فلسفة نظرية الكوانتم

5. نظرية نيلزبور عن الأطياف الذرية

 لقد أدت تجارب راذرفورد الشهيرة عام 1911 فيما يخص انعكاس أشعة ألفا المنبثقة من الأجسام المشعة أثناء مرورها في المادة إلى إثبات أن كل كتلة الذرة تقريبا محطتها النواة المركزية حيث تتحد مع شحنات موجية من الكهرباء[1].

  ولقد وصف راذرفورد الذرة على أنه نموذج مصغر للمجموعة الشمسية أي مجموعة من الإلكترونات تدور حول نواة متماسكة في المركز،ويجب على الالكترون أن يستمر في حركته المدارية حول النواة كي يتجنب السقوط عليها ،وهذه الصورة لا تتفق مع الميكانيكا الكلاسيكية ،فوفقا لها يستمر الإلكترون يشع طاقته نتيجة لحركته المدارية ،وبذا يسقط حلزونيا بالتدريج نحو النواة التي ستمتصه في النهاية،ولذلك فالذرات تكون تركيبات مؤقتة وأحجامها تتبدل وتتعدل باستمرار[2].

  ظل هذا النموذج الشمسي للذرة غامضا بعض الشيء إلى غاية سنة 1913،عندما اكتشف نيلز بور عيوبا بها،فاضطر إلى إدخال أفكار جديدة هي أفكار نظرية الكوانتم حيث أدخل فكرة ذرية الطاقة على الذرة نفسها ،مفترضا أن الذرة لا يمكن أن تكون بأي حجم كان،بل تكون فقط بالحجم الذي يحتوي على عدد صحيح من الكمات أو الطاقة.

  ومن هنا توصلت فكرة بور إلى اعتبار الذرة تركيبا يطلق ويمتص الإشعاع على هيئة حزم عبر لحظات من الزمن ،وعلى هذا فإن طاقة الذرة لا تتغير باستمرار،ولكنها تقفز فجأة عند تلك اللحظات من قيمة لأخرى ولا يسمح لهذه التغيرات في الطاقة إلا على هيئة مقادير محسوبة بالضبط،هذه المقادير تشكل سلسلة من مستويات الطاقة متبة مثل درجات السلم،وطاقة الذرة  يمكنها أن تنقل من إحداها إلى الأخرى ،على حين لا يمكنها أن تظل معلقة في الهواء بين درجتين،وعندما تخطو إحدى الذرات إلى مستوى طاقة أقل فإن مكوناتها تعيد ترتيب نفسها فجأة وكأنه بيت هش ينهار[3].