পরমাণুর কিছু ঐতিহাসিক ও আধুনিক মডেল। পরমাণুর গ্রহের মডেল: রাদারফোর্ডের পরীক্ষা

1903 সালে, ইংরেজ বিজ্ঞানী থমসন পরমাণুর একটি মডেল প্রস্তাব করেছিলেন, যাকে মজা করে "কিশমিশ বান" বলা হয়েছিল। তার সংস্করণ অনুসারে, একটি পরমাণু হল একটি সমান ধনাত্মক চার্জ সহ একটি গোলক, যেখানে নেতিবাচক চার্জযুক্ত ইলেকট্রনগুলি কিশমিশের মতো ছেদ করা হয়।

যাইহোক, পরমাণুর আরও গবেষণায় দেখা গেছে যে এই তত্ত্বটি অকার্যকর। এবং কয়েক বছর পরে, রাদারফোর্ড নামে আরেক ইংরেজ পদার্থবিজ্ঞানী একাধিক পরীক্ষা-নিরীক্ষা করেন। ফলাফলের উপর ভিত্তি করে, তিনি পরমাণুর গঠন সম্পর্কে একটি হাইপোথিসিস তৈরি করেছিলেন, যা এখনও আন্তর্জাতিকভাবে স্বীকৃত।

রাদারফোর্ডের পরীক্ষা: পরমাণুর নিজস্ব মডেলের প্রস্তাব

তার পরীক্ষায়, রাদারফোর্ড পাতলা সোনার ফয়েলের মধ্য দিয়ে আলফা কণার একটি মরীচি পাস করেছিলেন। স্বর্ণকে এর নমনীয়তার জন্য বেছে নেওয়া হয়েছিল, যা একটি খুব পাতলা ফয়েল তৈরি করা সম্ভব করেছিল, প্রায় এক স্তর পুরু অণু। ফয়েলের পিছনে একটি বিশেষ পর্দা ছিল, যা আলফা কণা দ্বারা বোমাবর্ষণের সময় আলোকিত হয়েছিল। থমসনের তত্ত্ব অনুসারে, আলফা কণাগুলিকে ফয়েলের মধ্য দিয়ে যাওয়া উচিত ছিল বিনা বাধায়, খুব সামান্য দিক থেকে সরে যাওয়া। যাইহোক, দেখা গেল যে কিছু কণা এইভাবে আচরণ করেছে, এবং একটি খুব ছোট অংশ ফিরে গেছে, যেন কিছু আঘাত করছে।

অর্থাৎ, এটি প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল যে পরমাণুর ভিতরে শক্ত এবং ছোট কিছু রয়েছে, যেখান থেকে আলফা কণাগুলি লাফিয়ে উঠছে। তখনই রাদারফোর্ড পরমাণুর গঠনের একটি গ্রহের মডেল প্রস্তাব করেছিলেন। রাদারফোর্ডের পরমাণুর গ্রহের মডেল তার এবং তার সহকর্মীদের উভয় পরীক্ষা-নিরীক্ষার ফলাফল ব্যাখ্যা করেছে। আজ পর্যন্ত এটি প্রস্তাব করা হয়নি সেরা মডেল, যদিও এই তত্ত্বের কিছু দিক এখনও বিজ্ঞানের কিছু খুব সংকীর্ণ এলাকায় অনুশীলনের সাথে একমত নয়। তবে মূলত, পরমাণুর গ্রহের মডেলটি সব থেকে বেশি উপযোগী। এই মডেল কি গঠিত?

পরমাণুর গঠনের গ্রহের মডেল

নাম অনুসারে, পরমাণুকে একটি গ্রহের সাথে তুলনা করা হয়। এই ক্ষেত্রে, গ্রহটি একটি পরমাণুর নিউক্লিয়াস। এবং ইলেক্ট্রনগুলি মোটামুটি বড় দূরত্বে নিউক্লিয়াসের চারপাশে ঘোরে, ঠিক যেমন উপগ্রহগুলি গ্রহের চারপাশে ঘোরে। শুধুমাত্র ইলেকট্রনের ঘূর্ণনের গতি দ্রুততম উপগ্রহের ঘূর্ণনের গতির চেয়ে কয়েক হাজার গুণ বেশি। অতএব, তার ঘূর্ণনের সময়, ইলেকট্রন নিউক্লিয়াসের পৃষ্ঠের উপরে এক ধরণের মেঘ তৈরি করে। এবং ইলেকট্রনের বিদ্যমান চার্জগুলি অন্যান্য নিউক্লিয়াসের চারপাশে অন্যান্য ইলেকট্রন দ্বারা গঠিত একই চার্জগুলিকে বিকর্ষণ করে। অতএব, পরমাণুগুলি "একসাথে আটকে থাকে না", তবে একে অপরের থেকে কিছু দূরত্বে অবস্থিত।

এবং যখন আমরা কণার সংঘর্ষের কথা বলি, তখন আমরা বোঝাই যে তারা একে অপরের যথেষ্ট কাছাকাছি আসে অনেক দূরবর্তীএবং তাদের অভিযোগের ক্ষেত্র দ্বারা বিতাড়িত হয়। সরাসরি যোগাযোগ নেই। পদার্থের কণা সাধারণত একে অপরের থেকে খুব দূরে অবস্থিত। যদি কোনোভাবে একটি দেহের কণাগুলোকে একত্রে ভেঙে ফেলা যেত, তাহলে তা কোটি কোটি গুণ সঙ্কুচিত হবে। পৃথিবী আপেলের চেয়ে ছোট হয়ে যাবে। সুতরাং যে কোনও পদার্থের মূল আয়তন, এটি অদ্ভুত শোনাতে পারে, এমন একটি শূন্যতা দ্বারা দখল করা হয় যেখানে চার্জযুক্ত কণাগুলি অবস্থিত, ইলেকট্রনিক মিথস্ক্রিয়া শক্তি দ্বারা দূরে রাখা হয়।

পরমাণু হল পদার্থের ক্ষুদ্রতম কণা এই ধারণাটি প্রথম উত্থাপিত হয়েছিল প্রাচীন গ্রীস. যাইহোক, শুধুমাত্র 18 শতকের শেষের দিকে, A. Lavoisier, M.V Lomonosov এবং অন্য কিছু বিজ্ঞানীদের কাজের জন্য ধন্যবাদ, এটি প্রমাণিত হয়েছিল যে পরমাণু সত্যিই বিদ্যমান। যাইহোক, সেই দিনগুলিতে তাদের অভ্যন্তরীণ কাঠামো কী ছিল তা কেউই ভাবতে পারেনি। বিজ্ঞানীরা এখনও পরমাণুকে অবিভাজ্য "বিল্ডিং ব্লক" হিসাবে বিবেচনা করেন যা সমস্ত পদার্থ তৈরি করে।

পরমাণুর গঠন ব্যাখ্যা করার প্রয়াস

পারমাণবিক মডেলের প্রস্তাবকারী প্রথম বিজ্ঞানী কে? এই কণাগুলির একটি মডেল তৈরি করার প্রথম প্রচেষ্টা জে. থমসনের অন্তর্গত। তবে শব্দের পূর্ণ অর্থে একে সফল বলা যাবে না। সর্বোপরি, থমসন বিশ্বাস করতেন যে পরমাণু একটি গোলাকার এবং বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ সিস্টেম। একই সময়ে, বিজ্ঞানী অনুমান করেছিলেন যে এই বলের আয়তন জুড়ে ধনাত্মক চার্জ সমানভাবে বিতরণ করা হয়েছিল এবং এর ভিতরে একটি নেতিবাচক চার্জযুক্ত নিউক্লিয়াস রয়েছে। পরমাণুর অভ্যন্তরীণ গঠন ব্যাখ্যা করার জন্য বিজ্ঞানীদের সমস্ত প্রচেষ্টা ব্যর্থ হয়েছিল। আর্নেস্ট রাদারফোর্ড হলেন তিনি যিনি থমসন তার তত্ত্ব উপস্থাপনের কয়েক বছর পর পরমাণুর গঠনের পারমাণবিক মডেলের প্রস্তাব করেছিলেন।

গবেষণার ইতিহাস

1833 সালে ইলেক্ট্রোলাইসিস নিয়ে গবেষণা করে, ফ্যারাডে প্রতিষ্ঠিত করতে সক্ষম হন যে একটি ইলেক্ট্রোলাইট দ্রবণে কারেন্ট হল চার্জযুক্ত কণা বা আয়নের প্রবাহ। এই গবেষণার উপর ভিত্তি করে, তিনি আয়নের সর্বনিম্ন চার্জ নির্ধারণ করতে সক্ষম হন। এছাড়াও, পদার্থবিদ্যায় এই দিকটির বিকাশে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করেছিলেন গার্হস্থ্য রসায়নবিদ মেন্ডেলিভ। তিনিই প্রথম বৈজ্ঞানিক বৃত্তে প্রশ্ন উত্থাপন করেছিলেন যে সমস্ত পরমাণুর একই প্রকৃতি থাকতে পারে। আমরা দেখতে পাই যে রাদারফোর্ডের পরমাণুর গঠনের পারমাণবিক মডেল প্রথম প্রস্তাবিত হওয়ার আগে, বিজ্ঞানীরা বিভিন্ন ধরণের গবেষণা করেছিলেন। অনেককোন কম গুরুত্বপূর্ণ পরীক্ষা. তারা প্রচার করেছে পারমাণবিক তত্ত্বসামনের পদার্থের গঠন।

প্রথম পরীক্ষা

রাদারফোর্ড সত্যিই একজন উজ্জ্বল বিজ্ঞানী, কারণ তার আবিষ্কারগুলি পদার্থের গঠন বোঝার ক্ষেত্রে বিপ্লব ঘটিয়েছে। 1911 সালে, তিনি একটি পরীক্ষা সেট করতে সক্ষম হন, যার সাহায্যে গবেষকরা পরমাণুর রহস্যময় গভীরতা দেখতে এবং এর অভ্যন্তরীণ গঠন সম্পর্কে ধারণা পেতে সক্ষম হন। যদিও প্রথম পরীক্ষাগুলি অন্যান্য গবেষকদের সমর্থনে বিজ্ঞানী দ্বারা পরিচালিত হয়েছিল প্রধান ভূমিকাউদ্বোধনে এটি এখনও রাদারফোর্ডের ছিল।

পরীক্ষা

ব্যবহার প্রাকৃতিক ঝর্ণাতেজস্ক্রিয় বিকিরণ, রাদারফোর্ড একটি বন্দুক তৈরি করতে সক্ষম হয়েছিল যা আলফা কণার একটি প্রবাহ নির্গত করে। এটি ছিল সীসার তৈরি একটি বাক্স, যার ভিতরে একটি তেজস্ক্রিয় পদার্থ ছিল। বন্দুকটিতে একটি স্লট ছিল যা সমস্ত আলফা কণাকে সীসা পর্দায় আঘাত করতে দেয়। তারা কেবল স্লট দিয়ে উড়ে যেতে পারে। তেজস্ক্রিয় কণার এই রশ্মির পথে আরও বেশ কিছু পর্দা ছিল।

তারা কণাগুলিকে পৃথক করেছিল যা পূর্বে নির্দিষ্ট দিক থেকে বিচ্যুত হয়েছিল। একটি কঠোরভাবে ফোকাস করা লক্ষ্যে রাদারফোর্ড একটি লক্ষ্য হিসাবে সোনার ফয়েলের একটি পাতলা শীট ব্যবহার করেছিল। একবার কণাগুলি এই শীটে আঘাত করলে, তারা তাদের চলাচল অব্যাহত রাখে এবং অবশেষে এই লক্ষ্যের পিছনে ইনস্টল করা একটি ফ্লুরোসেন্ট স্ক্রিনে আঘাত করে। যখন আলফা কণাগুলি এই পর্দায় আঘাত করে, তখন ফ্ল্যাশ রেকর্ড করা হয়েছিল, যেখান থেকে বিজ্ঞানী ফয়েলের সাথে সংঘর্ষের সময় কতগুলি কণা মূল দিক থেকে বিচ্যুত হয়েছিল এবং এই বিচ্যুতির মাত্রা কী ছিল তা বিচার করতে পারে।

পূর্ববর্তী পরীক্ষা থেকে পার্থক্য

পরমাণুর কাঠামোর পারমাণবিক মডেল কে প্রস্তাব করেছে তা নিয়ে আগ্রহী স্কুলছাত্রী এবং ছাত্রদের জানা উচিত: রাদারফোর্ডের আগে পদার্থবিজ্ঞানে অনুরূপ পরীক্ষা করা হয়েছিল। তাদের মূল ধারণাপ্রাথমিক গতিপথ থেকে কণার বিচ্যুতি থেকে যতটা সম্ভব সংগ্রহ করা ছিল অধিক তথ্যপরমাণুর গঠন সম্পর্কে। এই সমস্ত অধ্যয়নের ফলে বিজ্ঞানে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ তথ্য জমা হয়েছিল এবং চিন্তাভাবনাকে উস্কে দেওয়া হয়েছিল অভ্যন্তরীণ গঠনক্ষুদ্রতম কণা।

ইতিমধ্যে 20 শতকের শুরুতে, বিজ্ঞানীরা জানতেন যে একটি পরমাণুতে নেতিবাচক চার্জ সহ ইলেকট্রন রয়েছে। কিন্তু বেশিরভাগ গবেষকদের মধ্যে, প্রচলিত মতামত ছিল যে একটি পরমাণুর অভ্যন্তরটি নেতিবাচক চার্জযুক্ত কণা দ্বারা ভরা গ্রিডের মতো। এই ধরনের পরীক্ষাগুলি অনেক তথ্য প্রাপ্ত করা সম্ভব করেছে - উদাহরণস্বরূপ, নির্ধারণ করা জ্যামিতিক মাত্রাপরমাণু

উজ্জ্বল অনুমান

রাদারফোর্ড লক্ষ্য করেছেন যে আলফা কণাগুলি তাদের ট্র্যাজেক্টোরি থেকে খুব বড় কোণে বিচ্যুত হতে পারে কিনা তা নির্ধারণ করার জন্য তার পূর্বসূরিরা কেউই চেষ্টা করেননি। পূর্ববর্তী মডেল, কখনও কখনও বিজ্ঞানীদের মধ্যে "কিসমিস পুডিং" নামে পরিচিত (কারণ এই মডেল অনুসারে, একটি পরমাণুর ইলেকট্রনগুলি একটি পুডিংয়ে কিশমিশের মতো বিতরণ করা হয়), কেবল পরমাণুর মধ্যে কাঠামোর ঘন উপাদানগুলির অস্তিত্বের অনুমতি দেয়নি। বিজ্ঞানীদের কেউ এই বিকল্পটি বিবেচনা করতেও বিরক্ত হননি। গবেষক তার ছাত্রকে এমনভাবে ইনস্টলেশনটি পুনরায় সজ্জিত করতে বলেছিলেন যাতে ট্র্যাজেক্টোরি থেকে কণার বড় বিচ্যুতি রেকর্ড করা হয় - শুধুমাত্র এই সম্ভাবনা বাদ দেওয়ার জন্য। বিজ্ঞানী এবং তার ছাত্র উভয়ের বিস্ময় কল্পনা করুন যখন দেখা গেল যে কিছু কণা 180 ডিগ্রি কোণে ছড়িয়ে ছিটিয়ে আছে।

একটি পরমাণুর ভিতরে কি আছে?

আমরা খুঁজে পেয়েছি যে পরমাণুর গঠনের পারমাণবিক মডেল কে প্রস্তাব করেছিলেন এবং এই বিজ্ঞানীর অভিজ্ঞতা কী ছিল। সেই সময়ে, রাদারফোর্ডের পরীক্ষা ছিল সত্যিকারের সাফল্য। তিনি এই সিদ্ধান্তে আসতে বাধ্য হন যে একটি পরমাণুর ভিতরে, বেশিরভাগ ভরই খুব ঘন পদার্থের মধ্যে থাকে। একটি পরমাণুর কাঠামোর পারমাণবিক মডেলের চিত্রটি অত্যন্ত সহজ: ভিতরে একটি ইতিবাচক চার্জযুক্ত নিউক্লিয়াস রয়েছে।

এই নিউক্লিয়াসের চারপাশে ইলেকট্রন নামক অন্য কণাগুলো প্রদক্ষিণ করে। বাকি অংশ কম ঘনত্বের বেশ কয়েকটি অর্ডার। একটি পরমাণুর ভিতরে ইলেকট্রনগুলির বিন্যাস বিশৃঙ্খল নয় - কণাগুলি শক্তি বৃদ্ধির ক্রমে সাজানো হয়। গবেষক পরমাণুর অভ্যন্তরীণ অংশকে নিউক্লিয়াস বলে। বিজ্ঞানী যে নামগুলি প্রবর্তন করেছিলেন তা আজও বিজ্ঞানে ব্যবহৃত হয়।

কিভাবে পাঠের জন্য প্রস্তুত?

যে সমস্ত স্কুলছাত্ররা পরমাণুর গঠনের পারমাণবিক মডেলের প্রস্তাব করেছে সে বিষয়ে আগ্রহী তারা পাঠে অতিরিক্ত জ্ঞান দেখাতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, আপনি কীভাবে রাদারফোর্ড, তার পরীক্ষা-নিরীক্ষার অনেক পরে, তার আবিষ্কারের জন্য একটি উপমা দিতে পছন্দ করেছিলেন সে সম্পর্কে কথা বলতে পারেন। বিদ্রোহীদের জন্য বন্দুক দক্ষিণ আফ্রিকার একটি দেশে পাচার করা হচ্ছে, যা তুলার গাঁটের মধ্যে রয়েছে। পুরো ট্রেন যদি এই গাঁটগুলি দিয়ে ভরা হয় তবে কাস্টমস অফিসাররা কীভাবে বিপজ্জনক সরবরাহগুলি ঠিক কোথায় তা নির্ধারণ করতে পারে? কাস্টমস অফিসার বেলে গুলি শুরু করতে পারে এবং অস্ত্রটি কোথায় আছে সেখানে গুলি রিকোচেট করবে। রাদারফোর্ড জোর দিয়েছিলেন যে তার আবিষ্কারটি ঠিক এভাবেই হয়েছিল।

স্কুলের ছেলেমেয়েরা যারা ক্লাসে এই বিষয়ে উত্তর দেওয়ার জন্য প্রস্তুতি নিচ্ছে, তাদের জন্য নিম্নলিখিত প্রশ্নের উত্তর প্রস্তুত করার পরামর্শ দেওয়া হচ্ছে:

1. পরমাণুর গঠনের পারমাণবিক মডেল কে প্রস্তাব করেছিলেন?

2. পরীক্ষার বিন্দু কি ছিল?

3. পারমাণবিক মডেল এবং অন্যান্য মডেলের মধ্যে পার্থক্য।

রাদারফোর্ডের তত্ত্বের তাৎপর্য

রাদারফোর্ড তার পরীক্ষা-নিরীক্ষা থেকে যে র‌্যাডিকাল সিদ্ধান্তে এসেছেন তা তার সমসাময়িকদের অনেককে এই মডেলের সত্যতা নিয়ে সন্দেহ করতে পরিচালিত করেছিল। এমনকি রাদারফোর্ড নিজেও এর ব্যতিক্রম ছিলেন না - তিনি আবিষ্কারের মাত্র দুই বছর পরে তার গবেষণার ফলাফল প্রকাশ করেছিলেন। মাইক্রোকণাগুলি কীভাবে চলে তার ধ্রুপদী ধারণাগুলির ভিত্তি হিসাবে গ্রহণ করে, তিনি পরমাণুর কাঠামোর একটি পারমাণবিক গ্রহের মডেল প্রস্তাব করেছিলেন। সামগ্রিকভাবে, পরমাণুর একটি নিরপেক্ষ চার্জ রয়েছে। ইলেকট্রনগুলি নিউক্লিয়াসের চারপাশে ঘোরে, ঠিক যেমন গ্রহগুলি সূর্যের চারদিকে ঘোরে। কুলম্ব বাহিনীর কারণে এই আন্দোলন ঘটে। এই মুহুর্তে, রাদারফোর্ডের মডেলটি উল্লেখযোগ্য পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে গেছে, তবে বিজ্ঞানীর আবিষ্কার আজ তার প্রাসঙ্গিকতা হারায় না।

পারমাণবিক কাঠামোর প্রথম মডেলগুলির মধ্যে একটি প্রস্তাবিত হয়েছিল জে. থমসন 1904 সালে, পরমাণুটিকে "ইতিবাচক বিদ্যুতের সমুদ্র" হিসাবে কল্পনা করা হয়েছিল যার মধ্যে ইলেকট্রনগুলি দোলাচ্ছে। একটি বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ পরমাণুর ইলেকট্রনের মোট ঋণাত্মক চার্জ ছিল তার মোট ধনাত্মক চার্জের সমান।

রাদারফোর্ডের অভিজ্ঞতা

থমসনের হাইপোথিসিস পরীক্ষা করতে এবং পরমাণুর গঠন আরও সঠিকভাবে নির্ধারণ করতে ই. রাদারফোর্ডবিক্ষিপ্তকরণের উপর পরীক্ষার একটি সিরিজ সংগঠিত α পাতলা ধাতব প্লেট সহ কণা - ফয়েল। 1910 সালে, রাদারফোর্ড ছাত্র হ্যান্স গেইগারএবং আর্নেস্ট মার্সডেনবোমা হামলার পরীক্ষা চালায় α - পাতলা ধাতব প্লেটের কণা। তারা এটি সবচেয়ে খুঁজে পেয়েছে α -কণাগুলি তাদের গতিপথ পরিবর্তন না করেই ফয়েলের মধ্য দিয়ে যায়। এবং এটি আশ্চর্যজনক ছিল না যদি আমরা পরমাণুর থমসনের মডেলের সঠিকতা গ্রহণ করি।

উৎস α - বিকিরণ একটি সীসা ঘনক্ষেত্রে স্থাপন করা হয়েছিল যাতে একটি চ্যানেল ড্রিল করা হয়েছিল, যাতে এটি একটি প্রবাহ পাওয়া সম্ভব হয় α - কণা একটি নির্দিষ্ট দিকে উড়ে। আলফা কণা দ্বিগুণ আয়নিত হিলিয়াম পরমাণু ( 2+ নয়) তাদের একটি +2 ধনাত্মক চার্জ এবং ভর একটি ইলেকট্রনের ভরের প্রায় 7350 গুণ। জিঙ্ক সালফাইড দিয়ে প্রলিপ্ত স্ক্রিনে পাওয়া, α -কণাগুলি এটিকে আলোকিত করেছিল এবং একটি ম্যাগনিফাইং গ্লাসের সাহায্যে কেউ একে একে আঘাত করার সময় স্ক্রিনে প্রদর্শিত পৃথক ফ্ল্যাশগুলি দেখতে এবং গণনা করতে পারে α -কণা। বিকিরণের উত্স এবং পর্দার মধ্যে ফয়েল স্থাপন করা হয়েছিল। পর্দার ঝলকানি থেকে কেউ বিক্ষিপ্ততার বিচার করতে পারে α -কণা, যেমন ধাতুর একটি স্তরের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় মূল দিক থেকে তাদের বিচ্যুতি সম্পর্কে।

দেখা গেল সংখ্যাগরিষ্ঠ α -কণাগুলি তাদের দিক পরিবর্তন না করেই ফয়েলের মধ্য দিয়ে যায়, যদিও ফয়েলের পুরুত্ব কয়েক হাজার পারমাণবিক ব্যাসের সাথে মিলে যায়। কিন্তু কিছু α -কণাগুলি এখনও ছোট কোণে এবং মাঝে মাঝে বিচ্যুত ছিল α -কণাগুলি হঠাৎ করে তাদের চলাচলের দিক পরিবর্তন করে এবং এমনকি (100,000 এর মধ্যে প্রায় 1টি) পিছনে ফেলে দেওয়া হয়েছিল, যেন তারা একটি বিশাল বাধার সম্মুখীন হয়েছে। যেমন একটি ধারালো বিচ্যুতি ক্ষেত্রে α - একটি চাপ বরাবর একটি ম্যাগনিফাইং গ্লাস দিয়ে স্ক্রীন সরানোর মাধ্যমে কণাগুলি পর্যবেক্ষণ করা যেতে পারে।

এই পরীক্ষার ফলাফল থেকে নিম্নলিখিত উপসংহার টানা যেতে পারে:

1. পরমাণুতে কিছু "বাধা" আছে, যাকে নিউক্লিয়াস বলা হত।
2. নিউক্লিয়াসের একটি ধনাত্মক চার্জ রয়েছে (অন্যথায় ধনাত্মক চার্জযুক্ত α -কণা ফিরে প্রতিফলিত হবে না)।
3. পরমাণুর আকারের তুলনায় নিউক্লিয়াসের খুব ছোট মাত্রা রয়েছে (মাত্র একটি ছোট অংশ α - কণা আন্দোলনের দিক পরিবর্তন করে)।
4. মূল আছে বড় ভর, ভরের তুলনায় α -কণা

রাদারফোর্ড প্রস্তাবের মাধ্যমে পরীক্ষার ফলাফল ব্যাখ্যা করেছিলেন পরমাণুর "গ্রহ" মডেলযা তাকে তুলনা করেছে সৌর জগৎ. গ্রহের মডেল অনুসারে, পরমাণুর কেন্দ্রে একটি খুব ছোট নিউক্লিয়াস রয়েছে, যার আকার প্রায় 100,000 গুণ ছোট মাপপরমাণু নিজেই। এই নিউক্লিয়াসটি পরমাণুর প্রায় পুরো ভর ধারণ করে এবং একটি ধনাত্মক চার্জ বহন করে। ইলেকট্রন নিউক্লিয়াসের চারপাশে ঘোরে, যার সংখ্যা নিউক্লিয়াসের চার্জ দ্বারা নির্ধারিত হয়। ইলেকট্রনের বাহ্যিক গতিপথ পরমাণুর বাহ্যিক মাত্রা নির্ধারণ করে। একটি পরমাণুর ব্যাস 10 -8 সেমি এবং নিউক্লিয়াসের ব্যাস 10 -13 ÷10 -12 সেমি ক্রম অনুসারে।

পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের চার্জ যত বেশি হবে, তার থেকে বিকর্ষণ তত বেশি হবে α -কণা, আরো প্রায়ই শক্তিশালী বিচ্যুতি ঘটনা ঘটবে α - ধাতব স্তরের মধ্য দিয়ে যাওয়া কণা, চলাচলের প্রাথমিক দিক থেকে। অতএব, বিক্ষিপ্ত পরীক্ষা α -কণাগুলি শুধুমাত্র একটি পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের অস্তিত্ব সনাক্ত করা সম্ভব করে না, তবে এর চার্জও নির্ধারণ করে। ইতিমধ্যেই রাদারফোর্ডের পরীক্ষাগুলি থেকে এটি অনুসরণ করা হয়েছে যে নিউক্লিয়াসের চার্জ (ইলেকট্রন চার্জের এককগুলিতে প্রকাশ করা হয়) পর্যায় সারণির উপাদানটির ক্রমিক সংখ্যার সংখ্যাগতভাবে সমান। এটি নিশ্চিত করা হয়েছে জি মোসেলি, যিনি 1913 সালে একটি মৌলের এক্স-রে বর্ণালী এবং এর পারমাণবিক সংখ্যার নির্দিষ্ট রেখার তরঙ্গদৈর্ঘ্যের মধ্যে একটি সহজ সংযোগ স্থাপন করেছিলেন এবং ডি. চ্যাডউইক, যিনি 1920 সালে বিক্ষিপ্তভাবে বেশ কয়েকটি উপাদানের পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের চার্জ নির্ভুলতার সাথে নির্ধারণ করেছিলেন α -কণা

ইনস্টল করা হয়েছিল শারীরিক অর্থপর্যায় সারণীতে একটি মৌলের ক্রমিক সংখ্যা: ক্রমিক সংখ্যাটি একটি মৌলের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ধ্রুবক হিসাবে পরিণত হয়েছে, যা তার পরমাণুর নিউক্লিয়াসের ধনাত্মক চার্জ প্রকাশ করে। একটি পরমাণুর বৈদ্যুতিক নিরপেক্ষতা থেকে এটি অনুসরণ করে যে নিউক্লিয়াসের চারপাশে ঘূর্ণায়মান ইলেকট্রনের সংখ্যা উপাদানটির পারমাণবিক সংখ্যার সমান।

এই আবিষ্কারটি পর্যায় সারণীতে উপাদানগুলির বিন্যাসের জন্য একটি নতুন যুক্তি প্রদান করেছিল। একই সময়ে, এটি মেন্ডেলিভ সিস্টেমের আপাত দ্বন্দ্বকেও দূর করেছে - নিম্ন পারমাণবিক ভরের (টেলুরিয়াম এবং আয়োডিন, আর্গন এবং পটাসিয়াম, কোবাল্ট এবং নিকেল) উপাদানগুলির চেয়ে উচ্চতর পারমাণবিক ভরের কিছু উপাদানের অবস্থান। এটি প্রমাণিত হয়েছে যে এখানে কোনও দ্বন্দ্ব নেই, যেহেতু সিস্টেমে একটি উপাদানের স্থান পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের চার্জ দ্বারা নির্ধারিত হয়। এটি পরীক্ষামূলকভাবে প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল যে একটি টেলুরিয়াম পরমাণুর পারমাণবিক চার্জ 52 এবং একটি আয়োডিন পরমাণুর 53; তাই টেলুরিয়াম, বড় সত্ত্বেও আণবিক ভরআয়োডিনের আগে দাঁড়াতে হবে। একইভাবে, আর্গন এবং পটাসিয়াম, নিকেল এবং কোবাল্টের নিউক্লিয়াসের চার্জগুলি সিস্টেমে এই উপাদানগুলির বিন্যাসের অনুক্রমের সাথে সম্পূর্ণভাবে মিলে যায়।

সুতরাং, পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের চার্জ হল মৌলিক পরিমাণ যার উপর উপাদানের বৈশিষ্ট্য এবং পর্যায় সারণিতে এর অবস্থান নির্ভর করে। এই জন্য মেন্ডেলিভের পর্যায়ক্রমিক আইন বর্তমানে নিম্নরূপ প্রণয়ন করা যেতে পারে:

উপাদানগুলির বৈশিষ্ট্য এবং তারা যে সহজ এবং জটিল পদার্থগুলি তৈরি করে তা পর্যায়ক্রমে উপাদানগুলির পরমাণুর নিউক্লিয়াসের চার্জের উপর নির্ভর করে

তাদের পরমাণুর নিউক্লিয়াসের চার্জের উপর ভিত্তি করে উপাদানগুলির ক্রমিক সংখ্যা নির্ধারণ করা হাইড্রোজেন, যার ক্রমিক নম্বর 1 এবং ইউরেনিয়াম (পারমাণবিক নম্বর 92) এর মধ্যে পর্যায় সারণীতে মোট স্থানের সংখ্যা স্থাপন করা সম্ভব হয়েছিল। সময়কে মৌলগুলির পর্যায়ক্রমিক সিস্টেমের শেষ সদস্য হিসাবে বিবেচনা করা হত। যখন পারমাণবিক কাঠামোর তত্ত্ব তৈরি করা হয়েছিল, তখন 43, 61, 72, 75, 85 এবং 87 স্থানগুলি অব্যক্ত ছিল, যা এখনও অনাবিষ্কৃত উপাদানগুলির অস্তিত্বের সম্ভাবনাকে নির্দেশ করে। প্রকৃতপক্ষে, 1922 সালে হাফনিয়াম উপাদানটি আবিষ্কৃত হয়েছিল, যা 72 হয়েছিল; তারপর 1925 সালে - রেনিয়াম, যা ঘটেছিল 75. টেবিলের অবশিষ্ট চারটি খালি জায়গা দখল করা উচিত এমন উপাদানগুলি তেজস্ক্রিয় হতে পরিণত হয়েছিল এবং প্রকৃতিতে পাওয়া যায়নি, তবে সেগুলি কৃত্রিমভাবে প্রাপ্ত হয়েছিল। নতুন উপাদানগুলির নাম দেওয়া হয়েছিল টেকনেটিয়াম (ক্রমিক নম্বর 43), প্রোমিথিয়াম (61), অ্যাস্টাটাইন (85) এবং ফ্রান্সিয়াম (87)। বর্তমানে, হাইড্রোজেন এবং ইউরেনিয়ামের মধ্যে পর্যায় সারণির সমস্ত কোষ পূর্ণ। যাইহোক, তিনি নিজেই পর্যায় সারণিসম্পূর্ণ হয় না

পারমাণবিক বর্ণালী

গ্রহের মডেলটি ছিল পারমাণবিক গঠন তত্ত্বের একটি প্রধান পদক্ষেপ। যাইহোক, কিছু ক্ষেত্রে এটি দৃঢ়ভাবে প্রতিষ্ঠিত তথ্যের বিরোধিতা করেছে। আসুন এই ধরনের দুটি দ্বন্দ্ব বিবেচনা করা যাক।

প্রথমত, রাদারফোর্ডের তত্ত্ব পরমাণুর স্থায়িত্ব ব্যাখ্যা করতে পারেনি। একটি ইলেক্ট্রন একটি ধনাত্মক চার্জযুক্ত নিউক্লিয়াসের চারপাশে ঘুরতে হবে, একটি দোদুল্যমান মত বৈদ্যুতিক আধান, আলো তরঙ্গ আকারে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক শক্তি নির্গত. কিন্তু আলো নির্গত করার মাধ্যমে, ইলেকট্রন তার শক্তির কিছু অংশ হারায়, যা ইলেকট্রনের ঘূর্ণনের সাথে যুক্ত কেন্দ্রাতিগ শক্তি এবং নিউক্লিয়াসে ইলেকট্রনের ইলেকট্রনটির ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক আকর্ষণ বলের মধ্যে ভারসাম্যহীনতার দিকে পরিচালিত করে। ভারসাম্য পুনরুদ্ধার করতে, ইলেকট্রনকে অবশ্যই নিউক্লিয়াসের কাছাকাছি যেতে হবে। এইভাবে, ইলেকট্রন, ক্রমাগত ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক শক্তি নির্গত করে এবং একটি সর্পিলভাবে চলমান, নিউক্লিয়াসের কাছে যাবে। তার সমস্ত শক্তি নিঃশেষ করে, এটি অবশ্যই নিউক্লিয়াসে "পড়ে" পড়বে এবং পরমাণুর অস্তিত্ব বন্ধ হয়ে যাবে। এই উপসংহারটি পরমাণুর প্রকৃত বৈশিষ্ট্যগুলির সাথে বিরোধিতা করে, যা স্থিতিশীল গঠন এবং অত্যন্ত দীর্ঘ সময়ের জন্য ধ্বংস ছাড়াই বিদ্যমান থাকতে পারে।

দ্বিতীয়ত, রাদারফোর্ডের মডেল পারমাণবিক স্পেকট্রার প্রকৃতি সম্পর্কে ভুল সিদ্ধান্তের দিকে পরিচালিত করেছিল। যখন একটি গরম কঠিন বা তরল পদার্থ দ্বারা নির্গত আলো একটি গ্লাস বা কোয়ার্টজ প্রিজমের মধ্য দিয়ে যায়, তখন প্রিজমের পিছনে একটি পর্দায় একটি তথাকথিত অবিচ্ছিন্ন বর্ণালী পরিলক্ষিত হয়, যার দৃশ্যমান অংশটি একটি রঙিন স্ট্রাইপ যার মধ্যে সমস্ত রঙ রয়েছে। রংধনু এই ঘটনাটি ব্যাখ্যা করা হয়েছে যে একটি গরম কঠিন বা তরল শরীরের বিকিরণ বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সির ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গ নিয়ে গঠিত। বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সির তরঙ্গ প্রিজম দ্বারা ভিন্নভাবে প্রতিসৃত হয় এবং পড়ে বিভিন্ন জায়গায়পর্দা ফ্রিকোয়েন্সি সেট তড়িচ্চুম্বকিয় বিকিরণএকটি পদার্থ দ্বারা নির্গত নির্গমন বর্ণালী বলা হয়। অন্যদিকে, পদার্থ নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সির বিকিরণ শোষণ করে। পরেরটির সংমিশ্রণকে পদার্থের শোষণ বর্ণালী বলা হয়।

একটি বর্ণালী প্রাপ্ত করার জন্য, আপনি একটি প্রিজমের পরিবর্তে একটি বিবর্তন গ্রেটিং ব্যবহার করতে পারেন। পরেরটি একটি কাচের প্লেট, যার পৃষ্ঠে পাতলা সমান্তরাল স্ট্রোকগুলি একে অপরের থেকে খুব কাছাকাছি দূরত্বে প্রয়োগ করা হয় (1 মিমি প্রতি 1500 স্ট্রোক পর্যন্ত)। এই ধরনের ঝাঁঝরির মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময়, আলো পচে যায় এবং একটি প্রিজম ব্যবহার করে প্রাপ্ত বর্ণালী তৈরি করে। যেকোন তরঙ্গ গতিতে বিবর্তন সহজাত এবং আলোর তরঙ্গ প্রকৃতির অন্যতম প্রধান প্রমাণ হিসাবে কাজ করে।

উত্তপ্ত হলে, একটি পদার্থ রশ্মি (বিকিরণ) নির্গত করে। যদি বিকিরণের একটি তরঙ্গদৈর্ঘ্য থাকে তবে একে একরঙা বলা হয়। বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, বিকিরণ বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্য দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। যখন বিকিরণ একরঙা উপাদানে পচে যায়, তখন একটি বিকিরণ বর্ণালী পাওয়া যায়, যেখানে এর পৃথক উপাদানগুলিকে বর্ণালী রেখা হিসাবে প্রকাশ করা হয়।

মুক্ত বা দুর্বলভাবে আবদ্ধ পরমাণু (উদাহরণস্বরূপ, গ্যাস বা বাষ্পে) থেকে নির্গমনের মাধ্যমে প্রাপ্ত স্পেকট্রাকে পারমাণবিক বর্ণালী বলা হয়।

কঠিন বা তরল দ্বারা নির্গত বিকিরণ সর্বদা একটি অবিচ্ছিন্ন বর্ণালী দেয়। বিকিরণের বিপরীতে গরম গ্যাস এবং বাষ্প দ্বারা নির্গত বিকিরণ কঠিন পদার্থএবং তরল, শুধুমাত্র নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্য ধারণ করে। অতএব, পর্দায় একটি অবিচ্ছিন্ন স্ট্রাইপের পরিবর্তে, আপনি অন্ধকার স্থান দ্বারা পৃথক পৃথক রঙিন লাইনের একটি সিরিজ পাবেন। এই লাইনগুলির সংখ্যা এবং অবস্থান গরম গ্যাস বা বাষ্পের প্রকৃতির উপর নির্ভর করে। এইভাবে, পটাসিয়াম বাষ্প তিনটি রেখা নিয়ে গঠিত একটি বর্ণালী তৈরি করে - দুটি লাল এবং একটি বেগুনি; ক্যালসিয়াম বাষ্পের বর্ণালীতে বেশ কয়েকটি লাল, হলুদ এবং সবুজ রেখা ইত্যাদি রয়েছে।

কঠিন বা তরল দ্বারা নির্গত বিকিরণ সর্বদা একটি অবিচ্ছিন্ন বর্ণালী দেয়। উত্তপ্ত গ্যাস এবং বাষ্প দ্বারা নির্গত বিকিরণ, কঠিন এবং তরল থেকে বিকিরণের বিপরীতে, শুধুমাত্র নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্য ধারণ করে। অতএব, পর্দায় একটি অবিচ্ছিন্ন স্ট্রাইপের পরিবর্তে, আপনি অন্ধকার স্থান দ্বারা পৃথক পৃথক রঙিন লাইনের একটি সিরিজ পাবেন। এই লাইনগুলির সংখ্যা এবং অবস্থান গরম গ্যাস বা বাষ্পের প্রকৃতির উপর নির্ভর করে। এইভাবে, পটাসিয়াম বাষ্প তিনটি রেখা নিয়ে গঠিত একটি বর্ণালী দেয় - দুটি লাল এবং একটি বেগুনি; ক্যালসিয়াম বাষ্পের বর্ণালীতে বেশ কয়েকটি লাল, হলুদ এবং সবুজ রেখা ইত্যাদি রয়েছে।

এই ধরনের বর্ণালীকে লাইন স্পেকট্রা বলা হয়। এটি পাওয়া গেছে যে গ্যাস পরমাণু দ্বারা নির্গত আলোর একটি লাইন বর্ণালী রয়েছে, যেখানে বর্ণালী রেখাগুলিকে সিরিজে একত্রিত করা যেতে পারে।

প্রতিটি সিরিজে, লাইনের বিন্যাস একটি নির্দিষ্ট প্যাটার্নের সাথে মিলে যায়। পৃথক লাইনের ফ্রিকোয়েন্সি বর্ণনা করা যেতে পারে বালমারের সূত্র:

সত্য যে প্রতিটি মৌলের পরমাণু একটি সম্পূর্ণ নির্দিষ্ট বর্ণালী দেয়, শুধুমাত্র এই উপাদানটির অন্তর্নিহিত, এবং সংশ্লিষ্ট বর্ণালী রেখাগুলির তীব্রতা যত বেশি, তত বেশি আরো বিষয়বস্তুএকটি নেওয়া নমুনার উপাদান, গুণমান নির্ধারণ করতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় এবং পরিমাণগত রচনাপদার্থ এবং উপকরণ। এই গবেষণা পদ্ধতি বলা হয় বর্ণালী বিশ্লেষণ.

পরমাণুর গঠনের গ্রহের মডেল হাইড্রোজেন পরমাণুর নির্গমনের লাইন বর্ণালী ব্যাখ্যা করতে অক্ষম বলে প্রমাণিত হয়েছে, একটি সিরিজে বর্ণালী রেখার সংমিশ্রণ অনেক কম। নিউক্লিয়াসের চারপাশে ঘূর্ণায়মান একটি ইলেক্ট্রনকে অবশ্যই নিউক্লিয়াসের কাছে যেতে হবে, ক্রমাগত তার গতি পরিবর্তন করতে হবে। এটি নির্গত আলোর ফ্রিকোয়েন্সি এটির ঘূর্ণনের ফ্রিকোয়েন্সি দ্বারা নির্ধারিত হয় এবং তাই ক্রমাগত পরিবর্তন করতে হবে। এর অর্থ হল একটি পরমাণুর নির্গমন বর্ণালী অবশ্যই অবিচ্ছিন্ন, অবিচ্ছিন্ন হতে হবে। এই মডেল অনুসারে, একটি পরমাণুর বিকিরণ ফ্রিকোয়েন্সি অবশ্যই যান্ত্রিক কম্পনের কম্পাঙ্কের সমান হতে হবে বা এর একাধিক হতে হবে, যা বালমারের সূত্রের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ নয়। সুতরাং, রাদারফোর্ডের তত্ত্ব স্থিতিশীল পরমাণুর অস্তিত্ব বা তাদের লাইন বর্ণালীর উপস্থিতি ব্যাখ্যা করতে পারেনি।

আলোর কোয়ান্টাম তত্ত্ব

1900 সালে এম. প্ল্যাঙ্কদেখিয়েছেন যে একটি উত্তপ্ত দেহের বিকিরণ নির্গত করার ক্ষমতা সঠিকভাবে পরিমাণগতভাবে বর্ণনা করা যেতে পারে শুধুমাত্র অনুমান করে যে তেজস্ক্রিয় শক্তি শরীর দ্বারা নির্গত এবং শোষিত হয় ক্রমাগত নয়, বরং বিচ্ছিন্নভাবে, অর্থাৎ পৃথক অংশে - কোয়ান্টা। একই সময়ে, শক্তি ইএই ধরনের প্রতিটি অংশ একটি সম্পর্ক দ্বারা বিকিরণ ফ্রিকোয়েন্সি সম্পর্কিত প্ল্যাঙ্কের সমীকরণ:

প্ল্যাঙ্ক নিজেই অনেকক্ষণ ধরেবিশ্বাস করা হয়েছিল যে কোয়ান্টা দ্বারা আলোর নির্গমন এবং শোষণ হল নির্গত দেহের একটি সম্পত্তি, এবং বিকিরণ নিজেই নয়, যা কোনও শক্তি ধারণ করতে সক্ষম এবং তাই অবিচ্ছিন্নভাবে শোষিত হতে পারে। যাইহোক, 1905 সালে আইনস্টাইনফটোইলেক্ট্রিক প্রভাবের ঘটনাটি বিশ্লেষণ করে এই সিদ্ধান্তে উপনীত হন যে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক (উজ্জ্বল) শক্তি শুধুমাত্র কোয়ান্টা আকারে বিদ্যমান এবং তাই, বিকিরণ হল অবিভাজ্য পদার্থ "কণা" (ফোটন) এর একটি প্রবাহ, যার শক্তি দ্বারা নির্ধারিত প্ল্যাঙ্কের সমীকরণ.

ফটোইলেকট্রিক প্রভাবএটি একটি ধাতু দ্বারা ইলেকট্রন নির্গত আলোর ঘটনার প্রভাবে। এই ঘটনাটি 1888-1890 সালে বিস্তারিতভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছিল। এ জি স্টোলেটভ. যদি আপনি একটি ভ্যাকুয়ামে ইনস্টলেশন স্থাপন করেন এবং এটি একটি রেকর্ডে প্রয়োগ করেন এমনেতিবাচক সম্ভাবনা, তাহলে সার্কিটে কোন কারেন্ট পরিলক্ষিত হবে না, যেহেতু প্লেট এবং গ্রিডের মধ্যবর্তী স্থানে বৈদ্যুতিক কারেন্ট বহন করতে সক্ষম কোন চার্জযুক্ত কণা নেই। কিন্তু যখন প্লেটটি আলোর উৎস দ্বারা আলোকিত হয়, তখন গ্যালভানোমিটার একটি কারেন্টের (ফটোকারেন্ট নামে পরিচিত) উত্থান শনাক্ত করে, যার বাহক হল ধাতু থেকে আলোর মাধ্যমে নির্গত ইলেকট্রন।

দেখা গেল যে যখন আলোর তীব্রতা পরিবর্তিত হয়, শুধুমাত্র ধাতব দ্বারা নির্গত ইলেকট্রনের সংখ্যা পরিবর্তিত হয়, যেমন ফটোকারেন্ট শক্তি। কিন্তু ধাতু থেকে নির্গত প্রতিটি ইলেক্ট্রনের সর্বোচ্চ গতিশক্তি আলোকসজ্জার তীব্রতার উপর নির্ভর করে না, তবে পরিবর্তন হয় তখনই যখন ধাতুর উপর আলোর ঘটনার কম্পাঙ্ক পরিবর্তিত হয়। এটি তরঙ্গদৈর্ঘ্য বৃদ্ধির সাথে (অর্থাৎ, ফ্রিকোয়েন্সি হ্রাসের সাথে) যে ধাতু দ্বারা নির্গত ইলেকট্রনের শক্তি হ্রাস পায় এবং তারপরে, প্রতিটি ধাতুর জন্য নির্দিষ্ট একটি তরঙ্গদৈর্ঘ্যে, ফটোইলেক্ট্রিক প্রভাব অদৃশ্য হয়ে যায় এবং খুব বেশি দেখা যায় না। উচ্চ আলোর তীব্রতা। এইভাবে, লাল বা কমলা আলোয় আলোকিত হলে, সোডিয়াম একটি আলোক বৈদ্যুতিক প্রভাব প্রদর্শন করে না এবং শুধুমাত্র 590 এনএম (হলুদ আলো) এর কম তরঙ্গদৈর্ঘ্যে ইলেকট্রন নির্গত করতে শুরু করে; লিথিয়ামে, ফোটোইলেক্ট্রিক প্রভাব 516 এনএম (সবুজ আলো) থেকে শুরু করে আরও ছোট তরঙ্গদৈর্ঘ্যে সনাক্ত করা হয়; এবং দৃশ্যমান আলোর প্রভাবে প্ল্যাটিনাম থেকে ইলেক্ট্রন নির্গমন একেবারেই ঘটে না এবং শুধুমাত্র তখনই শুরু হয় যখন প্ল্যাটিনাম অতিবেগুনী রশ্মি দ্বারা বিকিরণিত হয়।

আলোর শাস্ত্রীয় তরঙ্গ তত্ত্বের দৃষ্টিকোণ থেকে আলোক বৈদ্যুতিক প্রভাবের এই বৈশিষ্ট্যগুলি সম্পূর্ণরূপে ব্যাখ্যাতীত, যার ভিত্তিতে প্রভাব নির্ধারণ করা উচিত (একটি প্রদত্ত ধাতুর জন্য) শক্তির পরিমাণ, প্রতি ইউনিট সময় ধাতব পৃষ্ঠ দ্বারা শোষিত, কিন্তু ধাতু উপর বিকিরণ ঘটনার ধরনের উপর নির্ভর করা উচিত নয়. যাইহোক, এই একই বৈশিষ্ট্যগুলি একটি সহজ এবং বিশ্বাসযোগ্য ব্যাখ্যা পায় যদি আমরা ধরে নিই যে বিকিরণ একটি খুব নির্দিষ্ট শক্তি সহ পৃথক অংশ, ফোটন নিয়ে গঠিত।

প্রকৃতপক্ষে, একটি ধাতুর একটি ইলেক্ট্রন ধাতব পরমাণুর সাথে আবদ্ধ থাকে, যাতে এটি ছিঁড়তে একটি নির্দিষ্ট শক্তি ব্যয় করতে হয়। যদি ফোটনে প্রয়োজনীয় পরিমাণ শক্তি থাকে (এবং ফোটনের শক্তি বিকিরণের ফ্রিকোয়েন্সি দ্বারা নির্ধারিত হয়), তবে ইলেকট্রনটি নির্গত হবে এবং ফটোইলেকট্রিক প্রভাব পরিলক্ষিত হবে। একটি ধাতুর সাথে মিথস্ক্রিয়া করার প্রক্রিয়ায়, ফোটন সম্পূর্ণরূপে তার শক্তি ইলেকট্রনের কাছে ছেড়ে দেয়, কারণ ফোটনকে অংশে বিভক্ত করা যায় না। ফোটনের শক্তি আংশিকভাবে ইলেকট্রন এবং ধাতুর মধ্যে বন্ধন ভাঙতে এবং আংশিকভাবে ইলেকট্রনকে গতির গতিশক্তি প্রদানে ব্যয় করা হবে। অতএব, একটি ধাতু থেকে ছিটকে যাওয়া একটি ইলেকট্রনের সর্বাধিক গতিশক্তি ফোটন শক্তি এবং ধাতব পরমাণুর সাথে ইলেকট্রনের বাঁধাই শক্তির মধ্যে পার্থক্যের চেয়ে বেশি হতে পারে না। ফলস্বরূপ, প্রতি ইউনিট সময় ধাতব পৃষ্ঠে ফোটনের ঘটনা বৃদ্ধির সাথে (অর্থাৎ, আলোকসজ্জার তীব্রতা বৃদ্ধির সাথে), কেবলমাত্র ধাতু থেকে নির্গত ইলেকট্রনের সংখ্যা বৃদ্ধি পাবে, যা ফটোক্যুরেন্ট বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করবে। , কিন্তু প্রতিটি ইলেকট্রনের শক্তি বাড়বে না। যদি ফোটন শক্তি একটি ইলেকট্রন নির্গত করার জন্য প্রয়োজনীয় ন্যূনতম শক্তির চেয়ে কম হয়, তবে ধাতুতে ফোটনের কোনো সংখ্যক ঘটনার জন্য ফটোইলেকট্রিক প্রভাব পরিলক্ষিত হবে না, যেমন যেকোনো আলোর তীব্রতায়।

আলোর কোয়ান্টাম তত্ত্ব, উন্নত আইনস্টাইন, শুধুমাত্র আলোক বৈদ্যুতিক প্রভাবের বৈশিষ্ট্যই নয়, আলোর রাসায়নিক ক্রিয়াকলাপের ধরণ, কঠিন পদার্থের তাপ ক্ষমতার তাপমাত্রা নির্ভরতা এবং অন্যান্য অনেক ঘটনাও ব্যাখ্যা করতে সক্ষম হয়েছিল। এটি পরমাণু এবং অণুগুলির গঠন সম্পর্কে ধারণাগুলির বিকাশে অত্যন্ত দরকারী বলে প্রমাণিত হয়েছিল।

আলোর কোয়ান্টাম তত্ত্ব থেকে এটি অনুসরণ করে যে ফোটনটি খণ্ডিত হতে অক্ষম: এটি ধাতুর ইলেক্ট্রনের সাথে সামগ্রিকভাবে মিথস্ক্রিয়া করে, এটিকে প্লেট থেকে ছিটকে দেয়; সামগ্রিকভাবে, এটি ফটোগ্রাফিক ফিল্মের আলোক-সংবেদনশীল পদার্থের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে, যার ফলে এটি একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে অন্ধকার হয়ে যায়, ইত্যাদি। এই অর্থে, ফোটন একটি কণার মতো আচরণ করে, যেমন কর্পাসকুলার বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে। যাইহোক, ফোটনেরও তরঙ্গ বৈশিষ্ট্য রয়েছে: এটি আলোর প্রচারের তরঙ্গ প্রকৃতিতে, ফোটনের হস্তক্ষেপ এবং বিচ্ছুরণের ক্ষমতাতে প্রকাশিত হয়। একটি ফোটন শব্দের ধ্রুপদী অর্থে একটি কণা থেকে আলাদা যে মহাকাশে এর সঠিক অবস্থান, যে কোনও তরঙ্গের সঠিক অবস্থানের মতো, নির্দিষ্ট করা যায় না। তবে এটি "ধ্রুপদী" তরঙ্গের থেকেও আলাদা, এটি অংশে বিভক্ত হওয়ার অক্ষমতায়। কর্পাসকুলার এবং তরঙ্গ বৈশিষ্ট্য একত্রিত করে, ফোটন হল, কঠোরভাবে বলতে গেলে, একটি কণা বা তরঙ্গ নয় - এটি কর্পাসকুলার-তরঙ্গ দ্বৈততা দ্বারা চিহ্নিত করা হয়।

কমপ্লেক্স সম্পর্কে প্রথম তথ্য পারমাণবিক গঠনউত্তরণ প্রক্রিয়া অধ্যয়ন করে প্রাপ্ত করা হয়েছে বিদ্যুত্প্রবাহতরল মাধ্যমে। XIX শতাব্দীর তিরিশের দশকে। অসামান্য পদার্থবিজ্ঞানী এম. ফ্যারাডে-র পরীক্ষাগুলি পরামর্শ দিয়েছে যে পৃথক ইউনিট চার্জ আকারে বিদ্যুৎ বিদ্যমান।

কিছু উপাদানের পরমাণুর স্বতঃস্ফূর্ত ক্ষয়ের আবিষ্কার, যাকে তেজস্ক্রিয়তা বলা হয়, পরমাণুর গঠন জটিলতার প্রত্যক্ষ প্রমাণ হয়ে ওঠে। 1902 সালে, ইংরেজ বিজ্ঞানী আর্নেস্ট রাদারফোর্ড এবং ফ্রেডরিক সোডি প্রমাণ করেছিলেন যে তেজস্ক্রিয় ক্ষয়ের সময়, একটি ইউরেনিয়াম পরমাণু দুটি পরমাণুতে পরিণত হয় - একটি থোরিয়াম পরমাণু এবং একটি হিলিয়াম পরমাণু। এর অর্থ হল পরমাণু অপরিবর্তনীয়, অবিনাশী কণা নয়।

রাদারফোর্ডের পরমাণুর মডেল

পদার্থের পাতলা স্তরের মধ্য দিয়ে আলফা কণার একটি সংকীর্ণ রশ্মির উত্তরণ অধ্যয়ন করে, রাদারফোর্ড আবিষ্কার করেছিলেন যে বেশিরভাগ আলফা কণাগুলি মূল দিক থেকে বিচ্যুত না হয়ে, বিক্ষিপ্ততার অভিজ্ঞতা ছাড়াই হাজার হাজার স্তরের পরমাণু সমন্বিত একটি ধাতব ফয়েলের মধ্য দিয়ে যায়, যেন সেখানে তাদের পথে কোন বস্তু ছিল না কোন বাধা ছিল না। যাইহোক, কিছু কণা বড় কোণে বিচ্যুত হয়েছিল, বৃহৎ শক্তির ক্রিয়া অনুভব করে।

পদার্থে আলফা কণার বিক্ষিপ্ততা পর্যবেক্ষণের পরীক্ষার ফলাফলের উপর ভিত্তি করে রাদারফোর্ড পরমাণুর গঠনের একটি গ্রহের মডেল প্রস্তাব করেছিলেন।এই মডেল অনুযায়ী পরমাণুর গঠন সৌরজগতের গঠনের অনুরূপ।প্রতিটি পরমাণুর কেন্দ্রে থাকে ধনাত্মক চার্জযুক্ত নিউক্লিয়াসব্যাসার্ধ ≈ 10 -10 মি গ্রহের কক্ষপথের মতো নেতিবাচক চার্জযুক্ত ইলেকট্রন।প্রায় সমস্ত ভরই পারমাণবিক নিউক্লিয়াসে কেন্দ্রীভূত। আলফা কণাগুলি বিক্ষিপ্ত না হয়ে পরমাণুর হাজার হাজার স্তরের মধ্য দিয়ে যেতে পারে কারণ পরমাণুর অভ্যন্তরে বেশিরভাগ স্থান খালি থাকে এবং হালকা ইলেকট্রনের সাথে সংঘর্ষ একটি ভারী আলফা কণার চলাচলে সামান্য প্রভাব ফেলে। আলফা কণা পরমাণুর নিউক্লিয়াসের সাথে সংঘর্ষের সময় ছড়িয়ে পড়ে।

রাদারফোর্ডের পারমাণবিক মডেল পরমাণুর সমস্ত বৈশিষ্ট্য ব্যাখ্যা করতে পারেনি।

শাস্ত্রীয় পদার্থবিজ্ঞানের নিয়ম অনুসারে, ধনাত্মক চার্জযুক্ত নিউক্লিয়াস থেকে একটি পরমাণু এবং বৃত্তাকার কক্ষপথে ঘূর্ণায়মান ইলেকট্রনগুলিকে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গ নির্গত করা উচিত। ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গের নির্গমনের ফলে নিউক্লিয়াস-ইলেকট্রন সিস্টেমে সম্ভাব্য শক্তির রিজার্ভ হ্রাস করা উচিত, ইলেকট্রনের কক্ষপথের ব্যাসার্ধে ধীরে ধীরে হ্রাস এবং নিউক্লিয়াসে ইলেকট্রনের পতন ঘটাতে হবে। যাইহোক, পরমাণু সাধারণত ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গ নির্গত করে না, ইলেকট্রন পারমাণবিক নিউক্লিয়াসে পড়ে না, অর্থাৎ পরমাণু স্থিতিশীল।

এন. বোহরের কোয়ান্টাম পোস্টুলেটস

পরমাণুর স্থায়িত্ব ব্যাখ্যা করতে নিলস বোরপরমাণুর বৈশিষ্ট্য ব্যাখ্যা করার সময় সাধারণ শাস্ত্রীয় ধারণা এবং আইন পরিত্যাগ করার প্রস্তাব করা হয়েছে।

পরমাণুর মৌলিক বৈশিষ্ট্য গ্রহণের উপর ভিত্তি করে একটি সামঞ্জস্যপূর্ণ গুণগত ব্যাখ্যা পায় এন. বোহরের কোয়ান্টাম পোস্টুলেটস।

1. ইলেক্ট্রন শুধুমাত্র কঠোরভাবে সংজ্ঞায়িত (স্থির) বৃত্তাকার কক্ষপথে নিউক্লিয়াসের চারপাশে ঘোরে।

2. একটি পারমাণবিক সিস্টেম শুধুমাত্র নির্দিষ্ট স্থির বা কোয়ান্টাম অবস্থায় থাকতে পারে, যার প্রতিটি একটি নির্দিষ্ট শক্তি E এর সাথে মিলে যায়। একটি পরমাণু স্থির অবস্থায় শক্তি নির্গত করে না।

পরমাণুর স্থির অবস্থান্যূনতম শক্তি রিজার্ভ সঙ্গে বলা হয় অন্তর্নিহিত অবস্থা, অন্য সব রাজ্য বলা হয় উত্তেজিত (কোয়ান্টাম) অবস্থা।একটি পরমাণু একটি উত্তেজিত অবস্থায় 10 -9 -10 -7 সেকেন্ড স্থায়ী হয় একটি অসীম দীর্ঘ সময়ের জন্য স্থল অবস্থায় থাকতে পারে;

3. শক্তির নির্গমন বা শোষণ তখনই ঘটে যখন একটি পরমাণু একটি স্থির অবস্থা থেকে অন্য অবস্থায় স্থানান্তরিত হয়। শক্তি সহ একটি স্থির অবস্থা থেকে স্থানান্তরের সময় ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণের একটি কোয়ান্টামের শক্তি ই মিশক্তির অবস্থায় ই nদুটি কোয়ান্টাম অবস্থায় একটি পরমাণুর শক্তির মধ্যে পার্থক্যের সমান:

∆E = E m – E n = hv,

কোথায় v- বিকিরণ ফ্রিকোয়েন্সি, জ= 2ph = 6.62 ∙ 10 -34 J ∙s।

পারমাণবিক কাঠামোর কোয়ান্টাম মডেল

পরবর্তীকালে, এন. বোহরের তত্ত্বের কিছু বিধান সম্পূরক এবং পুনর্বিবেচনা করা হয়। সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন ছিল একটি ইলেক্ট্রন ক্লাউডের ধারণার প্রবর্তন, যা শুধুমাত্র একটি কণা হিসাবে ইলেক্ট্রনের ধারণাটিকে প্রতিস্থাপন করেছিল। পরবর্তীতে, বোহরের তত্ত্বটি কোয়ান্টাম তত্ত্ব দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়, যা ইলেক্ট্রনের তরঙ্গ বৈশিষ্ট্য বিবেচনা করে এবং অন্যান্য প্রাথমিক কণা, একটি পরমাণু গঠন।

ভিত্তি আধুনিক তত্ত্বপারমাণবিক গঠনএকটি গ্রহের মডেল, সম্পূরক এবং উন্নত। এই তত্ত্ব অনুসারে, একটি পরমাণুর নিউক্লিয়াসে প্রোটন (ধনাত্মক চার্জযুক্ত কণা) এবং নিউরন (চার্জবিহীন কণা) থাকে। এবং নিউক্লিয়াসের চারপাশে ইলেকট্রন (ঋণাত্মক চার্জযুক্ত কণা) অনিশ্চিত গতিপথ বরাবর চলে।

এখনও প্রশ্ন আছে? পারমাণবিক গঠন মডেল সম্পর্কে আরও জানতে চান?
একজন গৃহশিক্ষকের সাহায্য পেতে, নিবন্ধন করুন।
প্রথম পাঠ বিনামূল্যে!

ওয়েবসাইট, সম্পূর্ণ বা আংশিকভাবে উপাদান অনুলিপি করার সময়, মূল উৎসের একটি লিঙ্ক প্রয়োজন।

পরমাণুর গঠনের প্রথম মডেলটি 1904 সালে জে. থমসন দ্বারা প্রস্তাবিত হয়েছিল, যার মতে পরমাণু একটি ধনাত্মক চার্জযুক্ত গোলক যার মধ্যে ইলেকট্রন রয়েছে। এর অপূর্ণতা সত্ত্বেও, থমসন মডেলটি পরমাণু দ্বারা আলোর নির্গমন, শোষণ এবং বিচ্ছুরণের ঘটনা ব্যাখ্যা করার পাশাপাশি আলোক উপাদানগুলির পরমাণুতে ইলেকট্রনের সংখ্যা স্থাপন করা সম্ভব করেছিল।

ভাত। 1. থমসনের মডেল অনুযায়ী পরমাণু। ইলেকট্রন স্থিতিস্থাপক বল দ্বারা একটি ধনাত্মক চার্জযুক্ত গোলকের ভিতরে রাখা হয়। তাদের মধ্যে যারা পৃষ্ঠের উপর আছে তারা সহজেই একটি আয়নিত পরমাণু রেখে "নক আউট" হতে পারে।

1. 2.2 রাদারফোর্ড মডেল

থমসনের মডেল ই. রাদারফোর্ড (1911) দ্বারা খণ্ডন করেছিলেন, যিনি প্রমাণ করেছিলেন যে ধনাত্মক চার্জ এবং একটি পরমাণুর প্রায় সম্পূর্ণ ভর তার আয়তনের একটি ছোট অংশে কেন্দ্রীভূত - নিউক্লিয়াস, যার চারপাশে ইলেকট্রন চলাচল করে (চিত্র 2)।

ভাত। 2. পারমাণবিক কাঠামোর এই মডেলটিকে গ্রহ হিসাবে পরিচিত কারণ ইলেকট্রনগুলি সৌরজগতের গ্রহগুলির মতো নিউক্লিয়াসের চারপাশে ঘোরে।

ধ্রুপদী তড়িৎগতিবিদ্যার নিয়ম অনুসারে, নিউক্লিয়াসের চারপাশে একটি বৃত্তে একটি ইলেকট্রনের গতি স্থিতিশীল হবে যদি কুলম্ব আকর্ষণ বল কেন্দ্রাতিগ বলের সমান হয়। যাইহোক, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডের তত্ত্ব অনুসারে, এই ক্ষেত্রে ইলেকট্রনগুলি একটি সর্পিলভাবে চলতে হবে, ক্রমাগত শক্তি নির্গত করে এবং নিউক্লিয়াসের উপর পড়ে। যাইহোক, পরমাণু স্থিতিশীল।

উপরন্তু, শক্তির অবিচ্ছিন্ন বিকিরণ সহ, পরমাণুকে অবশ্যই একটি অবিচ্ছিন্ন, অবিচ্ছিন্ন বর্ণালী প্রদর্শন করতে হবে। আসলে, একটি পরমাণুর বর্ণালী পৃথক লাইন এবং সিরিজ নিয়ে গঠিত।

সুতরাং, এই মডেলটি ইলেক্ট্রোডায়নামিক্সের নিয়মের বিরোধিতা করে এবং পারমাণবিক বর্ণালীর রেখা প্রকৃতি ব্যাখ্যা করে না।

2.3। বোহর মডেল

1913 সালে, এন. বোহর তার পারমাণবিক কাঠামোর তত্ত্ব প্রস্তাব করেছিলেন, পূর্ববর্তী ধারণাগুলি সম্পূর্ণরূপে অস্বীকার না করে। বোর তার তত্ত্ব দুটি অনুমানের উপর ভিত্তি করে।

প্রথম অনুমানটি বলে যে একটি ইলেকট্রন শুধুমাত্র নির্দিষ্ট স্থির কক্ষপথে নিউক্লিয়াসের চারপাশে ঘুরতে পারে। তাদের উপর থাকাকালীন, এটি শক্তি নির্গত বা শোষণ করে না (চিত্র 3)।

ভাত। 3. বোহর পরমাণুর গঠনের মডেল। একটি পরমাণুর অবস্থার পরিবর্তন যখন একটি ইলেকট্রন এক কক্ষপথ থেকে অন্য কক্ষপথে চলে যায়।

যেকোন স্থির কক্ষপথ বরাবর চলার সময়, ইলেক্ট্রনের শক্তি রিজার্ভ (E 1, E 2 ...) স্থির থাকে। কক্ষপথটি নিউক্লিয়াসের কাছাকাছি, ইলেক্ট্রন E 1 ˂ E 2 …˂ E n এর শক্তি কম। কক্ষপথে ইলেকট্রন শক্তি সমীকরণ দ্বারা নির্ধারিত হয়:

যেখানে m হল ইলেকট্রন ভর, h হল প্ল্যাঙ্কের ধ্রুবক, n – 1, 2, 3... (1ম কক্ষপথের জন্য n=1, 2য়-এর জন্য n=2, ইত্যাদি)।

দ্বিতীয় সূত্রটি বলে যে এক কক্ষপথ থেকে অন্য কক্ষপথে যাওয়ার সময়, একটি ইলেকট্রন শক্তির একটি কোয়ান্টাম (অংশ) শোষণ করে বা ছেড়ে দেয়।

যদি পরমাণুগুলি প্রভাবের সংস্পর্শে আসে (উষ্ণতা, বিকিরণ, ইত্যাদি), তবে ইলেকট্রন একটি পরিমাণ শক্তি শোষণ করতে পারে এবং নিউক্লিয়াস থেকে আরও দূরে একটি কক্ষপথে যেতে পারে (চিত্র 3)। এই ক্ষেত্রে, আমরা পরমাণুর একটি উত্তেজিত অবস্থার কথা বলি। ইলেক্ট্রনের বিপরীত রূপান্তরের সময় (নিউক্লিয়াসের কাছাকাছি একটি কক্ষপথে), শক্তি দীপ্তিশীল শক্তির একটি কোয়ান্টাম আকারে মুক্তি পায় - একটি ফোটন। এটি বর্ণালীতে একটি নির্দিষ্ট রেখা দ্বারা নির্দেশিত হয়। সূত্রের উপর ভিত্তি করে

,

যেখানে λ হল তরঙ্গদৈর্ঘ্য, n = কোয়ান্টাম সংখ্যা যা কাছের এবং দূরের কক্ষপথকে চিহ্নিত করে, বোহর হাইড্রোজেন পরমাণুর বর্ণালীতে সমস্ত সিরিজের জন্য তরঙ্গদৈর্ঘ্য গণনা করেছেন। প্রাপ্ত ফলাফল পরীক্ষামূলক তথ্যের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ ছিল। বিচ্ছিন্ন রেখা বর্ণালীর উৎপত্তি স্পষ্ট হয়ে ওঠে। তারা একটি উত্তেজিত অবস্থা থেকে একটি স্থির অবস্থায় ইলেকট্রন পরিবর্তনের সময় পরমাণু দ্বারা শক্তি নির্গমনের ফলাফল। ১ম কক্ষপথে ইলেক্ট্রনের রূপান্তর লাইম্যান সিরিজের একটি ফ্রিকোয়েন্সি গ্রুপ তৈরি করে, ২য় - বালমার সিরিজে এবং ৩য় প্যাশেন সিরিজে (চিত্র 4, টেবিল 1)।

ভাত। 4. ইলেকট্রনিক ট্রানজিশন এবং হাইড্রোজেন পরমাণুর বর্ণালী লাইনের মধ্যে চিঠিপত্র।

1 নং টেবিল

হাইড্রোজেন স্পেকট্রাম সিরিজের জন্য বোহরের সূত্রের যাচাইকরণ

যাইহোক, বোহরের তত্ত্ব মাল্টিইলেক্ট্রন পরমাণুর বর্ণালীতে লাইনের বিভাজন ব্যাখ্যা করতে পারেনি। বোহর ইলেকট্রন একটি কণা যে থেকে এগিয়ে যান এবং ইলেকট্রন বর্ণনা করতে কণার বৈশিষ্ট্যের আইন ব্যবহার করেন। একই সময়ে, তথ্য জমা হয়েছে ইঙ্গিত করে যে ইলেক্ট্রনও তরঙ্গ বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করতে সক্ষম। ধ্রুপদী মেকানিক্স মাইক্রো-অবজেক্টের গতিবিধি ব্যাখ্যা করতে অক্ষম ছিল যা একই সাথে উপাদান কণার বৈশিষ্ট্য এবং একটি তরঙ্গের বৈশিষ্ট্য ধারণ করে। এই সমস্যাটি কোয়ান্টাম মেকানিক্স দ্বারা সমাধান করা হয়েছিল - একটি ভৌত ​​তত্ত্ব যা খুব কম ভর সহ মাইক্রো পার্টিকেলগুলির গতিবিধি এবং মিথস্ক্রিয়ার সাধারণ প্যাটার্নগুলি অধ্যয়ন করে (সারণী 2)।

টেবিল ২

প্রাথমিক কণার বৈশিষ্ট্য যা একটি পরমাণু গঠন করে