كوري جائزة نوبل في الفيزياء لعام 1903 لعملهم في النشاط الإشعاعي التلقائي .
- 1904 - لاحظ ريتشارد أبيج النمط الذي يشير إلى أن الفرق العددي بين أقصى تكافؤ موجب، مثل +6 لـ H2SO4 ، والحد الأقصى للتكافؤ السالب، مثل −2 لـ H2S ، لعنصر يميل إلى أن يكون ثمانية ( قاعدة أبيغ ).
- 1905 - شرح ألبرت أينشتاين التأثير الكهروضوئي (الذي ذكره هاينريش هيرتز في عام 1887) ، أي أن تسليط الضوء على مواد معينة يمكن أن يعمل على إخراج الإلكترونات من المادة. وافترض، بناءً على فرضية بلانك الكمومية (1900) ، أن الضوء نفسه يتكون من جسيمات كمية منفردة (فوتونات).
- 1905 - فسر أينشتاين تأثيرات الحركة البراونية على أنها ناتجة عن الطاقة الحركية (أي حركة) الذرات، والتي أثبت بعد ذلك تجريبياً من قبل جان بابتيست بيرين، وبالتالي حسم الخلاف الذي دام قرناً حول صحة النظرية الذرية لجون دالتون.
- 1905 - نشر أينشتاين نظريته النسبية الخاصة.
- 1905 - اشتق أينشتاين نظرياً تكافؤ المادة والطاقة.
- 1907 إلى 1917 - إرنست رذرفورد: لاختبار نموذجه الكوكبي لعام 1904، الذي عُرف لاحقاً باسم نموذج رذرفورد، سلط شعاعاً من جسيمات ألفا موجبة الشحنة على رقاقة ذهبية ولاحظ أن بعضها ارتد للخلف، مما يدل على أن الذرة لها نواة ذرية ذات حجم صغير مشحونة إيجابياً في مركزها. ومع ذلك، فقد حصل في عام 1908 على جائزة نوبل في الكيمياء "لبحوثه في تحلل العناصر، وكيمياء المواد المشعة"،[10] والذي تابع فيه عمل ماري كوري، وليس عن نموذجه الكوكبي للذرة؛ كما يُنسب إليه الفضل على نطاق واسع في "تقسيم الذرة" لأول مرة في عام 1917. في عام 1911 شرح إرنست رذرفورد تجربة جيجر-مارسدن بالاستناد الى نموذج الذرة النووي واشتق مقطع رذرفورد العرضي .
- 1909 - أوضح جيفري إنجرام تايلور أن أنماط التداخل في الضوء تتولد حتى عندما تكون الطاقة الضوئية الموجودة تتكون من فوتون واحد فقط. هذا الاكتشاف للازدواجية الموجية والجسيمية للمادة والطاقة أساسي للتطور اللاحق لنظرية المجال الكمومي .
- 1909 و 1916 - أثبت أينشتاين أنه إذا قبلنا قانون بلانك لإشعاع الجسم الأسود، فيجب كذلك أن يمتلك كم الطاقة أيضاً زخم p = h / λ، مما يجعلها جسيمات مكتملة الأركان.
1910–1919
عدل
- 1911 - أجرت ليز مايتنر وأوتو هان تجربة أظهرت أن طاقات الإلكترونات المنبعثة من تحلل بيتا لها طيف مستمر وليس منفصلاً. وهذا في تناقض واضح مع قانون حفظ الطاقة، حيث ظهر فقدان الطاقة في عملية اضمحلال بيتا. المشكلة الثانية هي أن غزل ذرة النيتروجين 14 كان 1، وهو ما يتناقض مع توقعات رذرفورد التي كانت ½. تم تفسير هذه الحالات الشاذة لاحقًا من خلال اكتشافات النيوترينو والنيوترون .
- 1911 – أجرى ستيفان بروكوبيو تجارب حدد فيها القيمة الصحيحة لعزم ثنائي القطب المغناطيسي للإلكترون، μB = 9.27×10−21 erg·Oe−1 (في عام 1913 كان أيضًا قادرًا على حساب القيمة النظرية لمغنطون بور بناءً على نظرية الكم بلانك).
- 1911 - يُشار إلى جون ويليام نيكلسون باعتباره أول من ابتكر نموذجًا ذريًا يقدر كمية الحركة الزاوية بـ بمقدار h/2pi. [11][12] وقد استشهد به نيلز بور في بحثه الذي نشره عام 1913 عن نموذج بور للذرة.[13]
- 1912 - فيكتور هيس يكتشف وجود الإشعاع الكوني.
- 1912 - هنري بوانكاريه ينشر حجة رياضية مؤثرة لدعم الطبيعة الأساسية لكمات الطاقة.[14][15]
- 1913 - نَشَّر روبرت أندروز ميليكان نتائج تجربتة "قطرة الزيت"، والتي يحدد فيها بدقة الشحنة الكهربائية للإلكترون. إن تحديد الوحدة الأساسية للشحنة الكهربائية يجعل من الممكن حساب ثابت أفوجادرو (وهو عدد الذرات أو الجزيئات في مول واحد من أي مادة) وبالتالي تحديد الوزن الذري لذرات كل عنصر.
- نَشَّر نيلز بور ورقته البحثية لعام 1913 عن نموذج بور للذرة.[16]
- ينشر ستيفان بروكوبيو بحثاً نظرياً يحدد القيمة الصحيحة لعزم ثنائي القطب المغناطيسي للإلكترون μB.[17]
- حصل نيلز بور نظرياً على قيمة عزم ثنائي القطب المغناطيسي للإلكترون μB كنتيجة لنموذجه الذري.
- يكتشف يوهانس ستارك وأنتونينو لو سوردو بشكل مستقل انزياح وانقسام الخطوط الطيفية للذرات والجزيئات نتيجة لوجود مصدر الضوء في مجال كهربائي ساكن خارجي.
- لشرح صيغة ريدبيرغ (1888)، التي اِسْتَنْبَطَت بشكل صحيح أطياف انبعاث الضوء للهيدروجين الذري، افترض بور أن الإلكترونات سالبة الشحنة تدور حول نواة موجبة الشحنة على مسافات "كمية" ثابتة معينة وأن كل من هذه "المدارات الكروية" لها طاقة محددة مرتبطة بها بحيث تتطلب حركات الإلكترون بين المدارات انبعاثات "كمية" أو امتصاص للطاقة.
- 1914 - جيمس فرانك وغوستاف هيرتز يعلنان عن تجربتهما عن تصادم الإلكترونات مع ذرات الزئبق، والتي توفر اختبارا جديدا لنموذج بور الكمي لمستويات الطاقة الذرية.[18]
- 1915 - قَدَّم أينشتاين لأول مرة إلى الأكاديمية البروسية للعلوم ما يعرف الآن باسم معادلات أينشتاين للمجال. تُحدد هذه المعادلات كيف تتأثر هندسة المكان والزمان بأي مادة موجودة، وتشكل جوهر نظرية النسبية العامة لأينشتاين. وعلى الرغم من أن هذه النظرية لا تنطبق بشكل مباشر على ميكانيكا الكم، يسعى منظرو الجاذبية الكمومية إلى التوفيق بينهما.
- 1916 – اِشْتَقَّ بول إبشتاين[19] وكارل شوارزشيلد،[20] بصفة مستقلة، معادلات تأثير ستارك الخطي والتربيعي للهيدروجين.
- 1916 – قَدَّم جيلبرت لويس الأساس النظري لصيغ لويس النقطية، وهي مخططات توضح الترابط بين ذرات الجزيء والأزواج الوحيدة من الإلكترونات التي قد تكون موجودة في الجزيء.[21]
- 1916 - اِقْتَرَح أرنولد سومرفيلد وجود "مدارات بيضاوية" في الذرات لتفسير تأثير زيمان (1896)، أي لتغير خطوط طيف الامتصاص والانبعاث الذري، عندما يتعرض مصدر الضوء لمجال مغناطيسي، بالإضافة إلى مدارات بور الكروية.
- 1918 - لاحظ السير إرنست رذرفورد أنه عند إطلاق جسيمات ألفا في غاز النيتروجين، تظهر كاشفات الوميض للغاز بصمات نوى الهيدروجين. ولذلك فإنه يقترح أن نواة الهيدروجين، المعروفة بأن عددها الذري 1، هي جسيم أولي، ويقرر أنها لابد أن تكون البروتونات التي افترضها يوجين غولدشتاين.
- 1919 - استنادا إلى عمل لويس (1916)، صاغ لانغموير مصطلح "التساهم" مُفْتَرِضًا أن الروابط التساهمية التناسقية تحدث عندما يأتي إلكترونان من زوج من الذرات من كلتا الذرتين ويتقاسماهما بالتساوي، وهو ما يفسر الطبيعة الأساسية للارتباط الكيميائي والكيمياء الجزيئية.
1920–1929
عدل
- 1920 – اِسْتَخْدَم هندريك كرامرز تكميم بوهر-سومرفيلد لاشتقاق صيغ لشدة الانتقالات الطيفية لتأثير ستارك. كما ضَمَّن كرامرز تأثير البنية الدقيقة، بما فيها تصحيحات للطاقة الحركية النسبية والاقتران اللَفِّي المَدارِى للإلكترون. [22]
- 1922-1921 - حصل فريدريك سودي على جائزة نوبل لعام 1921 في الكيمياء بعد عام واحد، في عام 1922، "لأسهاماته في معرفتنا بكيمياء المواد المشعة، وبحوثه عن أصل وطبيعة النظائر"؛ وقد كتب في محاضرة نوبل لعام 1922: "عزا تفسير النشاط المشع الذي نشره السير إرنست رادرفورد بِمَعْيَتي في عام 1903 الظاهرة للتفكك التلقائي لذرات العنصر المشع، حيث يُقذف جزء من الذرة الأصلية بقوة كجسيم مشع، والباقي يُشكل نوعا جديدا تماما من الذرة ذات طابع كيميائي وفيزيائي مختلف".
- 1922:
- وجد آرثر كومبتون أن طول موجات الأشعة السينية يزداد بسبب استطارة الطاقة الإشعاعية بالإلكترونات الحرة. ويكون للكَمّات المستطارة طاقة أقل من كُموم الشعاع الأصلي. يوضح هذا الاكتشاف، المعروف باسم تأثير كومبتون أو تشتت كومبتون، المفهوم الجسيمي للإشعاع الكهرومغناطيسي.
- أجرى أوتوستيرن و والتر جيرلاخ تجربة شتيرن-جيرلاخ، التي تكتشف القيم المنفصلة للزخم الزاوي للذرات في الحالة الأرضية التي تمر عبر مجال مغناطيسي غير متجانس مما أدى إلى اكتشاف غزل الإلكترون.
- حدَّث بور نموذجه للذرة لشرح خصائص الجدول الدوري بشكل أفضل بافتراض أن عددًا معينًا من الإلكترونات (على سبيل المثال 2، 8 و 18) مناظرة ل "أغلفة مغلقة" مستقرة، ممهدًا بذلك لنظرية المدار.
- 1923:
- يكتشف بيير أوجيه تأثير أوجيه حيث يرافق ملء الفراغ في القشرة الداخلية للذرة انبعاث إلكترون من نفس الذرة.
- يوسع لويس دي بروجلي ازدواجية موجة-جسيم لتشمل الجسيمات، مفترضاً أن الإلكترونات المتحركة تصاحبها موجات. ويتنبأ بأن الأطوال الموجية تُعطى بثابت بلانك h مقسوما على الزخم mv=p للإلكترون: λ=h/mv =h/p. [23]
- وضع جيلبرت لويس نظرية حمض وقواعد لويس بناءً على خصائص الإلكترونات في الجزيئات، ويُعرف الحمض بأنه المادة المستقبلة لزوج إلكتروني وحيد من القاعدة.
- ^ ا ب ج د ه Peacock 2008
- ^ Becquerel، Henri (1896). "Sur les radiations émises par phosphorescence". Comptes Rendus. ج. 122: 420–421.
- ^ "Milestone 1 : Nature Milestones in Spin". www.nature.com (بالإنجليزية). Retrieved 2018-09-09.
- ^ Marie Curie and the Science of Radioactivity: Research Breakthroughs (1897–1904). Aip.org. Retrieved on 2012-05-17.
- ^ Histories of the Electron: The Birth of Microphysics edited by Jed Z. Buchwald, Andrew Warwick
- ^ Larmor, Joseph (1897)، "On a Dynamical Theory of the Electric and Luminiferous Medium, Part 3, Relations with material media"، Philosophical Transactions of the Royal Society، ج. 190: 205–300، Bibcode:1897RSPTA.190..205L، DOI:10.1098/rsta.1897.0020
- ^ Larmor, Joseph (1897)، "On a Dynamical Theory of the Electric and Luminiferous Medium, Part 3, Relations with material media"، Philosophical Transactions of the Royal Society، ج. 190: 205–300، Bibcode:1897RSPTA.190..205L، DOI:10.1098/rsta.1897.0020 Quotes from one of Larmor’s voluminous work include: “while atoms of matter are in whole or in part aggregations of electrons in stable orbital motion. In particular, this scheme provides a consistent foundation for the electrodynamic laws, and agrees with the actual relations between radiation and moving matter.”
- ^ Soddy، Frederick (12 ديسمبر 1922). "The origins of the conceptions of isotopes" (PDF). Nobel Lecture in Chemistry. اطلع عليه بتاريخ 2012-04-25.
- ^ Ernest Rutherford, Baron Rutherford of Nelson, of Cambridge. Encyclopædia Britannica on-line. Retrieved on 2012-05-17.
- ^ The Nobel Prize in Chemistry 1908: Ernest Rutherford. nobelprize.org
- ^ J. W. Nicholson, Month. Not. Roy. Astr. Soc. lxxii. pp. 49,130, 677, 693, 729 (1912).
- ^ The Atomic Theory of John William Nicholson, Russell McCormmach, Archive for History of Exact Sciences, Vol. 3, No. 2 (25.8.1966), pp. 160-184 (25 pages), Springer.
- ^ On the Constitution of Atoms and Molecules Niels Bohr, Philosophical Magazine, Series 6, Volume 26 July 1913, p. 1-25
- ^ McCormmach، Russell (Spring 1967). "Henri Poincaré and the Quantum Theory". Isis. ج. 58 ع. 1: 37–55. DOI:10.1086/350182. S2CID:120934561.
- ^ Irons، F. E. (أغسطس 2001). "Poincaré's 1911–12 proof of quantum discontinuity interpreted as applying to atoms". American Journal of Physics. ج. 69 ع. 8: 879–884. Bibcode:2001AmJPh..69..879I. DOI:10.1119/1.1356056.
- ^ On the Constitution of Atoms and Molecules, Niels Bohr, Philosophical Magazine, Series 6, Volume 26 July 1913, p. 1-25
- ^ Procopiu، Ştefan (1913). "Determining the Molecular Magnetic Moment by M. Planck's Quantum Theory". Bulletin Scientifique de l'Académie Roumaine de Sciences. ج. 1: 151.
- ^ Pais، Abraham (1995). "Introducing Atoms and Their Nuclei". في Brown، Laurie M.؛ Pais، Abraham؛ Pippard، Brian (المحررون). Twentieth Century Physics. American Institute of Physics Press. ج. 1. ص. 89. ISBN:9780750303101.
Now the beauty of Franck and Hertz's work lies not only in the measurement of the energy loss E2-E1 of the impinging electron, but they also observed that, when the energy of that electron exceeds 4.9 eV, mercury begins to emit ultraviolet light of a definite frequency ν as defined in the above formula. Thereby they gave (unwittingly at first) the first direct experimental proof of the Bohr relation!
- ^ P. S. Epstein, Zur Theorie des Starkeffektes, Annalen der Physik, vol. 50, pp. 489-520 (1916)
- ^ K. Schwarzschild, Sitzungsberichten der Kgl. Preuss. Akad. d. Wiss. April 1916, p. 548
- ^ Lewis, G. N. (1916)، "The Atom and the Molecule"، J. Am. Chem. Soc.، ج. 38 ع. 4: 762–85، DOI:10.1021/ja02261a002، S2CID:95865413
- ^ H. A. Kramers, Roy. Danish Academy, Intensities of Spectral Lines. On the Application of the Quantum Theory to the Problem of Relative Intensities of the Components of the Fine Structure and of the Stark Effect of the Lines of the Hydrogen Spectrum, p. 287 (1919);Über den Einfluß eines elektrischen Feldes auf die Feinstruktur der Wasserstofflinien (On the influence of an electric field on the fine structure of hydrogen lines), Zeitschrift für Physik, vol. 3, pp. 199–223 (1920)
- ^ Lewis, Gilbert N. (1926-12). "The Conservation of Photons". Nature (بالإنجليزية). 118 (2981): 874–875. DOI:10.1038/118874a0. ISSN:1476-4687.
{{استشهاد بدورية محكمة}}: تحقق من التاريخ في:|تاريخ=(help)