Return to Video

המיקום הלא בטוח של האלקטרונים - ג'ורג' זאידן וצ'ארלס מורטון

  • 0:07 - 0:10
    אתם כנראה יודעים שכל החומר עשוי מאטומים
  • 0:10 - 0:11
    ושאטומים
  • 0:11 - 0:15
    הם חלקיקים ממש, ממש, ממש, ממש זעירים.
  • 0:15 - 0:17
    לכל אטום יש חלק מרכזי
  • 0:17 - 0:18
    שעשוי מלפחות
  • 0:18 - 0:20
    חלקיק אחד טעון חיובי
  • 0:20 - 0:21
    שנקרא פרוטון,
  • 0:21 - 0:22
    וברוב המקרים,
  • 0:22 - 0:26
    מספר כלשהו של חלקיקים עם מטען ניטרלי שנקראים ניוטרונים.
  • 0:26 - 0:27
    הגלעין הזה מוקף
  • 0:27 - 0:30
    בחלקיקים טעונים שלילית שנקראים אלקטרונים.
  • 0:31 - 0:33
    הזהות של האטום נקבעת
  • 0:33 - 0:37
    רק לפי מספר הפרוטונים בגלעין שלו.
  • 0:37 - 0:40
    מימן הוא מימן מפני שיש לו רק פרוטון אחד,
  • 0:40 - 0:41
    פחמן הוא פחמן מפני שיש לו שישה,
  • 0:41 - 0:43
    זהב הוא זהב מפני שיש לו 79,
  • 0:43 - 0:45
    וכך הלאה.
  • 0:45 - 0:47
    תנו לי לסטות לרגע מהנושא.
  • 0:47 - 0:50
    איך אנחנו יודעים מהו מבנה האטום?
  • 0:50 - 0:53
    אנחנו לא יכולים לראות פרוטונים, ניוטרונים או אלקטרונים.
  • 0:54 - 0:55
    אז אנחנו עושים כמה ניסויים
  • 0:55 - 0:58
    ומפתחים מודל למה שאנחנו חושבים שיש שם.
  • 0:58 - 1:00
    אז אנחנו עושים עוד ניסויים
  • 1:00 - 1:01
    ורואים אם הם מתאימים למודל.
  • 1:01 - 1:03
    אם הם מתאימים, מעולה.
  • 1:03 - 1:06
    אם לא, זה אולי זמן טוב לפתח מודל חדש.
  • 1:06 - 1:08
    היו לנו הרבה מודלים שונים של האטום
  • 1:08 - 1:11
    מאז דמוקריטוס ב 400 לפני הספירה,
  • 1:11 - 1:12
    ורוב הסיכויים שיהיו
  • 1:12 - 1:14
    עוד הרבה שיגיעו.
  • 1:14 - 1:15
    אוקיי, נחזור לנושא.
  • 1:15 - 1:18
    גלעיני האטומים נוטים להיצמד,
  • 1:18 - 1:20
    אבל אלקטרונים חופשיים לנוע,
  • 1:20 - 1:23
    ולכן כימאים אוהבים אלקטרונים.
  • 1:23 - 1:24
    אם היינו יכולים להתחתן איתם,
  • 1:24 - 1:26
    כנראה היינו עושים את זה.
  • 1:26 - 1:27
    אבל אלקטרונים הם מוזרים.
  • 1:27 - 1:30
    נראה שהם מתנהגים או כחלקיקים,
  • 1:30 - 1:31
    כמו כדורים זעירים,
  • 1:31 - 1:33
    או כמו גלים במים,
  • 1:33 - 1:37
    תלוי בניסוי שאנחנו עורכים.
  • 1:37 - 1:38
    אחד הדברים הכי מוזרים בנוגע לאלקטרונים
  • 1:38 - 1:41
    הוא שאנחנו לא יכולים להגיד בדיוק איפה הם.
  • 1:41 - 1:43
    זה לא שאין לנו את המכשור,
  • 1:43 - 1:44
    אלא שחוסר הוודאות
  • 1:44 - 1:46
    הוא חלק מהמודל של האלקטרון.
  • 1:46 - 1:49
    אז אנחנו לא יכולים למקם אותם, בסדר.
  • 1:49 - 1:52
    אבל אנחנו יכולים להגיד שיש סבירות מסויימת
  • 1:52 - 1:54
    למצוא אלקטרון באיזור נתון
  • 1:54 - 1:56
    סביב הגלעין.
  • 1:56 - 1:59
    וזה אומר שאנחנו יכולים לשאול את השאלה הבאה:
  • 1:59 - 2:00
    אם היינו מציירים צורה סביב הגלעין
  • 2:00 - 2:02
    כך שהיינו בטוחים ב95%
  • 2:02 - 2:06
    שנמצא אלקטרון נתון בתוך הצורה,
  • 2:06 - 2:07
    איך היא היתה נראית?
  • 2:09 - 2:11
    הנה כמה מהצורות.
  • 2:11 - 2:13
    הכימאים קוראים להן אורביטלים,
  • 2:13 - 2:14
    ואיך כל אחד מהם נראה
  • 2:14 - 2:16
    תלוי, בין השאר,
  • 2:16 - 2:18
    בכמה אנרגיה יש לו.
  • 2:18 - 2:19
    ככל שיש לאורביטל יותר אנרגיה,
  • 2:19 - 2:21
    הצפיפות שלו רחוקה יותר
  • 2:21 - 2:22
    מהגלעין.
  • 2:22 - 2:25
    דרך אגב, למה בחרנו ב 95%
  • 2:25 - 2:27
    ולא 100%?
  • 2:27 - 2:28
    ובכן, זו תופעה מוזרה נוספת
  • 2:28 - 2:30
    של מודל האלקטרון שלנו.
  • 2:30 - 2:32
    מעבר למרחק מסויים מהגלעין,
  • 2:32 - 2:34
    ההסתברות של מציאת אלקטרון
  • 2:34 - 2:36
    מתחילה לקטון
  • 2:36 - 2:38
    פחות או יותר אקספוננציאלית,
  • 2:38 - 2:40
    מה שאומר שבעוד היא מתקרבת לאפס,
  • 2:40 - 2:43
    היא לעולם לא תגיע לאפס.
  • 2:43 - 2:44
    אז בכל אטום,
  • 2:44 - 2:47
    יש הסתברות קטנה, אבל לא אפסית,
  • 2:47 - 2:51
    שלתקופה ממש ממש קצרה,
  • 2:51 - 2:52
    אחד האלקטרונים
  • 2:52 - 2:55
    הוא בקצה האחר של היקום הידוע.
  • 2:56 - 2:59
    אבל לרוב, האלקטרונים נשארים קרוב לגלעין שלהם
  • 2:59 - 3:01
    כעננים של דחיסות טעונה שלילית
  • 3:01 - 3:03
    שנעים וזזים עם הזמן.
  • 3:03 - 3:04
    איך אלקטרונים מאטום אחד
  • 3:04 - 3:06
    פועלים עם אלקטרונים מאטום אחר
  • 3:06 - 3:09
    קובע כמעט הכל.
  • 3:09 - 3:11
    אטומים יכולים לוותר על האלקטרונים שלהם,
  • 3:11 - 3:12
    לתת אותם לאטומים אחרים,
  • 3:12 - 3:15
    או שהם יכולים לחלוק אלקטרונים.
  • 3:15 - 3:17
    והדינמיקה של הרשת החברתית הזו
  • 3:17 - 3:20
    היא שעושה את הכימיה למעניינת.
  • 3:20 - 3:20
    מאבנים פשוטות
  • 3:20 - 3:22
    ליופי המורכב של החיים,
  • 3:22 - 3:24
    הטבע של כל מה שאנחנו רואים,
  • 3:24 - 3:26
    שומעים,
  • 3:26 - 3:26
    טועמים,
  • 3:26 - 3:26
    מריחים,
  • 3:26 - 3:27
    נוגעים,
  • 3:27 - 3:28
    ואפילו מרגישים
  • 3:28 - 3:31
    נקבע ברמה האטומית.
Title:
המיקום הלא בטוח של האלקטרונים - ג'ורג' זאידן וצ'ארלס מורטון
Speaker:
George Zaidan and Charles Morton
Description:

צפו בשיעור המלא: http://ed.ted.com/lessons/the-uncertain-location-of-electrons-george-zaidan-and-charles-morton

האטומים הזעירים המרכיבים את עולמנו עשויים מפרוטונים, ניוטרונים ואלקטרונים אפילו קטנים יותר.
למרות שמספר הפרוטונים קובע את זהות האטום, אלו האלקטרונים -- וספציפית המיקום המדוייק שלהם מחוץ לגלעין -- שמרתק ומעניין מדענים.
ג'ורג' זאידן וצ'ארלס מורטון מראים איך לנחש באופן מלומד היכן נמצאים האלקטרונים החמקמקים האלה.

שיעור מאת ג'ורג' זאידן וצ'ארלס מורטון, אנימציה של קרוט אנימציה.
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
03:47

Hebrew subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.