રધરફડૅ પરમાણુનું ન્યુક્લિયર મોડલ કયા પ્રયોગના આધારે આપ્યું ?
અર્નસ્ટ રધરફર્ડે કેટલાંક રેડિયોઍક્ટિવ તત્ત્વોમાંથી ઉત્સર્જિત
$\alpha$-કણોના પ્રકીર્ણનના પ્રયોગ પરથી પરમાણુના બંધારણની જાણકારી મેળવી અને આ પ્રયોગના પરિણામોની સમજૂતી એ પરમાણુના મૉડલની સમજૂતી આપી.
આ મૉડલને સુર્યમંડળમાં સૂર્યની આસપાસ ગ્રહો જેમ પરિભ્રમણ કરે છે તેમ પરમાણુના સૂક્ષ્મ કેન્દ્ર પર પરમાણુનું સમગ્ર દળ કેન્દ્રિત થયેલું હોય છે જેને પરમાણુનું ન્યુક્લિયસ કહે છે અને તેનાં પર સમગ્ર ધન વિદ્યુતભાર કેન્દ્રિત થયેલો હોય છે અને ઋણ વિધુતભારિત ઇલેક્ટ્રૉન આ ન્યુક્લિયસની આસપાસ ભ્રમણ કરે છે. જેને પરમાણુનું પ્લેનેટરી મૉડલ પણ કહે છે અથવા રધરફર્ડનું ન્યુક્લિયર મૉડલ કહે છે જે આજે આપણે સ્વીકારેલ છે.
આમ, છતાં પરમાણુઓ અમુક નિશ્ચિત તરંગલંબાઈનો જ પ્રકાશ કેમ ઉત્સર્જિત કરે છે તે સમજાવી શક્યું નહીં.
દા.ત. : એક જ ઇલેક્ટ્રૉન અને એક જ પ્રોટૉન ધરાવતો હાઇડ્રોજન પરમાણુમાં નિશ્ચિત તરંગલંબાઈઓનો જટિલ વર્ણપટ કેવી રીતે ઉત્સર્જિત કરે છે ?
પ્રચલિત સિદ્ધાંતો મુજબ, ન્યુક્લિયસની ફરતે ઈલેક્ટ્રૉન કોઈ પણ કક્ષામાં હોઈ શકે છે. તો પછી પરમાણુનું લાક્ષણિક પરિમાણ શાના પરથી નક્કી થાય છે? પરમાણુ તેના લાક્ષણિક પરિમાણ કરતાં હજાર ગણો મોટો કેમ નથી? આ પુસ્તકમાં તમે શીખ્યા તે પ્રખ્યાત મોડેલ પર પહોંચતાં અગાઉ બોહરને આ પ્રશ્નએ ખૂબ મૂંઝવી દીધો હતો? તેણે શોધ અગાઉ શું કર્યું હશે તેને મૂર્તિમંત (Simulate) કરવા માટે, કુદરતના મૂળભૂત અચળાંકોની મદદથી, આપણે નીચેની રમત કરીએ અને જોઈએ કે આપણને પરમાણુના જાણીતા પરિમાણ $(\sim 10^{-10}\, m)$ ના લગભગ જેટલી લંબાઈનું પરિમાણ ધરાવતી રાશિ મળે છે કે કેમ?
$(a)$ મૂળભૂત અચળાંકો $e, m$ અને $c$ પરથી લંબાઈના પરિમાણ ધરાવતી રાશિ રચો. તેનું સંખ્યાત્મક મૂલ્ય શોધો.
$(b)$ તમે જોશો કે $(a)$ માં મેળવેલી લંબાઈ, પરમાણુના પરિમાણ કરતાં માનના (મૂલ્યના) ઘણાં ક્રમોથી નાની છે. ઉપરાંત તેમાં રહેલ છે. પરંતુ પરમાણુઓની ઊર્જાઓ મહદ્અંશે બિન-સાપેક્ષવાદીય વિસ્તારોમાં હોય છે જ્યાં $c$ કોઈ મહત્વનો ભાગ ભજવે છે તે અપેક્ષિત નથી. કદાચ આ બાબતે બોહરને એમ સૂચવ્યું હશે કે $c$ ને દૂર કરવો અને પરમાણુનું સાચું પરિમાણ મેળવવા માટે 'કંઈક બીજું' શોધવું. હવે, તે ગાળામાં પ્લેન્કના અચળાંક $h$ એ અન્ય સ્થળે દેખા દીધેલી જ હતી. $h, m$ અને $e$ પરમાણુનું સાચું પરિમાણ આપશે એવું ઓળખવામાં (સમજવામાં), બોહરનું મહાન અંતર્દર્શન (Insight) રહેલું છે. $h, m$ અને $ e$ પરથી લંબાઈનાં પરિમાણ ધરાવતી રાશિ રચો અને તેનું સંખ્યાત્મક મૂલ્ય માનનો સાચો ક્રમ ધરાવે છે તેમ ચકાસીને પુષ્ટિ કરો.
$5\ MeV$ ઉર્જા ધરાવતો $\alpha$-કણ સ્થિર પડેલા યુરેનિયમના ન્યુક્લિયસ સાથે $180^o$ ના પ્રકીર્ણન ખૂણે અથડાય છે. $\alpha$- કણ ન્યુક્લિયસ નજીક કેટલા ક્રમના અંતર સુધી પહોચી શકે?
જો ક્ષ-કિરણ ટ્યુબ પર $V$ વૉલ્ટનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત લગાવવામાં આવે તો તેમાંથી ઉત્સર્જાતા ક્ષ-કિરણની ન્યૂનતમ તરંગલંબાઈ લગભગ કેટલી હશે?
ગતિવાદ પરથી પરમાણુનું પરિમાણ જણાવો.
પરમાણુનો રાસાયણિક સ્વભાવ .......પર આધાર રાખે છે.