रदरफोर्ड ने परमाणु की संरचना का कौन सा मॉडल प्रस्तावित किया था? परमाणु के कुछ ऐतिहासिक और आधुनिक मॉडल

परमाणु के ऐतिहासिक मॉडल1 विज्ञान के विकास में एक निश्चित अवधि के अनुरूप ज्ञान के स्तर को दर्शाते हैं।

परमाणु मॉडल के विकास में पहला चरण इसकी संरचना पर प्रयोगात्मक डेटा की अनुपस्थिति की विशेषता थी।

सूक्ष्म जगत की घटना की व्याख्या करते हुए, वैज्ञानिकों ने शास्त्रीय यांत्रिकी के नियमों पर भरोसा करते हुए, स्थूल जगत में उपमाओं की तलाश की।

रासायनिक परमाणुवाद (1803) के निर्माता जे. डाल्टन ने माना कि उसी के परमाणु रासायनिक तत्वएक ही गोलाकार सबसे छोटे हैं, और इसलिए, अविभाज्य कण हैं।

फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी जीन बैप्टिस्ट पेरिन (1901) ने एक ऐसे मॉडल का प्रस्ताव रखा जो वास्तव में "ग्रहीय" मॉडल का अनुमान लगाता था। इस मॉडल के अनुसार, परमाणु के केंद्र में एक धनावेशित नाभिक स्थित होता है, जिसके चारों ओर ऋणात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रॉन कुछ कक्षाओं में घूमते हैं, जैसे सूर्य के चारों ओर ग्रह। पेरिन मॉडल ने वैज्ञानिकों का ध्यान आकर्षित नहीं किया, क्योंकि इसने परमाणु की केवल गुणात्मक, लेकिन मात्रात्मक नहीं, विशेषता दी (चित्र 7 में यह परमाणु नाभिक के आवेश और इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बीच विसंगति द्वारा दिखाया गया है) )

1902 में, अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी विलियम थॉमसन (केल्विन) ने एक परमाणु के विचार को एक सकारात्मक रूप से आवेशित गोलाकार कण के रूप में विकसित किया, जिसके अंदर नकारात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रॉन दोलन करते हैं (ऊर्जा को विकीर्ण और अवशोषित करते हैं)। केल्विन ने इस तथ्य की ओर ध्यान आकर्षित किया कि इलेक्ट्रॉनों की संख्या गोले के धनात्मक आवेश के बराबर होती है, इसलिए, सामान्य तौर पर, परमाणु में कोई विद्युत आवेश नहीं होता है (चित्र 7)।

एक साल बाद, जर्मन भौतिक विज्ञानी फिलिप लेनार्ड ने एक मॉडल प्रस्तावित किया जिसके अनुसार परमाणु एक खोखला गोला होता है, जिसके अंदर विद्युत द्विध्रुव (डायनामाइड्स) होते हैं। इन द्विध्रुवों का आयतन गोले के आयतन से बहुत कम होता है, और परमाणु का मुख्य भाग खाली होता है।

जापानी भौतिक विज्ञानी गोंटारो (हंतारो) नागाओका (1904) के विचारों के अनुसार, एक धनात्मक आवेशित नाभिक परमाणु के केंद्र में स्थित होता है, और इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर अंतरिक्ष में समतल वलयों में घूमते हैं जो शनि ग्रह के वलयों के समान होते हैं (यह मॉडल को "सैटर्नियन" परमाणु कहा जाता था)। अधिकांश वैज्ञानिकों ने नागाओका के विचारों पर ध्यान नहीं दिया है, हालांकि उनमें कुछ हद तक परमाणु कक्षीय के आधुनिक विचार के साथ कुछ समान है।

किसी भी विचारित मॉडल (चित्र 7) ने यह नहीं बताया कि रासायनिक तत्वों के गुण उनके परमाणुओं की संरचना से कैसे संबंधित हैं।

चावल। 7. परमाणु के कुछ ऐतिहासिक मॉडल

1907 में, जे जे थॉमसन ने परमाणु की संरचना का एक स्थिर मॉडल प्रस्तावित किया, जो परमाणु को सकारात्मक बिजली से चार्ज किए गए गोलाकार कण के रूप में दर्शाता है, जिसमें नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए इलेक्ट्रॉनों को समान रूप से वितरित किया जाता है ( नमूना"पुडिंग", अंजीर। 7)।

गणितीय गणनाओं से पता चला है कि एक परमाणु में इलेक्ट्रॉनों को संकेंद्रित रूप से व्यवस्थित रिंगों पर स्थित होना चाहिए। थॉमसन ने बहुत महत्वपूर्ण निष्कर्ष: रासायनिक तत्वों के गुणों में आवधिक परिवर्तन का कारण विशेषताओं से जुड़ा है इलेक्ट्रॉनिक संरचनाउनके परमाणु। इसके लिए धन्यवाद, थॉमसन के परमाणु मॉडल को उनके समकालीनों ने बहुत सराहा। हालांकि, इसने कुछ घटनाओं की व्याख्या नहीं की, उदाहरण के लिए, α-कणों का प्रकीर्णन उनके पारित होने के दौरान धातु प्लेट.

परमाणु के बारे में अपने विचारों के आधार पर, थॉमसन ने α-कणों के औसत विचलन की गणना के लिए एक सूत्र निकाला, और इस गणना से पता चला कि बड़े कोणों पर ऐसे कणों के बिखरने की संभावना शून्य के करीब है। हालाँकि, यह प्रयोगात्मक रूप से सिद्ध हो चुका है कि सोने की पन्नी पर गिरने वाले आठ हजार अल्फा कणों में से लगभग एक 90 ° से अधिक के कोण से विक्षेपित होता है। इसने थॉमसन के मॉडल का खंडन किया, जिसने केवल छोटे कोणों पर विचलन ग्रहण किया।

अर्नेस्ट रदरफोर्ड ने 1911 में प्रायोगिक डेटा को संक्षेप में प्रस्तुत करते हुए, परमाणु की संरचना का एक "ग्रहीय" (कभी-कभी "परमाणु" कहा जाता है) मॉडल प्रस्तावित किया, जिसके अनुसार परमाणु के द्रव्यमान का 99.9% और इसका सकारात्मक चार्ज एक बहुत छोटे नाभिक में केंद्रित होता है, और ऋणावेशित इलेक्ट्रॉन, वह संख्या जो नाभिक के आवेश के बराबर होती है, सौरमंडल के ग्रहों की तरह इसके चारों ओर चक्कर लगाते हैं (चित्र 7)।

रदरफोर्ड ने अपने छात्रों के साथ मिलकर ऐसे प्रयोग किए जिससे परमाणु की संरचना की जांच करना संभव हो गया (चित्र 8)। धनात्मक आवेशित कणों (α-कणों) की एक धारा को रेडियोधर्मी विकिरण के स्रोत से एक पतली धातु (सोना) पन्नी 2 की सतह पर निर्देशित किया गया था। उनके रास्ते में, एक फ्लोरोसेंट स्क्रीन 3 स्थापित की गई, जिससे α-कणों के आगे की गति की दिशा का निरीक्षण करना संभव हो गया।

चावल। 8. रदरफोर्ड का अनुभव

यह पाया गया कि अधिकांश α-कण पन्नी से होकर गुजरते हैं, व्यावहारिक रूप से उनकी दिशा बदले बिना। केवल व्यक्तिगत कण (दस हजार में औसतन एक) विक्षेपित हुए और लगभग विपरीत दिशा में उड़ गए। यह निष्कर्ष निकाला गया कि परमाणु का अधिकांश द्रव्यमान धनात्मक आवेशित नाभिक में केंद्रित होता है, यही कारण है कि α-कण इतनी दृढ़ता से विक्षेपित होते हैं (चित्र 9)।

चावल। 9. परमाणु नाभिक द्वारा α-कणों का प्रकीर्णन

विद्युत चुंबकत्व के नियमों के अनुसार एक परमाणु में गतिमान इलेक्ट्रॉनों को ऊर्जा का विकिरण करना चाहिए और इसे खोकर, विपरीत रूप से आवेशित नाभिक की ओर आकर्षित होना चाहिए और इसलिए, उस पर "गिरना" चाहिए। इससे परमाणु गायब हो जाना चाहिए, लेकिन चूंकि ऐसा नहीं हुआ, इसलिए यह निष्कर्ष निकाला गया कि यह मॉडल अपर्याप्त था।

20वीं शताब्दी की शुरुआत में, जर्मन भौतिक विज्ञानी मैक्स प्लैंक और सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी अल्बर्ट आइंस्टीन ने प्रकाश के क्वांटम सिद्धांत का निर्माण किया। इस सिद्धांत के अनुसार, विकिरण ऊर्जा, जैसे प्रकाश, लगातार नहीं, बल्कि अलग-अलग हिस्सों (क्वांटा) में उत्सर्जित और अवशोषित होती है। इसके अलावा, ऊर्जा क्वांटम का मान विभिन्न विकिरणों के लिए समान नहीं है और विद्युत चुम्बकीय तरंग के दोलनों की आवृत्ति के समानुपाती होता है: E = hν, जहाँ h – प्लांक नियतांक 6.6266 10 -34 J s के बराबर, विकिरण आवृत्ति है। यह ऊर्जा प्रकाश के कणों द्वारा वहन की जाती है - फोटॉनों.

शास्त्रीय यांत्रिकी और क्वांटम सिद्धांत के नियमों को कृत्रिम रूप से संयोजित करने के प्रयास में, डेनिश भौतिक विज्ञानी नील्स बोहर ने 1913 में परमाणु के रदरफोर्ड के मॉडल को एक परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा में एक चरणबद्ध (असतत) परिवर्तन के बारे में दो अभिधारणाओं के साथ पूरक किया। बोह्र का मानना ​​था कि हाइड्रोजन परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन केवल सुपरिभाषित पर ही स्थित हो सकता है स्थिर कक्षा, जिनकी त्रिज्या एक दूसरे से वर्गों के रूप में संबंधित हैं प्राकृतिक संख्याएं (1 2: 2 2: 3 2: ... :पी 2). इलेक्ट्रॉन घूमते हैं परमाणु नाभिकस्थिर कक्षाओं में। परमाणु ऊर्जा को अवशोषित या उत्सर्जित किए बिना स्थिर अवस्था में है - यह बोहर की पहली अभिधारणा है। दूसरी अभिधारणा के अनुसार, ऊर्जा उत्सर्जन तभी होता है जब कोई इलेक्ट्रॉन परमाणु नाभिक के निकट कक्षा में चला जाता है। जब एक इलेक्ट्रॉन अधिक दूर की कक्षा में जाता है, तो परमाणु द्वारा ऊर्जा का अवशोषण किया जाता है। इस मॉडल में 1916 में जर्मन सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी अर्नोल्ड सोमरफेल्ड द्वारा सुधार किया गया था, जिन्होंने इलेक्ट्रॉनों की गति को इंगित किया था अण्डाकार कक्षाएँ.

ग्रह मॉडलइसकी दृश्यता और बोहर की अभिधारणाओं के कारण, लंबे समय तकपरमाणु और आणविक घटनाओं की व्याख्या करने के लिए उपयोग किया जाता है। हालांकि, यह पता चला कि एक परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन की गति, एक परमाणु की स्थिरता और गुण, ग्रहों की गति और सौर मंडल की स्थिरता के विपरीत, शास्त्रीय यांत्रिकी के नियमों द्वारा वर्णित नहीं किया जा सकता है। यह यांत्रिकी न्यूटन के नियमों पर आधारित है, और इसके अध्ययन का विषय स्थूल पिंडों की गति है, जो प्रकाश की गति की तुलना में छोटी गति से किया जाता है। परमाणु की संरचना का वर्णन करने के लिए, माइक्रोपार्टिकल्स की दोहरी कॉर्पसकुलर-वेव प्रकृति के बारे में क्वांटम (लहर) यांत्रिकी की अवधारणाओं को लागू करना आवश्यक है, जो सैद्धांतिक भौतिकविदों द्वारा 1920 के दशक में तैयार किए गए थे: फ्रांसीसी लुई डी ब्रोगली, जर्मन वर्नर हाइजेनबर्ग और इरविन श्रोडिंगर, अंग्रेज पॉल डिराक और अन्य।

1924 में, लुई डी ब्रोगली ने इस परिकल्पना को सामने रखा कि इलेक्ट्रॉन में तरंग गुण होते हैं (क्वांटम यांत्रिकी का पहला सिद्धांत) और इसकी तरंग दैर्ध्य की गणना के लिए एक सूत्र प्रस्तावित किया। एक परमाणु की स्थिरता को इस तथ्य से समझाया जाता है कि इसमें इलेक्ट्रॉन कक्षाओं में नहीं बल्कि नाभिक के चारों ओर अंतरिक्ष के कुछ क्षेत्रों में घूमते हैं, जिन्हें परमाणु कक्षा कहा जाता है। इलेक्ट्रॉन परमाणु के लगभग पूरे आयतन पर कब्जा कर लेता है और इसके केंद्र में स्थित "नाभिक पर गिर नहीं सकता"।

1926 में, श्रोडिंगर ने इलेक्ट्रॉन के तरंग गुणों के बारे में एल डी ब्रोगली के विचारों के विकास को जारी रखते हुए, अनुभवजन्य रूप से स्ट्रिंग कंपन समीकरण के समान गणितीय समीकरण का चयन किया, जिसका उपयोग परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन की बाध्यकारी ऊर्जा की गणना के लिए किया जा सकता है। विभिन्न ऊर्जा स्तर। यह समीकरण क्वांटम यांत्रिकी का मूल समीकरण बन गया है।

इलेक्ट्रॉन के तरंग गुणों की खोज से पता चला कि सूक्ष्म जगत की वस्तुओं के लिए स्थूल जगत के बारे में ज्ञान का प्रसार गैरकानूनी है। 1927 में, हाइजेनबर्ग ने स्थापित किया कि एक निश्चित गति के साथ एक इलेक्ट्रॉन के अंतरिक्ष में सटीक स्थिति का निर्धारण करना असंभव है, इसलिए, एक परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन की गति के बारे में विचार एक संभाव्य प्रकृति (क्वांटम यांत्रिकी का दूसरा सिद्धांत) के हैं।

परमाणु का क्वांटम यांत्रिक मॉडल (1926) परमाणु की स्थिति का वर्णन के संदर्भ में करता है गणितीय कार्यऔर इसका कोई ज्यामितीय व्यंजक नहीं है (चित्र 10)। ऐसा मॉडल परमाणु की संरचना की गतिशील प्रकृति और एक इलेक्ट्रॉन के आकार के प्रश्न को एक कण के रूप में नहीं मानता है। यह माना जाता है कि इलेक्ट्रॉन कुछ ऊर्जा स्तरों पर कब्जा कर लेते हैं और अन्य स्तरों पर संक्रमण के दौरान ऊर्जा का उत्सर्जन या अवशोषण करते हैं। अंजीर पर। परमाणु नाभिक से विभिन्न दूरी पर स्थित संकेंद्रित वलय के रूप में 10 ऊर्जा स्तरों को योजनाबद्ध रूप से दिखाया गया है। तीरों के बीच इलेक्ट्रॉनों के संक्रमण को दर्शाता है उर्जा स्तरऔर इन संक्रमणों के साथ फोटॉनों का उत्सर्जन। योजना को गुणात्मक रूप से दिखाया गया है और ऊर्जा स्तरों के बीच वास्तविक दूरी को प्रतिबिंबित नहीं करता है, जो एक दूसरे से दर्जनों बार भिन्न हो सकता है।

1931 में, अमेरिकी वैज्ञानिक गिल्बर्ट व्हाइट ने पहली बार परमाणु कक्षाओं का एक चित्रमय प्रतिनिधित्व और परमाणु का एक "कक्षीय" मॉडल (चित्र। 10) प्रस्तावित किया था। परमाणु ऑर्बिटल्स के मॉडल का उपयोग "इलेक्ट्रॉन घनत्व" की अवधारणा को प्रतिबिंबित करने के लिए और एक परमाणु में एक नाभिक के चारों ओर नकारात्मक चार्ज के वितरण या एक अणु में परमाणु नाभिक की एक प्रणाली को प्रदर्शित करने के लिए किया जाता है।

चावल। 10. ऐतिहासिक और आधुनिक मॉडलपरमाणु

1963 में, अमेरिकी कलाकार, मूर्तिकार और इंजीनियर केनेथ स्नेलसन ने एक परमाणु (चित्र 10) के इलेक्ट्रॉन गोले के "रिंग-फेस मॉडल" का प्रस्ताव रखा, जो स्थिर इलेक्ट्रॉन गोले पर एक परमाणु में इलेक्ट्रॉनों के मात्रात्मक वितरण की व्याख्या करता है। प्रत्येक इलेक्ट्रॉन को एक रिंग चुंबक (या एक चुंबकीय क्षण वाले विद्युत प्रवाह के साथ एक बंद सर्किट) द्वारा तैयार किया जाता है। वलय चुम्बक एक दूसरे की ओर आकर्षित होते हैं और छल्लों से सममित आकृतियाँ बनाते हैं - रिंगहेड्रा. चुम्बक में दो ध्रुवों की उपस्थिति पर एक सीमा लगाती है संभावित विकल्पछल्ले की विधानसभा। स्थिर इलेक्ट्रॉन गोले के मॉडल उनके चुंबकीय गुणों की उपस्थिति को ध्यान में रखते हुए बनाए गए छल्ले के सबसे सममित आंकड़े हैं।

एक इलेक्ट्रॉन में एक स्पिन की उपस्थिति (खंड 5 देखें) एक परमाणु में स्थिर इलेक्ट्रॉन कोशों के निर्माण के मुख्य कारणों में से एक है। इलेक्ट्रॉन विपरीत स्पिन के साथ जोड़े बनाते हैं। एक इलेक्ट्रॉन जोड़ी, या एक भरे हुए परमाणु कक्षीय का वलय-सामना वाला मॉडल, परमाणु नाभिक के विपरीत पक्षों पर समानांतर विमानों में स्थित दो छल्ले हैं। जब एक परमाणु के नाभिक के पास इलेक्ट्रॉनों के एक से अधिक जोड़े स्थित होते हैं, तो रिंग-इलेक्ट्रॉनों को एक इलेक्ट्रॉन शेल का निर्माण करते हुए परस्पर उन्मुख होने के लिए मजबूर किया जाता है। इस मामले में, निकट दूरी वाले छल्ले में चुंबकीय की अलग-अलग दिशाएं होती हैं बल की रेखाएं, जो दर्शाया गया है भिन्न रंगइलेक्ट्रॉनों का प्रतिनिधित्व करने वाले छल्ले।

मॉडल प्रयोग से पता चलता है कि सभी संभावित रिंग-फेस मॉडल में सबसे स्थिर 8 रिंग का मॉडल है। ज्यामितीय रूप से, मॉडल इस तरह से बनता है जैसे कि एक गोले के रूप में एक परमाणु को 8 भागों (आधे में तीन बार विभाजित) में विभाजित किया गया था और प्रत्येक भाग में एक रिंग-इलेक्ट्रॉन रखा गया था। रिंग-फेस मॉडल में, दो रंगों के छल्ले का उपयोग किया जाता है: लाल और नीला, जो सकारात्मक को दर्शाता है और नकारात्मक अर्थएक इलेक्ट्रॉन का घूमना।

"वेव-फेस मॉडल" (चित्र 10) "रिंग-फेसेड" के समान है, इस अंतर के साथ कि परमाणु के प्रत्येक इलेक्ट्रॉन को "वेव" रिंग द्वारा दर्शाया जाता है, जिसमें तरंगों की एक पूर्णांक संख्या होती है (जैसा कि एल डी ब्रोगली द्वारा प्रस्तावित)।

परमाणु के इस मॉडल पर इलेक्ट्रॉन शेल के इलेक्ट्रॉनों की परस्पर क्रिया को खड़े तरंगों के नोड्स के साथ नीले और लाल "लहर" के छल्ले के संपर्क के बिंदुओं के संयोग से दिखाया गया है।

परमाणु के मॉडल को अस्तित्व का अधिकार है और आवेदन की सीमाएं हैं। परमाणु का कोई भी मॉडल एक सन्निकटन है जो सरलीकृत रूप में परमाणु के बारे में ज्ञान के एक निश्चित हिस्से को दर्शाता है। लेकिन कोई भी मॉडल परमाणु या उसके घटक कणों के गुणों को पूरी तरह से प्रतिबिंबित नहीं करता है।

आज कई मॉडल केवल ऐतिहासिक रुचि के हैं। सूक्ष्म जगत की वस्तुओं के मॉडल बनाते समय, वैज्ञानिकों ने इस बात पर भरोसा किया कि सीधे क्या देखा जा सकता है। इस तरह पेरिन और रदरफोर्ड (सौर मंडल की संरचना के साथ एक सादृश्य), नागाओका (एक प्रकार का ग्रह शनि), थॉमसन ("किशमिश का हलवा") के मॉडल दिखाई दिए। कुछ विचारों को खारिज कर दिया गया था (लेनार्ड का गतिशील मॉडल), कुछ समय बाद दूसरों पर फिर से विचार किया गया, लेकिन एक नए, उच्च स्तर पर। सैद्धांतिक स्तर: पेरिन और केल्विन के मॉडल रदरफोर्ड और थॉमसन के मॉडल में विकसित किए गए थे। परमाणु की संरचना के बारे में विचारों में लगातार सुधार किया जा रहा है। आधुनिक - "क्वांटम-मैकेनिकल" मॉडल कितना सही है - समय बताएगा। इसीलिए सर्पिल के शीर्ष पर एक प्रश्न चिह्न खींचा जाता है, जो अनुभूति के मार्ग का प्रतीक है (चित्र 7)।

वे भौतिकी के विकास में एक महत्वपूर्ण कदम बन गए। रदरफोर्ड के मॉडल का बहुत महत्व था। एक प्रणाली के रूप में परमाणु और इसे बनाने वाले कणों का अधिक सटीक और विस्तार से अध्ययन किया गया है। इससे परमाणु भौतिकी जैसे विज्ञान का सफल विकास हुआ।

पदार्थ की संरचना के बारे में प्राचीन विचार

यह धारणा कि आसपास के पिंड सबसे छोटे कणों से बने हैं, प्राचीन काल में बनाई गई थी। उस समय के विचारकों ने किसी भी पदार्थ के सबसे छोटे और अविभाज्य कण के रूप में परमाणु का प्रतिनिधित्व किया। उन्होंने तर्क दिया कि ब्रह्मांड में परमाणु से छोटा कुछ भी नहीं है। इस तरह के विचार महान प्राचीन यूनानी वैज्ञानिकों और दार्शनिकों - डेमोक्रिटस, ल्यूक्रेटियस, एपिकुरस द्वारा रखे गए थे। इन विचारकों की परिकल्पना आज "प्राचीन परमाणुवाद" के नाम से एकजुट है।

मध्यकालीन प्रदर्शन

पुरातनता का समय बीत चुका है, और मध्य युग में ऐसे वैज्ञानिक भी थे जिन्होंने पदार्थों की संरचना के बारे में विभिन्न धारणाएँ बनाईं। हालांकि, इतिहास के उस दौर में धार्मिक दार्शनिक विचारों की प्रधानता और चर्च की शक्ति ने भौतिकवादी वैज्ञानिक निष्कर्षों और खोजों के लिए मानव मन के किसी भी प्रयास और आकांक्षाओं को जन्म दिया। जैसा कि आप जानते हैं, मध्ययुगीन जिज्ञासु ने उस समय के वैज्ञानिक जगत के प्रतिनिधियों के साथ बहुत ही अमित्र व्यवहार किया। यह कहा जाना बाकी है कि तत्कालीन उज्ज्वल दिमागों के पास एक विचार था जो प्राचीन काल से परमाणु की अविभाज्यता के बारे में आया था।

18वीं और 19वीं शताब्दी में अनुसंधान

अठारहवीं शताब्दी को पदार्थ की प्राथमिक संरचना के क्षेत्र में गंभीर खोजों द्वारा चिह्नित किया गया था। एंटोनी लावोज़ियर, मिखाइल लोमोनोसोव और एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से वैज्ञानिकों के प्रयासों के लिए धन्यवाद, वे यह साबित करने में सक्षम थे कि परमाणु वास्तव में मौजूद हैं। लेकिन उनके बारे में सवाल आंतरिक ढांचाखुला रहा। अठारहवीं शताब्दी के अंत को इस तरह से चिह्नित किया गया था महत्वपूर्ण घटनामें वैज्ञानिक दुनिया, रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की डी। आई। मेंडेलीव द्वारा खोज के रूप में। यह उस समय की वास्तव में एक शक्तिशाली सफलता थी और इसने इस समझ पर से पर्दा हटा दिया कि सभी परमाणुओं की एक ही प्रकृति होती है, कि वे एक-दूसरे से संबंधित होते हैं। बाद में, 19वीं शताब्दी में, परमाणु की संरचना को जानने की दिशा में एक और महत्वपूर्ण कदम इस बात का प्रमाण था कि उनमें से किसी में भी एक इलेक्ट्रॉन होता है। इस काल के वैज्ञानिकों के कार्य ने 20वीं शताब्दी की खोजों के लिए उपजाऊ जमीन तैयार की।

थॉमसन प्रयोग

अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जॉन थॉमसन ने 1897 में साबित किया कि परमाणुओं की संरचना में एक नकारात्मक चार्ज वाले इलेक्ट्रॉन शामिल हैं। इस स्तर पर, यह गलत विचार कि परमाणु किसी भी पदार्थ की विभाज्यता की सीमा है, अंततः नष्ट हो गए। थॉमसन ने इलेक्ट्रॉनों के अस्तित्व को साबित करने का प्रबंधन कैसे किया? वैज्ञानिक ने अपने प्रयोगों में इलेक्ट्रोड को अत्यधिक विरल गैसों में रखा और पारित किया बिजली. परिणाम कैथोड किरणें थीं। थॉमसन ने उनकी विशेषताओं का ध्यानपूर्वक अध्ययन किया और पाया कि वे आवेशित कणों की एक धारा हैं जो बहुत तेज गति से चलते हैं। वैज्ञानिक इन कणों के द्रव्यमान और उनके आवेश की गणना करने में सक्षम थे। उन्होंने यह भी पाया कि उन्हें तटस्थ कणों में परिवर्तित नहीं किया जा सकता क्योंकि आवेशउनके स्वभाव का आधार है। तो थॉमसन और परमाणु की संरचना के दुनिया के पहले मॉडल के निर्माता थे। उनके अनुसार परमाणु धनावेशित पदार्थ का एक गुच्छा है, जिसमें ऋणावेशित इलेक्ट्रॉन समान रूप से वितरित होते हैं। यह संरचना परमाणुओं की सामान्य तटस्थता की व्याख्या करती है, क्योंकि विपरीत आवेश एक दूसरे को संतुलित करते हैं। जॉन थॉमसन के प्रयोग परमाणु की संरचना के आगे के अध्ययन के लिए अमूल्य हो गए। हालांकि, कई सवाल अनुत्तरित रहे।

रदरफोर्ड का शोध

थॉमसन ने इलेक्ट्रॉनों के अस्तित्व की खोज की, लेकिन वह परमाणु में धनात्मक आवेशित कणों को खोजने में विफल रहे। 1911 में इस गलतफहमी को दूर किया। प्रयोगों के दौरान, गैसों में अल्फा कणों की गतिविधि का अध्ययन करते हुए, उन्होंने पाया कि परमाणु में धनात्मक आवेशित कण होते हैं। रदरफोर्ड ने देखा कि जब किरणें किसी गैस या धातु की पतली प्लेट से होकर गुजरती हैं, तो कुछ कण गति के प्रक्षेपवक्र से तेजी से विचलित हो जाते हैं। उन्हें सचमुच वापस फेंक दिया गया था। वैज्ञानिक ने अनुमान लगाया कि यह व्यवहार धनावेशित कणों से टकराने के कारण है। इस तरह के प्रयोगों ने भौतिक विज्ञानी को परमाणु की संरचना का रदरफोर्ड मॉडल बनाने की अनुमति दी।

ग्रह मॉडल

अब वैज्ञानिक के विचार जॉन थॉमसन द्वारा की गई धारणाओं से कुछ भिन्न थे। उनके परमाणुओं के मॉडल भी भिन्न हो गए। उन्हें इस क्षेत्र में एक पूरी तरह से नया सिद्धांत बनाने की अनुमति दी। वैज्ञानिक की खोज के लिए निर्णायक थे आगामी विकाशभौतिक विज्ञान। रदरफोर्ड का मॉडल एक परमाणु को केंद्र में स्थित एक नाभिक और उसके चारों ओर घूमने वाले इलेक्ट्रॉनों के रूप में वर्णित करता है। नाभिक में धनात्मक आवेश होता है, और इलेक्ट्रॉनों का ऋणात्मक आवेश होता है। परमाणु के रदरफोर्ड के मॉडल ने कुछ प्रक्षेप पथों - कक्षाओं के साथ नाभिक के चारों ओर इलेक्ट्रॉनों के घूर्णन को ग्रहण किया। वैज्ञानिक की खोज ने अल्फा कणों के विचलन का कारण समझाने में मदद की और परमाणु के परमाणु सिद्धांत के विकास के लिए प्रेरणा बन गई। रदरफोर्ड के परमाणु मॉडल में, सूर्य के चारों ओर सौर मंडल के ग्रहों की गति के साथ समानता है। यह एक बहुत ही सटीक और ज्वलंत तुलना है। इसलिए, रदरफोर्ड मॉडल, जिसमें परमाणु एक कक्षा में नाभिक के चारों ओर घूमता है, ग्रहीय कहलाता है।

नील्स बोहरो द्वारा काम करता है

दो साल बाद, डेनिश भौतिक विज्ञानी नील्स बोहर ने क्वांटम गुणों के साथ परमाणु की संरचना के बारे में विचारों को संयोजित करने का प्रयास किया। चमकदार प्रवाह. परमाणु मॉडलरदरफोर्ड के परमाणु को वैज्ञानिकों ने उसके आधार के रूप में रखा था नया सिद्धांत. बोहर के अनुसार परमाणु नाभिक के चारों ओर वृत्ताकार कक्षाओं में चक्कर लगाते हैं। गति के इस तरह के प्रक्षेपवक्र से इलेक्ट्रॉनों का त्वरण होता है। इसके अलावा, परमाणु के केंद्र के साथ इन कणों की कूलम्ब अंतःक्रिया के साथ-साथ अंतरिक्ष को बनाए रखने के लिए ऊर्जा का निर्माण और खपत होती है। विद्युत चुम्बकीयइलेक्ट्रॉनों की गति के कारण। ऐसी स्थितियों में, किसी दिन ऋणावेशित कणों को नाभिक पर गिरना चाहिए। लेकिन ऐसा नहीं होता है, जो सिस्टम के रूप में परमाणुओं की अधिक स्थिरता को इंगित करता है। नील्स बोहर ने महसूस किया कि मैक्सवेल के समीकरणों द्वारा वर्णित शास्त्रीय उष्मागतिकी के नियम अंतःपरमाण्विक स्थितियों में काम नहीं करते हैं। इसलिए, वैज्ञानिक ने खुद को नए पैटर्न प्राप्त करने का कार्य निर्धारित किया जो दुनिया में मान्य होंगे प्राथमिक कण.

बोहर की अभिधारणाएं

मोटे तौर पर इस तथ्य के कारण कि रदरफोर्ड का मॉडल मौजूद था, परमाणु और उसके घटकों का अच्छी तरह से अध्ययन किया गया था, नील्स बोहर अपने अभिधारणाओं के निर्माण के करीब पहुंचने में सक्षम थे। उनमें से पहला कहता है कि एक परमाणु में है जिस पर वह अपनी ऊर्जा नहीं बदलता है, जबकि इलेक्ट्रॉन अपने प्रक्षेपवक्र को बदले बिना कक्षाओं में चलते हैं। दूसरी अभिधारणा के अनुसार, जब कोई इलेक्ट्रॉन एक कक्षा से दूसरी कक्षा में जाता है, तो ऊर्जा मुक्त या अवशोषित होती है। यह परमाणु की पिछली और बाद की अवस्थाओं की ऊर्जाओं के बीच के अंतर के बराबर है। इस मामले में, यदि इलेक्ट्रॉन नाभिक के करीब एक कक्षा में कूदता है, तो विकिरण होता है और इसके विपरीत। इस तथ्य के बावजूद कि इलेक्ट्रॉनों की गति एक सर्कल में सख्ती से स्थित एक कक्षीय प्रक्षेपवक्र के समान नहीं है, बोहर की खोज ने एक लाइन स्पेक्ट्रम के अस्तित्व के लिए एक उत्कृष्ट स्पष्टीकरण प्रदान किया। लगभग उसी समय, भौतिक विज्ञानी हर्ट्ज और फ्रैंक, जो जर्मनी में रहते थे , परमाणु की स्थिर, स्थिर अवस्थाओं के अस्तित्व और परमाणु ऊर्जा के मूल्यों को बदलने की संभावना के नील्स बोहर के सिद्धांत की पुष्टि की।

दो वैज्ञानिकों का सहयोग

वैसे, रदरफोर्ड लंबे समय तकवैज्ञानिकों मार्सडेन और गीगर ने अर्नेस्ट रदरफोर्ड के बयानों की फिर से जाँच करने की कोशिश की और विस्तृत और सावधानीपूर्वक प्रयोगों और गणनाओं के परिणामस्वरूप इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि यह नाभिक है जो परमाणु की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता है, और उसका सारा चार्ज उसमें केंद्रित है। बाद में यह सिद्ध हुआ कि नाभिक के आवेश का मान संख्यात्मक रूप से तत्व की क्रम संख्या के बराबर होता है आवधिक प्रणालीडी। आई। मेंडेलीव के तत्व। दिलचस्प बात यह है कि नील्स बोहर जल्द ही रदरफोर्ड से मिले और उनके विचारों से पूरी तरह सहमत हुए। इसके बाद, वैज्ञानिकों ने एक ही प्रयोगशाला में लंबे समय तक एक साथ काम किया। रदरफोर्ड का मॉडल, प्राथमिक आवेशित कणों से युक्त एक प्रणाली के रूप में परमाणु - यह सब नील्स बोहर ने उचित माना और हमेशा के लिए अलग रख दिया इलेक्ट्रॉनिक मॉडल. संयुक्त वैज्ञानिक गतिविधिवैज्ञानिक बहुत सफल रहे और उन्होंने फल पैदा किए। उनमें से प्रत्येक ने प्राथमिक कणों के गुणों का अध्ययन किया और विज्ञान के लिए महत्वपूर्ण खोज की। बाद में, रदरफोर्ड ने परमाणु अपघटन की संभावना की खोज की और साबित किया, लेकिन यह एक अन्य लेख का विषय है।

विवरण श्रेणी: परमाणु और परमाणु नाभिक का भौतिकी पोस्ट किया गया 03/10/2016 18:27 दृश्य: 4106

प्राचीन यूनानी और प्राचीन भारतीय वैज्ञानिकों और दार्शनिकों का मानना ​​था कि हमारे आस-पास के सभी पदार्थों में छोटे-छोटे कण होते हैं जो विभाजित नहीं होते हैं।

उन्हें यकीन था कि दुनिया में ऐसा कुछ भी नहीं है जो इन कणों से छोटा हो, जिसे वे कहते हैं परमाणुओं . और, वास्तव में, बाद में एंटोनी लावोसियर, मिखाइल लोमोनोसोव, जॉन डाल्टन जैसे प्रसिद्ध वैज्ञानिकों द्वारा परमाणुओं के अस्तित्व को साबित किया गया था। 19वीं सदी के अंत तक - 20वीं सदी की शुरुआत तक परमाणु को अविभाज्य माना जाता था, जब यह पता चला कि ऐसा नहीं है।

इलेक्ट्रॉन की खोज। परमाणु का थॉमसन मॉडल

जोसेफ जॉन थॉमसन

1897 में, अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जोसेफ जॉन थॉमसन ने चुंबकीय और में कैथोड किरणों के व्यवहार का प्रयोगात्मक रूप से अध्ययन किया विद्युत क्षेत्रने पाया कि ये किरणें ऋणावेशित कणों की धारा हैं। इन कणों की गति की गति प्रकाश की गति से कम थी। इसलिए, उनके पास द्रव्यमान था। वे कहां से आए हैं? वैज्ञानिक ने सुझाव दिया कि ये कण परमाणु का हिस्सा हैं। उसने उन्हें बुलाया कणिकाएं . बाद में उन्हें बुलाया गया इलेक्ट्रॉनों . इस प्रकार इलेक्ट्रॉन की खोज ने परमाणु की अविभाज्यता के सिद्धांत को समाप्त कर दिया।

परमाणु का थॉमसन मॉडल

थॉमसन ने परमाणु का पहला इलेक्ट्रॉनिक मॉडल प्रस्तावित किया। इसके अनुसार परमाणु एक गोला है, जिसके अंदर एक आवेशित पदार्थ होता है, जिसका धनात्मक आवेश पूरे आयतन में समान रूप से वितरित होता है। और इस पदार्थ में, एक गोखरू में किशमिश की तरह, इलेक्ट्रॉनों को आपस में जोड़ा जाता है। सामान्य तौर पर, परमाणु विद्युत रूप से तटस्थ होता है। इस मॉडल को "प्लम पुडिंग मॉडल" कहा जाता था।

लेकिन थॉमसन का मॉडल गलत निकला, जो साबित हुआ ब्रिटिश भौतिक विज्ञानीसर अर्नेस्ट रदरफोर्ड।

रदरफोर्ड का अनुभव

अर्नेस्ट रदरफोर्ड

एक परमाणु वास्तव में कैसे व्यवस्थित होता है? रदरफोर्ड ने 1909 में जर्मन भौतिक विज्ञानी हैंस गीगर और न्यूजीलैंड के भौतिक विज्ञानी अर्न्स्ट मार्सडेन के साथ मिलकर किए गए अपने प्रयोग के बाद इस प्रश्न का उत्तर दिया।

रदरफोर्ड का अनुभव

प्रयोग का उद्देश्य अल्फा कणों की मदद से परमाणु का अध्ययन करना था, जिसका एक केंद्रित बीम, बड़ी गति से उड़ते हुए, सबसे पतली सोने की पन्नी को निर्देशित किया गया था। पन्नी के पीछे एक ल्यूमिनसेंट स्क्रीन थी। जब कण इससे टकराते थे, तो चमक दिखाई देती थी जिसे माइक्रोस्कोप के नीचे देखा जा सकता था।

यदि थॉमसन सही है, और परमाणु इलेक्ट्रॉनों के एक बादल से बना है, तो कणों को बिना विक्षेपित हुए आसानी से पन्नी के माध्यम से उड़ना चाहिए। चूँकि अल्फा कण का द्रव्यमान इलेक्ट्रॉन के द्रव्यमान से लगभग 8000 गुना अधिक हो जाता है, इसलिए इलेक्ट्रॉन उस पर कार्य नहीं कर सकता और अपने प्रक्षेप पथ को एक बड़े कोण पर विचलित कर सकता है, जैसे कि 10 ग्राम कंकड़ एक चलती कार के प्रक्षेपवक्र को नहीं बदल सकता है।

लेकिन व्यवहार में, सब कुछ अलग निकला। अधिकांश कण वास्तव में पन्नी के माध्यम से उड़ गए, व्यावहारिक रूप से एक छोटे कोण से विचलित या विचलित नहीं हुए। लेकिन कुछ कण काफी हद तक विचलित हो गए या वापस उछल गए, जैसे कि उनके रास्ते में किसी तरह की बाधा हो। जैसा कि रदरफोर्ड ने खुद कहा था, यह उतना ही अविश्वसनीय था जैसे कि 15 इंच का प्रक्षेप्य टिशू पेपर के एक टुकड़े से टकरा गया हो।

किस कारण से कुछ अल्फा कणों ने दिशा को इतना बदल दिया? वैज्ञानिक ने सुझाव दिया कि इसका कारण परमाणु का एक हिस्सा था, जो बहुत कम मात्रा में केंद्रित था और एक सकारात्मक चार्ज था। उसने उसका नाम एक परमाणु का नाभिक.

रदरफोर्ड के परमाणु का ग्रहीय मॉडल

परमाणु का रदरफोर्ड मॉडल

रदरफोर्ड इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि परमाणु में परमाणु के केंद्र में स्थित घनी धनात्मक आवेशित नाभिक और ऋणात्मक आवेश वाले इलेक्ट्रॉन होते हैं। परमाणु का लगभग सारा द्रव्यमान नाभिक में केंद्रित होता है। सामान्य तौर पर, परमाणु तटस्थ होता है। नाभिक का धनात्मक आवेश परमाणु में सभी इलेक्ट्रॉनों के ऋणात्मक आवेशों के योग के बराबर होता है। लेकिन इलेक्ट्रॉन नाभिक में एम्बेडेड नहीं होते हैं, जैसा कि थॉमसन के मॉडल में है, लेकिन इसके चारों ओर घूमते हैं जैसे ग्रह सूर्य के चारों ओर घूमते हैं। इलेक्ट्रॉनों का घूर्णन नाभिक से उन पर लगने वाले कूलम्ब बल की क्रिया के अंतर्गत होता है। इलेक्ट्रॉनों के घूमने की गति बहुत बड़ी होती है। कोर की सतह के ऊपर, वे एक प्रकार का बादल बनाते हैं। प्रत्येक परमाणु का अपना इलेक्ट्रॉन बादल होता है, जो ऋणात्मक रूप से आवेशित होता है। इस कारण से, वे "एक साथ चिपकते नहीं" हैं, लेकिन एक दूसरे को पीछे हटाते हैं।

सौर मंडल के साथ इसकी समानता के कारण, रदरफोर्ड के मॉडल को ग्रहीय कहा जाता था।

परमाणु क्यों होता है

हालांकि, परमाणु का रदरफोर्ड मॉडल यह समझाने में विफल रहा कि परमाणु इतना स्थिर क्यों है। आखिरकार, शास्त्रीय भौतिकी के नियमों के अनुसार, कक्षा में घूमते हुए एक इलेक्ट्रॉन त्वरण के साथ चलता है, इसलिए यह विकिरण करता है विद्युतचुम्बकीय तरंगेंऔर ऊर्जा खो देता है। अंत में, यह ऊर्जा समाप्त होनी चाहिए, और इलेक्ट्रॉन को नाभिक में गिरना चाहिए। यदि ऐसा होता, तो परमाणु केवल 10 -8 s के लिए ही मौजूद रह सकता था। लेकिन ऐसा क्यों नहीं हो रहा है?

इस घटना का कारण बाद में डेनिश भौतिक विज्ञानी नील्स बोहर द्वारा समझाया गया था। उन्होंने सुझाव दिया कि एक परमाणु में इलेक्ट्रॉन केवल निश्चित कक्षाओं में चलते हैं, जिन्हें "अनुमत कक्षा" कहा जाता है। उन पर होने के कारण, वे ऊर्जा विकीर्ण नहीं करते हैं। और ऊर्जा का उत्सर्जन या अवशोषण तभी होता है जब एक इलेक्ट्रॉन एक अनुमत कक्षा से दूसरी कक्षा में जाता है। यदि यह एक दूर की कक्षा से नाभिक के करीब एक संक्रमण है, तो ऊर्जा विकीर्ण होती है, और इसके विपरीत। विकिरण भागों में होता है, जिन्हें कहा जाता है क्वांटा.

यद्यपि रदरफोर्ड द्वारा वर्णित मॉडल परमाणु की स्थिरता की व्याख्या नहीं कर सका, इसने इसकी संरचना के अध्ययन में महत्वपूर्ण प्रगति की अनुमति दी।

परमाणु का ग्रहीय मॉडल

परमाणु का ग्रहीय मॉडल: नाभिक (लाल) और इलेक्ट्रॉन (हरा)

परमाणु का ग्रहीय मॉडल, या रदरफोर्ड मॉडल, - परमाणु की संरचना का ऐतिहासिक मॉडल, जिसे अर्नेस्ट रदरफोर्ड ने अल्फा कण बिखरने के एक प्रयोग के परिणामस्वरूप प्रस्तावित किया था। इस मॉडल के अनुसार, परमाणु में एक छोटा धनात्मक आवेशित नाभिक होता है, जिसमें परमाणु का लगभग पूरा द्रव्यमान केंद्रित होता है, जिसके चारों ओर इलेक्ट्रॉन घूमते हैं, जैसे ग्रह सूर्य के चारों ओर घूमते हैं। परमाणु का ग्रहीय मॉडल परमाणु की संरचना के बारे में आधुनिक विचारों से मेल खाता है, इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए कि इलेक्ट्रॉनों की गति क्वांटम प्रकृति की है और शास्त्रीय यांत्रिकी के नियमों द्वारा वर्णित नहीं है। ऐतिहासिक रूप से, रदरफोर्ड के ग्रहीय मॉडल ने जोसेफ जॉन थॉमसन के "प्लम पुडिंग मॉडल" का स्थान लिया, जो यह बताता है कि नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए इलेक्ट्रॉनों को एक सकारात्मक चार्ज परमाणु के अंदर रखा जाता है।

रदरफोर्ड ने उनके नेतृत्व में किए गए सोने की पन्नी पर अल्फा कणों के बिखरने पर एक प्रयोग से निष्कर्ष के रूप में 1911 में परमाणु की संरचना के लिए एक नया मॉडल प्रस्तावित किया। इस बिखराव के साथ, अप्रत्याशित रूप से एक बड़ी संख्या कीअल्फा कण बड़े कोणों पर बिखरे हुए थे, जो दर्शाता है कि प्रकीर्णन केंद्र में है छोटा आकारऔर इसमें एक महत्वपूर्ण विद्युत आवेश होता है। रदरफोर्ड की गणना से पता चला है कि एक बिखरने वाला केंद्र, सकारात्मक या नकारात्मक रूप से चार्ज, कम से कम 3000 गुना होना चाहिए छोटे आकार काएक परमाणु, जो उस समय पहले से ही ज्ञात था और लगभग 10 -10 मीटर होने का अनुमान था। चूंकि उस समय इलेक्ट्रॉनों को पहले से ही जाना जाता था, और उनका द्रव्यमान और आवेश निर्धारित किया जाता था, प्रकीर्णन केंद्र, जिसे बाद में नाभिक कहा जाता था, होना चाहिए इलेक्ट्रॉनों के विपरीत चार्ज किया है। रदरफोर्ड ने आवेश की मात्रा को परमाणु क्रमांक से नहीं जोड़ा। यह निष्कर्ष बाद में बनाया गया था। और रदरफोर्ड ने स्वयं सुझाव दिया कि आवेश परमाणु द्रव्यमान के समानुपाती होता है।

ग्रहों के मॉडल का नुकसान शास्त्रीय भौतिकी के नियमों के साथ इसकी असंगति थी। यदि इलेक्ट्रॉन सूर्य के चारों ओर एक ग्रह की तरह नाभिक के चारों ओर घूमते हैं, तो उनकी गति तेज हो जाती है, और इसलिए, शास्त्रीय इलेक्ट्रोडायनामिक्स के नियमों के अनुसार, उन्हें विद्युत चुम्बकीय तरंगों का विकिरण करना चाहिए, ऊर्जा खोनी चाहिए और नाभिक पर गिरना चाहिए। ग्रहों के मॉडल के विकास में अगला कदम बोहर मॉडल था, जो शास्त्रीय से अलग, इलेक्ट्रॉन गति के नियमों से अलग था। इलेक्ट्रोडायनामिक्स के विरोधाभास पूरी तरह से क्वांटम यांत्रिकी को हल करने में सक्षम थे।

विकिमीडिया फाउंडेशन। 2010.

• Eise Eisingi तारामंडल
• ग्रह फंतासी

देखें कि "परमाणु का ग्रह मॉडल" अन्य शब्दकोशों में क्या है:

परमाणु का ग्रहीय मॉडल- प्लेनेटिनिस एटोमो मॉडलिस स्टेटसजैसा टी sritis fizika atitikmenys: angl। ग्रह परमाणु मॉडल वोक। प्लेनेटनमोडेल डेस एटम्स, एन रूस। परमाणु का ग्रहीय मॉडल, f pranc। मॉडल प्लेनेटेयर डे ल'एटोम, एम ... फ़िज़िकोस टर्मिनो odynas

परमाणु का बोहर मॉडल- हाइड्रोजन जैसे परमाणु (जेड न्यूक्लियस चार्ज) का बोहर मॉडल, जहां एक नकारात्मक चार्ज इलेक्ट्रॉन एक छोटे, सकारात्मक चार्ज परमाणु नाभिक के आस-पास एक परमाणु खोल में संलग्न होता है ... विकिपीडिया

मॉडल (विज्ञान में)- मॉडल (फ्रेंच मोडेल, इतालवी मोडेलो, लैटिन मापांक माप, माप, नमूना, मानदंड से), 1) एक नमूना जो धारावाहिक या बड़े पैमाने पर प्रजनन (एम। कार, एम। कपड़े, आदि) के लिए एक मानक (मानक) के रूप में कार्य करता है। ), साथ ही प्रकार, किसी का ब्रांड ... ...

नमूना- I मॉडल (मॉडल) वाल्टर (24 जनवरी, 1891, जेंटिन, पूर्वी प्रशिया, 21 अप्रैल, 1945, डुइसबर्ग के पास), नाजी जर्मन जनरल फील्ड मार्शल (1944)। 1909 से सेना में, 1914 के प्रथम विश्व युद्ध में 18 में भाग लिया। नवंबर 1940 से उन्होंने तीसरे टैंक की कमान संभाली ... ... महान सोवियत विश्वकोश

परमाणु की संरचना- (देखें) तीन प्रकार के प्राथमिक कणों से बना है (देखें), (देखें) और (देखें), एक स्थिर प्रणाली का निर्माण। प्रोटॉन और न्यूट्रॉन परमाणु (देखें) का एक हिस्सा हैं, इलेक्ट्रॉन एक इलेक्ट्रॉन खोल बनाते हैं। नाभिक में बल कार्य करते हैं (देखें), जिसके लिए धन्यवाद ... ... महान पॉलिटेक्निक विश्वकोश

परमाणु- इस शब्द के अन्य अर्थ हैं, एटम (अर्थ) देखें। हीलियम परमाणु परमाणु (अन्य ग्रीक से ... विकिपीडिया

रदरफोर्ड अर्नेस्ट- (1871 1937), अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी, रेडियोधर्मिता के सिद्धांत और परमाणु की संरचना के रचनाकारों में से एक, संस्थापक वैज्ञानिक स्कूल, रूसी विज्ञान अकादमी (1922) के विदेशी संबंधित सदस्य और यूएसएसआर एकेडमी ऑफ साइंसेज के मानद सदस्य (1925)। से स्नातक करने के बाद न्यूजीलैंड में जन्मे ... ... विश्वकोश शब्दकोश

Άτομο

कणिका- हीलियम परमाणु परमाणु (एक अन्य यूनानी ἄτομος अविभाज्य) एक रासायनिक तत्व का सबसे छोटा भाग है, जो इसके गुणों का वाहक है। एक परमाणु में एक परमाणु नाभिक और उसके चारों ओर एक इलेक्ट्रॉन बादल होता है। एक परमाणु के नाभिक में धनावेशित प्रोटॉन होते हैं और ... ... विकिपीडिया

कणिकाएं- हीलियम परमाणु परमाणु (एक अन्य यूनानी ἄτομος अविभाज्य) एक रासायनिक तत्व का सबसे छोटा भाग है, जो इसके गुणों का वाहक है। एक परमाणु में एक परमाणु नाभिक और उसके चारों ओर एक इलेक्ट्रॉन बादल होता है। एक परमाणु के नाभिक में धनावेशित प्रोटॉन होते हैं और ... ... विकिपीडिया

पुस्तकें

• तालिकाओं का एक सेट। भौतिक विज्ञान। ग्रेड 11 (15 टेबल), . 15 शीट का शैक्षिक एल्बम। ट्रांसफार्मर। इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शनमें आधुनिक प्रौद्योगिकी. इलेक्ट्रॉनिक लैंप। कैथोड रे ट्यूब। अर्धचालक। अर्धचालक डायोड. ट्रांजिस्टर।…

भाषण: परमाणु का ग्रहीय मॉडल

परमाणु की संरचना

किसी भी पदार्थ की संरचना को निर्धारित करने का सबसे सटीक तरीका वर्णक्रमीय विश्लेषण है। किसी तत्व के प्रत्येक परमाणु का विकिरण विशेष रूप से व्यक्तिगत होता है। हालांकि, यह समझने से पहले कि वर्णक्रमीय विश्लेषण कैसे होता है, आइए जानें कि किसी तत्व के परमाणु की संरचना क्या होती है।

परमाणु की संरचना के बारे में पहली धारणा जे. थॉमसन ने प्रस्तुत की थी। यह वैज्ञानिक लंबे समय से परमाणुओं का अध्ययन कर रहा है। इसके अलावा, यह वह है जो इलेक्ट्रॉन की खोज का मालिक है - जिसके लिए उसे प्राप्त हुआ नोबेल पुरस्कार. थॉमसन द्वारा प्रस्तावित मॉडल का वास्तविकता से कोई लेना-देना नहीं था, लेकिन रदरफोर्ड के लिए परमाणु की संरचना का अध्ययन करने के लिए एक मजबूत पर्याप्त प्रोत्साहन के रूप में कार्य किया। थॉमसन द्वारा प्रस्तावित मॉडल को "किशमिश का हलवा" कहा जाता था।

थॉमसन का मानना ​​​​था कि परमाणु एक नकारात्मक विद्युत आवेश वाला एक ठोस गेंद है। इसकी भरपाई के लिए, गेंद में किशमिश की तरह इलेक्ट्रॉनों को प्रतिच्छेदित किया जाता है। संक्षेप में, इलेक्ट्रॉनों का आवेश पूरे नाभिक के आवेश के साथ मेल खाता है, जो परमाणु को तटस्थ बनाता है।

परमाणु की संरचना के अध्ययन के दौरान यह पाया गया कि सभी परमाणु ठोसप्रतिबद्ध ऑसिलेटरी मूवमेंट्स. और, जैसा कि आप जानते हैं, कोई भी गतिमान कण तरंगें विकीर्ण करता है। इसलिए प्रत्येक परमाणु का अपना स्पेक्ट्रम होता है। हालाँकि, ये कथन किसी भी तरह से थॉमसन मॉडल में फिट नहीं हुए।

रदरफोर्ड का अनुभव

थॉमसन के मॉडल की पुष्टि या खंडन करने के लिए, रदरफोर्ड ने एक प्रयोग का प्रस्ताव रखा जिसके परिणामस्वरूप अल्फा कणों द्वारा किसी तत्व के परमाणु की बमबारी की गई। इस प्रयोग के परिणामस्वरूप, यह देखना महत्वपूर्ण था कि कण कैसे व्यवहार करेगा।

रेडियम के रेडियोधर्मी क्षय के परिणामस्वरूप अल्फा कणों की खोज की गई। उनकी धाराएँ अल्फा किरणें थीं, जिनमें से प्रत्येक कण पर धनात्मक आवेश था। कई अध्ययनों के परिणामस्वरूप, यह निर्धारित किया गया था कि अल्फा कण एक हीलियम परमाणु की तरह है, जिसमें कोई इलेक्ट्रॉन नहीं है। वर्तमान ज्ञान का उपयोग करते हुए, हम जानते हैं कि अल्फा कण हीलियम का केंद्रक है, जबकि रदरफोर्ड का मानना ​​था कि ये हीलियम आयन थे।

प्रत्येक अल्फा कण में जबरदस्त ऊर्जा होती है, जिसके परिणामस्वरूप यह प्रश्न में परमाणुओं पर उड़ सकता है तीव्र गति. इसलिए, प्रयोग का मुख्य परिणाम कण विक्षेपण कोण का निर्धारण करना था।

प्रयोग के लिए रदरफोर्ड ने सोने की पतली पन्नी का इस्तेमाल किया। उन्होंने इस पर उच्च गति वाले अल्फा कणों को निर्देशित किया। उन्होंने माना कि इस प्रयोग के परिणामस्वरूप, सभी कण पन्नी के माध्यम से और छोटे विचलन के साथ उड़ेंगे। हालांकि, निश्चित रूप से पता लगाने के लिए, उन्होंने अपने छात्रों को यह जांचने का निर्देश दिया कि क्या इन कणों में कोई बड़ा विचलन तो नहीं है।

प्रयोग के परिणाम ने बिल्कुल सभी को चौंका दिया, क्योंकि कई कण न केवल पर्याप्त रूप से बड़े कोण से विचलित होते हैं - कुछ विक्षेपण कोण 90 डिग्री से अधिक तक पहुंच जाते हैं।

इन परिणामों ने बिल्कुल सभी को चौंका दिया, रदरफोर्ड ने कहा कि ऐसा लगा जैसे प्रक्षेप्य के रास्ते में कागज का एक टुकड़ा रखा गया था, जिसने अल्फा कण को ​​अंदर घुसने नहीं दिया, जिसके परिणामस्वरूप यह वापस मुड़ गया।

यदि परमाणु वास्तव में ठोस होता, तो उसके पास कुछ होना होता बिजली क्षेत्र, जिसने कण को ​​धीमा कर दिया। हालांकि, मैदान की ताकत उसे पूरी तरह से रोकने के लिए पर्याप्त नहीं थी, उसे पीछे धकेलने की तो बात ही दूर। इसका मतलब है कि थॉमसन के मॉडल का खंडन किया गया था। इसलिए रदरफोर्ड ने एक नए मॉडल पर काम करना शुरू किया।

रदरफोर्ड मॉडल

प्रयोग के इस परिणाम को प्राप्त करने के लिए, सकारात्मक चार्ज को कम मात्रा में केंद्रित करना आवश्यक है, जिसके परिणामस्वरूप एक बड़ा विद्युत क्षेत्र होता है। क्षेत्र संभावित सूत्र के अनुसार, कोई भी निर्धारित कर सकता है आवश्यक आकारएक सकारात्मक कण जो विपरीत दिशा में एक अल्फा कण को ​​​​प्रतिकर्षित कर सकता है। इसकी त्रिज्या अधिकतम के क्रम की होनी चाहिए 10 -15 वर्ग मीटर. इसीलिए रदरफोर्ड ने परमाणु के ग्रहीय मॉडल का प्रस्ताव रखा।

इस मॉडल का नाम एक कारण से रखा गया है। तथ्य यह है कि परमाणु के अंदर सौर मंडल में सूर्य के समान एक धनात्मक आवेशित नाभिक होता है। इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर ग्रहों की तरह चक्कर लगाते हैं। सौर प्रणालीइस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि ग्रह सूर्य की ओर आकर्षित होते हैं गुरुत्वाकर्षण बलहालांकि, वे उपलब्ध वेग के परिणामस्वरूप सूर्य की सतह पर नहीं गिरते हैं जो उन्हें अपनी कक्षा में रखता है। इलेक्ट्रॉनों के साथ भी ऐसा ही होता है - कूलम्ब बल इलेक्ट्रॉनों को नाभिक की ओर आकर्षित करते हैं, लेकिन घूर्णन के कारण वे नाभिक की सतह पर नहीं गिरते हैं।

थॉमसन की एक धारणा बिल्कुल सही निकली - इलेक्ट्रॉनों का कुल आवेश नाभिक के आवेश से मेल खाता है। हालांकि, एक मजबूत बातचीत के परिणामस्वरूप, इलेक्ट्रॉनों को उनकी कक्षा से बाहर खटखटाया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप चार्ज की भरपाई नहीं होती है और परमाणु एक सकारात्मक चार्ज आयन में बदल जाता है।

परमाणु की संरचना के बारे में बहुत महत्वपूर्ण जानकारी यह है कि परमाणु का लगभग सारा द्रव्यमान नाभिक में केंद्रित होता है। उदाहरण के लिए, एक हाइड्रोजन परमाणु में केवल एक इलेक्ट्रॉन होता है, जिसका द्रव्यमान नाभिक के द्रव्यमान से डेढ़ हजार गुना कम होता है।