همه چیز در جهان ، از باکتریهای ذره بینی و ویروس هایی که از میکرون (Micron ، یک هزارم میلیمتر ) کوچکترند ، تا ستارگان و کهکشان هایی که میلیون ها کیلومتر از ما دورند ، از اتم ساخته شده اند . اتم ها آن قدر ریزند که با نیرومند ترین میکروسکوپ ها نیز دیده نمی شوند . در سر یک سنجاق 000/000/000/000/000/000 /55 اتم وجود دارد ، اگر بتوانیم سرسنجاق را به اندازه ی یکی از عظیم ترین بناها بزرگ کنیم ، هر اتم آن مثل مگسی خواهد بود ، که روی یکی از ستون ها بخزد .
اتم ها هم از ترکیب سه ذره ی اصلی به نام های الکترون (Electron )، پروتون (Proton ) و نوترون (Noutron ) ساخته شده است . الکترون واحد الکتریسته ی منفی ، پروتون واحد الکتریسته مثبت ، و نوترون از لحاظ الکتریکی خنثی است. ترکیب های مختلف ذرات اصلی ، اتم های متفاوتی را به وجود می آورند . هر جسمی که از تعداد اتم های همجنس جدا شود ، عنصر یا جسم ساده نامیده می شود .
تا کنون درجهان 109 عنصر شناخته شده است کربن ، اکسیژن ، آهن و زیبق (جیوه ) نمونه هایی از عناصرند که از یک نوع اتم ساخته شده اند . اجسام مرکب موادی هستند که از دو نوع اتم یا بیشتر ساخته شده اند . آب ، گازکربینیک ،کولروفورم ، نمک طعام و آموکیان نیز از مرکباتند .
درون اتم :
پروتون ها با هم هسته ی اتم را می سازند . الکترون ها روی مداری به دور هسته می چرخند . اتم گاز هیدروژن که ساده ترین اتم هاست تنها یک الکترون دارد و هسته ی آن نیز فقط یک پروتون است . اتم هلیوم Helium گازی که پیش از این برای پرکردن کشتیهای هوایی به کار می رفت ، ساختمانی پیچیده تر دارد . این اتم شامل دو الکترون در مدار و هسته ای مرکب از 2 پروتون و2 نوترون است . اتم کربن که جزء اصلی زغال و مواد معمولی است ، باز هم ساختمان پیچیده تری دارد . این اتم از 6 الکترون به دور هسته ای مرکب از 6 پروتون و 6 نوترون درست شده است . اتم های دیگر بازهم پیچیده ترند . اتم پلاتین (طلای سفید ) فلز گرانبهایی که برای ساختن گوهر و ابزار الکتریکی به کار می رود ، دارای 78 الکترون در مدار است . این الکترون ها در 6 پوسته ، به دور هسته ای که مرکب از 195 پروتون و نوترون می چرخند . کالیفرنیوم Calfornium یکی ازعناصری که اخیر کشف شده . اتمی با 98 الکترون در پومنته دارد و هسته اش شامل 248 پرتون و نوترون است .
تاریخچه اتم :
این عقیده که اتم ها اجزای سازنده ی جهان هستند فکر تازه ای نیست . بیش از دو هزار سال پیش دموکریت Democritus فیلسوف یونانی این نظریه را پیش کشید که جهان از ذرات بسیار ریز فناناپذیر ساخته شده اند . اما تا سده ی نوزدهم به این نظریه توجهی شد . در آغاز قرن گذشته جان دالتون دانشمند انگلیسی ، درباره ی ساختمان اتم ، بر پایه ی دانش امروزی نظریه ای ابراز کرد . وی عقیده داشت که هرعنصری از اتم نوع خاص خود را دارد و همه ی اتم های یک عنصر یک نوعند . این نظریه کم و بیش تا به امروز حفظ شده است . آگاهی امروزی ما از اتم در نتیجه ی کار همراه با شکیبایی پیشراهان قرن بیستم ، یعنی نیلز بوهردانمارکی ، تامسن ، واترفورد ، چدویک انگلیسی ، هایزنبرگ آلمانی ، ماری کوری و پیرکوری فرانسوی و چندین نفر دیگر بدست آمده است . از هنگامی که دانشمندان به راز « شکستن اتم » پی بردند و به ساختمان و طرزکار اتم آگاه شدند ، در اتم ، علاوه بر الکترون ، پروتون و نوترون ، ذرات دیگری چون پوزتیرون Positron و مزون Meson نیز کشف شد . پوزتیرون در اندازه شبیه الکترون است ولی دارای الکتریسته ی مثبت . مزون بزرگتر از الکترون است و می تواند مثبت ، منفی یا خنثی باشد .
انرژی و انواع آن :
انرژی توانایی کردن کار است . کار وقتی انجام می شود که فعالیت وجود داشته باشد . امواج دریا ، کشتیها ، لوکوموتیوها ، ورزشکاران ، مولکول های اتم ها هنگامی که در حرکتند نمونه ای از فعالیتند . ما اکنون می دانیم که گرما شکلی از انرژی است زیرا گرما واقعاً لرزش یا حرکت اتم ها است . انرژی به اشکال دیگری نیز وجود دارد . انرژی های الکتریکی ، نورانی ، مکانیکی ، شیمیایی و چندین انرژی دیگر . این ها شکل های مختلف اتم یا گروهی از اتم و یا قسمت هایی از اتم هستند که در حرکتند . انرژی را موقعی که کار واقعاً در حال انجام باشد ، انرژی جنبشی یا انرژی سینیتیک (Cinetique ) می نامند . هواپیمای در حال پرواز و یا ورزشکار در حال دو ، نمونه هایی از انرژی جنبشی هستند . انرژی آماده برای کار را انرژی ذخیره ای (پتانسیل Potential ) می نامند .یک لیتر بنزین در یک اتومبیل ویا زیرزمینی پراز زغال سنگ ، نمونه هایی از انرژی پتانسیل هستند و وقتی بنزین به وسیله ی موتور اتومبیل مصرف می شود ، انرژی پتانسیل به انرژی سینیتیک حرکت ماشین به روی جاده تبدیل می شود و اتومبیل در حرکت ام ، انرژی سینتیک میلیون ها در میلیون ها اتم است که همه در یک جهت فضا پیش می روند .
انرژی عبارتنداز : شیمیایی ، گرمایی ، مکانیکی الکتریکی ، نورانی ، صوتی ، پتانسیل ، جنبشی ، هسته ای و سینیتیک .
جالب ترین این ذرات نوترینوNeutrion است . که چند سال پیش کشف شد . تصور می شود نوکرنید کوچکترین ذره ی ماده است ، که می تواند احتمالاً وجود داشته باشد . جریانی ازآن ها می تواند از میان پوسته ی زمین ، به خط مستقیم ، از استرالیا Australia به انگلستان England سفر کند و در تمام راه بدون این که منحرف شود از فضای بین اتم ها بگذرد . هم اکنون ، این ها و بسیاری از ذرات غیر عادی اتمی مورد مطالعه پیگیر فیزیکدانان اتمی .
یکی از عجیب ترین حوادث زمان ما کشف وجود ضد پروتون Anti- Proton است . این ذره اگر به پروتون معمولی برخورد کند ، خودش و آن را نابود می کند. بسیاری از ستاره شناسان عقیده دارند که در جهان ما ستارگان و مجموعه ای از آن ها وجود دارند که از ضد ماده Anti- Metter (ضد پروتون ، نوترون ، نوترینو و غیره ) ساخته شده اند .