הקושי הגדול ביותר בעולם המדע הוא להפוך מושגים בלתי נראים לכאלו שאנחנו יכולים לראות בעיניים. בעוד שבביולוגיה ניתן להסתכל במיקרוסקופ ולראות תאים חיים, ובפיזיקה מפילים כדורים כדי למדוד תאוצה, הכימיה המודרנית מתרחשת במימדים שקשה אפילו לדמיין. האטום, אבן הבניין של כל מה שאנו מכירים, הוא ברובו מרחב ריק המאוכלס בחלקיקים שמתנהגים לפי חוקי מכניקת הקוונטים.
כאן נכנס לתמונה Atom Animation, אתר פורץ דרך שמצליח לקחת אטומים מיסודות שונים ולהציג אותם בצורה ויזואלית, זורמת ומרתקת.
המעבדה הדיגיטלית שבין הדו-מימד לתלת-מימד
במשך עשורים, סטודנטים לכימיה נאלצו להסתפק בספרי לימוד המציגים איורים שטוחים של עיגולים קטנים המייצגים אלקטרונים הסובבים סביב גרעין, במה שמוכר כ- "מודל האטום של בוהר". Atom Animation שובר את המוסכמה הזו ומציגה את האטום כפי שהוא באמת: ישות תלת-ממדית דינמית.
האתר מבוסס על טכנולוגיית WebGL וספריית Three.js, מה שמאפשר לו להציג את האטומים באיכות גבוהה, שרצה בצורה חלקה בתוך הדפדפן, ללא צורך בהורדות או התקנות של תוספים שונים.
באתר יש טבלה מחזורית, אך לא מדובר בטבלה סטטית – כל בחירה ביסוד מסוים פותחת עולם שלם של הדמיות. ניתן לראות את רמות האנרגיה, את סידור האלקטרונים בקליפות ואת המעברים ביניהן, כאשר הייחודיות שהוא מציע נמצאת ביכולת לעבור בין מודלים שונים: החל מהמודל הפשוט המוכר מהתיכון ועד למודלים קוונטיים מורכבים המציגים "ענני הסתברות" של אלקטרונים באורביטלים מסוג s, p, d, f.
אלה התכונות העיקריות שהופכות את Atom Animation לכלי כה עוצמתי:
- ויזואליזציה של אורביטלים: היכולת לראות צורות מורכבות של ענני אלקטרונים במרחב התלת-ממדי מסייעת להבין מדוע אטומים מתחברים זה לזה בדרכים מסוימות.
- השוואה בין יסודות: האתר מאפשר לראות כיצד גודל האטום והמבנה שלו משתנים ככל שמתקדמים בטבלה המחזורית, דבר שממחיש מושגים כמו רדיוס אטומי ואלקטרושליליות.
- ממשק אינטואיטיבי: למרות המורכבות המדעית, הממשק כאן נקי, מינימליסטי ונגיש, מה שמאפשר גם למשתמשים ללא רקע אקדמי להתנסות בו.
- נתונים בזמן אמת: לצד המודל הוויזואלי, האתר מציג נתונים פיזיקליים מדויקים על כל יסוד, כולל משקל אטומי, נקודות רתיחה והתכה, וההיסטוריה שלו.
כלי עזר לדור חדש של לומדים וסקרנים
אתר Atom Animation אינו מיועד רק לסטודנטים שצריכים להבין את משוואת שרדינגר. מדובר כאן בנכס דיגיטלי יקר מפז גם עבור מורים בבתי ספר תיכוניים שמנסים להפיח חיים בשיעורי הכימיה המשעממים לעיתים. כאשר מורה יכול להקרין על הלוח אטום של זהב ולסובב אותו ב- 360 מעלות, רמת הסקרנות בכיתה מתחילה פתאום לעלות.
קהל יעד נוסף הם הסקרנים שרוצים להבין טוב יותר את המציאות הפיזיקלית. בעידן שבו תוכן ויזואלי הוא המלך, Atom Animation מספק את הסחורה על ידי כך שהוא מושך את המשתמש להישאר וללמוד עוד, כמעט מבלי שהוא ירגיש שהוא נמצא בתהליך לימודי פורמלי.
איך רואים אטומים ויסודות ?
כנסו לאתר הרשמי של Atom Animation.
בחלון הראשי מופיע אטום כלשהו שנבחר על ידי האתר. במקרה שלנו, מדובר על טיטניום – Ti.
תוכלו לסובב אותו באמצעות העכבר ולצפות בו מזוויות שונות, כאשר בחלק התחתון מופיע מידע ופרטים חשובים עליו.
האלקטרונים, המיוצגים ככדורים כחולים זוהרים, נעים במסלולים אליפטיים סביב הגרעין, ובמרכז האטום מוצגים הפרוטונים (באדום) והנייטרונים (באפור).
כדי לשנות אטום או יסוד, לחצו על האפשרות "טבלה מחזורית" שנמצאת בצד שמאל של החלון.
כעת, תיפתח טבלה מחזורית אינטראקטיבית המציגה את כל היסודות המוכרים לפי קבוצות כימיות (כמו גזים אצילים, מתכות מעבר ועוד). בחרו את היסוד הרצוי.
לאחר מכן, ייפתח חלון חדש שבו יופיע הסבר מפורט על היסוד שבחרתם.
כדי לראות אותו בתלת-ממד, לחצו על האפשרות "Show in 3D" שנמצאת בפינה הימנית התחתונה של החלון.
כעת, האתר ייטען את המודל התלת-ממדי הדינמי של אותו יסוד ויציג אותו בחלון הראשי כדי שתוכלו לחקור אותו לעומק.
אתר Atom Animation הוא לא עוד סתם אתר. מדובר כאן בסנונית המבשרת על עתיד החינוך. אנחנו נעים לעידן שבו ספרי הלימוד הופכים לאפליקציות אינטראקטיביות, כאשר היכולת של התלמיד "לגעת" בחומר (גם אם באופן וירטואלי) היא קריטית להפנמה של מושגים מורכבים.
מפתחי האתר מוכיחים כאן שאין צורך לרכוש ציוד מעבדה יקר כדי להמחיש את פלאי הטבע ברמה האטומית, אלא מספיק חיבור לאינטרנט וסקרנות בסיסית.
