بحث عن النواة وأهم مكوناتها

في إطار دراسة العلوم، يـ بحث عن النواة كثير من دارسين الفيزياء، حيث أن النواة وحدها لها علم خاص لدراستها يسمي الفيزياء النووية، وفي الموضوع التالي يقدم موقع موسوعة بحث عن النواة وأهم مكوناتها والترابطات المتواجدة بين مكوناتها وتطبيقات أبحاث الفيزياء النووية.

بحث عن النواة وأهم مكوناتها

تعريف النواة

يمكن تعريف النواة بأنها الجزء الأكبر في الذرة، والذرة هي الوحدة الأساسية المكونة لكل المواد في العالم، وتتكون الذرة من النواة والإلكترونات التي تدور حولها، والنواة تعد عالية الكثافة بالنسبة للإلكترونات سالبة الشحنة، أما عن شحنة النواة فتكون شحنتها موجبة، وتحتوي على نوعين من الجسيمات الأول البروتونات وهي جسيمات موجبة الشحنة، والنوع الثاني وهو النيترونات وتكون متعادلة الشحنة، وبذلك تكون الذرة متعادلة الشحنة لاحتوائها على النواة الموجبة والإلكترونات السالبة.

وقد اكتشف العلم الحديث معلومات أكثر دقة عن الذرة وبالتالي أيضا عن النواة، حيث صرح العلماء أن قطر النواة تتراوح ما بين 1.75 فيمتوميتر إلى 15 فيمتوميتر، وذلك يتحدد بناءً على نوع الذرة، فذرة الهيديوجين الأصغر قطرها نحو 1.75 فيمتوميتر، أما عن ذرة اليورانيوم وهي ذرة كبيرة نسبيًا، فقطرها يكون 15 فيمتومتر تقريبًا.

مكونات النواة 

تتكون نواة الذرة من جسيمات أصغر منها، وهذه الجسيمات هي البروتونات موجبة الشحنة والنيترونات متعادلة الشحنة، وفيما يلي نعرض لهذه الجسيمات بتفصيل أكثر.

البروتون Proton

يعد البروتون هو الجزء الأهم في النواة، وهو الذي يمنح الذرة تعادلها حيث أن الإلكترونات تكون سالبة الشحنة والنيترونات متعادلة الشحنة، وهو أيضا السبب في كون النواة موجبة  الشحنة.

وكان الاعتقاد في سابق الأمر عند الفيزيائيون الأوائل أن البروتون جسم أولي، أي أنه لا ينقسم إلى أجسام أصغر منه، ولكن هذه النظرة للبروتون سرعان ما تغيرت مع الاكتشافات الحديثة في الفيزياء.

وتقدر شحنة البروتون في نواة الذرة بنحو (1,6 × 10 أس سالب 19 ) كولوم، وبالطبع يكون البروتون ذا كتلة أكبر من الإلكترون وهذا ما قدره العلماء بنحو 1800 ضعف.

النيترون Neutron 

تنبأ العالم رذرفورد بوجود النيترونات في نواة الذرة في عام 1920، بينما اكتشف بالفعل وجودها العالم تشادويك في عام 1932، والنيترونات هي جسيمات متعادلة الشحنة موجودة في النواة، وتعد كتلة النيترونات أكبر من نصف كتلة النواة، حيث أن كتلتها تساوي (1.6749x 10 – 27 ) كولوم.

وتتكون النيترونات من جسيمات أولية تسمى كواركات، ويوجد في النيترون ثلاثة كواركات، حيث يوجد كوارك في الأعلى واثنين آخرين في أسفل كل نيترون.

الفزياء النووية Nuclear physics

الفيزياء النووية هي ذلك النوع من الفيزياء الذي يختص بدراسة النواة ومكوناتها والعلاقات النووية في النواة، بينما يقصد بالفزياء الذرية دراسة الذرة ككل وما يحدث داخل الذرات من تفاعلات، وبالتالي فهناك خلط بين هذين النوعين من الفيزياء، ولهذا وجب التنبيه على التفرقة بين كل من الفيزياء النووية والفيزياء الذرية.

ويرجع للفيزياء النووية الفضل في العديد من الاختراعات والتطبيقات العلمية والتي نتناولها في العنصر التالي.

تطبيقات الفيزياء النووية

هناك العديد من المجالات المتصلة اتصالاً وثيقًا بالفيزياء النووية ومن هذه المجالات ما يلي:

• التصوير بالرنين المغناطيسي.
• التأريخ بالكربون المشع.
• الهندسة النووية.
• الطب النووي.
• الفيزياء الفلكية النووية.
• الأسلحة النووية.
• الانشطار النووي وتوليد الطاقة.

ولا زال العلم في طور من أطوار تطوره بعد، حيث لا نعلم ما الذي سينتج عن اكتشافات علم الفيزياء النووية، وما التطبيقات التي يقدمها لنا هذا العلم باستمرار، حيث أنه علم غزير ولا ينضب لما له باتصال بين كل العلوم الأخرى التي تفيده وتستفيد منه باستمرار على المدى النظري والعملي، لينتج لنا الاختراعات والتقنيات التي تساعد على بناء وتطور البشرية بصورة حديثة ومختلفة.