إعلان

الموقع الرسمي لمجموعة روتانا

أبرز الأخبار والبرامج والمسلسلات والفيديوهات حسب الطلب

break

رحلة اكتشاف غاز الهيليوم المثيرة في «طيف الشمس» منذ 150 عاما

الخميس 06 ديسمبر 2018
10:03 PM بتوقيت السعودية

روتانا – دعاء رفعت

يعد عنصر “الهيليوم” العنصر الوحيد الذي اكتشف في الكون وكانت “الشمس” هي مصدر اكتشافه بسبب أطياف النجوم والخطوط الكونية رائعة الألوان، ولكن كيف يكتشف غاز فوق نجم ملتهب، هذا ما يعرف برحلة اكتشاف “الهيليوم” من “طيف الشمس”.

بدأت القصة بعين عالم الفيزياء الفلكية “بيير جول سيزار يانسن”، الذي رأي ما أسماه بأطياف النجوم، من مرصده في إيطاليا في ديسمبر عام 1862؛ ولكن يعد الفلكي “بيير جانسين” هو صاحب اكتشاف الهيليوم، بعدما رأى خطا أصفر لامعا في طيف الإصدار للغلاف اللوني للشمس أثناء حادثة كسوف كلي للشمس في الهند عام 1868.

اكتشاف الهيليوم منذ 150 عاما..

في 18 أغسطس عام 1868، تمكن “يانسن” من اكتشاف عنصر لم يسبق له مثيل على الأرض، في الطيف الشمسي، وعلى الرغم من ذلك لم يكن “يانسن” يعرف ما رآه، كان يعرف بأنه فقط شيء جديد، ويقال بأنه في نفس العام لاحظ الفلكي “جوزيف نورمان لوكير” نفس الخط الأصفر من الطيف الضوئي للشمس، وأسماه خط “فراونهوفر D3”.

قبل هذا بسنوات، تحديدا في عام 1859، عرف كل من “غوستاف كيرشوف” و”روبرت بنسن”، أن تسخين عناصر مختلفة أنتجت خطوط ضوء ساطعة كالأطياف.

في عام 1895، استطاع العالم البريطاني “ويليام رامزي” أن يعزل “الهيليوم” على الأرض، عندما قام بمعالجة معدن “الكليفيت”، وهو معدن “مشابه لليورانينيت” مع وجود حوالي 10% من العناصر الأرضية النادرة.

وتوقع “رامزي” وجود الأرغون؛ لكنه بعدما فصل النيتروجين والأوكسجين من الغازات المتحررة من أثر حمض الكبريتيك، لاحظ وجود خط أصفر مميز في طيف إصدار المادة المستخرجة، والذي يشبه خط D3 في طيف الشمس، وشخصت هذه العينات على أنها “هيليوم” من قبل “لوكير” والفيزيائي البريطاني “ويليام كروكس”.

في تجربة منفصلة، جمع العالم “بير تيودور” عينات من غاز الهيليوم من معدن الكليفيت في جامعة أوبسالا في السويد، وذلك من أجل تحديد كتلته الذرية.

اكتشاف الهيليوم بسبب الأطياف..

تقول “ديبورار وارنر”، أمينة قسم الطب والعلوم في المتحف الوطني للتاريخ الأمريكي: “قبل الطيف، لم تكن هناك فكرة عما صنعت منه الشمس، أو ما هي النجوم، فجأة توجد هذه التقنية شبه السحرية التي يمكنك من خلالها معرفة عناصر هذه الأجسام البعيدة”.

في عام 1907، أظهر العالم “إرنست رذرفورد” أن جسيم ألفا هو نواة الهيليوم، وذلك من خلال قيامه بالسماح لجسيمات ألفا أن تخترق جدار زجاجي رقيق لأنبوب التفريغ، ما أدى إلى حدوث تفريغ للشحنة والذي سمح بدراسة طيف الغاز في الداخل.

وسيل الهيليوم لأول مرة على يد الفيزيائي “هايك كامرلينغ أونس” عام 1908، وذلك بتبريد الغاز لأقل من درجة كلفن واحدة، وحاول الحصول على الحالة الصلبة من الهيليوم بتخفيض درجة الحرارة، لكنه لم يتمكن من ذلك، لأنه لا توجد للهيليوم نقطة ثلاثية يكون عندها توازن بين الحالات الثلاث للمادة.

بالرغم من ذلك، تمكن تلميذ “أونس” الفيزيائي من تصليب 1 سم3 من الهيليوم بتطبيق ضغط إضافي عند درجات حرارة منخفضة وذلك عام 1926.

وفي عام 1938، اكتشف الفيزيائي “بيوتر كابيتسا” أن النظير هيليوم-4 عديم اللزوجة تقريباً في درجات قريبة من الصفر المطلق، وهي الظاهرة التي تعرف اليوم بالميوعة الفائقة، في عام 1972، لوحظت نفس الظاهرة لدى النظير هيليوم-3 وذلك من قبل الفيزيائيين “دوغلاس أوشيروف” و”ديفد ليوروبرت ريتشاردسون”، وحازوا بذلك جائزة نوبل في الفيزياء عام 1996.

ما هو الهيليوم؟!

على الرغم من ندرته على سطح الأرض فإن الهيليوم يعد ثاني أكثر العناصر بعد الهيدروجين وفرة في الكون مشكلا 23% من كتلته الباريونية، وتشكلت هذه الكمية الهائلة من الهيليوم بعد فترة قليلة من الانفجار العظيم، ويتشكل الهيليوم في النجوم نتيجة الاندماج النووي للهيدروجين في تفاعل بروتون-بروتون المتسلسل ودورة كربون-نيتروجين-أكسجين (دورة CNO)، والتي تعد جزءاً من تفاعلات الانصهار النجمي.

الهيليوم هو عنصر كيميائي له الرمز He وله العدد الذري 2، ويعد مكونا أساسيا من مكونات الشمس، يقع الهيليوم في الجدول الدوري ضمن عناصر الدورة الأولى وعلى رأس عناصر المجموعة الثامنة عشرة. في الظروف القياسية من الضغط ودرجة الحرارة فإن الهيليوم عبارة عن غاز عديم اللون والرائحة، غير سام وليس له مذاق.

ينتمي الهيليوم إلى الغازات النبيلة لذلك فهو غاز خامل أحادي الذرة، وبسبب خموله الكيميائي لا توجد جزيئات له، فهو يوجد دائماً في صورته الذرية. للهيليوم أقل درجة غليان وانصهار مقارنة ببقية العناصر الكيميائية، وهو يوجد أغلب الأحيان في الحالة الغازية باستثناء ظروف خاصة جداً.

الشرطة تحرر رهينة مسنة من سارق في البرازيل

شاهد أيضاً:

الخميس 06 ديسمبر 2018
10:03 PM بتوقيت السعودية