العزم المغناطيسي

الذرّة

تُعتبر الذرة بأنّها الجزء الأصغر في العناصر الكيميائية، ورغم صغرها إلّا أنّها تمتلك مجموعةً من الخصائص المعينة، وتُعرف باللغة الإنجليزية بـ atom نسبة إلى الكلمة الإغريقية أتوموس، أي الشي غير القابل للانقسام، وتتكوّن كل ذرة من نواة واحدة أو أكثر من الإلكترونات، ومن نواة واحدة أو أكثر من البروتونات وعادةً ما يكون للذرة عدد مماثل من النيوترونات.
تَمتلك البروتونات شحنةً كهربائية موجبة، في حين نعدّ الإلكترونات شحنةً كهربائية سالبة، والنيوترونات ليست لها شحنة كهربائية، وفي حال كان عدد البروتونات والإلكترونات متساويين فإنّ الذرة تمتلك شحنةً متعادلة ويُعرف ذلك باسم أيون، وتنجذب الإلكترونات من ذرة إلى البروتونات في نواة الذرة من قبل تُعرف بالكهرومغناطيسية.

نبذة تاريخية

في وقت مبكر من عام 1800 م استخدم جون دالتون مفهوم الذرات ليشرح لماذا العناصر تتفاعل دائماً في نسب الأعداد الصحيحة الصغيرة، حيث أنّ العناصر تتفاعل في مضاعفات عدد صحيح من وحدات منفصلة، وفي عام 1916 م اكتشف جيلبرت نيوتن لويس الروابط الكيميائية والتفاعلات بين الإلكترونات المكوّنة لها.

الاضمحلال الإشعاعي

يمتلك كلّ عنصر واحد أو أكثر من النظائر التي لها نوى غير مستقرة؛ إذ تخضع هذه العناصر إلى ما يُعرف بالاضمحلال الإشعاعي، وهذا يؤدّي إلى انبعاث الجسميات أو حدوث عمليّة الإشعاع الكهرومغناطيسي، ويحدث عادةً النشاط الإشعاعي عند نصف قطر النواة الكبيرة في الذرة، وللاضمحلال أشكال متعددة وهي:

• اضمحلال ألفا: ينتج في هذه العملية عندما تنبعث ألفا من نواة جسيم ألفا، يتكوّن اثنين من البروتونات واثنين من النيوترونات؛ وذلك نتيجة انبعاث عنصر جديد مع انخفاض العدد الذري.
• تسوس بيتا (أسر الإلكترون): يتمّ فيها تنظيم العمليات من قبل القوة الضعيفة، وينتج عن ذلك تحوّل النيوترون إلى بروتون، أو البروتون إلى النيوترون.
• تحلل جاما: هذه العمليّة تنتج عن تغير في مستوى الطاقة للنواة إلى حالة أقل، ممّا يؤدّي إلى انبعاث الإشعاع الكهرومغناطيسي، ومن ثم انبعاث أشعة غاما التي تحدث عادةً بعد انبعاث ألفا أو جسيمات بيتا.

العزم المغناطيسي

الجسيمات الأولية تمتلك خاصيّةً ميكانيكية الكم، وجوهرية معروفة باسم “تدور”، وهو مماثل إلى الزخم الزاوي للكائن الذي يدور حول مركز الكتلة، ويتم قياس تدور عبر وحدات خفض ثابت بلانك المرموز له بـ (ح)، مع الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات عند وجود تدور ½ ħ، أو “تدور ½”، والمجال المغناطيسي الذي ينتج عبر الذرة له عزم مغناطيسي، ويتمّ تحديد ذلك عبر أشكال مختلفة من الزخم الزاوي، وهو شبيه بشكلٍ تام في الجسم المشحون الذي يُنتج مجالاً مغناطيسيّاً.