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 ?
હાઇડ્રોજન અણુમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોનની બંધનઉર્જા $13.6\, eV$ છે. તો $Li^{++}$ ની પ્રથમ ઉત્તેજિત અવસ્થામાં રહેલ ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા કેટલા $eV$ ઉર્જાની જરૂર પડે?
હાઇડ્રોજન પરમાણુમાં ઇલેકટ્રૉન ન્યુક્લિયસની આસપાસ $r$ ત્રિજ્યાની વર્તૂળાકાર કક્ષામાં પરિક્રમણ કરે છે, તો ન્યુક્લિયસ અને ઇલેકટ્રૉન વચ્ચે લાગતું કુલંબ બળ શોધો. જ્યાં, $k\,\, = \,\,\frac{1}{{4\pi {\varepsilon _0}}}$
નીચે બે વિધાનો આપેલા છે.
વિધાન $I$ : પરમાણું મહત્તમ દળ અને તેના સમગ્ર ધન વિદ્યુતભાર અત્યંત નાના ન્યૂકિલયસમાં કેન્દ્રીત થયેલો છે. અને ઈલેકટ્રોન તેને ફરતે પરિભ્રમણ કરે છે, આ રૂધરફોર્ડ મોડેલ (પરિકલ્પના) છે.
વિધાન $II$ : પરમાણુ એ ધન વીજભારીત ગોળાકાર વાદળ છે. કે જેમાં ઈલેકટ્રોન મૂકેલા હોય છે, કે જે રૂથરફોર્ડના મોડેલ (પરિકલ્પના)ની ખાસ કિસ્સો છે.
ઉપરોક્ત વિધાનોનાં સંદર્ભમાં, નીચે આપેલા વિકલ્પોમાંથી સાચો ઉત્તર પસંદ કરો.
હાઇડ્રોજન પરમાણુમાં $n = 2$ અને $ n = 1$ કક્ષામાં રહેલા ઇલેકટ્રોનના આવર્તકાળનો ગુણોત્તર કેટલો થાય?
$m$ દ્રવ્યમાન તથા $v $ વેગથી ગતિ કરતા $\alpha $ કણને $Ze$ જેટલા વિદ્યુતભારવાળા કોઇ ભારે ન્યુકિલયસ પર આપાત કરવામાં આવે છે, તો તેના ન્યુકિલયસના કેન્દ્રથી લઘુતમ અંતર દળ $m$ પર કેવી રીતે આધાર રાખે છે?