هلیوم: عنصری که در خورشید کشف شد

0

نوشته رویستون م. رابرتس                                  ترجمه محی الدین غفرانی

هلیوم نه در زمین، بلکه در خوشید کشف شد ! این اکتشاف در سال 1868، سالها قبل از آنکه سفرهای فضایی ممکن شود، به طور تصادفی انجام گرفت. در 1859، دو دانشمند آلمانی، یکی شیمیدانی به نام رابرت ویلهلم بونزن، و دیگری فیزیکدانی به نام گوستاف روبرت کیرشهوف، در دانشگاه هایدلبرگ ابزاری نوری ساختند که طیف نما (اسپکتروسکوپ) نامیده می شد. وقتی عنصری به حد التهاب حرارت می دید، این ابزار طیف نشری خطی (مجموعه از خطوط روشن در زمینه ای تیره، که هر مجموعه بسته به تعداد، رنگ و فاصله خطوط، مشخصه عنصری خاص است) تولید می کرد. آنان با این ابزار دو عنصر جدید در جدول تناوبی از “خانواده سدیم”، یعنی سزیوم و روبید یوم را، به ترتیب در سالهای 1860 و 1861 کشف کردند. پیئر ژانس، رئیس رصد خانه اختر فیزیکی در مودون فرانسه، به هند رفته بود تا در 18 اوت سال 1868 خورشیدگرفتگی را مشاهده و از آن عکسبرداری کند. در اکتبر همان سال ج. نورمن لاکیئر، استاد فیزیک اخترشناسی در کالج سلطنتی علوم لندن، با استفاده از تلسکوپ مخصوصی که طیف گازهای درخشنده اطراف خورشید را حتی در مواقعی غیر از زمان خورشید گرفتگی آشکار می کرد، آنها را ثبت نمود. او متوجه برخی خطوط طیفی شد که نشان می داد هیدروژن از جمله گازهایی است که از خورشید ساطع می شود. همچنین دو خط زرد را که مشخصه سدیم بودند مشاهده کرد، اما خط زرد سومی وجود داشت که با هیچ یک از عناصری که تا آن زمان می شناختند مطابق نبود. او نتیجه گرفت که شاید این خط سوم متعلق به عنصری باشد که در اطراف گازهای خورشید وجود دارد، اما در زمین کشف نشده است. او این یافته را در همان روز مشاهده – یعنی در 20 اکتبر سال 1868 – به انجمن سلطنتی گزارش کرد، و سه روز بعد وارن دولارو گزارش یافته های لاکیئر را به فرهنگستان علوم فرانسه ارائه داد. در همین هنگام، ژانسن طیفی را که در هند ثبت کرده بود در 18 اوت مورد مطالعه قرار داد، و همان خط زرد جدید را مشاهده کرد. او نتایج را در 23 اکتبر، چند دقیقه پس از آنکه نامه لاکیئر را دو لارو قرائت کرده بود، طی نامه ای به فرهنگستان فرانسه گزارش داد. همین امر باعث شد که این پرسش پیش آید که افتخار اکتشاف نصیب چه کسی شود: ژانسن زودتر آن را مشاهده کرده بود، اما گزارش لاکیئر زودتر رسید، دو اخترشناس به جای مجادله بر سر تقدم و تأخر دوستانی صمیمی شدند، و فرهنگستان فرانسه نشان یادبودی ضرب کرد که تصویر و نام هر دو دانشمند در آن نقش بسته بود. لاکیئر با کمک ادوارد فرانکلند، استاد شیمی دانشگاه منچستر، به پژوهشهای خود ادامه داد. او متقاعد شده بود که این خط طیفی جدید مربوط به عنصری جدید است، و بر اساس معادل یونانی واژه خورشید، یا هلیوس، آن را هلیوم نامیدند. آنگاه جست و جو به دنبال قرائنی که بر وجود هلیوم در زمین دلالت داشته باشند آغاز شد، اما 23 سال طول کشید تا مدرکی یافت شود. در سال 1891 و.ه.هیلبراند از سازمان نقشه برداری زمین شناختی ایالات متحده امریکا، طیف گازهای تولید شده بر اثر حرارت دادن سنگ معدن اورانیوم را بررسی کرد. این طیف عمدتا به نیتروژن مربوط می شد، اما برخی از خطوط طیفی به نیتروژن تعلق نداشتند. وقتی سر ویلیام رمزی در لند گزارش هیلبراند را خواند، حدس زد که شاید این خطوط طیفی ناشناخته به آرگون، عنصر گازی نادر و بی اثر که او و لرد ریلی یک سال قبل در هوا کشف کرده بودند، متعلق باشد. وی نمونه ای از نوع دیگری سنگ معدن اورانیوم را به دست آورد و به همان ترتیبی که هیلبراند انجام داده بود آن را حرارت داد؛ و همان طوری که پیش بینی می کرد توانست آرگون را در آن بیابد، اما خط طیفی زرد رنگ دیگری یافت، که نه به نیتروژن تعلق داشت و نه به آرگون. نخست گمان می کرد خط مزبور ناشی از کریپتون، گاز بی اثر دیگری که احتمال می داد با آرگون همراه است و بعدها به این نام خوانده شد، باشد؛ اما وقتی نمونه هایی از گاز به دست آمده را برای اندازه گیری های دقیق تر به نزد لاکیئر و سر ویلیام کروکس فرستاد، هر دو تایید کردند که طول خط موج آن خط زرد درست برابر طول موج هلیوم موجود در جو خورشید است. رمزی در 26 مارس 1895، همزمان دو نامه به انجمن سلطنتی انگلستان و فرهنگستان علوم فرانسه فرستاد، و کشف هلیوم را در زمین اعلام کرد. سر ویلیام رمزی به سبب کشف آرگون، هلیوم (در زمین)، و دیگر گازهای نادر برنده جایزه نوبل 1904 شیمی شد. او در فاصله سالهای 1895 تا 1898 گازهای کریپتون، گزنون، و نئون را کشف کرده بود، و بدین ترتیب ستون صفر جدول تناوبی را با خویشاوندان هلیوم پرکرد. در جدولی که عناصر در آن براساس عدد اتمی و شباهتهای تکرار شونده یا “تناوبی” مرتب کرده اند، ستون صفر جدول تناوبی محل قرار گرفتن عناصر نادر یا “نجیب” است. معمولا قسمت اعظم افتخار تدوین جدول تناوبی عناصر را به شیمیدان روسی، دیمیتری مندلیف نسبت می دهند. سابقا تصور می شد که عناصر ستون صفر با عناصر دیگر ترکیب نمی شوند (بنابراین توان ترکیبی یا ظرفیتشان صفر است)؛ اکنون می دانیم که حتی این عناصر نیز با عناصر دیگر ترکیب می شوند، اما نه به سادگی. در سال 1904 هلیوم گازی نادر بود، اما در 1905 وضع کم کم تغییر کرد. باز هم تصادف وارد ماجرا شد. یک چاه گاز طبیعی در دکستر در کانزاس مهار شد و گاز آن برای مصرف به عنوان سوخت به یک مولد بخار لوله کشی شد. اما آنچه سبب حیرت همگان شد این بود که گاز نمی سوخت وقتی دانشمندان دانشگاه کانزاس آن را تجزیه و تحلیل کردند، معلوم شد بخش عمده اش از نیتروژن است، اما شگفت آور آنکه حدود 2 درصد هم هلیوم داشت. پس از آن معلوم شد که در گاز چاههای دیگر در تگزاس، نیومکزیکو، یوتا، و چندین استان کانادا، مقادیر اندکی هلیوم وجود دارد. در حال حاظر یکی از منابع عمده هلیوم در تنگه تگزاس در نزدیکی آماریلو قرار دارد. گرچه درصد هلیوم آن کم است (حدود 8/1 %)، اما حجم گاز موجود در این حوزه آن قدر زیاد است که به عنوان تأمین کننده اصلی هلیوم جهان شناخته شده است.

پسنوشت

در سالهای نخست قرن حاضر، آلمانیها سفینه های محکم و سبکتر از هوایی ساختند که به افتخار طراحشان، کنت فردینانت فون زپلین، آنها را زپلین می نامیدند. در این کشتیهای هوایی نیروی بالابر از هیدروژن تأمین می شد. در جنگ جهانی اول از انها برای تجسس و بمباران، و در دهه، 1930 برای مسافربری تجاری استفاده می کردند. وقتی در 1936 سفینه هیندنبورگ به هنگام فرود در لیکهرست نیوجرسی آتش گرفت، استفاده از آنها برای این گونه مقاصد متوقف شد. به نظر می رسید الکتریسیته جوی هیدروژن را مشتعل کرده باشد. 36 مسافری که در این حادثه جان باختند، نخستین تلفات در تاریخ هوانوردی تجاری بودند. بعدها کشتی هوایی مشابهی در آلمان طراحی و اصلاح شد تا با هلیوم کار کند. اما تیرگی روابط بین المللی باعث شد تا ایالات متحد، که بر تولید هلیوم سلطه داشت، از صدور آن سر باز زند. در جنگ جهانی دوم، ایالات متحد، از بالونهای کوچک انعطاف پذیری به نام “بلیمپ” برای مأموریتهای گشت ساحلی و ضد زیر دریایی استفاده می کرد. نیروی بالابر آنها تماما از هلیوم تأمین می شد، که بالابری آن 93% هیدروژن است، و خطر آتش سوزی در مورد آن وجود ندارد، چون هلیوم نه خود می سوزد و نه باعث احتراق می شود. ظهور هواپیماهای سنگین امروزی در میدان پررقابت خدمات مسافربری به عمر کشتیهای هوایی سبک وزن خاتمه داده است. اما هر وقت بر فراز ورزشگاهها، بالون های تبلیغاتی را دیدید که سکوی بی نظیری را برای دوربینهای تلویزیونی در اختیار گذارده اند، به یاد عنصر عجیبی خواهید افتاد که به طور تصادفی در خورشید، و بعدها در زمین کشف شد.


اگر خواننده جدید سایت «یک پزشک»  هستید!
شما در حال خواندن سایت یک پزشک (یک پزشک دات کام) به نشانی اینترنتی www.1pezeshk.com هستید. سایتی با 18 سال سابقه که برخلاف اسمش سرشار از مطالب متنوع است!
ما را رها نکنید. بسیار ممنون می‌شویم اگر:
- سایت یک پزشک رو در مرورگر خود بوک‌مارک کنید.
-مشترک فید یا RSS یک پزشک شوید.
- شبکه‌های اجتماعی ما را دنبال کنید: صفحه تلگرام - صفحه اینستاگرام ما
- برای سفارش تبلیغات ایمیل alirezamajidi در جی میل یا تلگرام تماس بگیرید.
و دیگر مطالب ما را بخوانید. مثلا:

داستان پسر دو سر بنگال، آن هم به صورتی تقریبا دیده نشده!

در ماه مه 1783، در روستای کوچکی به نام Mundul Gaut، در بنگال هند، یک کودک عجیب به دنیا آمد. او دو سر داشت.مامایی که به زایمان کمک می کرد از ظاهر کودک چنان وحشت زده شد که سعی کرد با انداختن او به داخل آتش این هیولا را بکشد. خوشبختانه…

خانه‌هایی با طراحی عجیب که باید در مورد فلسفه وجودی‌شان فکر کرد!

سلیقه است دیگر. وقتی که کسی پول کافی داشته باشد و تنها حرف و سلیقه خودش برایش مهم باشد و اعتمایی به مد روز و حرف مردم نکند، ممکن است خانه‌اش را عجیب و غریب طراحی کند.البته گاهی این کاربری‌های متفاوت هستند که باعث ایجاد این خانه‌های عجیب…

محصولات باورنکردنی که اپل در آینده عرضه خواهد کرد (شوخی با اپل – گالری عکس)

رونمایی از اپل ویژن پرو با قیمت و پیچیدگی‌های خاص خودش باعث شد که دست طنزپردازان در شوخی با اپل بازتر شود.به راستی اگر اپل سال‌های بعد بخواهد در زمینه‌های متفاوت فعالیت کند آنها را چطور رونمایی خواهد کرد. چه توصیف‌هایی برای آنها ردیف…

اگر ابرقهرمانان‌ها و شرورهای فیلم‌ها و کامیک‌ها در دوره ویکتوریا می‌زیستند!

عصر ویکتوریا دوره‌ای از تاریخ بریتانیا بود که از سال 1837 تا 1901 همزمان با سلطنت ملکه ویکتوریا بریتانیا ادامه یافت. این دوره، دوره تغییرات اجتماعی، فرهنگی، اقتصادی و سیاسی قابل توجهی بود که نه تنها بریتانیا، بلکه سایر نقاط جهان را عمیقاً…

اگر مجموعه ارباب حلقه‌ها را پیکسار بازسازی کند …

مجموعه فیلم ارباب حلقه‌ها به کارگردانی پیتر جکسون و بر اساس رمان فانتزی حماسی نوشته جی. آر. آر. تالکین، دارای شخصیت‌های متنوعی بود. برخی از آنها اینها هستند:فرودو بگینز (با بازی الیجا وود): قهرمان داستان، فرودو، هابیتی است که تبدیل به…

اگر سلبریتی‌های کنونی در دوران ویکتوریایی می‌زیستند …

پس از ویلیام چهارم، که خود جانشین جرج چهارم بود، در ۱۸۳۷، ملکه ویکتوریای ۱۸ساله به تخت نشست. دوران ۶۴سالهٔ سلطنت او در تاریخ انگلستان به «عصر ویکتوریا» شهرت دارد، که همزمان با به‌اوج‌رسیدن گسترهٔ امپراتوری بریتانیا در سطح جهان بود.اما…
آگهی متنی در همه صفحات
دکتر فارمو / کپسول پرگابالین / لیزر زگیل تناسلی /بهترین کلینیک کاشت مو مشهد /داروخانه آنلاین / بهترین سریال های ۲۰۲۴ / خرید دستگاه تصفیه آب / تجهیزات و وسایل دندانپزشکی /ثبت برند /خدمات پرداخت ارزی نوین پرداخت / کلینیک زیبایی دکتر محمد خادمی /جراح تیروئید / پزشکا /تعمیر فن کویل / سریال ایرانی کول دانلود / مجتمع فنی تهران / دانلود فیلم دوبله فارسی /خرید دوچرخه برقی /موتور فن کویل / شیشه اتومبیل / نرم افزار حسابداری / خرید سیلوسایبین / هوش مصنوعی / مقاله بازار / شیشه اتومبیل / قیمت ایمپلنت دندان با بیمه /بهترین دکتر لیپوماتیک در تهران /بهترین جراح بینی در تهران /کاشت مو / درمان طب / تجهیزات پزشکی /داروخانه اینترنتی آرتان /اشتراك دايت /فروشگاه لوازم بهداشتی /داروخانه تینا /لیفت صورت در تهران /فروش‌ دوربین مداربسته هایک ویژن /سرور مجازی ایران /مرکز خدمات پزشکی و پرستاری در منزل درمان نو /سایت نوید /پزشک زنان سعادت آباد /کلاه کاسکت / لمینت متحرک دندان /فروشگاه اینترنتی زنبیل /ساعت تبلیغاتی /تجهیزات پزشکی /چاپ لیوان /بهترین سریال های ایرانی /کاشت مو /قیمت ساک پارچه ای /دانلود نرم افزار /

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.