أي الكائنات أصغر: الإلكترون أم البروتون؟

الإلكترونات والبروتونات في الذرة

تعتبر الذرات الوحدة الأساسية التي تتكون منها جميع المواد والكائنات الحية على كوكب الأرض. إذ تُمثل الذرة الأساس لكل تكوين أو جسم معروف لدى البشرية، وتتميز بصغر حجمها الكبير حتى إنه من المستحيل رؤيتها بالعين المجردة. خلال القرن التاسع عشر، تمكن العلماء من إتمام مجموعة من الدراسات التي ساعدتهم في فهم البنية الذرية للأجسام. تتكون الذرة بشكل رئيسي من نواة تحتوي على بروتونات ونيوترونات، بينما تدور الإلكترونات حول هذه النواة في مدارات محددة. من المهم الإشارة إلى أن معظم فراغ الذرة لا يحتوي على أي مادة، حيث تحافظ الذرة على شكلها من خلال قوى الجذب بين النواة، التي تحمل شحنة موجبة بفضل البروتونات، والإلكترونات التي تحمل شحنة سالبة.

ما هو حجم الإلكترون مقارنة بالبروتون؟

تتجاوز كتلة البروتون كتلة الإلكترون بحوالي 1836 مرة. وحتى الآن، لا توجد دراسة تحدد الحجم الحقيقي لكلا الجسيمين. يمكننا التعبير عن كتلة كل من الإلكترون والبروتون من خلال المعادلات الرياضية التالية:

• كتلة البروتون: تساوي 1.0073 u.
• كتلة الإلكترون: تساوي 5.486 × 10^-5 u.

بالتالي، فإن كتلة البروتون تعادل تقريباً 1836 ضعف كتلة الإلكترون. يمكن توضيح الفرق بين البروتون والإلكترون من خلال قياس نصف قطر كليهما، حيث يبلغ نصف قطر البروتون حوالي 88 × 10^-16 m، في حين يُقدر نصف قطر الإلكترون بحوالي 2.8 × 10^-15 m.

اكتشاف البروتونات والإلكترونات

تم اكتشاف الإلكترون في عام 1897 على يد العالم جي جي طومسون (بالإنجليزية: J J Thomson) أثناء دراسته لخصائص أشعة الكاثود. وفي عام 1909، اكتشف البروتون رذرفورد (بالإنجليزية: Rutherford) أثناء إجرائه تجربته الرائدة على رقائق الذهب. يمكن تلخيص المعلومات السابقة في الجدول التالي: