کد مطلب:210713 شنبه 1 فروردين 1394 آمار بازدید:120
تجزیه آتوم و ساختن طلا
«روترفورد» كاشف سابق الذكر در موضوع آتوم ها نظریه غریبی پیدا كرد و گفت در دل هر ذره اتم كه شكافته شود آفتابی است كه نور و حرارت دارد و این همان حقیقتی است كه به دل حكمای الهی ایران در قرن دهم هجری الهام شده و شاعر حساس هاتف اصفهانی گفته است:
دل هر ذره را كه بشكافی
آفتابیش در میان بینی
عقیده او این شد كه اتوم ها آخرین ذرات لایتجزی نیستند بلكه برعكس مشهود هر آتومی از ذرات تركیبیه مثبت و منفی تكشیل یافته و برای خود فعل و انفعالی و جذب و انجذابی دارد و نظامی مانند نظام شمسی تشكیل می دهد كه در وسط آن نظام هسته ی مثبت و
[ صفحه 170]
در دور آن اجزای دیگری كه منفی هستند می باشد و «الكترون» نامیده می شود و آن عالم صغیر را به عالم كبیر در خصایص و صفات فیزیكی شبیه می دانست.
این نظریه تا مدتی برای محققین یك مسئله و معضله ای بود كه سربسته و غیرقابل تحقیق به نظر می آمد زیرا دست هیچ كس به دامان آن ذرات كوچك نمی رسید و كسی ممكن نبود آنها را به مورد تجربه و تجزیه آورد و در مورد تحقیق و تدقیق بكشد - اما علما از تحقیق بازنایستادند و به منطوق در دل دوست به هر حیله رهی باید كرد حس جستجو و موشكافی آنها را راحت نمی گذاشت تا به سلاح حرارت و اشتعال و سرعت مسلح شدند و به جان ذرات كاینات افتادند و به زودی فهمیدند كه در مقابل این آتوم های كوچك عاجزند و طرف قوی تر از آن است كه آنها تصور می كردند - راستی و واقع هم همین است زیرا اصل اصول و اس اساس و سرمایه اولیه موجودات كه مبنای موجودات است اگر به این سستی باشد كه به آسانی بدان دست یابند و غالب شوند چگونه این عالم كبیر و عوالم بزرگ را می توانند به این نظم و ترتیب و حركت و سرعت و نورانیت و حرارت با صلابت و سختی و رزانت و استحكام موجود سازند و وجود بخشند.
وقتی انسان قدرت و قوت اتوم را در نظر بگیرد اقرار و اعتراف می كند كه طبیعت برای پنهان داشتن اسرار خود ابدان صغیر حاملان اسرار را چنان در جوشن و ذره های تودرتو و طبقات مختلف گره های در هم پیچیده است كه كمتر اسلحه ای بر آن كارگر می شود و به قول حكیم الهی میرفندرسكی اسطقسش فوق اسطقسات است.
اتوم ها به اندازه ای سخت و صلب و محكم هستند كه در مقابل بمباردمان های پی درپی اشعه عنصر رادیوم هم مقاومت به خرج می دهند.
یكی از مجله های علمی برلن برای اینكه مسئله دقیق را به فهم عموم نزدیك سازد تشبیهات بسیار ساده خوبی كرده كه مفادش این است.
یك آتوم از عنصر جیوه را مثلا به شهر برلن تشبیه می كند كه دارای صدها هزار عمارت و خانه است فرض كنید عمارت وسط شهر هسته مفروضه اتوم باشد و در دورادور در این عمارت مركزی هشتاد گلوله یا عمارت كه هر كدام تقریبا به بزرگ عمارت مركزی است به سرعت 2240 كیلومتر در ثانیه چرخ می خورند و دور می زنند. و فرض كنید مسافت در میان هسته مركزی و هر یك از آن گلوله ها یا شعاع دایره كه از دوران گلوله ها تشكیل می یابد صد هزار بار بزرگ تر از قطر هر یك از آن گلوله ها است یا شعاع دایره ای كه از دوران گلوله ها
[ صفحه 171]
تشكیل می یابد صد هزار بار بزرگ تر از قطر هر یك از آن گلوله ها است.
مسئله ی فیزیكی كه باید حل شود این است كه باید راهی یافت كه در حین دوران سریع این هشتاد گلوله در اطراف هسته با گلوله های توپی شروع به بمباردمان كرده و هسته مركزی را در هم شكسته و یا اقلا یك تكه ی بسیار كوچكی از آن را جدا نموده است.
دوران سریع الكترون ها اغلب به گلوله های ما مجال دخول در مدار خود را نداده و آنها را به اطراف پرتاب می كنند.
فرض می كنیم كه گلوله یكی از توپ های ما آنقدر قوی باشد كه مسیر هشتاد «الكترون» را كه به سرعت غیرقابل تصور می چرخند پاره كرده و به جلو برود از آنجا باید باز مسافتی را كه صد بار پاره كرده و به جلو برود از آنجا باید باز مسافتی را كه به آن رسیده طی كند تا آنكه به هسته اتم برسد.
در این جا باز كار حمله و هجوم گلوله های ما چندان آسان نیست چونكه در اطراف هسته یك قلعه ای است كه حصارهایش به سرعت زیاد می چرخد و مجال دخول را به گلوله های ما نداده و آنها را به اطراف پراكنده می نماید.
اگر گلوله ما دوبرابر استقامت و قوه ای را كه تا به حال داشته به خرج دهد آن وقت می تواند آن حصار را نیز شكسته و به آتوم برسد و اگر گلوله بتواند یك قسمت از هسته مركزی را بشكند آن وقت زیبق به طلا مبدل خواهد شد.
این جا است كه رؤیای كیمیاگران ما صادق و راست می شود و باید به تصور مطابق با واقع آن آفرین خواند.
یكی دیگر از مشكلات كار خوب نشان كردن و تیر به هدف انداختن است و به طوری كه تیرهای ما به هسته مركزی اصابت كند - برای فهم این مسئله اتوم را تشبیه به كره زمین نموده و می گوئیم اگر به فرض پهلوانی پیدا شود كه با زور و پنجه و بازوی خود اتوم را به طوری فشار دهد كه مسافت در میان هسته و اجرای آن اتوم از میان برداشته شود مانند آن است كه كره زمین را چنان در هم بفشرد كه شعاع دایره آن 6400 كیلومتر به 350 متر برسد و اجرام ارضی به كلی در هم فشرده و كوبیده شود و روی هم متراكم گردد. تخمین زده اند وزن هر سانتیمتر مكعبی از زمین 100287 خروار و پنجاه من خواهد شد در حالی كه وزن تقریبی زمین با تن سه خرواری فعلا مساوی است با عدد شش و بیست و یك صفر در دنباله آن
[ صفحه 172]
000 / 000 / 000 / 000 / 000 / 000 / 000 / 6 تن
این حساب و وزن در صورتی است كه در میان اتوم ها هیچ گونه خلل و فرجی وجود نداشته باشد.
و در موضوع مسافت ما بین الكترون ها و اجرام ارضی یك روزی یكی از پروفسورهای شیمی در برلن در موقع بحث این مسئله مشت خود را بر روی میز مابل خود زده و مانند اینكه می خواست شنوندگان خود را متحیر و متفكر كند گفت:
ببینید چه قدر بدن ما سنگین و ثقیل و كثیف است كه ما در روی این مغازه ها و سوراخ های بزرگ «مقصودش خلل و فرج ذرات میز و صندلی است» كه ستون های آنها را آتوم ها تشكیل می دهند نشست و برخاست می كنیم راه می رویم و می خوابیم بدون آن كه فرورفته و پائین بیفتیم.
بنابراین مزاح جدی پروفسور اگر آن ماهیت بسیار لطیف فعاله ای را كه ما روحش می نامیم آن را از نظر علوم بیشتر اهتزازات برقی فرض كنیم می تواند بدون هیچ رادع و مانعی در صورت قوت وحدت از جوف اشیاء خارج بشود و رفت و آمد كند و در اشیاء عالم كثیف هر گونه فعل و انفعالی به ظهور بیاورد.
در این جا مطلب را سرپوشیده گفته. این جا است كه متجددین و علوم مثبته با متقدمین در عقیده فلسفی توافق رأی حاصل كرده و سر به آستان ارواح كامل می نهند.
كسانی كه قوه تصرفشان و تصورشان قوی می باشد خواهند فهمید كه غرائب مسئله در كجا است و وسعت آن پهنای دشتی كه توپهای ما به آن جا باید خالی شود چقدر است.
ابعاد ثلاثه این ذرات به اندازه ای خرد و كوچك است كه واقعا فكر و تصور هم نمی تواند در آنجا بگنجد. وزن یك آتوم طلا به موجب حساب هائی كه در این ایام اخیر كرده اند عبارت از 10 - 22 ضربدر 3 / 3 سه واحد و سه عشر ضربدر ده به قوه منهای بیست و دو گرام است كه اگر به حساب كسر آن را بنویسیم 33 تقسیم بر 000 / 000 / 000 / 000 / 000 / 000 / 10 یا 3 / 3 سیكس تلیونم گرام خواهد بود.
بنابراین در یك گلوله كوچك طلا كه قطرش فقط یك سانتیمتر باشد.
000 / 000 / 000 / 000 / 000 / 000 / 30 اتوم موجود است و در هر یك از این اتوم ها 79 الكترون یا ذرات منفی برقی كه آنها را به اهتزازات بهتر می توان تعبیر كرد تا به ذرات در اطراف هسته
[ صفحه 173]
می چرخد. هر یك از این «الكترون» ها در یك ملیونم ثانیه هفت بلیون مرتبه در دور هسته می گردد و بدین قیاس می توان فهمید كه در عالم طبیعت چه غوغا و شورش، چه حركت و گردش و چه كشش و كوشش برپا است.
برای بمباردمان اتوم ها دو اسلحه قوی موجود است یكی عنصر رادیوم یا عناصر دیگری كه از خانواده رادیوم می باشند و دیگری اشعه «كاتوده» كه از شعاع «رونتكن» مشتق می شود. اشعه رادیوم باز به تقسیماتی منقسم شده كه آنها را اشعه «الفا» و بتا و گاما می نامند.
اشعه آلفا عبارت از ذرات برقی می باشند كه با هسته اتوم ها قرابت داشته و از یك جنسند این شعاع های سه گانه در نتیجه سرعت بی منتهای خود تولید قوه ی هنگفتی می نماید كه ایجاد آن برای هیچ كارخانه ای تاكنون میسر نشده است.
روترفورد سابق الذكر تخمین زده است قوه ای كه در اشعه «آلفا» جای گیر است تقریبا یك میلیون ولت می باشد و او به وسیله این شعاع ها موفق شد آتوم نیتروژن را از هم بپاشد و در اساس لرزه بیندازد كه بیش از دو هزار بنیان عالم هستی به شمار می رفت.
پس از انجام این علم دید كه هسته پس از جدا شدن از «الكترون» باز به زودی خود را تقسیم و تجزیه كرده و از نو «آتوم» دیگری تشكیل داد و بدین قرار از «آتوم» نیتروژن دو آتوم یكی «آتوم» هیدروژن و دیگری آتوم عنصر هلیوم پدید آمد.
ولی باید دانست كه نمی توان هر آتومی را به زودی در هم شكست چون كه بعضی ها حاوی عده زیادی الكترون هستند و به همان اندازه هم بیشتر از برای تخریب و از هم پاشاندن آنها قوه لازم است.
رادیوم چون بسیار نادر و كمیاب است و یك گرم آن معادل به 63000 تومان قیمت دارد نمی توان برای این كار استعمال كرد و یگانه راهی كه بر محققین باز است استفاده از قوه ی برق می باشد كه از آن قوه هم تا به حال هیچ كارخانه نتوانسته است به آن اندازه ای كه محتاج علیه محققین است احداث كند.
فیزیك دان معروف ژاپن پروفسور ناگائوكا كه با جرقه های متصل الحدوث برق كه دارای یك متر و نیم طول می بود كار می كرد پس از پنجاه ساعت تهاجم و بمباردمان توانست مقدار بسیار اندكی كه معادل با ده میلونیم گرام می شد طلا تحصیل كند و در برلن با
[ صفحه 174]
000 / 30 ولت قوه فقط 6 / 1 میلیونم گرام طلا حاصل شد.
به طوری كه می بینیم این مخارج گزافی كه صرف تحصیل قوه می شود با آن نتایج كمی كه داده است به درد زندگانی بشر نمی خورد و یقین است كه از حیث به دست آوردن علم و اطلاع این مخارج به هدر نرفته و اكتشافات مهمی به دست آمده است و چه بهتر كه بشر در این تجارب از این به بعد مطمئن است كه یك وقتی می توان از هر چیز همه چیز به دست آورد و هر چیزی شرط هر چیز خواهد بود؟!
دل هر ذره را كه بشكافی
آفتابیش در میان بینی
عقیده او این شد كه اتوم ها آخرین ذرات لایتجزی نیستند بلكه برعكس مشهود هر آتومی از ذرات تركیبیه مثبت و منفی تكشیل یافته و برای خود فعل و انفعالی و جذب و انجذابی دارد و نظامی مانند نظام شمسی تشكیل می دهد كه در وسط آن نظام هسته ی مثبت و
[ صفحه 170]
در دور آن اجزای دیگری كه منفی هستند می باشد و «الكترون» نامیده می شود و آن عالم صغیر را به عالم كبیر در خصایص و صفات فیزیكی شبیه می دانست.
این نظریه تا مدتی برای محققین یك مسئله و معضله ای بود كه سربسته و غیرقابل تحقیق به نظر می آمد زیرا دست هیچ كس به دامان آن ذرات كوچك نمی رسید و كسی ممكن نبود آنها را به مورد تجربه و تجزیه آورد و در مورد تحقیق و تدقیق بكشد - اما علما از تحقیق بازنایستادند و به منطوق در دل دوست به هر حیله رهی باید كرد حس جستجو و موشكافی آنها را راحت نمی گذاشت تا به سلاح حرارت و اشتعال و سرعت مسلح شدند و به جان ذرات كاینات افتادند و به زودی فهمیدند كه در مقابل این آتوم های كوچك عاجزند و طرف قوی تر از آن است كه آنها تصور می كردند - راستی و واقع هم همین است زیرا اصل اصول و اس اساس و سرمایه اولیه موجودات كه مبنای موجودات است اگر به این سستی باشد كه به آسانی بدان دست یابند و غالب شوند چگونه این عالم كبیر و عوالم بزرگ را می توانند به این نظم و ترتیب و حركت و سرعت و نورانیت و حرارت با صلابت و سختی و رزانت و استحكام موجود سازند و وجود بخشند.
وقتی انسان قدرت و قوت اتوم را در نظر بگیرد اقرار و اعتراف می كند كه طبیعت برای پنهان داشتن اسرار خود ابدان صغیر حاملان اسرار را چنان در جوشن و ذره های تودرتو و طبقات مختلف گره های در هم پیچیده است كه كمتر اسلحه ای بر آن كارگر می شود و به قول حكیم الهی میرفندرسكی اسطقسش فوق اسطقسات است.
اتوم ها به اندازه ای سخت و صلب و محكم هستند كه در مقابل بمباردمان های پی درپی اشعه عنصر رادیوم هم مقاومت به خرج می دهند.
یكی از مجله های علمی برلن برای اینكه مسئله دقیق را به فهم عموم نزدیك سازد تشبیهات بسیار ساده خوبی كرده كه مفادش این است.
یك آتوم از عنصر جیوه را مثلا به شهر برلن تشبیه می كند كه دارای صدها هزار عمارت و خانه است فرض كنید عمارت وسط شهر هسته مفروضه اتوم باشد و در دورادور در این عمارت مركزی هشتاد گلوله یا عمارت كه هر كدام تقریبا به بزرگ عمارت مركزی است به سرعت 2240 كیلومتر در ثانیه چرخ می خورند و دور می زنند. و فرض كنید مسافت در میان هسته مركزی و هر یك از آن گلوله ها یا شعاع دایره كه از دوران گلوله ها تشكیل می یابد صد هزار بار بزرگ تر از قطر هر یك از آن گلوله ها است یا شعاع دایره ای كه از دوران گلوله ها
[ صفحه 171]
تشكیل می یابد صد هزار بار بزرگ تر از قطر هر یك از آن گلوله ها است.
مسئله ی فیزیكی كه باید حل شود این است كه باید راهی یافت كه در حین دوران سریع این هشتاد گلوله در اطراف هسته با گلوله های توپی شروع به بمباردمان كرده و هسته مركزی را در هم شكسته و یا اقلا یك تكه ی بسیار كوچكی از آن را جدا نموده است.
دوران سریع الكترون ها اغلب به گلوله های ما مجال دخول در مدار خود را نداده و آنها را به اطراف پرتاب می كنند.
فرض می كنیم كه گلوله یكی از توپ های ما آنقدر قوی باشد كه مسیر هشتاد «الكترون» را كه به سرعت غیرقابل تصور می چرخند پاره كرده و به جلو برود از آنجا باید باز مسافتی را كه صد بار پاره كرده و به جلو برود از آنجا باید باز مسافتی را كه به آن رسیده طی كند تا آنكه به هسته اتم برسد.
در این جا باز كار حمله و هجوم گلوله های ما چندان آسان نیست چونكه در اطراف هسته یك قلعه ای است كه حصارهایش به سرعت زیاد می چرخد و مجال دخول را به گلوله های ما نداده و آنها را به اطراف پراكنده می نماید.
اگر گلوله ما دوبرابر استقامت و قوه ای را كه تا به حال داشته به خرج دهد آن وقت می تواند آن حصار را نیز شكسته و به آتوم برسد و اگر گلوله بتواند یك قسمت از هسته مركزی را بشكند آن وقت زیبق به طلا مبدل خواهد شد.
این جا است كه رؤیای كیمیاگران ما صادق و راست می شود و باید به تصور مطابق با واقع آن آفرین خواند.
یكی دیگر از مشكلات كار خوب نشان كردن و تیر به هدف انداختن است و به طوری كه تیرهای ما به هسته مركزی اصابت كند - برای فهم این مسئله اتوم را تشبیه به كره زمین نموده و می گوئیم اگر به فرض پهلوانی پیدا شود كه با زور و پنجه و بازوی خود اتوم را به طوری فشار دهد كه مسافت در میان هسته و اجرای آن اتوم از میان برداشته شود مانند آن است كه كره زمین را چنان در هم بفشرد كه شعاع دایره آن 6400 كیلومتر به 350 متر برسد و اجرام ارضی به كلی در هم فشرده و كوبیده شود و روی هم متراكم گردد. تخمین زده اند وزن هر سانتیمتر مكعبی از زمین 100287 خروار و پنجاه من خواهد شد در حالی كه وزن تقریبی زمین با تن سه خرواری فعلا مساوی است با عدد شش و بیست و یك صفر در دنباله آن
[ صفحه 172]
000 / 000 / 000 / 000 / 000 / 000 / 000 / 6 تن
این حساب و وزن در صورتی است كه در میان اتوم ها هیچ گونه خلل و فرجی وجود نداشته باشد.
و در موضوع مسافت ما بین الكترون ها و اجرام ارضی یك روزی یكی از پروفسورهای شیمی در برلن در موقع بحث این مسئله مشت خود را بر روی میز مابل خود زده و مانند اینكه می خواست شنوندگان خود را متحیر و متفكر كند گفت:
ببینید چه قدر بدن ما سنگین و ثقیل و كثیف است كه ما در روی این مغازه ها و سوراخ های بزرگ «مقصودش خلل و فرج ذرات میز و صندلی است» كه ستون های آنها را آتوم ها تشكیل می دهند نشست و برخاست می كنیم راه می رویم و می خوابیم بدون آن كه فرورفته و پائین بیفتیم.
بنابراین مزاح جدی پروفسور اگر آن ماهیت بسیار لطیف فعاله ای را كه ما روحش می نامیم آن را از نظر علوم بیشتر اهتزازات برقی فرض كنیم می تواند بدون هیچ رادع و مانعی در صورت قوت وحدت از جوف اشیاء خارج بشود و رفت و آمد كند و در اشیاء عالم كثیف هر گونه فعل و انفعالی به ظهور بیاورد.
در این جا مطلب را سرپوشیده گفته. این جا است كه متجددین و علوم مثبته با متقدمین در عقیده فلسفی توافق رأی حاصل كرده و سر به آستان ارواح كامل می نهند.
كسانی كه قوه تصرفشان و تصورشان قوی می باشد خواهند فهمید كه غرائب مسئله در كجا است و وسعت آن پهنای دشتی كه توپهای ما به آن جا باید خالی شود چقدر است.
ابعاد ثلاثه این ذرات به اندازه ای خرد و كوچك است كه واقعا فكر و تصور هم نمی تواند در آنجا بگنجد. وزن یك آتوم طلا به موجب حساب هائی كه در این ایام اخیر كرده اند عبارت از 10 - 22 ضربدر 3 / 3 سه واحد و سه عشر ضربدر ده به قوه منهای بیست و دو گرام است كه اگر به حساب كسر آن را بنویسیم 33 تقسیم بر 000 / 000 / 000 / 000 / 000 / 000 / 10 یا 3 / 3 سیكس تلیونم گرام خواهد بود.
بنابراین در یك گلوله كوچك طلا كه قطرش فقط یك سانتیمتر باشد.
000 / 000 / 000 / 000 / 000 / 000 / 30 اتوم موجود است و در هر یك از این اتوم ها 79 الكترون یا ذرات منفی برقی كه آنها را به اهتزازات بهتر می توان تعبیر كرد تا به ذرات در اطراف هسته
[ صفحه 173]
می چرخد. هر یك از این «الكترون» ها در یك ملیونم ثانیه هفت بلیون مرتبه در دور هسته می گردد و بدین قیاس می توان فهمید كه در عالم طبیعت چه غوغا و شورش، چه حركت و گردش و چه كشش و كوشش برپا است.
برای بمباردمان اتوم ها دو اسلحه قوی موجود است یكی عنصر رادیوم یا عناصر دیگری كه از خانواده رادیوم می باشند و دیگری اشعه «كاتوده» كه از شعاع «رونتكن» مشتق می شود. اشعه رادیوم باز به تقسیماتی منقسم شده كه آنها را اشعه «الفا» و بتا و گاما می نامند.
اشعه آلفا عبارت از ذرات برقی می باشند كه با هسته اتوم ها قرابت داشته و از یك جنسند این شعاع های سه گانه در نتیجه سرعت بی منتهای خود تولید قوه ی هنگفتی می نماید كه ایجاد آن برای هیچ كارخانه ای تاكنون میسر نشده است.
روترفورد سابق الذكر تخمین زده است قوه ای كه در اشعه «آلفا» جای گیر است تقریبا یك میلیون ولت می باشد و او به وسیله این شعاع ها موفق شد آتوم نیتروژن را از هم بپاشد و در اساس لرزه بیندازد كه بیش از دو هزار بنیان عالم هستی به شمار می رفت.
پس از انجام این علم دید كه هسته پس از جدا شدن از «الكترون» باز به زودی خود را تقسیم و تجزیه كرده و از نو «آتوم» دیگری تشكیل داد و بدین قرار از «آتوم» نیتروژن دو آتوم یكی «آتوم» هیدروژن و دیگری آتوم عنصر هلیوم پدید آمد.
ولی باید دانست كه نمی توان هر آتومی را به زودی در هم شكست چون كه بعضی ها حاوی عده زیادی الكترون هستند و به همان اندازه هم بیشتر از برای تخریب و از هم پاشاندن آنها قوه لازم است.
رادیوم چون بسیار نادر و كمیاب است و یك گرم آن معادل به 63000 تومان قیمت دارد نمی توان برای این كار استعمال كرد و یگانه راهی كه بر محققین باز است استفاده از قوه ی برق می باشد كه از آن قوه هم تا به حال هیچ كارخانه نتوانسته است به آن اندازه ای كه محتاج علیه محققین است احداث كند.
فیزیك دان معروف ژاپن پروفسور ناگائوكا كه با جرقه های متصل الحدوث برق كه دارای یك متر و نیم طول می بود كار می كرد پس از پنجاه ساعت تهاجم و بمباردمان توانست مقدار بسیار اندكی كه معادل با ده میلونیم گرام می شد طلا تحصیل كند و در برلن با
[ صفحه 174]
000 / 30 ولت قوه فقط 6 / 1 میلیونم گرام طلا حاصل شد.
به طوری كه می بینیم این مخارج گزافی كه صرف تحصیل قوه می شود با آن نتایج كمی كه داده است به درد زندگانی بشر نمی خورد و یقین است كه از حیث به دست آوردن علم و اطلاع این مخارج به هدر نرفته و اكتشافات مهمی به دست آمده است و چه بهتر كه بشر در این تجارب از این به بعد مطمئن است كه یك وقتی می توان از هر چیز همه چیز به دست آورد و هر چیزی شرط هر چیز خواهد بود؟!