Artaigil mu theòiridh atamach agus teòiridh cineatach
Teòiridh atamach
Airson mìltean de bhliadhnaichean, bha na Greugaich àrsaidh a’ creidsinn gun robh a h-uile stuth fìor-ghlan (leithid òr, iarann, msaa.) air a dhèanamh suas de dadaman. A rèir nan creideasan, ma thèid stuth fìor-ghlan a ghearradh ann am pìosan beaga, an uairsin thèid na pàirtean beaga bìodach a ghearradh a-rithist, agus an uairsin a ghearradh air ais… agus mar sin air adhart, bidh na pìosan as lugha ann nach gabh a ghearradh a-rithist. Canar dadaman ris na pìosan as lugha nach gabh a ghearradh a-rithist. Tha dadam a’ ciallachadh “chan urrainnear a roinn” (cànan Greugais).
Aig an àm sin, thathas den bheachd nach robh an dadam air a roinn tuilleadh. Ach nas fhaide air adhart lorg cuid de luchd-saidheans dealanan agus niuclasan atamach (protonan agus niùtronan) agus mar sin bha am barail nach gabhadh dadaman a roinn ceàrr. Mar sin, tha dadaman air an dèanamh suas de dealanan (le cosgais àicheil) agus niuclasan atamach. Bidh dealanan a’ cuairteachadh an niùclas. Taobh a-staigh an niùclas, tha protonan (le cosgais dheimhinneach) agus niùtronan (neodrach no gun cosgais).
Tha teòiridh eile ann; is e an teòiridh leantainneach an t-ainm a th’ oirre. Tha an teòiridh seo ag ràdh gum faodar stuthan fìor-ghlan a roinn gu neo-chrìochnach. A rèir na teòiridh seo, chan eil a leithid ann ris a’ phìos as lugha. Faodar na pìosan as lugha a ghearradh fhathast ann am pìosan nas lugha. Mar sin, bidh e neo-chrìochnach. Dè an dà theòiridh seo a tha ceart? An teòiridh atamach cheart no an teòiridh leantainneach?
Ann am fiosaig, thèid gach teòiridh aithneachadh gu saidheansail ma thèid an teòiridh a dhearbhadh ann an deuchainnean. Anns an 18mh, 19mh agus 20mh linn, tro dheuchainnean a rinn luchd-saidheans, bha teòiridh an atamach fìor.
An toiseach, tuig na lèirmheasan a leanas. Is e stuthan fìor-ghlan a th’ ann an eileamaidean nach gabh a roinn ann an stuthan eile gu ceimigeach, mar eisimpleir òr (Au), iarann (Fe), copar (Cu), sinc (Zn), sodium (Na), calcium (Ca), clòirin (Cl), naitridean (N), ogsaidean (O), haidridean (H) msaa. A bharrachd air na h-eileamaidean, tha todhar ann cuideachd. Tha todhar air an dèanamh suas de eileamaidean. Leis gu bheil e air a dhèanamh suas de eileamaidean, faodar an todhar a roinn ann an eileamaidean fhathast. 'S e eisimpleirean de choimeasgaidhean uisge.
’S e dadam am pàirt as lugha de eileamaid, agus ’s e moileciuil am pàirt as lugha de cho-thàthadh. Tha moileciuilean air an dèanamh suas de dadaman a tha a’ steigeadh ri chèile. ’S e eisimpleir de eileamaid a th’ ann an òr fìor-ghlan. Tha òr fìor-ghlan air a dhèanamh suas de dadaman òir (Au). Tha pìosan iarainn cuideachd nan eisimpleir de eileamaidean. Tha iarann air a dhèanamh suas de dadaman iarainn (Fe). Mar sin, ’s e stuth fìor-ghlan a th’ anns an eileamaid air a dhèanamh suas de dadaman coltach ri chèile.
Tha an t-uisge a chì thu, a chumas tu agus a dh’òlas tu gu tric air a dhèanamh suas de mholacilean uisge (is e H₂O am foirmle cheimigeach ) . Tha moileciuilean uisge air an dèanamh suas de dhà dadam haidridein (H) agus aon dadam ogsaidean (O).
Seo cuid de fhianaisean air teòiridh atamach:
An toiseach, lagh a’ choimeas cunbhalach.
Tha lagh a’ choimeas ag ràdh ma thig na h-eileamaidean còmhla gus todhar a chruthachadh, gu bheil an aon cho-mheas mais aig na todhar a chruthaichear. Mar eisimpleir, salann. Is e todhar a th’ anns an t-salann a chì sinn anns a bheil moileciuilean salainn (NaCl). Gu nàdarra, bidh moileciuilean salainn an-còmhnaidh air an cruthachadh bho 23 pàirt de sodium (Na) agus 35 pàirt de chlòirin (Cl).
Chan urrainn don teòiridh leantainneach a mhìneachadh, ach faodaidh an teòiridh atamach a mhìneachadh. A rèir teòiridh atamach, is iad ataman na pàirtean as lugha de eileamaid agus mar sin tha mais aig ataman. Feumaidh co-mheas mais eileamaidean todhar a bhith co-cheangailte ri mais coimeasach nan ataman a chruthaicheas an eileamaid. Stèidhichte air àireamh gach eileamaid a chruthaicheas todhar, bidh luchd-saidheans a’ dearbhadh mais coimeasach ataman. Thathas ag ràdh gu bheil e coimeasach leis gu bheil mais coimeasach eileamaid air a choimeas ri mais coimeasach ataman eileamaideach eile.
’S e haidridean an dadam as aotroime, agus mar sin thathar ga chleachdadh mar chomharradh. Tha luach 1 air a thoirt do mhais choimeasach dadam haidridean (H). Le bhith a’ cleachdadh mais choimeasach dadam haidridean mar chomharradh, tha luach 12 air a thoirt do mhais choimeasach dadam a’ charboin (C),
Tha luach 16 air a thoirt do mhais choimeasach an dadaim ocsaigine (O) agus mar sin air adhart (faic clàr peiriadach nan eileamaidean). Tha mais choimeasach dadaim charboin = 12 a’ ciallachadh gu bheil mais aon dadaim charboin 12 uair nas motha na mais aon dadaim haidridean (H). Tha mais choimeasach dadaim ocsaigine = 16 a’ ciallachadh gu bheil mais dadaim ocsaigine 16 uair nas àirde na mais aon dadaim haidridean (H).
Anns an t-Siostam Eadar-nàiseanta (SI) tha inbhe mais againn, is e sin iridium platinum, a tha air a stòradh ann an ionadan cuideam is meud eadar-nàiseanta san Fhraing. Fon aonta eadar-nàiseanta, is e 1 kg mais iridium platinum, is e seo cileagram àbhaisteach. Air sgèile atamach, tha dàrna inbhe mais againn cuideachd, is e sin dadaman gualain 12 C. Stèidhichte air aontaidhean eadar-nàiseanta, is e 12,0000 aonad mais atamach aonaichte (giorraichte u) mais 1 dadam gualain 12 C.
1 u = 1.66 x 10⁻⁹ kg.
Mais 1 dadam gualain (C) = 12.0000 u, mais 1 dadam haidridein (H) = 1,0078 u, mais 1 dadam ogsaidean (O) = 15.9994 u, mais 1 dadam sodium = 22.9897 u agus mar sin air adhart. A thaobh mais atamach, chithear e gu h-iomlan air clàr peiriadach nan eileamaidean.
A bharrachd air mais atamach, tha mais mhóileciuil ann cuideachd. Is e mais mhóileciuil mais iomlan nan ataman ann am moileciuil. Mar eisimpleir, is e mais moileciuil salainn (NaCl) mais aon atamach sodium (Na) + mais aon atamach clòirin (Cl). Is e mais nam moileciuilean uisge (H₂O ) mais 2 atamach haidridein (H) + mais aon atamach ocsaidean (O).
An dàrna àite, gluasad donn
Anns na seann linntean, bha bith-eòlaiche Sasannach ann air an robh Robert Brown. Bha e a’ dèanamh rannsachadh air poilean air a chur ann an uisge (1827). Chithear uisge agus poilean le bhith a’ cleachdadh miocroscop. Fhuair Robert Brown e neònach às deidh dha faicinn a’ phoilean a’ gluasad leis fhèin. Tha e neònach oir tha am poilean a’ gluasad. Tha stiùireadh gluasad a’ phoilean neo-riaghailteach, ach leantainneach. Tha e an amharas gur e beatha a th’ anns a’ ghluasad, far a bheil poilean a’ fuireach gus an urrainn dha gluasad. Ach tha a thomhas ceàrr oir bidh mìrean beaga organach mar phoilean cuideachd a’ gluasad nuair a thèid an cur ann an uisge. Canar gluasad Brownian ris a’ ghluasad seo.
Chan urrainnear an lorg seo a mhìneachadh gus an tèid teòiridh cineatach a leasachadh.
Teòiridh cineatach
Tha cineatach a’ ciallachadh gluasad (Greugais). Tha an teòiridh cineatach ag ràdh gu bheil a h-uile stuth air a dhèanamh suas de dadaman no moileciuilean agus gu bheil dadaman no moileciuilean a’ gluasad gu leantainneach air thuaiream.
Nuair a bhios iad a’ gluasad, feumaidh dadaman no moileciuilean luathachadh. Tha mais aig dadaman no moileciuilean cuideachd. Leis gu bheil mais (m) agus astar (v) aca, tha lùth cineatach (EK) agus gluasad (p) aig an dadam no moileciuil. Lùth cineatach: EK = 1/2 mv 2. Agus gluasad: p = m v. A bharrachd air gluasad, tha feachdan ann. Nuair a bhios iad a’ gluasad, tha cothrom ann air bualaidhean. Mar sin, bidh feachdan ag èirigh air sgàth atharrachaidhean ann an gluasad nuair a thachras buaireadh.
’S urrainn dhuinn a ràdh gu bheil an teòiridh cineatach stèidhichte air lùth cineatach, gluasad, agus feachd. Tha na trì rudan seo air an sgrùdadh ann an cuspair daineamaigs gluasaid (laghan Newton, cuisle, agus gluasad). Is e an diofar gu bheil sinn ann an teòiridh cineatach a’ cur daineamaigs an sàs aig ìre ataman no mholacilean. Chaidh an teòiridh cineatach a leasachadh le Boyle (1627-1691), Daniel Bernoulli (1700-1782), Joule (1818-1889), Kronig (1822-1879), Rudolph Clausius (1822-1888) agus Clerk Maxwell (1831-1879).
Dh’fhaodadh a’ bheachd gu bheil an teòiridh chineatach seo ann mìneachadh a dhèanamh air lorg Brown. A rèir na teòiridh chineataich, bidh poilean a’ gluasad leis gu bheil moileciuilean uisge a tha a’ gluasad gu luath ga stiùireadh. Tha an àireamh de mholacilean uisge uabhasach mòr, agus mar sin tha poilean air a phutadh bho dhiofar stiùiridhean.
Stèidhichte air lagh a’ choimeas shìorraidh agus lorg gluasad donn, tha teòiridh atamach a’ sìor fhàs nas cumanta am measg luchd-saidheans. Is iad ataman na pìosan as lugha de stuth sam bith. Mar sin, tha meud aig an atam. Dè a th’ ann am meud atamach?
Ann an 1905, rinn Einstein sgrùdadh teòiridheach air meud ataman. Stèidhichte air teòiridh atamach, teòiridh cineatach agus dàta a fhuaireadh tro dheuchainnean, fhuair e a-mach gu robh trast-thomhas an atamach mu 10 -10 m. Mar sin, gheibhear trast-thomhas an ataim tro àireamhachadh. Chaidh meud nan ataman a lorg, agus mar sin tha an teòiridh atamach air aithneachadh, a bharrachd air an teòiridh cineatach.
