آیزاک آسیموف یا اسحق عاصم‌اف (به روسی: Исаак Юдович Озимов) (زاده ۲ ژانویه ۱۹۲۰ (۱۱ دی ۱۲۹۸) - درگذشته ۶ آوریل ۱۹۹۲ (۱۷ فروردین ۱۳۷۱)) نویسندهٔ آمریکایی روسی تبار گونه‌های علمی، علمی-تخیلی، خیال‌پردازی، بیوشیمی بود. شهرت اصلی او بیشتر به خاطر (در ایران ) است. وی از شهرت جهانی برخوردار است و دائرةالمعارف بریتانیکا وی را واضع واژه رباتیک در زبان انگلیسی می‌شناسد. وی بیش از ۵۰۰ عنوان کتاب در تمام دسته‌های اصلی رده‌بندی دیوی (به جز فلسفه) دارد و سیارک آسیموف ۵۰۲۰ به افتخار وی نامگذاری شده‌است. آسیموف، کلارک و هاین‌لاین به عنوان سه نویسندهٔ بزرگ گونهٔ علمی-تخیلی شناخته می‌شوند.

آمیلازها آنزیم‌هایی هستند که باعث تجزیه زنجیره های کربوهیدراتها مانند نشاسته می‌شوند.

اصل عدم قطعیت (به انگلیسی: Uncertainty principle) در مکانیک کوانتومی را ورنر هایزنبرگ، فیزیکدان آلمانی، در سال ۱۹۲۶ فرمول‌بندی کرد.

در فیزیک کوانتومی، اصل عدم قطعیت هایزنبرگ، اظهار می‌دارد که جفت‌های مشخصی از خواص فیزیکی، مانند مکان و تکانه، نمی‌تواند با دقتی دلخواه معلوم گردد. به عبارت دیگر، افزایش دقت در کمیت یکی از آن خواص مترادف با کاهش دقت در کمیت خاصیت دیگر است. این عبارت به دو روش گوناگون تفسیر شده‌است. بنا بر دیدگاه هایزنبرگ، غیر ممکن است که همزمان سرعت و مکان الکترون یا هر ذرهٔ دیگری با دقت یا قطعیت دلخواه معین شود. بنا بر دیدگاه گروه دوم، که افرادی چون بالنتین در آن قرار دارند، این عبارت راجع به محدودیت دانشمندان در اندازه‌گیری کمیت‌های خاصی از سیستم نیست، بلکه امری است راجع به طبیعت و ذات خود سیستم چنان که معادلات مکانیک کوانتومی شرح می‌دهد. در مکانیک کوانتوم، یک ذره به وسیلهٔ بستهٔ موج شرح داده می‌شود. اگر اندازه‌گیری مکان ذره مد نظر باشد، طبق معادلات، ذره می‌تواند در هر مکانی که دامنهٔ موج صفر نیست، وجود داشته باشد و این به معنی عدم قطعیت مکان ذره است. برای به دست آوردن مکان دقیق ذره، این بستهٔ موج باید تا حد ممکن «فشرده» شود، که یعنی، ذره باید از تعداد زیادی موج سینوسی که به یکدیگر اضافه شده‌اند (بر روی هم جمع شده‌اند) ساخته شود. از طرف دیگر، تکانهٔ ذره متناسب با طول موج یکی از این امواج سینوسی است، اما می‌تواند هر کدام از آن‌ها باشد. بنا بر این هر چقدر که مکان ذره –به واسطهٔ جمع شدن تعداد بیشتری موج- با دقت بیشتری اندازه‌گیری شود، تکانه با دقت کمتری معین می‌شود (و بر عکس). تنها ذره‌ای که مکان دقیق دارد، ذرهٔ متمرکز در یک نقطه است، که چنین موجی طول موج نامعین دارد (و بنا بر این تکانهٔ نامعین دارد). از طرف دیگر تنها موجی که طول موج معین دارد، نوسان منظم تناوبی بی‌پایان در فضا است که هیچ مکان معینی ندارد. در نتیجه در مکانیک کوانتومی، حالتی نمی‌تواند وجود داشته باشد که ذره را با مکان و تکانه معین شرح دهد. اصل عدم قطعیت را می‌توان بر حسب عمل اندازه‌گیری، که شامل فروپاشی تابع موج نیز می‌شود، بازگویی کرد. هنگامی که مکان اندازه‌گیری می‌شود، تابع موج به یک برامدگی با پهنای بسیار کم فروپاشیده می‌شود، و تکانهٔ تابع موج کاملاً پخش می‌شود. تکانهٔ ذره به مقداری متناسب با دقتِ اندازه‌گیری مکان، در عدم قطعیت باقی می‌ماند. مقداری باقی‌ماندهٔ عدم قطعیت نمی‌تواند از حدی که اصل عدم قطعیت مشخص کرده است، کمتر شود، و مهم نیست که فرایند و تکنیک اندازه‌گیری چیست. این بدین معنی است که اصل عدم قطعیت مربوط به اثر مشاهده‌گر است. اصل عدم قطعیت کمترین مقدار ممکن در آشفتگی تکانه، در حین اندازه‌گیری مکان، و بر عکس، را معین می‌کند. بیان ریاضی اصل عدم قطعیت این است که هر حالت کوانتومی این خاصیت را دارد که ریشه متوسط مربعِ (RMS) انحرافات از مقدار متوسط مکان (موقعیت) (انحراف استاندارد توزیع X):

ضرب در RMS انحرافات تکانه از مقدار متوسطش (انحراف استاندارد P):

هیچگاه نمی‌تواند از کسر ثابتی از ثابت پلانک کوچکتر باشد:

هر عمل اندازه‌گیری با دقت حالت کوانتومی را تقلیل داده و منجر به افزایش انحراف استاندارد تکانه به مقداری بزرگتر از می‌شود.

مهندسی شیمی (به انگلیسی: Chemical engineering) عبارت است از فرآیندی شیمیایی از قبیل واحدهای یک پالایشگاه، پتروشیمی، صنایع چوب و کاغذ، صنایع غذایی، ، صنایع پلیمر، و غیره .

واحدهایی که برای تولید انبوه به کار می‌رود. به این بخش از مهندسی شیمی، مهندسی فرآیند گفته می‌شود.

فرآیندهای مجزایی که توسط یک مهندس شیمی به کار گرفته می‌شوند (مانند تقطیر، عملیات واحد نام داشته و شامل واکنش شیمیایی، عملیات انتقال جرم، انتقال حرارت و انتقال اندازه حرکت هستند. این فرآیندها برای سنتز شیمیایی یا با هم ترکیب می‌شوند.

 نقره یک عنصر شیمیایی با علامت Ag است. نقره فلزی نرم، سفیدرنگ، براق و جذاب است که در بین تمام عناصر، بالاترین میزان رسانایی الکتریکی و در بین تمام فلزات بیشترین میزان رسانایی گرمایی را دارد. نقره در طبیعت هم به صورت خالص و هم به صورت آلیاژ طبیعی همراه با طلا و دیگر فلزات و هم در برخیسنگ‌های معدنی یافت می‌شود. بیشترین تولید نقره جهان به عنوان محصول جانبی از استخراج مس، نیکل، سرب و روی به دست می‌آید.

نقره یکی از فلزات گران‌بها به شمار می‌رود و بیشتر کاربردهای آن نیز ناشی از قابلیت‌های آن به عنوان یک فلز گران‌بها و همچنین قابلیت رسانایی بالای آن است. در سال‌های اخیر بیشترین مصرف نقره به ترتیب در بخش صنعت (به ویژه صنایع الکترونیک)، ساخت جواهرات و لوازم تزئینی، تولید سکه و مدال، عکاسیو ساخت ظروف و لوازم غذاخوری بوده‌است. از دیگر کاربردهای نقره می‌توان به ساخت آینه و دوربین، به عنوان کاتالیزور فرایندهای شیمیایی، ملغمه پرکردن دندان و ساخت برخی سازهای موسیقی اشاره کرد. ضمن اینکه سکه‌ها و شمش‌های نقره برای سرمایه‌گذاری و به عنوان پناه امن سرمایه به‌کار می‌روند.

آنژیوتانسینوژن (به انگلیسی: Angiotensin) پیش ساز هورمون آنژیوتانسین دو بوده توسط کبد ساخته و در خون آزاد می‌شود. آنژیوتانسینوژن یک پروتئین از نوع α-۲-globulin است که در انسان ۴۵۲ اسیدآمینه دارد.

پیوند یونی نوعی از پیوند شیمیایی است که برپایه نیروی الکترواستاتیک بین دو یون با بار مخالف شکل می‌گیرد.

ترکیبات یونی متشکل از تعداد زیادی آنیون و کاتیون هستند که با طرح معین هندسی در کنار هم قرار گرفته‌اند و یک بلور بوجود می‌آورند. هر بلور، به سبب جاذبه‌های منفی ـ مثبت یونها به هم، نگهداشته شده است. فرمول شیمیایی یک ترکیب یونی نشانه ساده‌ترین نسبت یونهای مختلف برای به وجود آوردن بلوری است که از نظر الکتریکی خنثی باشد.

گاه اتمها برای رسیدن به آرایش گاز نجیب (آرایش هشتایی) به جای از دست دادن یا گرفتن الکترون آنها را میان خود به اشتراک می گذارند. در این حالت میان دو اتم پیوندی به وجود می آید که به آن  پیوند کووالانسی می گویند. به عنوان مثال ترکیبی مانند ید ( _۲I) از به اشتراک گذاشته شدن زوج الکترون پیوندی میان دو اتم  حاصل شده است. به چنین ترکیبهایی که از مولکوهای جدا از هم تشکیل شده اند، ترکیبهای مولکولی می گویند.

اتم‌ها در مولکولها توسط پیوندهای کووالانسی کنار هم نگه داشته شده‌اند. اما پرسش این است که مولکولها در حال مایع و جامد توسط چه نیرویی به سوی یکدیگر جذب می‌شوند، نیروهایی که مولکولهای یک ماده را در حالت مایع یا جامد به همدیگر ارتباط می‌دهد به نیروهای بین مولکولی معروف است.

نیروهای بین مولکولی بین مولکولهای قطبی با نیروهای بین مولکولی بین مولکولهای غیرقطبی باهم تفاوت دارند. معمولاً نیروهای بین مولکولی به نام نیروهای واندروالسی معروفند. وجود این نیروها در بین مولکولها باعث می‌شود که یک ترکیب جامد مولکولی شکل معینی داشته باشد و با غلبه بر این نیروها بتوان آن را به حالت مایع درآورد.

اطلاعات اولیه

طلا ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Au ( لاتین aurum ) و عدد اتمی 79 وجود دارد. طلا فلزی است نرم ، براق ، زرد رنگ ، چکش‌خوار ، قابل انعطاف ( سه ظرفینتی و یک ظرفیتی ) و فلز واسطه که با بیشتر عناصر شیمیایی واکنش ندارد و تنها بوسیله کلر و تیزاب سلطانی ( آمیزه ای از اسید نیتریک و اسید هیدروکلریک ) مورد حمله قرار می‌گیرد.

این فلز عمدتا" به شکل آزاد و بصورت تکه‌هایی در سنگها و رسوبهای آبرفتی وجود دارد و یکی از فلزات ضرب سکه می‌باشد. طلا در بسیاری از کشورها بعنوان معیار ارزش پول بکار می‌رود. همچنین در جواهرات ، دندانپزشکی و الکترونیک مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تاریخچه

طلا ( از واژه سانسکریت Jval ؛ آنگلوساکسون gold ؛ لاتین aurum که همگی به معن طلا هستند ) را از دوران باستان شناخته و به ارزش بالای آن پی بردند. هیروگلیف مصری از 2600 قبل از میلاد این فلز را توصیف کرده و در کتاب عهد عتیق بارها به طلا اشاره شده است. زمان زیادی است که طلا یکی از گران‌قیمت‌ترین فلزات به حساب آمده و قیمت آن در تاریخ ، معیار بسیاری از پولهای رایج می‌باشد ( تحت عنوان پایه طلا شناخته می‌شود ).

از طلا بعنوان نمادی برای پاکی ، ارزش ، سلطنت و مخصوصا" نقشهایی که ترکیبی از این ویژگیها است استفاده می‌شود. نخستین هدف کیمیاگران ، تولید طلا از سایر مواد مانند سرب بود، اگرچه کیمیاگران هرگز موفق به این کار نشدند. گیمیاگران نشانه طلا را دایره و نقطه‌ای در وسط می‌دانند و همچنین نشان ستاره شناسی هم هست.

در بسیاری از مسابقات به نفر اول مدال طلا ، به نفر دوم نقره و به نفر سوم برنز جایزه می‌دهند. بیشترین مقدار طلا در جهان در بانک مرکزی دولت فدرال آمریکا وجود دارد. در طی قرن نوزدهم هر جا ذخایر بزرگ طلا کشف می‌شد، هجوم طلا رخ می‌داد. از جمله هجوم طلای کالیفرنیا ، کلرادو ، اتاگو ، استرالیا ، Black Hills و کلوندایک.

پیدایش

طلا بخاطر سکون شیمیایی نسبی که دارد، بیشتر بصورت فلز محلی و ندرتا" به شکل تکه‌های بزرگ یافت می‌شود، اما معمولا" بصورت ذرات بسیار ریزی در برخی مواد معدنی ، رگه‌های کوارتز ، سنگ لوح ، صخره های دگردیسی و رسوبات آبرفتی که از این منابع سرچشمه گرفته‌اند، دیده می‌شود. طلا بطور گسترده ای پراکنده شده و بیشترهمراه کوارتز یا پیریت است و در کانی‌های پتزیت ، کالاوریت و سیلوانیت با تلوریم ترکیب شده است.

این عنصر با روشهای بهره برداری از رسوبات دارای طلا از رسوبات جدا می‌شود. آفریقای جنوبی منبع تقریبا" 2,3 ذخائر طلای جهان است ( منابع موجود در داکوتای جنوبی و نوادا دو سوم طلای مصرفی آمریکا را تامین می‌کنند ). طلا را با استفاده از سیانور ، آمالگام و گداختن از کانی‌ها خارج می‌کنند.

پالایش این فلز اغلب بوسیله الکترولیز تحقق می‌یابد. این فلز در آب دریا و بر حسب مکان نمونه برداری بین 0،1 تا 2 میلی‌گرم در تن یافت می‌شوند، لذا تا سال 1383 هیچ روش مفیدی برای بازیافت طلا از آب دریا ابداع نشده است. اگرچه طلا در صنعت و هنر بسیار مهم است، این عنصر وضعیت منحصر به فردی نسبت به تمامی کالاها دارد و آن ، حفظ ارزش خود در دراز مدت می‌باشد.

برآورد شده ست که با کل طلای پالایش شده جهان می‌توان یک مکعب یکپارچه هر ضلع 20 متر (60 فوت) درست کرد.

خصوصیات قابل توجه

طلا عنصر فلزی است که کلا" به رنگ زرد دیده می‌شود، اما اگر به‌دقـت جدا شود، می‌تواند سیاه ، قرمز سیر یا ارغوانی باشد. شاید بتوان گفت این فلز ، زیباترین عنصر و چکش‌خوارترین و قابل انعطاف‌ترین فلز شناخته شده است. در واقع یک اونس طلا را می‌توان با چکش کاری به یک ورقه 300 فوت مربع تبدیل نمود. طلا که فلزی نرم می‌باشد، برای استحکام بیشتر اغلب با فلزات دیگر آلیاژ می‌شود.

طلا یک رسانای خوب حرارتی و الکتریکی است که تحت تاثیر هوا و سایر معرفها قرار نمی‌گیرد. این فلز تا حد زیادی در برابر حرارت ، رطوبت و بیشتر عوامل فرساینده مقاوم است و بنابراین استفاده از آن در سکه و جواهرات بسیار مناسب است. رنگ طلای جامد و محلولهای کلوئیدی تیره رنگی که ( اغلب ارغوانی ) می‌توان از آن تهیه کرد، به این علت است که فرکانس پلاسمون این عنصر در دامنه مرئی وجود دارد که موجب انعکاس نورهای زرد و قرمز و جذب نور آبی می‌شود.

طلای بومی معمولا"دارای 8 تا 10 درصد نقره می‌باشد، اما اغلب این مقدار بیشتر است. هرچه مقدار نقره بیشتر شود، رنگ طلا سفیدتر و جرم مخصوص آن کمتر می‌شود. آلیاژ آن با مس به رنگ قرمز ، با آهن به رنگ سبز و با آلومینیوم به رنگ ارغوانی می‌باشد. جواهراتی که در شرق آمریکا با ترکیباتی از طلای رنگین به توریستها فروخته می‌شود، به نام طلای Black Hills داد و ستد می‌شود.

حالات اکسیداسیون معمولی طلا شامل 1+و3+ است.

کاربردها

• طلای خالص برای استفاده‌های عادی بسیار نرم هستند، لذا برای استحکام آن ، با نقره و مس آلیاژ می‌سازند.
   
• در بسیاری از کشورها از طلا و بسیاری از آلیاژهای آن در جواهرات و ضرب سکه و نیز بعنوان شاخصی برای مبادلات پولی استفاده می‌شود.
   
• به‌علت هدایت الکتریکی خوب و مقاومت آن در برابر فرسایش و سایر ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی این عنصر، از اواخر قرن بیستم طلا بعنوان فلز صنعتی مهمی به حساب آمده است.
   
• طلا عملکرد مهمی در رایانه ، تجهیزات ارتباطی ، موتور هواپیمای جت و فضاپیماها و بسیاری محصولات دیگر دارد.
   
• هدایت الکتریکی خوب طلا و مقاومت آن در برابر اکسیداسیون موجب کاربرد وسیع آن برای آبکاری سطح اتصال دهنده‌های الکتریکی شده است تا اتصالی خوب با مقاومت کم تضمین شود.
   
• طلا همانند نقره می‌تواند با جیوه ، ملغمه محکمی را تشکیل دهد که گاهی از آن برای پر کردن دندان استفاده می‌شود.
   
• اخیرا" طلای کلوئیدی ( ذرات یک بیلیونیم طلا ) که محلولی کاملا رنگی می‌باشد، برای مصارف بیولوژیکی و پزشکی در آزمایشگاههای زیادی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین برای رنگ طلائی روی سرامیکها قبل از پختن در کوره استفاده می‌شود.
   
• از اسید Chlorauric در عکاسی برای پررنگ کردن تصویر نقره‌ای استفاده می‌شود.
   
• Disodium aurothiomalate برای درمان روماتیسم مفصلی بکار می‌رود؛ (درون عضله وارد می‌شود).
   
• از ایزوتوپ Au-198 ( با نیمه عمر 2,7 روز ) برای درمان برخی سرطانها و بیماریهای دیگر استفاده می‌شود.
   
• طلا بعنوان یک ماده بیولوژیکی که امکان پوشش بوجود می‌آورد، کاربرد دارد و باید آنرا بوسیله میکروسکوپ الکترونی ( scanning electron microscope ) مشاهده نمود.
   
• طلا اغلب نماد بهترین و والاترین دستاوردها می‌باشد. یک مدال طلا مانند روبان آبی ، بهترین پاداش در بازیهای المپیک و بسیاری از رقابتهای دیگر است.
   
• چون طلا منعکس کننده خوبی برای هر دو نور مادون قرمز و نور ساکن است، بعنوان لایه محافظ سطح بسیاری از ماهواره‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ارزش

طلا مانند فلزات پُر ارزش دیگر با سیستم توزین تروی سنجیده می‌شود و در صورت آلیاژ با سایر فلزات از اصطلاح carat برای مشخص کردن مقدار طلای موجود با عیار 24 ( که طلای خالص است ) استفاده می‌شود. ( در ایران بیشتر از مثقال برای معاملات بازار طلا استفاده می‌شود و برای آلیاژهای طلا از میزان عیار اسفاده می‌شود که عیار 24 طلای خالص می‌باشد).

در طول تاریخ از طلا برای پشتیبانی پول و در سیستمی تحت عنوان پایه طلا استفاده می‌شد که در این سیستم ، یک واحد از پول رایج معادل مقدار معینی طلا بود. مدت زیادی ارزش طلا توسط آمریکا برای هر اونس تروی 20,62 دلار تعیین شد، اما در سال 1934 ارزش طلا 35،00 دلار برای هر اونس تروی تثبیت شد.

به سبب بحران طلا در 17 مارس 1968 طرح نرخ‌گذاری دوگانه ایجاد شد که طبق آن برای تثبیت ارزش بین‌المللی ، طلا همچنان به قیمت سابق 35،00 دلار در هر اونس تروی باقی ماند، اما قیمت آن در بازار خصوصی اجازه نوسان یافت؛ این سیستم نرخ‌گذاری دوگانه در سال 1975 هنگامی‌که نرخ طلا اجازه نوسان یافت، متوقف شد. از سال 1968 نرخ طلا در بازار آزاد نوسان شدیدی یافت، بطوری‌که در ژانویه 1980 به 620 دلار در هر اونس تروی رسید، اما تا ژانویه 1990 قیمت آن به 410 دلار در هر اونس تروی کاهش یافت.

گاهی اوقات ، مالکیت طلا به خاطر نقشی که بعنوان پشتوانه پول دارد، محدود و یا ممنوع می‌شود. در آمریکا مالکیت خصوصی طلا جز بصورت جواهر و سکه بین سالهای 1933 و 1975 ممنوع شده بود. چون طلا مدت زمان بسیار طولانی ارزش خود را حفظ کرده است، بعنوان یک سرمایه‌گذاری مشهود اغلب به‌صورت بخشی از یک سهام نگهداری می‌شود.

چون طلا ارزش خود را حتی هنگامیکه پول بی‌پشتوانه بی‌ارزش می‌شود حفظ می‌کند، بنابراین مخصوصا" در زمان ناتوانی یا تورم دید مورد نیاز است.

قراردادهای آینده برمبنای داد و ستد جاری طلا در COMEX ( محل خرید و فروش کالا ) است که شعبه ای از بازار بورس نیویورک ( New York Mercantile Exchange ) می‌باشد و پیش‌بینی قیمت طلا و سایر کالاها در آینده در این مکان انجام می‌گیرد.

ترکیبات

• کلرید دارای طلا (AuCl₃) و اسید کلروئیک ( HAuCl₄ ) رایج‌ترین ترکیبات طلا هستند. اگرچه طلا فلز بی‌اثر است، اما قادر است ترکیبات فراوانی بسازد.
• در تیزاب سلطانی حل شده تولید یون ^-AuCl₄ منفی می کند.
• هالیدهای طلا ( F , Cl , Br , I )
• کالکوژنیدهای طلا ( O , S , Se , Te )
• ترکیبات خوشه‌ای طلا

ایزوتوپها

تنها یک ایزوتوپ پایدار و 18 رادیوایزوتوپ که فراوان‌ترین آنها Au-195 با نیمه عمر 186 روز است، برای طلا وجود دارد.

هشدارها

بدن انسان این فلز را جذب نمی‌کند و طبیعتا" ترکیبات طلا خیلی سمی نیستند. با این همه درمورد50% بیماران ورم مفاصل که با داروهای حاوی طلا درمان شده‌اند، آسیب کبد و کلیه گزارش شده است.

زمان زندگی جابر

جابربن حیان در حدود سال 750 میلادی ولادت یافت. اما در مورد تاریخ دقیق تولد وی و حتی مرگ و محل تولد اختلاف نظر وجود دارد. پاره‌ای از قراین این گمان را برمی‌انگیزند که او ، ایرانی و زادگاهش طوس از شهرهای خراسان بوده است. گفتنی است که صفت کوفی که در روایات بسیاری به دنبال نام جابر آمده است، نشانگر زادگاه او نیست، بلکه حاکی از آن است که وی مدتی در کوفه اقامت داشته است.
‍‍‍‍‍‍ ‍‍‍‍‍‌!اعتقادات جابر
جابر هم شیعه ، هم فیلسوف و هم کیمیاگر (شیمیدان) بوده است. او در سیاست ، شیعه ، در بحث و استدلال فیلسوف و در علم و دانش ، شیمیدان بود. بالاتر از همه اینها او یک صوفی بود. آنچنان که پسوند صوفی را همچون جزئی از نام خود پیوسته به همراه داشت و به نام جابر بن حیان صوفی خوانده می‌شد. نام امام جعفر صادق علیه‌السلام فراوان در کتابهای جابر آمده است.، زیرا وی از شاگردان امام جعفر صادق علیه‌السلام بوده است. ارتباط جابر با امام جعفر صادق علیه‌السلام باید کوتاه مدت بوده باشد، زیرا شهادت امام جعفرصادق علیه‌السلام در سال 765 میلادی یعنی حدود بیست سال پس از ولادت جابر ، اتفاق افتاده است.

منزلت جابر در علم شیمی

جابر نخستین شیمیدان عرب است. وی اولین کسی است که به علم شیمی شهرت و آوازه بخشید و بی‌تردید نخستین مسلمانی است که شایستگی کسب عنوان شیمیدان را دارد. ظاهرا همین بلندی مقام ، پرآوازگی و دانش عظیم او موجب شده است که بعضی او را مورد قدردانی و ستایش و بعضی دیگر مورد حسادت و کینه‌توزی خود قراردهند.

اکسیر و عقیده جابر درباره آن

عقیده براین بود همچنان که طبیعت می‌تواند اشیا را به یکدیگر تبدیل کند، مانند تبدیل خاک و آب به گیاه و تبدیل گیاه به موم و عسل بوسیله زنبور عسل و تبدیل قلع به طلا در زیر زمین و … کیمیاگر نیز می‌تواند با تقلید از طبیعت و استفاده از تجربه‌ها و آزمایشها همان کار طبیعت را در مدت زمانی کوتاهتر انجام دهد. اما کیمیاگر برای اینکه بتواند یک شیء را به شیء دیگر تبدیل کند، بوسیله‌ای نیازمند است که اصطلاحا آنرا اکسیر می‌نامند.

اکسیر در علم کیمیا ، به منزله دارو در علم پزشکی است. جابر اکسیر را که از آن در کارهای کیمیایی خود استفاده می‌کرد، ازانواع موجودات سه گانه (فلزات ، حیوانات و گیاهان) به دست می‌آورد. او خود ، در این زمینه می‌گوید : هفت نوع اکسیر وجود دارد :
 

• اکسیر فلزی : اکسیر بدست آمده از فلزات.
• اکسیر حیوانی : اکسیر بدست آمده از حیوانات.
• اکسیر گیاهی : اکسیر بدست آمده از گیاه.
• اکسیر حیوانی - گیاهی : اکسیر بدست آمده ازامتزاج مواد حیوانی و گیاهی.
• اکسیر فلزی - گیاهی : اکسیر بدست آمده از امتزاج موادفلزی و گیاهی.
• اکسیر فلزی - حیوانی : اکسیر بدست آمده از امتزاج مواد فلزی و حیوانی.
• اکسیر فلزی - حیوانی - گیاهی : اکسیر بدست آمده از امتزاج مواد فلزی و گیاهی و حیوانی.

عقیده جابر درباره فلزات

-=

=-

این فلزات به تعبیر جابر قانون صنعت را تشکیل می‌دهند. به عبارت دیگر قوانین علم کیمیا بر این هفت فلز استوار است. با این حال ، خود این کانیها از ترکیب دو کانی اساسی ، یعنی گوگرد و جیوه بوجود می‌آیند که به نسبتهای مختلف ، در دل زمین ، باهم ترکیب می‌شوند. بنابراین ، تفاوت میان فلزات هفتگانه تنها یک تفادت عرضی وجود دارد نه جوهری که محصول تفاوت نسبت ترکیب گوگرد و جیوه در آن می‌باشد. اما طبیعت هر یک از گوگرد و جیوه تابع دو عامل زمینی و زمانی است. به عبارت دیگر ، تفاوت خاک زمینی که این دو کانی در آن بوجود می‌آیند و همچنین تفاوت وضعیت کواکب به هنگام پیدایش آنها موجب می‌شود که طبیعت گوگرد و یا جیوه تفاوت پیدا کند.

تعریف جابر از بعضی فلزات و تبدیل آنها

قلع

دارای چهار طبع است. ظاهر آن ، سرد و تر و نرم و باطنش گرم و خشک و سخت … پس هرگاه صفات ظاهر قلع به درون آن برده شود و صفات باطنی آن به بیرون آورده شود، ظاهرش خشک و در نتیجه قلع به آهن تبدیل می‌شود.

آهن

از چهار طبع پدید آمده است که از میان آنها ، دو طبع ، یعنی حرارت و خشکی شدید به ظاهر آن اختصاص دارد و دو طبع دیگر یعنی برودت و رطوبت به باطن آن. ظاهر آن ، سخت و باطن آن نرم است. ظاهر هیچ جسمی به سختی ظاهر آن نیست. همچنین نرمی باطن آن به اندازه سختی ظاهرش می‌باشد. از میان فلزات جیوه مانند آهن است. زیرا ظاهر آن آهن و باطن آن جیوه است.

طلا

ظاهر آن گرم و تر و باطنش سرد و خشک می‌باشد. پس جمیع اجسام (فلزات) را به این طبع برگردان. چون طبعی معتدل است.

زهره(=مس)

گرم و خشک است ولی خشکی آن از خشکی آهن کمتر است زیرا طبع اصلی مس ، همچون طلا ، گرم و تر بوده است اما در آمدن خشکی بر آن ، آنرا فاسد کرده است. لذا با از میان بردن خشکی ، مس به طبع اولیه خود برمی‌گردد.

جیوه

طبع ظاهری آن سرد و تر و نرم و طبع باطنی‌اش گرم و خشک و سخت است. بنابراین ظاهر آن ، همان جیوه و باطنش آهن است. برای آن که جیوه را به اصل آن یعنی طلا برگردانی، ابتدا باید آن را به نقره تبدیل کنی.

نقره

اصل نخست آن ، طلا است ولی با غلبه طبایع برودت و یبوست ، طلا به درون منتقل شده است و در نتیجه ظاهر فلز ، نقره و باطن آن طلا گردیده است. بنابراین اگر بخواهی آن را به اصلش یعنی طلا برگردانی ، برودت آن را به درون انتقال ده ، حرارت آن آشکار می‌شود. سپس خشکی آن را به درون منتقل کن ، در نتیجه ، رطوبت آشکار و نقره تبدیل به طلا می‌شود.

اطلاعات اولیه

جاذبه بین مولکولی

دربرخی از

ترکیبات هیدروژن‌دار

بطور غیرعادی قوی است. این جاذبه در ترکیباتی مشاهده می‌شود که درآنها بین هیدروژن و

عناصری

که اندازه کوچک و

الکترونگاتیویته

زیاد دارند، پیوند هیدروژنی وجود دارد. پیوند هیدروژنی نه تنها بین مولکولهای یک نوع ماده ، بلکه بین مولکولهای دو ماده متفاوت که توانایی تشکیل پیوند هیدروژنی را دارند نیز برقرار می‌شود.

نحوه تشکیل پیوند هیدروژنی

پیوند هیدروژنی بر اثر جاذبه اتم هیدروژن اندک مثبت موجود در یک مولکول و اتم بسیار الکترونگاتیو

موجود در مولکول دیگر (یا در محل دیگر همان مولکول اگر مولکول به قدر کافی بزرگ باشد که بتواند روی خود خم شود) تولید می‌گردد. جا به جا شدن یک

جفت الکترون

به سمت عنصر بسیار الکترونگاتیو نیتروژن ، اکسیژن یا فلوئور موجب می‌شود که این اتمها دارای بار منفی جزئی شوند.

در این صورت پیوند هیدروژنی پلی است میان دو

اتم

شدیدا الکترونگاتیو با یک اتم هیدروژن که از طرفی بطور

کووالانسی

با یکی از اتمهای الکترونگاتیو و از طرف دیگر بطور

الکترواستاتیکی

(جاذبه مثبت به منفی) با اتم الکترونگاتیو دیگر پیوند یافته است. استحکام پیوند هیدروژنی

یک‌دهم

تا

یک‌پنجاهم

قدرت یک

پیوند کوالانسی

متوسط است.

شرایط تشکیل پیوند هیدروژنی

• بالا بودن الکترونگاتیوی اتمهای متصل به هیدروژن: برهمین اساس است که فلوئور (الکترونگاتیوترین عنصر) ، قویترین پیوند هیدروژنی و اکسیژن (الکترونگاتیوتر از نیتروژن) ، پیوند هیدروژنی قویتری درمقایسه با نیتروژن تشکیل می‌دهد. همچنین بار مثبت زیاد بر روی اتم هیدروژن ، زوج الکترون مولکول دیگر را بشدت جذب می‌کند و کوچک بودن اندازه اتم هیدروژن سبب می‌شود که ملکول دوم بتواند به آن نزدیک شود.
   
• کوچک بودن اتمهای متصل به هیدروژن : پیوند هیدروژنی واقعا مؤثر فقط در ترکیبات فلوئور ، اکسیژن و نیتروژن تشکیل می‌شود. با وجود اینکه دو اتم نیتروژن و کلر ، الکترونگاتیوی برابر دارند، چون اتم کلر از اتم نیتروژن بزرگتر است بر خلاف نیتروژن ، کلر پیوند هیدروژنی ضعیفی تشکیل می‌دهد.

توجیه خواص غیرعادی برخی از مواد

وجود خواص غیرعادی برخی از مواد در حالت

جامد

یا

مایع

از جمله بالا بودن دماهای ذوب و جوش ، نشان می‌دهد که نیروهای جاذبه بین مولکولی در آنها به اندازه‌ای زیاد است که نمی‌توان آن را به تأثیرهای متقابل ضعیف بین مولکولی نسبت داد. آشناترین این نوع مواد ، فلوئورید هیدروژن ، آب و آمونیاک است که بسیاری از خواص آنها از جمله دماهای جوش و ذوب آنها از دماهای جوش و ذوب ترکیبهای مشابه خود ، برای مثال

بطور غیرمنتظره‌ای بالاتر است.

شاید تصور شود که علت این وضعیت غیر عادی ، قطبیت به نسبت زیاد این مولکولهاست. البته تا اندازه‌ای همین طور است. اما بررسی دقیق این پدیده غیر عادی نشان می‌دهد که باید نیروی جاذبه قویتر از نیروهای جاذبه دوقطبی _ دوقطبی بین مولکولهای آنها برقرار باشد.

اگر به ساختار الکترونی مولکولهای

توجه شود، می‌توان به موردهای مشترک بین آنها پی برد. این وجه اشتراک ، وجود دست کم یک پیوند کوالانسی با اتم هیدروژن و یک

اوربیتال هیبریدی ناپیوندی

دو الکترونی اتم مرکزی بسیار الکترونگاتیو در هر یک از آنهاست.

اتمهای

الکترونگاتیوی بالایی دارند با هیدروژن پیوند کوالانسی بشدت قطبی بوجود می‌آورند، بطوری که هیدروژن به میزان قابل توجهی خصلت یک

پروتون

را پیدا می‌کند. جفت الکترون ناپیوندی و قابل واگذاری روی اتم الکترونگاتیو H ، این امکان را پدید می‌آورد که اتم هیدروژن در نقش پل ، اتم‌های الکترونگاتیو دو

مولکول

را به یکدیگر متصل کند و نیروی جاذبه‌ بین مولکولی بوجود می‌آید که به پیوند هیدروژنی مرسوم است.

خواص ترکیبات دارای پیوند کووالانسی

ترکیباتی که مولکولهای آنها از طریق پیوند هیدروژنی به همدیگر پیوسته‌اند، علاوه بر دارا بودن

نقاط جوش

بالا ، بطور غیرعادی در دمای بالا

ذوب

می‌شوند و

آنتالپی تبخیر

،

آنتالپی ذوب

و

گرانروی

آنها زیاد است.

علت شناور بودن یخ

یخ

روی آب شناور می‌ماند، زیرا به هنگام

انجماد

، منبسط می‌شود. سبب این انبساط پیوند هیدروژنی میان مولکول‌های خمیده آب است ساختار خمیده یا زاویه‌ای مولکول آب ناشی از آرایش چهار وجهی چهار جفت الکترون در

لایه ظرفیت

یک اتم است. ساختار زاویه‌ای

مولکول آب

و پیوند هیدروژنی میان مولکولهای آب به آن معنی است که هر مولکول آب می‌تواند حداکثر با چهار مولکول آب دیگر پیوند هیدروژنی داشته باشد.

پس آب مایع را می‌توان به صورت خوشه‌هایی از مولکولهای آب تصورکرد، خوشه‌هایی که با پیوند هیدروژنی از مولکولهای آب ساخته شده‌اند و دائم در حال حرکتند. شمار مولکولها در هر خوشه و سرعت حرکت خوشه‌ها به

دما

بستگی دارد. با سرد شدن آب ، مجموعه‌هایی از مولکولهای آب که بسرعت در حرکت‌اند، کند می‌شوند و در نقطه انجماد به یکدیگر قلاب شده ساختمان سه بعدی منبسط شده‌ای را بوجود می‌آورند. این ساختمان گسترده‌تر موجب می‌شود که تراکم یخ کمتر از آب باشد.

ذوب شدن یخ در حدود 15% انرژی پیوند‌های هیدروژنی را می‌شکند و این امر سبب فرو ریختن ساختار می‌شود. در نتیجه مایعی متراکم حاصل می گردد.

چرا نقطه جوش آب بالا است؟

خاصیت عجیب دیگر آب ، نقطه جوش نسبتا زیاد آن است. تقریبا تمام ترکیبات هیدروژن‌دار مجاور اکسیژن و اعضای خانواده آن یعنی

در دمای اتاق به حالت گازی هستند. اما آب مایع است. برای آنکه یک مولکول به حالت

بخار

در آید، باید انرژی جذب کند تا بتواند خود را از قید مولکولهای دیگر آزاد کند. چون آب مایع با پیوند هیدروژنی به صورت خوشه‌هایی از مولکول‌ها در می‌آید، برای شکسته شدن پیوند‌های هیدروژنی آن ، انرژی زیادی لازم است.

اما همه پیوندهای هیدروژنی شکسته نمی‌شوند و خوشه‌هایی از مولکولهای آب حتی در نزدیکی 1000 درجه سانتیگراد هنوز وجود دارند. وقتی آب گرم می‌شود، آشفتگی گرمایی پیوند هیدروژنی را می‌گسلد تا آنکه در

بخار آب

، فقط جزء کوچکی از شمار پیوندهای هیدروژنی موجود در آب مایع یا جامد باقی می‌ماند. اگر پیوند محکم میان مولکولی از قبیل پیوند هیدروژنی وجود نداشته باشد، مواد معمولا بنا به

جرم مولکولی

خود به جوش می‌آیند.

جرم‌های مولکولی بزرگتر برای جوش آمدن به دمای زیادتری نیازمندند. عمدتا به این دلیل که

ابرهای الکترونی

بزرگتر آسانتر و پیچیده می‌شوند و این امر ، منجر به

نیروهای لاندن

بین مولکولی قویتر می‌شود.

کاربردهای پیوند هیدروژنی

پیوندهای هیدروژنی در بسیاری از مواد یافت می‌شوند. پدیده‌هایی از قبیل چسبناک شدن آب‌نبات سفت ، دیرتر خشک شدن الیاف

پنبه‌ای

از الیاف

نایلونی‌

، نرم شدن

پوست

با نایلون ، ناهنجارهای ظاهری در ماهیت آب ، همگی ناشی از همین پیوندهای هیدروژنی است.

ti This artist's conception shows a nearly invisible ring around Saturn — the largest of the giant planet's many rings. It was discovered by NASA's Spitzer Space Telescope. Image credit: NASA/JPL-Caltech/Keck
› Full image and caption
› Related animation PASADENA, Calif. -- NASA's Spitzer Space Telescope has discovered an enormous ring around Saturn -- by far the largest of the giant planet's many rings.

The new belt lies at the far reaches of the Saturnian system, with an orbit tilted 27 degrees from the main ring plane. The bulk of its material starts about six million kilometers (3.7 million miles) away from the planet and extends outward roughly another 12 million kilometers (7.4 million miles). One of Saturn's farthest moons, Phoebe, circles within the newfound ring, and is likely the source of its material.

Saturn's newest halo is thick, too -- its vertical height is about 20 times the diameter of the planet. It would take about one billion Earths stacked together to fill the ring.

"This is one supersized ring," said Anne Verbiscer, an astronomer at the University of Virginia, Charlottesville. "If you could see the ring, it would span the width of two full moons' worth of sky, one on either side of Saturn." Verbiscer; Douglas Hamilton of the University of Maryland, College Park; and Michael Skrutskie, of the University of Virginia, Charlottesville, are authors of a paper about the discovery to be published online tomorrow by the journal Nature.

This picture shows a slice of Saturn's largest ring, as seen in infrared light by NASA's Spitzer Space Telescope. Image credit: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Virginia
› Full image and caption An artist's concept of the newfound ring is online at http://www.nasa.gov/mission_pages/spitzer/multimedia/spitzer-20091007a.html .

The ring itself is tenuous, made up of a thin array of ice and dust particles. Spitzer's infrared eyes were able to spot the glow of the band's cool dust. The telescope, launched in 2003, is currently 107 million kilometers (66 million miles) from Earth in orbit around the sun.

The discovery may help solve an age-old riddle of one of Saturn's moons. Iapetus has a strange appearance -- one side is bright and the other is really dark, in a pattern that resembles the yin-yang symbol. The astronomer Giovanni Cassini first spotted the moon in 1671, and years later figured out it has a dark side, now named Cassini Regio in his honor. A stunning picture of Iapetus taken by NASA's Cassini spacecraft is online at http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA08384 .

Saturn's newest addition could explain how Cassini Regio came to be. The ring is circling in the same direction as Phoebe, while Iapetus, the other rings and most of Saturn's moons are all going the opposite way. According to the scientists, some of the dark and dusty material from the outer ring moves inward toward Iapetus, slamming the icy moon like bugs on a windshield.

"Astronomers have long suspected that there is a connection between Saturn's outer moon Phoebe and the dark material on Iapetus," said Hamilton. "This new ring provides convincing evidence of that relationship."

This diagram illustrates the extent of the largest ring around Saturn, discovered by NASA's Spitzer Space Telescope. The ring is huge, and far from the gas planet and the rest of its majestic rings. Image credit: NASA/JPL-Caltech
› Full image and caption Verbiscer and her colleagues used Spitzer's longer-wavelength infrared camera, called the multiband imaging photometer, to scan through a patch of sky far from Saturn and a bit inside Phoebe's orbit. The astronomers had a hunch that Phoebe might be circling around in a belt of dust kicked up from its minor collisions with comets -- a process similar to that around stars with dusty disks of planetary debris. Sure enough, when the scientists took a first look at their Spitzer data, a band of dust jumped out.

The ring would be difficult to see with visible-light telescopes. Its particles are diffuse and may even extend beyond the bulk of the ring material all the way in to Saturn and all the way out to interplanetary space. The relatively small numbers of particles in the ring wouldn't reflect much visible light, especially out at Saturn where sunlight is weak.

"The particles are so far apart that if you were to stand in the ring, you wouldn't even know it," said Verbiscer.

Spitzer was able to sense the glow of the cool dust, which is only about 80 Kelvin (minus 316 degrees Fahrenheit). Cool objects shine with infrared, or thermal radiation; for example, even a cup of ice cream is blazing with infrared light. "By focusing on the glow of the ring's cool dust, Spitzer made it easy to find," said Verbiscer.

These observations were made before Spitzer ran out of coolant in May and began its "warm" mission.

This diagram highlights a slice of Saturn's largest ring. The ring (red band in inset photo) was discovered by NASA's Spitzer Space Telescope, which detected infrared light, or heat, from the dusty ring material. Spitzer viewed the ring edge-on from its Earth-trailing orbit around the sun. Hubble image credit: NASA/ESA/STScI/AURA
› Full image and caption NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif., manages the Spitzer Space Telescope mission for NASA's Science Mission Directorate, Washington. Science operations are conducted at the Spitzer Science Center at the California Institute of Technology, also in Pasadena. Caltech manages JPL for NASA. The multiband imaging photometer for Spitzer was built by Ball Aerospace Corporation, Boulder, Colo., and the University of Arizona, Tucson. Its principal investigator is George Rieke of the University of Arizona.

 

فیزیک کوانتوم چیست؟

 

 

 

نیلز بور (۱۹۶۲-۱۸۸۵)، از بنیانگذاران فیزیک کوانتوم، در مورد چیزی که بنیان گذارده است، جمله ای دارد به این مضمون که:
"اگر کسی بگوید فیزیک کوانتوم را فهمیده، پس چیزی نفهمیده است."
ما هم در اینجا می خواهیم چیزی را برایتان توضیح دهیم که قرار است نفهمید!

 

تقسیم ماده:

بیایید از یک رشته‌ی دراز ماکارونی پخته شروع کنیم. اگر این رشته‌ی ماکارونی را نصف کنیم، بعد نصف آن را هم نصف کنیم، بعد نصفِ نصف آن را هم نصف کنیم و... شاید آخر سر به چیزی برسیم ــ البته اگر چیزی بماند! ــ که به آن مولکولِ ماکارونی می‌توان گفت؛ یعنی کوچکترین جزئی که هنوز ماکارونی است. حال اگر تقسیم کردن را باز هم ادامه بدهیم، حاصل کار خواص ماکارونی را نخواهد داشت، بلکه ممکن است در اثر ادامه‌ی تقسیم، به مولکول‌های کربن یا هیدروژن یا... بربخوریم. این وسط، چیزی که به درد ما می خورد ــ یعنی به دردِ نفهمیدن کوانتوم! ــ این است که دست آخر، به اجزای گسسته ای به نام مولکول یا اتم می رسیم.
این پرسش از ساختار ماده که «آجرک ساختمانی ماده چیست؟»، پرسشی قدیمی و البته بنیادی است. ما به آن، به کمک فیزیک کلاسیک، چنین پاسخ گفته ایم: "ساختار ماده، ذره ای و گسسته است"؛ این یعنی نظریه‌ی مولکولی.

تقسیم انرژی:
بیایید ایده‌ی تقیسم کردن را در مورد چیزهای عجیب تری به کار ببریم، یا فکر کنیم که می توان به کار برد یا نه. مثلاً در مورد صدا. البته منظورم این نیست که داخل یک قوطی جیغ بکشیم و در آن را ببندیم و سعی کنیم جیغ خود را نصف ـ نصف بیرون بدهیم.
صوت یک موج مکانیکی است که می تواند در جامدات، مایعات و گازها منتشر شود. چشمه های صوت معمولاً سیستم های مرتعش هستند. ساده ترین این سیستم ها، تار مرتعش است، که در حنجره ی انسان هم از آن استفاده شده است. به‌راحتی(!) و بر اساس مکانیک کلاسیک می توان نشان داد که بسیاری از کمیت های مربوط به یک تار کشیده مرتعش، از جمله فرکانس، انرژی، توان و... گسسته (کوانتیده) هستند. گسسته بودن در مکانیک موجی، پدیده ای آشنا و طبیعی است (برای مطالعه‌ی بیشتر می توانید به فصل‌های ۱۹ و ۲۰ «فیزیک هالیدی» مراجعه کنید). امواج صوتی هم مثال دیگری از کمیت های گسسته (کوانتیده) در فیزیک کلاسیک هستند. مفهوم موج در مکانیک کوانتومی و فیزیک مدرن جایگاه بسیار ویژه و مهمی دارد که جلوتر به آن می رسیم و یکی از مفاهیم کلیدی در مکانیک کوانتوم است.
پس گسسته بودن یک مفهوم کوانتومی نیست. این تصور که فیزیک کوانتومی مساوی است با گسسته شدن کمیت های فیزیکی، همه‌ی مفهوم کوانتوم را در بر ندارد؛ کمیت های گسسته در فیزیک کلاسیک هم وجود دارند. بنابراین، هنوز با ایده‌ی تقسیم کردن و سعی برای تقسیم کردن چیزها می‌توانیم لذت ببریم!

مولکول نور:
خوب! تا اینجا داشتیم سعی می کردیم توضیح دهیم که مکانیک کوانتومی چه چیزی نیست. حالا می رسیم به شروع ماجرا:
فرض کنید به جای رشته‌ی ماکارونی، بخواهیم یک باریکه‌ی نور را به طور مداوم تقسیم کنیم. آیا فکر می کنید که دست آخر به چیزی مثل «مولکول نور» (یا آنچه امروز فوتون می‌نامیم) برسیم؟ چشمه های نور معمولاً از جنس ماده هستند. یعنی تقریباً همه‌ی نورهایی که دور و بر ما هستند از ماده تابش می‌کنند. ماده هم که ساختار ذره ای ـ اتمی دارد. بنابراین، باید ببینیم اتم ها چگونه تابش می کنند یا می توانند تابش کنند؟

تابش الکترون:
در سال ۱۹۱۱، رادرفورد (۹۴۷-۱۸۷۱) نشان داد که اتم ها، مثل میوه‌ها، دارای هسته‌ی مرکزی هستند. هسته بار مثبت دارد و الکترون‌ها به دور هسته می چرخند. اما الکترون های در حال چرخش، شتاب دارند و بر مبنای اصول الکترومغناطیس، «ذره‌ی بادارِ شتابدار باید تابش کند» و در نتیجه انرژی از دست بدهد و در یک مدار مارپیچی به سمت هسته سقوط کند. این سرنوشتی بود که مکانیک کلاسیک برای تمام الکترونها پیش ‌بینی می‌کند. طیف تابشی اتمها، بر خلاف فرضیات فیزیک کلاسیک گسسته است. به عبارت دیگر ، نوارهایی روشن و تاریک در طیف تابشی دیده می‌شوند.
اگر الکترونها به این توصیه عمل می‌کردند، همه‌‌ مواد (از جمله ما انسانها) باید از خود اشعه تابش می‌کردند (و همانطور که می‌دانید اشعه برای سلامتی بسیار خطرناک است)، ولی می‌بینیم از تابشی که باید با حرکت مارپیچی الکترون به دور هسته حاصل شود اثری نیست و طیف نوری تابش ‌شده از اتمها بجای اینکه در اثر حرکت مارپیچی و سقوط الکترون پیوسته باشد، یک طیف خطی گسسته است؛ مثل برچسبهای رمزینه‌ای (barcode) که روی اجناس فروشگاهها می‌زنند.
یعنی یک اتم خاص ، نه تنها در اثر تابش فرو نمی‌ریزد، بلکه نوری هم که از خود تابش می‌کند، رنگهای یا فرکانسهای گسسته و معینی دارد. گسسته بودن طیف تابشی اتمها از جمله علامت سؤالهای ناجور در مقابل فیزیک کلاسیک و فیزیکدانان دهه‌‌ی 1890 بود

 

فاجعه‌ی فرابنفش:
برگردیم سر تقسیم کردن نور.
ماکسول (۱۸۷۹-۱۸۳۱) نور را به صورت یک موج الکترومغناطیس در نظر گرفته بود. از این رو، همه فکر می کردند نور یک پدیده‌ی موجی است و ایده‌ی «مولکولِ نور»، در اواخر قرن نوزدهم، یک لطیفه‌ی اینترنتی یا SMS کاملاً بامزه و خلاقانه محسوب می شد. به هر حال، دست سرنوشت یک علامت سؤال ناجور هم برای ماهیت موجی نور در آستین داشت که به «فاجعه‌ی فرابنفش» مشهور شد:
یک محفظه‌ی بسته و تخلیه‌شده را که روزنه‌ی کوچکی در دیواره‌ی آن وجود دارد، در کوره ای با دمای یکنواخت قرار دهید و آن‌قدر صبر کنید تا آنکه تمام اجزا به دمای یکسان (تعادل گرمایی) برسند.
در دمای به اندازه‌ی کافی بالا، نور مرئی از روزنه‌ی محفظه خارج می‌شود، مثل سرخ و سفید شدن آهن گداخته در آتش آهنگری.
در تعادل گرمایی، این محفظه دارای انرژی تابشی‌ای است که آن را در تعادل تابشی - گرمایی با دیواره ها نگه می‌دارد. به چنین محفظه‌ای «جسم سیاه» می‌گوییم. یعنی اگر روزنه به اندازه‌ی کافی کوچک باشد و پرتو نوری وارد محفظه شود، گیر می‌افتد و نمی‌تواند بیرون بیاید.
نمودار انرژی تابشی در واحد حجم محفظه، برحسب رابطه رایلی- جینز در فیزیک کلاسیک و رابطه پیشنهادی پلانک

فرض کنید میزان انرژی تابشی در واحد حجمِ محفظه (یا چگالی انرژی تابشی) در هر لحظه U باشد.
سؤال: چه کسری از این انرژی تابشی که به شکل امواج نوری است، طول موجی بین ۵۴۶ (طول موج نور زرد) تا ۵۷۸ نانومتر (طول موج نور سبز) دارند؟
جوابِ فیزیک کلاسیک به این سؤال برای بعضی از طول موج‌ها بسیار بزرگ است! یعنی در یک محفظه‌ی روزنه دار که حتماً انرژی محدودی وجود دارد، مقدار انرژی در برخی طول موج‌ها به سمت بی نهایت می‌رود. این حالت برای طول موج‌های فرابنفش شدیدتر هم می‌شود.

 

 رفتار موجی ـ ذره‌ای:
در سال ۱۹۰۱ ماکس پلانک (Max Planck: ۱۹۴۷-۱۸۵۸) اولین گام را به سوی مولکول نور برداشت و با استفاده از ایده‌ی تقسیم نور، جواب جانانه ای به این سؤال داد. او فرض کرد که انرژی تابشی در هر بسامد v ــ بخوانید نُو ــ به صورت مضرب صحیحی از h است که در آن h یک ثابت طبیعی ــ معروف به «ثابت پلانک» ــ است. یعنی فرض کرد که انرژی تابشی در بسامد از «بسته های کوچکی با انرژی h» تشکیل شده است. یعنی اینکه انرژی نورانی، «گسسته» و «بسته ـ بسته» است. البته گسسته بودن انرژی به تنهایی در فیزیک کلاسیک حرف ناجوری نبود‌ (همان‌طور که قبل‌تر در مورد امواج صوتی دیدیم)، بلکه آنچه گیج‌کننده بود و آشفتگی را بیشتر می‌کرد، ماهیت «موجی ـ ذره‌ای» نور بود. این تصور که چیزی ــ مثلاً همین نور ــ هم بتواند رفتاری مثل رفتار «موج» داشته باشد و هم رفتاری مثل «ذره»، به طرز تفکر جدیدی در علم محتاج بود.

 

ذره چیست؟ ذره عبارت است از جرم (یا انرژیِ) متمرکز با مکان و سرعت معلوم.

موج چیست؟ موج یعنی انرژی گسترده شده با بسامد و طول موج. ذرات مختلف می‌توانند با هم برخورد کنند، اما امواج با هم برخورد نمی‌کنند، بلکه تداخل می‌کنند . نور قرار است هم موج باشد هم ذره! یعنی دو چیز کاملاً متفاوت.