Rhyfeddodau'r Cread/Yr Atom

← Geni'r Lleuad

Rhyfeddodau'r Cread gan Gwilym Owen (1880 - 1940)

Yr Electron a'r Proton →

PENNOD V

MATER — BETH YDYW?

i. Yr Atom

Cyn dweud beth yw Mater, rhaid sylwi yn gyntaf ar rai o'i briodoleddau. Fe ŵyr pawb fod mater i'w gael mewn tair ffurf—fel corff caled megis haearn neu garreg, fel hylif (dŵr, dyweder) ac fel nwy. Sylwn hefyd fel y gall unrhyw fath ar fater fod ym mhob un o'r ffurfiau hyn. Gwelwn hyn yn eglur ynglŷn â dŵr. Hawdd yw oeri dŵr a'i droi'n rhew, neu ei gynhesu a'i droi'n ager, sef nwy anweledig. Yn yr un modd, ond codi digon ar ei wres, gellir toddi haearn ac yn wir ei droi'n nwy. A'r un modd hefyd, trwy wasgu ac oeri digon ar yr awyr yma sydd o'n cwmpas, gellir ei droi'n hylif a'i rewi wedi hynny yn gorff caled.

Sylwn yn nesaf ar dair o briodoleddau hanfodol sydd yn perthyn i fater yn gyffredinol.

(1) Ni ellir creu na dinistrio mater. O leiaf, nid yw hyn yn digwydd ar y ddaear. Ond fe gawn ymdrin ymhellach ymlaen â'r cwestiwn hwn wrth sôn am fater ym myd y sêr.

(2) Mae pob telpyn o fater yn y greadigaeth yn tynnu pob telpyn arall,—yn ôl deddf disgyrchiant Isaac Newton, ac wrth gwrs, hyn sydd yn peri bod i bob gwrthrych ar wyneb y ddaear bwysau arbennig, oherwydd y tynnu rhwng y ddaear a'r gwrthrych. (3) Priodoledd hanfodol arall yw anegni mater (inertia), hynny yw, y duedd sydd mewn mater i aros yn ei unfan, neu—os yn symud—i barhau i symud. Gwelir y briodoledd hon mewn gwaith pan fyddom yn teithio mewn cerbyd o unrhyw fath. Os cychwynna'r cerbyd yn sydyn ac annisgwyl, y mae perygl i'r teithiwr syrthio yn ôl yn wysg ei gefn. O'r ochr arall, os digwydd i'r cerbyd arafu'n sydyn, parha'r teithiwr i fynd yn ei flaen, neu fel y dywedir yn gyffredin, fe'i teflir ar ei ben allan o'r cerbyd. Y briodoledd hon sydd yn achosi canlyniadau trist gwrthdrawiad rhwng dau drên ar y rheilffordd.

Elfennau ac Atomau

Gader inni yn awr geisio edrych i mewn i gyfansoddiad telpyn o fater, telpyn bychan o blwm, dyweder. Tybier ein bod yn ei rannu'n ddau ddarn, ac yna'n bedwar, ac yna'n wyth, ac felly ymlaen. Tybiwn hefyd nad oes dim anawsterau yn codi oherwydd ein hanallu i weld y mân raniadau hyn. Gofynnwn—a ellir dal ymlaen i wneud hyn yn ddiderfyn? Na ellir, oblegid fe gyrhaeddir o'r diwedd delpyn bychan o blwm na ellir ei dorri ymhellach, neu o leiaf, os torrir ef, nid plwm yw mwyach. Gelwir y gronyn bychan hwn yn atom—atom o blwm. Diddorol yw cofio mai ystyr wreiddiol y gair atom yw'r hyn na ellir ei dorri.

Darganfu gwyddonwyr fod tua deg a phedwar ugain o wahanol fathau o atomau ar y ddaear. Wele enwau rhai ohonynt ynghyda'u pwysau o'u cymharu â phwysau hydrogen, yr atom lleiaf ac ysgafnaf ohonynt oll : Hydrogen (1), Helium (4), Carbon (12), Nitrogen (14), Oxygen (16), Aluminium (27), Haearn (56), Copr (63), Arian (108), Aur (197), Arian Byw (200), Plwm (207), Radium (226), Uranium (238).

Dychmygwn glywed rhywun yn gofyn paham na chofnodir yn y rhestr uchod sylweddau cyffredin megis dŵr, halen, pren, carreg, cig, asgwrn, llaeth. Yn wir, gellid enwi miloedd o wahanol sylweddau. Dyma'r ateb: Fel y dywedwyd, y mae yn y Greadigaeth 90 o wahanol fathau o atomau, ac felly 90 o wahanol elfennau. Yr hyn yw elfen, gan hynny, yw peth na ellir ei ddadansoddi neu ei dynnu i lawr i ddim byd mwy syml. A chymryd dŵr, er enghraifft. Nid elfen yw dŵr ond cyfuniad o'r ddwy elfen hydrogen ac oxygen. Y mae'r gronyn lleiaf o ddŵr wedi ei adeiladu o ddau atom o hydrogen ac un atom o oxygen; y mae'r rhai hyn wedi glynu'n dynn wrth ei gilydd nes ffurfio'r hyn a elwir yn molecule o ddŵr. (Y mae'n bwysig cael gair Cymraeg am molecule ; gair eithaf priodol yw molyn, molynnau.) A rhyfedd mor wahanol yw nodweddion yr uniad hwn, dŵr, rhagor nodweddion y ddwy elfen a'i cynhyrcha. Nwyon yw hydrogen ac oxygen; ac eto o'u huno â'i gilydd cawn yr hylif, dŵr. Neu dyna'r sylwedd pwysig halen. Nid elfen mo hwn ychwaith, ond uniad o un atom o sodium ac atom o clorin, yn ffurfio molyn o halen. Metel tanllyd peryglus yw sodium. Cymer dân ar unwaith ond ei daflu ar wyneb dŵr! Nwy gwenwynig yw clorin. Ac eto, o'u huno â'i gilydd, difodir natur wenwynig y clorin gan natur danllyd y sodium, a cheir y sylwedd diniwed halen, peth sydd mor anhepgor yn ein bywyd. A'r un modd am y sylweddau cyffredin eraill a enwyd, megis pren, llaeth, cig, etc. Uniad yw eu molynnau hwy o bedwar, pump neu ychwaneg o atomau o wahanol elfennau. Felly atom yw'r enw a roddir i'r gronyn lleiaf o unrhyw elfen, a'r enw a roddwn ni i'r gronyn lleiaf o sylwedd nad yw elfen, yw molyn.

Cyn myned ymhellach, rhaid rhoi eglurhad ar y gwahaniaeth rhwng mater caled, hylif, a nwy. Yn y corff caled (rhew, dyweder) y mae'r molynnau yn glôs yn erbyn ei gilydd. Ond ni ddylid meddwl eu bod yn berffaith lonydd; y maent yn ysgogi yn ôl a blaen yn gyflym, ac ysgogiadau'r molynnau yw'r gwres yn y rhew. Pan gynhesir y telpyn rhew, gorfodir i'r gronynnau ysgogi'n fwy egnïol a symud ymhellach oddi wrth ei gilydd nes eu bod o'r diwedd yn abl i grwydro, i weu drwy'i gilydd fel tyrfa o bobl mewn ffair, hynny yw, y mae'r rhew wedi toddi, wedi troi'n hylif. Pan gynhesir y dŵr ymhellach, cynydda egni ysgogiadau'r gronynnau gymaint nes ymsaethu ohonynt allan o'r hylif a ffurfio ager (nwy). Yn y nwy y mae'r gronynnau yn gymharol bell oddi wrth ei gilydd ac yn rhuthro yma ac acw fel bwledi bychain i bob cyfeiriad, gan daro yn achlysurol yn erbyn ei gilydd ac yn erbyn muriau'r llestr.

Bychander yr Atomau

Bwriadwn yn awr geisio rhoddi rhyw syniad am fychander anhygoel yr atomau mater. Y ffordd hawsaf i wneud hyn yw trwy roi syniad am y nifer dirifedi ohonynt sydd mewn telpyn bychan o fater. Fel yr awgrymwyd, y mae'r atomau yn hynod, yn anhygoel o fân. Yn y mymryn lleiaf o fater , y gellir ei weld yn weddol rwydd â'r llygad noeth (gronyn o dywod, dyweder, o faintioli full-stop) y mae cannoedd o filiynau o filiynau o atomau (1,000,000,000,000,000). Mae nifer o'r fath ymhell y tu hwnt i ddirnad meddwl dyn. Pe cyfrifid y nifer hwn, gan gyfrif 300 o atomau bob munud, a dal ati nos a dydd heb aros i fwyta nac i gysgu, fe gymerai'r gwaith ddeng miliwn o flynyddoedd! A chofier mai sôn yr ydym am rif yr atomau mewn gronyn bychan o dywod.

Hwyrach y tybia rhai y gellir gweled atom drwy help y microsgop. Nid yw hynny yn bosibl. Y mae'n wir fod y microsgôp cryfaf yn chwyddo gwrthrych ryw ddwy fil o weithiau. Ond beth yw hynny? Fe gynnwys y gronyn lleiaf y gellir ei weled yn y dull hwn gannoedd o filoedd o filiynau o atomau.

Mae'n eglur erbyn hyn fod bychander yr atomau y tu hwnt i'n dirnadaeth. Annaturiol gan hynny fyddai tybied bod gronynnau llai fyth, neu mewn geiriau eraill fod yn bosibl rhannu atom yn ddarnau llai fyth. Ac eto dyna yw un o brif ddarganfyddiadau'r ganrif hon, a wnaethpwyd gan yr Athro Syr J. J. Thomson o Gaergrawnt, sef ei bod yn bosibl dryllio'r atom. Hynny yw, nid gronyn caled di-dor yw'r atom, ond yn hytrach adeilad neu gyfundrefn wedi ei hadeiladu mewn dull rhyfedd a chelfydd iawn o ronynnau llai fyth.

Gwneir adeilad, fel y gŵyr pawb, o lawer math o ddefnyddiau—cerrig, morter, coed, haearn, gwydr, ac felly ymlaen. O ba ddefnyddiau yr adeiledir yr atomau? Yr ateb syml yw mai o drydan. Nid yw dweud bod mater wedi ei gyfansoddi o ronynnau mân a elwir atomau a molynnau ond hanner y stori. Ceir gweddill y stori yn y bennod nesaf.