રધરફોર્ડ એટોમિક મોડલની લાક્ષણિકતાઓ

શું તમે જાણો છો કે શું રધરફોર્ડનું અણુ મોડેલ? તે એક પ્રયોગનું પરિણામ હતું જેણે દર્શાવ્યું હતું કે થોમસનનું મોડેલ ખોટું હતું અને ઇલેક્ટ્રોન માત્ર હકારાત્મક વિદ્યુત ચાર્જવાળા વાતાવરણમાં જ જોવા મળતા નથી.

રધરફોર્ડ એટોમિક મોડલ

El રધરફોર્ડ એટોમિક મોડલ, જેનું નામ પણ પ્રાપ્ત થયું ગ્રહોનું મોડેલ વર્ષ 1911 માં બનાવવામાં આવ્યું હતું. થોમસન મોડલની આસપાસ કરવામાં આવેલા અભ્યાસોથી શરૂ કરીને, જે પુષ્ટિ પર આધારિત હતું કે ઇલેક્ટ્રોન હકારાત્મક ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જના વાતાવરણમાં છે, રધરફોર્ડના બે સહાયકો, ગીગર અને માર્સડેન, વર્ષ 1909 માં એક પ્રયોગ ઘડી કાઢ્યો હતો.

આવો અભ્યાસ, જેના આધારે ધ આરનો અણુ સિદ્ધાંતutherford જેને ગોલ્ડ ફોઇલ ટેસ્ટ નામ આપવામાં આવ્યું હતું, તેણે થોમસનનું મોડલ ખોટું સાબિત કર્યું, કારણ કે તેઓ એ દર્શાવવામાં સક્ષમ હતા કે અણુમાં મોટા પોઝિટિવ ચાર્જ ભાગ સાથે માળખું છે. આ અભ્યાસ, જે રધરફોર્ડ દ્વારા ઘડવામાં આવ્યો હતો અને નિર્દેશિત કરવામાં આવ્યો હતો, તેણે 1911 માં, રધરફોર્ડના અણુ મોડેલ તરીકે ઓળખાતા તારણોને જન્મ આપ્યો હતો.

ગોલ્ડ લીફ પ્રયોગ

તે 1909 અને 1913 ની વચ્ચે માન્ચેસ્ટર યુનિવર્સિટીની ભૌતિકશાસ્ત્ર પ્રયોગશાળાઓમાં બે સંશોધકો, હેન્સ ગીગર અને અર્નેસ્ટ માર્સડેન દ્વારા કરવામાં આવેલા અસંખ્ય અનુભવો વિશે હતું, જેઓ અર્નેસ્ટ રધરફર્ડના શિષ્યો હતા અને તેમના નિર્દેશનમાં હતા. આ પ્રયોગોની સુસંગતતા એ છે કે તેમની કપાત અને વિચારણાએ એક નવા અને બહુમુખી અણુ મોડેલને જન્મ આપ્યો.

આલ્ફા કણો સાથે 100 nm જાડા સોનાના વરખની સાંકડી બોમ્બિંગમાં આ અનુભવ રહેલો છે. આલ્ફા કણો આયનો હતા, એટલે કે, ઇલેક્ટ્રોન વિનાના અણુઓ, કારણ કે તેમાં માત્ર પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન હતા અને પરિણામે, હકારાત્મક ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ. આ કારણે, જો થોમસનનું અણુ મોડેલ સાચું હોત, તો આયનોના આલ્ફા કણો સોનાના અણુઓમાંથી સીધી રેખામાં પસાર થશે.

આલ્ફા કણોને કારણે થતા વિચલનની અસરોનો અભ્યાસ કરવા માટે, પાતળા સોનાના વરખની આસપાસ ઝીંક સલ્ફાઇડનું ફ્લોરોસન્ટ ફિલ્ટર મૂકવામાં આવ્યું હતું, અને તે જોવાનું શક્ય હતું કે કેટલાક કણો હોવા છતાં, તેઓ સોનાના અણુઓમાંથી પસાર થાય છે. સીધી રેખામાં સોનું, અન્ય રેન્ડમ પાથમાં વિચલિત.

પ્રયોગના તારણો

આ તપાસના પરિણામે, તેઓએ અણુ મોડલના પુરોગામીઓને બાજુ પર છોડી દીધા, જેની સાથે એવું માનવામાં આવતું હતું કે સકારાત્મક ચિહ્ન સાથેનો વિદ્યુત ચાર્જ અણુઓમાં સમાનરૂપે વિતરિત થાય છે, અને તેના કારણે તેને સ્થાનાંતરિત કરવાનું સરળ બન્યું, કારણ કે તેનો વિદ્યુત ચાર્જ તે ચોક્કસ બિંદુએ એટલું શક્તિશાળી બનવાનું ન હતું.

કારણ કે કેટલાક આલ્ફા કણો અવ્યવસ્થિત દિશાઓમાં વિચલિત થયા હતા, આ પ્રયોગોના પરિણામો અણધાર્યા હતા અને રધરફોર્ડને એવું માનવા તરફ દોરી ગયા કે અણુમાં મજબૂત હકારાત્મક વિદ્યુત ચાર્જ સાથેનું કેન્દ્ર હોવું જોઈએ, જે આલ્ફા કણને પાર કરવા માટે તેને નકારી કાઢવામાં આવ્યું હતું. કેન્દ્રીય અક્ષ.

પ્રતિબિંબિત કણોનો સરવાળો અને આ અસરથી પીડાતા કણોને ધ્યાનમાં લેતા, તે કેન્દ્રીય અક્ષના વ્યાસને સ્થાપિત કરવાનું શક્ય હતું, તેના પર્યાવરણમાં ઇલેક્ટ્રોનની ભ્રમણકક્ષા સાથે તેની તુલના કરી અને તે નિષ્કર્ષ પર પહોંચવું પણ શક્ય હતું કે મોટાભાગના અણુની જગ્યા ખાલી છે.

તેવી જ રીતે, તે બતાવવામાં આવ્યું હતું કે ઘણા આલ્ફા કણો સોનાના વરખ દ્વારા તેમના માર્ગથી ખૂબ જ સાંકડા ખૂણા પર વિચલિત થયા હતા, અને આ કારણોસર તે તારણ કાઢ્યું હતું કે અણુમાં હકારાત્મક ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ સમાનરૂપે વિતરિત થતો નથી. અણુ પરનો સકારાત્મક વિદ્યુત ચાર્જ ખૂબ જ ઓછી માત્રામાં કેન્દ્રિત છે.

છેવટે, કારણ કે કેટલાક આલ્ફા કણો પાછળની તરફ વિચલિત થયા હતા, એટલે કે, જાણે કોઈ રીબાઉન્ડ ઘટના બની હોય, તો અણુમાં સકારાત્મક વિદ્યુત ઉર્જા સાથે ચાર્જ થયેલા કણો દ્વારા કબજે કરેલી જગ્યાનું પ્રમાણ સ્થાપિત કરવું શક્ય હતું. અણુની કુલ જગ્યાની સરખામણીમાં ખૂબ જ નાનું.

આ સંબંધિત તારણોના પરિણામે, રધરફર્ડના મગજમાં તે સ્પષ્ટ થઈ ગયું કે અણુ મોડેલ, જે તે સમય સુધી જાણીતું હતું, તે ખોટું હતું, તેથી તે નીચેની બાબતોને ધ્યાનમાં લઈને નવું અણુ મોડેલ બનાવવાની ચિંતામાં હતો:

રધરફોર્ડના અણુ મોડેલના મૂળભૂત સિદ્ધાંતો

સકારાત્મક વિદ્યુત ચાર્જ ધરાવતા કણો અણુના કદની તુલનામાં ખૂબ જ ઓછી માત્રામાં જોવા મળે છે.

અણુના સમૂહનો મોટો હિસ્સો નાની કેન્દ્રીય જગ્યામાં સ્થિત છે. રધરફોર્ડે તેની પ્રારંભિક નોંધોમાં તેને ન્યુક્લિયસ કહેવાનું બંધ કર્યું, પરંતુ તેણે 1912 માં શરૂ થયેલ શબ્દનો ઉપયોગ કર્યો.

નકારાત્મક ચિહ્નના વિદ્યુત ચાર્જવાળા ઇલેક્ટ્રોન, ન્યુક્લિયસની આસપાસ ફરે છે.

ઈલેક્ટ્રોન ન્યુક્લિયસની આસપાસ અને ગોળાકાર માર્ગોમાં ઊંચી ઝડપે ફરે છે જેને તેણે ભ્રમણકક્ષાનું નામ આપ્યું છે.

ધન ચિહ્નના વિદ્યુત ચાર્જ સાથે ન્યુક્લિયસ તરીકે નકારાત્મક ચિહ્નની વિદ્યુત ઉર્જા સાથે ચાર્જ થયેલ ઇલેક્ટ્રોન ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક આકર્ષક બળ દ્વારા એકસાથે રાખવામાં આવે છે.

 રધરફોર્ડ એટોમિક મોડલની સ્વીકૃતિ

રધરફોર્ડના અણુ મોડેલને વૈજ્ઞાનિક સમુદાયની તાત્કાલિક મંજૂરી મળી હતી અને તે વિવિધ સબએટોમિક કણો સાથેના અણુને જોવાનું પ્રારંભિક બિંદુ હતું. સંશોધકો વર્ષો પછી ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા અને દરેક તત્વની અણુ સંખ્યા સ્થાપિત કરવામાં સક્ષમ હતા.

સાંસ્કૃતિક રીતે, અનુગામી નવી શોધો છતાં, રધરફોર્ડ-બોહર ગ્રહોના નમૂનારૂપ મોડેલ ઘણા લોકોની ચેતનામાં છે અને અણુ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તે દર્શાવવાની સૌથી સરળ રીત રહે છે. , તેના પ્રોટોનના ન્યુક્લિયસ સાથે, જ્યારે ન્યુટ્રોન અને ઇલેક્ટ્રોન પરિભ્રમણ કરે છે. તેમની આસપાસ ફરતી ભ્રમણકક્ષા.

રધરફોર્ડ મોડેલમાં મર્યાદાઓ અને ભૂલો

જો કે રધરફોર્ડના અણુ મોડલના પરિણામે ભૌતિકશાસ્ત્રમાં વૈજ્ઞાનિક સફળતા મળી હતી, તેમ છતાં, તે એક સુઘડ અથવા સંપૂર્ણ મોડલ નહોતું, વધુમાં, માં સમજાવેલા કાયદાઓ અનુસાર આઇઝેક ન્યૂટન બાયોગ્રાફી આવી રૂપરેખાંકન એક અસ્વીકાર્ય પ્રશ્ન હતો અને તે મેક્સવેલના કાયદાના ખૂબ જ સુસંગત તત્વને પણ સમજાવતો ન હતો. આ અર્થમાં, રધરફોર્ડનું અણુ મોડેલ મુદ્દાઓને સમજાવી શક્યું નથી જેમ કે:

ન્યુક્લિયસમાં સંખ્યાબંધ સકારાત્મક ચિહ્નિત ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ જોડાયેલા રહેવાનું કારણ. જો આપણે વિદ્યુત સિદ્ધાંતને અનુસરીએ, તો સકારાત્મક ચિન્હ સાથેના ચાર્જ એકબીજાને ભગાડવા જોઈએ. પરંતુ ન્યુક્લિયસ એ ઘણા પ્રોટોનના જૂથનું સ્થાન છે.

આ અણુ મોડેલનો બીજો વિરોધાભાસ એ ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સના મૂળભૂત નિયમો હતા, કારણ કે નકારાત્મક વિદ્યુત ચાર્જવાળા ઇલેક્ટ્રોન ન્યુક્લિયસની આસપાસ ફરે છે તે સ્થાપિત કરીને, મેક્સવેલના નિયમો અનુસાર, તેઓએ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન ઉત્પન્ન કરવું પડશે. તે ઉત્સર્જન ઊર્જાનો વપરાશ કરે છે અને ઇલેક્ટ્રોનને ન્યુક્લિયસ સાથે અથડાવાનું કારણ બને છે. તેથી, તે સમજાવી શક્યો નહીં કે અણુ શા માટે સ્થિર રહે છે.

રધરફોર્ડ મોડેલની વધારાની વિચારણાઓ

જોકે રધરફોર્ડનું પરમાણુ મોડલ ટૂંક સમયમાં બદલાઈ ગયું હતું બોહર અણુ મોડેલ, જેની સાથે પ્રથમની કેટલીક સમસ્યાઓ અને વિરોધાભાસોનું નિરાકરણ કરવામાં આવ્યું હતું, અણુ મોડેલની નવી વિભાવના ક્રાંતિકારી હતી અને તેણે અણુના અભ્યાસ અને તેના વૈજ્ઞાનિક ઉપયોગોની નવી દ્રષ્ટિની શરૂઆત કરી હતી, જેના માટે રધરફોર્ડને માનવામાં આવે છે. પરમાણુ ભૌતિકશાસ્ત્રના પિતા.

અર્નેસ્ટ રધરફોર્ડ કોણ હતા?

અર્નેસ્ટ રધરફોર્ડનો જન્મ 30 ઓગસ્ટ, 1871ના રોજ થયો હતો, તેઓ ન્યુઝીલેન્ડના વતની હતા. તેના પિતા ખેડૂત હતા અને માતા શાળામાં શિક્ષક હતા. તેમના માતા-પિતા બ્રિટિશ ઇમિગ્રન્ટ્સ હતા જેઓ વર્ષો અગાઉ ન્યુઝીલેન્ડમાં સ્થાયી થયા હતા.

તેણે ન્યુઝીલેન્ડમાં શાળા અને કોલેજમાં અભ્યાસ કર્યો હતો, પરંતુ 1895માં તેને કેમ્બ્રિજ, ઈંગ્લેન્ડમાં શિષ્યવૃત્તિ આપવામાં આવી હતી, જ્યાં તેની મિત્રતા જે.જે. થોમસન સાથે થઈ હતી, જેણે ઈલેક્ટ્રોનની શોધ કરી હતી અને તમારું નામ ધરાવતા અણુનું મોડેલ બનાવ્યું હતું.

થોમસને પોતે આપેલી ભલામણ બદલ આભાર, રધરફોર્ડ કેનેડાની એક યુનિવર્સિટીમાં ખુરશી પર કબજો કરવા આવ્યા, જ્યાં તેઓ કિરણોત્સર્ગી પદાર્થોની રસાયણશાસ્ત્રનો અભ્યાસ કરવા સક્ષમ હતા, જેના માટે તેમને 1908 માં રસાયણશાસ્ત્રમાં નોબેલ પારિતોષિક એનાયત કરવામાં આવ્યું હતું.

રધરફોર્ડ 1907 માં યુનાઇટેડ કિંગડમ પરત ફર્યા, યુનિવર્સિટી ઓફ માન્ચેસ્ટર ગયા, જ્યાં તેઓ વિજ્ઞાનમાં તેમનું સૌથી મોટું યોગદાન આપી શક્યા. વર્ષ 1908માં અને બાદમાં રધરફોર્ડ, તેમના સહયોગીઓની મદદથી, એવા પ્રયોગો હાથ ધરવા સક્ષમ હતા જેના કારણે તેઓ 1911માં એક નવું અને બહુમુખી પરમાણુ મોડલ તૈયાર કરી શક્યા.

1914 માં તેમને ઇંગ્લીશ તાજના નાઈટ તરીકે નિયુક્ત થવાનું સન્માન મળ્યું હતું, યુદ્ધમાં તેમના કામ માટે જેણે સોનાર દ્વારા સબમરીન શોધવામાં ફાળો આપ્યો હતો અને 1917 માં તેમને કેમ્બ્રિજમાં કેવેન્ડિશ લેબોરેટરીના ડિરેક્ટર તરીકે નિયુક્ત કરવામાં આવ્યા હતા, આ પદ પર સફળ થયા હતા. જેજે થોમસન. તેમના માર્ગદર્શન હેઠળ તેમના ઘણા સહયોગીઓ અનેક નોબેલ પારિતોષિકો મેળવવામાં સફળ થયા.

તેમની અસંખ્ય સફળતાઓ માટે આભાર, 1931 માં તેમને નેલ્સનનો બેરોન રધરફોર્ડ નામ આપવામાં આવ્યું, 1937 માં તેમના મૃત્યુના થોડા વર્ષો પહેલા.

વૈજ્ઞાનિક યોગદાન

રુથરફોર્ડે વાયુઓમાં એક્સ-રે પરના તેમના કાર્યથી શરૂ કરીને, ઘણા વૈજ્ઞાનિક યોગદાન આપ્યા, જે જેજે થોમસનની ઇલેક્ટ્રોનની શોધ માટેના આધાર તરીકે સેવા આપી હતી. યુરેનિયમની કિરણોત્સર્ગીતા પરના તેમના સંશોધનથી તેમના માટે બે પ્રકારના કિરણોત્સર્ગ, આલ્ફા કિરણો અને બીટા કિરણોના અસ્તિત્વને શોધવાનું શક્ય બન્યું. પરંતુ આખરે, તેમનું સૌથી સફળ યોગદાન તેમનું અણુ મોડેલ હતું.