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 प्रकीर्णन के दौरान, अप्रत्याशित रूप से बड़ी संख्या में अल्फा कण बड़े कोणों पर बिखरे हुए थे, जो दर्शाता है कि प्रकीर्णन केंद्र छोटा था और इसमें एक महत्वपूर्ण विद्युत आवेश केंद्रित था। रदरफोर्ड की गणना से पता चला है कि एक बिखरने वाला केंद्र, सकारात्मक या नकारात्मक रूप से चार्ज, परमाणु के आकार से कम से कम 3000 गुना छोटा होना चाहिए, जो उस समय पहले से ही ज्ञात था और लगभग 10 -10 मीटर होने का अनुमान था। चूंकि इलेक्ट्रॉनों को पहले से ही जाना जाता था उस समय, और उनका द्रव्यमान और आवेश निर्धारित किया जाता है, तो प्रकीर्णन केंद्र, जिसे बाद में नाभिक कहा जाता था, पर इलेक्ट्रॉनों के विपरीत आवेश होना चाहिए। 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 ... ...

आदर्श- 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 संस्थापकों में से एक, एक वैज्ञानिक स्कूल के संस्थापक, रूसी विज्ञान अकादमी के विदेशी संबंधित सदस्य (1922) और यूएसएसआर अकादमी के मानद सदस्य विज्ञान के (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। आधुनिक तकनीक में विद्युत चुम्बकीय प्रेरण। इलेक्ट्रॉनिक लैंप। कैथोड रे ट्यूब। अर्धचालक। अर्धचालक डायोड। ट्रांजिस्टर।…

परमाणु की संरचना के पहले मॉडलों में से एक प्रस्तावित किया गया था जे थॉमसन 1904 में, परमाणु को "सकारात्मक बिजली के समुद्र" के रूप में प्रस्तुत किया गया था, जिसमें इलेक्ट्रॉनों के दोलन होते थे। विद्युत रूप से तटस्थ परमाणु के इलेक्ट्रॉनों का कुल ऋणात्मक आवेश उसके कुल धनात्मक आवेश के बराबर होता है।

रदरफोर्ड का अनुभव

थॉमसन की परिकल्पना का परीक्षण करने और परमाणु की संरचना को अधिक सटीक रूप से निर्धारित करने के लिए ई. रदरफोर्डबिखरने पर प्रयोगों की एक श्रृंखला आयोजित की α -कण पतली धातु की प्लेटें - पन्नी। 1910 में रदरफोर्ड के छात्र हंस गीगेरऔर अर्नेस्ट मार्सडेनबमबारी के प्रयोग किए α - पतली धातु की प्लेटों के कण। उन्होंने पाया कि अधिकांश α -कण अपने प्रक्षेपवक्र को बदले बिना पन्नी से गुजरते हैं। और यह आश्चर्य की बात नहीं थी, अगर हम थॉमसन के परमाणु मॉडल की शुद्धता को स्वीकार करते हैं।

स्रोत α - विकिरण को एक लीड क्यूब में ड्रिल किया गया एक चैनल के साथ रखा गया था, ताकि प्रवाह प्राप्त करना संभव हो सके α -कण एक निश्चित दिशा में उड़ते हैं। अल्फा कण दोगुने आयनित हीलियम परमाणु होते हैं ( 2+ . नहीं) उनके पास +2 का धनात्मक आवेश होता है और एक इलेक्ट्रॉन के द्रव्यमान का लगभग 7350 गुना द्रव्यमान होता है। जिंक सल्फाइड के साथ लेपित स्क्रीन को मारना, α -कणों ने इसे चमक दिया, और एक आवर्धक कांच के साथ स्क्रीन पर दिखाई देने वाली अलग-अलग चमक को देख और गिन सकता था जब प्रत्येक α -कण। विकिरण स्रोत और स्क्रीन के बीच एक पन्नी रखी गई थी। स्क्रीन पर चमक से बिखराव का न्याय करना संभव था α -कण, अर्थात्। धातु की परत से गुजरते समय मूल दिशा से उनके विचलन के बारे में।

यह पता चला कि बहुमत α -कण अपनी दिशा बदले बिना पन्नी से गुजरते हैं, हालांकि पन्नी की मोटाई सैकड़ों हजारों परमाणु व्यास के अनुरूप होती है। लेकिन कुछ शेयर α -कण अभी भी छोटे कोणों से विचलित होते हैं, और कभी-कभी α -कणों ने अचानक अपने आंदोलन की दिशा बदल दी और यहां तक ​​​​कि (100,000 में लगभग 1) को भी वापस फेंक दिया गया, जैसे कि उन्हें एक बड़ी बाधा का सामना करना पड़ा हो। ऐसे तेज विचलन के मामले α एक चाप में एक आवर्धक कांच के साथ स्क्रीन को घुमाकर कणों को देखा जा सकता है।

इस प्रयोग के परिणामों से, निम्नलिखित निष्कर्ष निकाले जा सकते हैं:

1. परमाणु में कुछ "बाधा" है, जिसे नाभिक कहा गया है।
2. नाभिक का धनात्मक आवेश होता है (अन्यथा धनात्मक आवेशित .) α कण वापस परावर्तित नहीं होंगे)।
3. परमाणु के आकार की तुलना में नाभिक बहुत छोटा होता है (केवल एक छोटा सा भाग .) α -कणों ने दिशा बदल दी)।
4. नाभिक का द्रव्यमान द्रव्यमान से अधिक होता है α -कण।

रदरफोर्ड ने प्रयोग के परिणामों को प्रस्तावित करके समझाया परमाणु का "ग्रहीय" मॉडलइसकी तुलना सौर मंडल से की। ग्रहीय मॉडल के अनुसार परमाणु के केंद्र में एक बहुत छोटा नाभिक होता है, जिसका आकार स्वयं परमाणु के आकार से लगभग 100,000 गुना छोटा होता है। इस नाभिक में परमाणु का लगभग पूरा द्रव्यमान होता है और एक धनात्मक आवेश होता है। इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर घूमते हैं, जिसकी संख्या नाभिक के आवेश से निर्धारित होती है। इलेक्ट्रॉनों का बाहरी प्रक्षेपवक्र परमाणु के बाहरी आयामों को निर्धारित करता है। एक परमाणु का व्यास लगभग 10 -8 सेमी और नाभिक का व्यास लगभग 10 -13 ÷10 -12 सेमी होता है।

परमाणु नाभिक का आवेश जितना अधिक होगा, उससे उतना ही मजबूत होगा α -कण, अधिक बार मजबूत विचलन के मामले होंगे α - धातु की परत से गुजरने वाले कण, गति की मूल दिशा से। इसलिए, बिखरने वाले प्रयोग α -कण न केवल एक परमाणु नाभिक के अस्तित्व का पता लगाना संभव बनाते हैं, बल्कि इसके आवेश को भी निर्धारित करते हैं। रदरफोर्ड के प्रयोगों से पहले ही यह पता चला है कि नाभिक का आवेश (इलेक्ट्रॉन आवेश की इकाइयों में व्यक्त) संख्यात्मक रूप से आवर्त प्रणाली में तत्व की क्रमिक संख्या के बराबर है। इसकी पुष्टि हो गई है जी. मोसले, जिन्होंने 1913 में एक तत्व के एक्स-रे स्पेक्ट्रम की कुछ रेखाओं की तरंग दैर्ध्य और उसके क्रमांक के बीच एक सरल संबंध स्थापित किया, और डी. चाडविक, जिन्होंने 1920 में बड़ी सटीकता के साथ कई तत्वों के परमाणु नाभिकों के आवेशों को प्रकीर्णन द्वारा निर्धारित किया α -कण।

आवधिक प्रणाली में किसी तत्व की क्रम संख्या का भौतिक अर्थ स्थापित किया गया था: सीरियल नंबर तत्व का सबसे महत्वपूर्ण स्थिरांक निकला, जो उसके परमाणु के नाभिक के सकारात्मक चार्ज को व्यक्त करता है। परमाणु की विद्युत तटस्थता से, यह इस प्रकार है कि नाभिक के चारों ओर घूमने वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या तत्व की क्रमिक संख्या के बराबर होती है।

इस खोज ने आवर्त प्रणाली में तत्वों की व्यवस्था के लिए एक नया औचित्य दिया। साथ ही, इसने मेंडेलीव की प्रणाली में स्पष्ट विरोधाभास को समाप्त कर दिया - कम परमाणु द्रव्यमान (टेल्यूरियम और आयोडीन, आर्गन और पोटेशियम, कोबाल्ट और निकल) वाले तत्वों के आगे उच्च परमाणु द्रव्यमान वाले कुछ तत्वों की स्थिति। यह पता चला कि यहां कोई विरोधाभास नहीं है, क्योंकि सिस्टम में एक तत्व का स्थान परमाणु नाभिक के आवेश से निर्धारित होता है। यह प्रयोगात्मक रूप से स्थापित किया गया था कि टेल्यूरियम परमाणु के नाभिक का आवेश 52 है, और आयोडीन परमाणु का 53 है; इसलिए, टेल्यूरियम, अपने बड़े परमाणु द्रव्यमान के बावजूद, आयोडीन के सामने खड़ा होना चाहिए। इसी तरह, आर्गन और पोटेशियम, निकल और कोबाल्ट के नाभिक के आरोप पूरी तरह से सिस्टम में इन तत्वों की व्यवस्था के अनुक्रम के अनुरूप हैं।

तो, परमाणु नाभिक का आवेश वह मुख्य मात्रा है जिस पर तत्व के गुण और आवर्त प्रणाली में उसकी स्थिति निर्भर करती है। इसलिए मेंडलीफ का आवर्त नियम वर्तमान में निम्नानुसार तैयार किया जा सकता है:

तत्वों के गुण और उनके द्वारा निर्मित सरल और जटिल पदार्थ तत्वों के परमाणुओं के नाभिक के आवेश पर आवधिक निर्भरता में होते हैं।

तत्वों की क्रम संख्या को उनके परमाणुओं के नाभिक के आवेशों द्वारा निर्धारित करने से हाइड्रोजन के बीच आवधिक प्रणाली में स्थानों की कुल संख्या स्थापित करना संभव हो गया, जिसमें क्रम संख्या 1 है, और यूरेनियम (परमाणु संख्या 92), जिसे माना जाता था उस समय तत्वों की आवर्त प्रणाली का अंतिम सदस्य। जब परमाणु की संरचना का सिद्धांत बनाया गया, तो 43, 61, 72, 75, 85 और 87 स्थान खाली रह गए, जिससे अभी तक अनदेखे तत्वों के अस्तित्व की संभावना का संकेत मिलता है। और वास्तव में, 1922 में, तत्व हेफ़नियम की खोज की गई, जिसने 72 की जगह ले ली; फिर 1925 में - रेनियम, जो 75 हुआ। तालिका में शेष चार मुक्त स्थानों पर कब्जा करने वाले तत्व रेडियोधर्मी निकले और प्रकृति में नहीं पाए गए, लेकिन वे कृत्रिम रूप से प्राप्त किए गए थे। नए तत्वों को टेक्नेटियम (संख्या 43), प्रोमेथियम (61), एस्टैटिन (85), और फ्रैंशियम (87) नाम दिया गया था। वर्तमान में, हाइड्रोजन और यूरेनियम के बीच आवर्त प्रणाली की सभी कोशिकाएँ भरी हुई हैं। हालाँकि, आवधिक प्रणाली स्वयं पूर्ण नहीं है।

परमाणु स्पेक्ट्रा

ग्रहीय मॉडल परमाणु की संरचना के सिद्धांत में एक प्रमुख कदम था। हालांकि, कुछ मामलों में यह अच्छी तरह से स्थापित तथ्यों का खंडन करता है। आइए ऐसे दो विरोधाभासों पर विचार करें।

पहला, रदरफोर्ड का सिद्धांत परमाणु की स्थिरता की व्याख्या नहीं कर सका। एक धनात्मक आवेशित नाभिक के चारों ओर घूमने वाला एक इलेक्ट्रॉन, एक दोलन विद्युत आवेश की तरह, प्रकाश तरंगों के रूप में विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा का उत्सर्जन करता है। लेकिन, प्रकाश का उत्सर्जन करते हुए, इलेक्ट्रॉन अपनी कुछ ऊर्जा खो देता है, जिससे इलेक्ट्रॉन के घूमने से जुड़े केन्द्रापसारक बल और नाभिक के लिए इलेक्ट्रॉन के इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण के बल के बीच असंतुलन हो जाता है। संतुलन बहाल करने के लिए, इलेक्ट्रॉन को नाभिक के करीब जाना चाहिए। इस प्रकार, इलेक्ट्रॉन, लगातार विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा को विकीर्ण करता है और एक सर्पिल में गति करता है, नाभिक के पास जाएगा। अपनी सारी ऊर्जा समाप्त होने के बाद, इसे नाभिक पर "गिरना" चाहिए, और परमाणु का अस्तित्व समाप्त हो जाएगा। यह निष्कर्ष परमाणुओं के वास्तविक गुणों का खंडन करता है, जो स्थिर संरचनाएं हैं और बहुत लंबे समय तक नष्ट हुए बिना मौजूद रह सकते हैं।

दूसरे, रदरफोर्ड के मॉडल ने परमाणु स्पेक्ट्रा की प्रकृति के बारे में गलत निष्कर्ष निकाला। जब एक गर्म ठोस या तरल पिंड द्वारा उत्सर्जित प्रकाश को कांच या क्वार्ट्ज प्रिज्म के माध्यम से पारित किया जाता है, तो प्रिज्म के पीछे रखे एक स्क्रीन पर एक तथाकथित निरंतर स्पेक्ट्रम देखा जाता है, जिसका दृश्य भाग एक रंगीन बैंड होता है जिसमें सभी रंग होते हैं। इंद्रधनुष इस घटना को इस तथ्य से समझाया गया है कि एक गर्म ठोस या तरल शरीर के विकिरण में विभिन्न आवृत्तियों की विद्युत चुम्बकीय तरंगें होती हैं। विभिन्न आवृत्तियों की तरंगें प्रिज्म द्वारा समान रूप से अपवर्तित नहीं होती हैं और स्क्रीन पर विभिन्न स्थानों पर टकराती हैं। किसी पदार्थ द्वारा उत्सर्जित विद्युत चुम्बकीय विकिरण की आवृत्तियों के समूह को उत्सर्जन स्पेक्ट्रम कहा जाता है। दूसरी ओर, पदार्थ कुछ आवृत्तियों के विकिरण को अवशोषित करते हैं। उत्तरार्द्ध की समग्रता को किसी पदार्थ का अवशोषण स्पेक्ट्रम कहा जाता है।

स्पेक्ट्रम प्राप्त करने के लिए, प्रिज्म के बजाय, आप विवर्तन झंझरी का उपयोग कर सकते हैं। उत्तरार्द्ध एक कांच की प्लेट है, जिसकी सतह पर एक दूसरे से बहुत करीब दूरी पर पतले समानांतर स्ट्रोक लगाए जाते हैं (प्रति 1 मिमी में 1500 स्ट्रोक तक)। इस तरह के झंझरी से गुजरने पर, प्रकाश विघटित हो जाता है और एक प्रिज्म का उपयोग करके प्राप्त स्पेक्ट्रम के समान एक स्पेक्ट्रम बनाता है। विवर्तन किसी भी तरंग गति में निहित है और प्रकाश की तरंग प्रकृति के मुख्य प्रमाणों में से एक के रूप में कार्य करता है।

गर्म होने पर, कोई पदार्थ किरणें (विकिरण) उत्सर्जित करता है। यदि विकिरण में एक तरंग दैर्ध्य होता है, तो इसे मोनोक्रोमैटिक कहा जाता है। ज्यादातर मामलों में, विकिरण को कई तरंग दैर्ध्य की विशेषता होती है। जब विकिरण को मोनोक्रोमैटिक घटकों में विघटित किया जाता है, तो एक विकिरण स्पेक्ट्रम प्राप्त होता है, जहां इसके व्यक्तिगत घटकों को वर्णक्रमीय रेखाओं द्वारा व्यक्त किया जाता है।

मुक्त या कमजोर रूप से बंधे परमाणुओं (उदाहरण के लिए, गैसों या वाष्प में) से विकिरण द्वारा प्राप्त स्पेक्ट्रा को परमाणु स्पेक्ट्रा कहा जाता है।

ठोस या तरल पदार्थ द्वारा उत्सर्जित विकिरण हमेशा एक सतत स्पेक्ट्रम देता है। ठोस और तरल पदार्थों के विकिरण के विपरीत, गर्म गैसों और वाष्पों द्वारा उत्सर्जित विकिरण में केवल कुछ तरंग दैर्ध्य होते हैं। इसलिए, स्क्रीन पर एक सतत पट्टी के बजाय, अंधेरे अंतराल द्वारा अलग-अलग रंगीन रेखाओं की एक श्रृंखला प्राप्त की जाती है। इन रेखाओं की संख्या और स्थान गर्म गैस या वाष्प की प्रकृति पर निर्भर करते हैं। तो, पोटेशियम वाष्प देता है - एक स्पेक्ट्रम जिसमें तीन रेखाएँ होती हैं - दो लाल और एक बैंगनी; कैल्शियम वाष्प आदि के स्पेक्ट्रम में कई लाल, पीली और हरी रेखाएँ होती हैं।

ठोस या तरल पदार्थ द्वारा उत्सर्जित विकिरण हमेशा एक सतत स्पेक्ट्रम देता है। ठोस और तरल पदार्थों के विकिरण के विपरीत, गर्म गैसों और वाष्पों द्वारा उत्सर्जित विकिरण में केवल कुछ तरंग दैर्ध्य होते हैं। इसलिए, स्क्रीन पर एक सतत पट्टी के बजाय, अंधेरे अंतराल द्वारा अलग-अलग रंगीन रेखाओं की एक श्रृंखला प्राप्त की जाती है। इन रेखाओं की संख्या और स्थान गर्म गैस या वाष्प की प्रकृति पर निर्भर करते हैं। तो, पोटेशियम वाष्प तीन पंक्तियों से युक्त एक स्पेक्ट्रम देता है - दो लाल और एक बैंगनी; कैल्शियम वाष्प आदि के स्पेक्ट्रम में कई लाल, पीली और हरी रेखाएँ होती हैं।

ऐसे स्पेक्ट्रा को लाइन स्पेक्ट्रा कहा जाता है। यह पाया गया कि गैसों के परमाणुओं द्वारा उत्सर्जित प्रकाश में एक रेखा स्पेक्ट्रम होता है, जिसमें वर्णक्रमीय रेखाओं को श्रृंखला में जोड़ा जा सकता है।

प्रत्येक श्रृंखला में, रेखाओं की व्यवस्था एक निश्चित पैटर्न से मेल खाती है। व्यक्तिगत लाइनों की आवृत्तियों का वर्णन किया जा सकता है बामर का सूत्र:

तथ्य यह है कि प्रत्येक तत्व के परमाणु केवल इस तत्व को निहित एक पूरी तरह से विशिष्ट स्पेक्ट्रम देते हैं, और संबंधित वर्णक्रमीय रेखाओं की तीव्रता जितनी अधिक होती है, नमूने में तत्व की सामग्री उतनी ही अधिक होती है, गुणात्मक निर्धारित करने के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है और पदार्थों और सामग्रियों की मात्रात्मक संरचना। इस शोध पद्धति को कहा जाता है वर्णक्रमीय विश्लेषण.

परमाणु की संरचना का ग्रहीय मॉडल हाइड्रोजन परमाणुओं के रेखा उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की व्याख्या करने में असमर्थ साबित हुआ, और इससे भी अधिक एक श्रृंखला में वर्णक्रमीय रेखाओं का संयोजन। नाभिक के चारों ओर घूमने वाले एक इलेक्ट्रॉन को अपनी गति की गति को लगातार बदलते हुए, नाभिक के पास पहुंचना चाहिए। इसके द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की आवृत्ति इसके घूमने की आवृत्ति से निर्धारित होती है और इसलिए इसे लगातार बदलते रहना चाहिए। इसका मतलब है कि परमाणु का विकिरण स्पेक्ट्रम निरंतर, निरंतर होना चाहिए। इस मॉडल के अनुसार, परमाणु की विकिरण आवृत्ति यांत्रिक कंपन आवृत्ति के बराबर होनी चाहिए या इसका गुणक होना चाहिए, जो बामर सूत्र के साथ असंगत है। इस प्रकार, रदरफोर्ड का सिद्धांत स्थिर परमाणुओं के अस्तित्व या उनके लाइन स्पेक्ट्रा की उपस्थिति की व्याख्या नहीं कर सका।

प्रकाश का क्वांटम सिद्धांत

1900 में एम. प्लैंकने दिखाया कि विकिरण उत्सर्जित करने के लिए एक गर्म शरीर की क्षमता को केवल यह मानकर मात्रात्मक रूप से वर्णित किया जा सकता है कि विकिरण ऊर्जा लगातार नहीं, बल्कि विवेक से उत्सर्जित और अवशोषित होती है, अर्थात। अलग भागों में - क्वांटा। साथ ही, ऊर्जा इऐसा प्रत्येक भाग एक संबंध द्वारा विकिरण की आवृत्ति से संबंधित है जिसे कहा जाता है प्लैंक के समीकरण:

प्लांक स्वयं लंबे समय तक मानते थे कि क्वांटा द्वारा प्रकाश का उत्सर्जन और अवशोषण विकिरण करने वाले पिंडों का गुण है, न कि स्वयं विकिरण का, जो किसी भी ऊर्जा को रखने में सक्षम है और इसलिए इसे लगातार अवशोषित किया जा सकता है। हालांकि, 1905 में आइंस्टाइन, फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव की घटना का विश्लेषण करते हुए, इस निष्कर्ष पर पहुंचा कि विद्युत चुम्बकीय (उज्ज्वल) ऊर्जा केवल क्वांटा के रूप में मौजूद है और इसलिए, विकिरण अविभाज्य सामग्री "कणों" (फोटॉन) की एक धारा है, जिसकी ऊर्जा है निर्धारित प्लैंक का समीकरण.

प्रकाश विद्युत प्रभावकिसी धातु द्वारा उस पर आपतित प्रकाश की क्रिया के तहत इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन कहलाता है। 1888-1890 में इस घटना का विस्तार से अध्ययन किया गया था। ए. जी. स्टोलेटोव. यदि आप सेटअप को वैक्यूम में रखते हैं और प्लेट पर लगाते हैं एमनकारात्मक क्षमता है, तो सर्किट में कोई करंट नहीं देखा जाएगा, क्योंकि प्लेट और ग्रिड के बीच की जगह में कोई चार्ज कण नहीं हैं जो विद्युत प्रवाह ले सकते हैं। लेकिन जब प्लेट को एक प्रकाश स्रोत से रोशन किया जाता है, तो गैल्वेनोमीटर एक करंट (जिसे फोटोक्रेक्ट कहा जाता है) की घटना का पता लगाता है, जिसके वाहक धातु से प्रकाश द्वारा निकाले गए इलेक्ट्रॉन होते हैं।

यह पता चला कि जब प्रकाश की तीव्रता में परिवर्तन होता है, तो केवल धातु द्वारा उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों की संख्या में परिवर्तन होता है, अर्थात। फोटोकरंट ताकत। लेकिन धातु से उत्सर्जित प्रत्येक इलेक्ट्रॉन की अधिकतम गतिज ऊर्जा रोशनी की तीव्रता पर निर्भर नहीं करती है, बल्कि तभी बदलती है जब धातु पर प्रकाश की घटना की आवृत्ति में परिवर्तन होता है। यह तरंग दैर्ध्य में वृद्धि (यानी आवृत्ति में कमी के साथ) के साथ है कि धातु द्वारा उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा कम हो जाती है, और फिर, प्रत्येक धातु के लिए निर्धारित तरंग दैर्ध्य पर, फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव गायब हो जाता है और बहुत अधिक दिखाई नहीं देता है उच्च प्रकाश तीव्रता। इसलिए, जब लाल या नारंगी प्रकाश से रोशन किया जाता है, तो सोडियम एक फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव नहीं दिखाता है और केवल 590 एनएम (पीली रोशनी) से कम तरंग दैर्ध्य पर इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन करना शुरू कर देता है; लिथियम में, फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव 516 एनएम (हरी रोशनी) से शुरू होने वाली छोटी तरंग दैर्ध्य पर भी पाया जाता है; और दृश्य प्रकाश की क्रिया के तहत प्लैटिनम से इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकालना बिल्कुल भी नहीं होता है और केवल तभी शुरू होता है जब प्लैटिनम पराबैंगनी किरणों से विकिरणित होता है।

प्रकाश के शास्त्रीय तरंग सिद्धांत के दृष्टिकोण से फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव के ये गुण पूरी तरह से अकथनीय हैं, जिसके अनुसार प्रभाव (किसी धातु के लिए) केवल धातु की सतह द्वारा प्रति इकाई समय में अवशोषित ऊर्जा की मात्रा से निर्धारित किया जाना चाहिए, लेकिन धातु पर आपतित विकिरण के प्रकार पर निर्भर नहीं होना चाहिए। हालांकि, इन समान गुणों को एक सरल और ठोस स्पष्टीकरण प्राप्त होता है यदि हम मानते हैं कि विकिरण में अलग-अलग हिस्से, फोटॉन होते हैं, जिनमें एक अच्छी तरह से परिभाषित ऊर्जा होती है।

वास्तव में, धातु में एक इलेक्ट्रॉन धातु के परमाणुओं से बंधा होता है, इसलिए इसे बाहर निकालने के लिए एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा खर्च करनी पड़ती है। यदि फोटॉन में आवश्यक मात्रा में ऊर्जा है (और फोटॉन की ऊर्जा विकिरण की आवृत्ति से निर्धारित होती है), तो इलेक्ट्रॉन को बाहर निकाल दिया जाएगा, और फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव देखा जाएगा। धातु के साथ बातचीत की प्रक्रिया में, फोटॉन पूरी तरह से इलेक्ट्रॉन को अपनी ऊर्जा छोड़ देता है, क्योंकि फोटॉन को भागों में विभाजित नहीं किया जा सकता है। फोटॉन की ऊर्जा आंशिक रूप से इलेक्ट्रॉन और धातु के बीच के बंधन को तोड़ने पर और आंशिक रूप से इलेक्ट्रॉन को गति की गतिज ऊर्जा प्रदान करने पर खर्च की जाएगी। इसलिए, किसी धातु से बाहर निकलने वाले इलेक्ट्रॉन की अधिकतम गतिज ऊर्जा फोटॉन ऊर्जा और धातु परमाणुओं के साथ इलेक्ट्रॉन की बाध्यकारी ऊर्जा के बीच के अंतर से अधिक नहीं हो सकती है। नतीजतन, धातु की सतह पर प्रति यूनिट समय में फोटॉन घटना की संख्या में वृद्धि के साथ (यानी, रोशनी की तीव्रता में वृद्धि के साथ), केवल धातु से निकाले गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या में वृद्धि होगी, जिससे वृद्धि होगी प्रकाश धारा, लेकिन प्रत्येक इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा में वृद्धि नहीं होगी। यदि फोटॉन ऊर्जा एक इलेक्ट्रॉन को बाहर निकालने के लिए आवश्यक न्यूनतम ऊर्जा से कम है, तो धातु पर किसी भी संख्या में फोटॉन घटना के लिए फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव नहीं देखा जाएगा, अर्थात। किसी भी प्रकाश तीव्रता पर।

प्रकाश का क्वांटम सिद्धांत, विकसित आइंस्टाइन, न केवल फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव के गुणों की व्याख्या करने में सक्षम था, बल्कि प्रकाश की रासायनिक क्रिया के नियम, ठोस पदार्थों की ताप क्षमता की तापमान निर्भरता और कई अन्य घटनाओं की व्याख्या करने में सक्षम था। यह परमाणुओं और अणुओं की संरचना के बारे में विचारों के विकास में अत्यंत उपयोगी साबित हुआ।

यह प्रकाश के क्वांटम सिद्धांत का अनुसरण करता है कि एक फोटॉन टूटने में असमर्थ है: यह पूरी तरह से एक धातु इलेक्ट्रॉन के साथ बातचीत करता है, इसे प्लेट से बाहर निकालता है; समग्र रूप से, यह फोटोग्राफिक फिल्म के प्रकाश-संवेदनशील पदार्थ के साथ भी संपर्क करता है, जिससे यह एक निश्चित बिंदु पर काला हो जाता है, और इसी तरह। इस अर्थ में, फोटॉन एक कण की तरह व्यवहार करता है, अर्थात। कणिका गुण प्रदर्शित करता है। हालांकि, फोटॉन में तरंग गुण भी होते हैं: यह प्रकाश के प्रसार की तरंग प्रकृति में प्रकट होता है, फोटॉन की हस्तक्षेप और विवर्तन की क्षमता में। एक फोटॉन शब्द के शास्त्रीय अर्थ में एक कण से भिन्न होता है कि अंतरिक्ष में इसकी सटीक स्थिति, किसी भी तरंग की सटीक स्थिति की तरह, निर्दिष्ट नहीं की जा सकती। लेकिन यह "शास्त्रीय" लहर से भी अलग है - भागों में विभाजित करने में असमर्थता। कणिका और तरंग गुणों को मिलाकर, फोटॉन, कड़ाई से बोल रहा है, न तो एक कण है और न ही एक लहर है - इसमें एक कणिका-लहर द्वैत है।

परमाणु की संरचना का पहला मॉडल जे. थॉमसन द्वारा 1904 में प्रस्तावित किया गया था, जिसके अनुसार परमाणु एक धनात्मक आवेशित गोला है जिसमें इलेक्ट्रॉन सन्निहित हैं। अपनी अपूर्णता के बावजूद, थॉमसन मॉडल ने परमाणुओं द्वारा प्रकाश के उत्सर्जन, अवशोषण और प्रकीर्णन की घटनाओं की व्याख्या करना और साथ ही प्रकाश तत्वों के परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों की संख्या निर्धारित करना संभव बना दिया।

चावल। 1. थॉमसन मॉडल के अनुसार परमाणु। लोचदार बलों द्वारा इलेक्ट्रॉनों को एक सकारात्मक चार्ज क्षेत्र के अंदर रखा जाता है। उनमें से जो सतह पर हैं वे आयनित परमाणु को छोड़कर आसानी से "नॉक आउट" कर सकते हैं।

1. 2.2 रदरफोर्ड मॉडल

थॉमसन के मॉडल का खंडन ई. रदरफोर्ड (1911) ने किया, जिन्होंने साबित किया कि धनात्मक आवेश और परमाणु का लगभग पूरा द्रव्यमान इसके आयतन के एक छोटे से हिस्से में केंद्रित होता है - नाभिक जिसके चारों ओर इलेक्ट्रॉन चलते हैं (चित्र 2)।

चावल। 2. परमाणु की संरचना के इस मॉडल को ग्रहीय कहा जाता है, क्योंकि इलेक्ट्रॉन सौर मंडल के ग्रहों की तरह नाभिक के चारों ओर चक्कर लगाते हैं।

शास्त्रीय इलेक्ट्रोडायनामिक्स के नियमों के अनुसार, नाभिक के चारों ओर एक सर्कल में एक इलेक्ट्रॉन की गति स्थिर होगी यदि कूलम्ब आकर्षण बल केन्द्रापसारक बल के बराबर हो। हालांकि, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के सिद्धांत के अनुसार, इस मामले में इलेक्ट्रॉनों को एक सर्पिल में चलना चाहिए, लगातार विकिरण ऊर्जा, और नाभिक पर गिरना चाहिए। हालांकि, परमाणु स्थिर है।

इसके अलावा, ऊर्जा के निरंतर विकिरण के साथ, एक परमाणु में एक निरंतर, निरंतर स्पेक्ट्रम होना चाहिए। वास्तव में, परमाणु के स्पेक्ट्रम में अलग-अलग रेखाएँ और श्रृंखलाएँ होती हैं।

इस प्रकार, यह मॉडल इलेक्ट्रोडायनामिक्स के नियमों का खंडन करता है और परमाणु स्पेक्ट्रम की रेखा प्रकृति की व्याख्या नहीं करता है।

2.3. बोहर मॉडल

1913 में, एन. बोहर ने पिछले विचारों को पूरी तरह से नकारे बिना, परमाणु की संरचना के अपने सिद्धांत का प्रस्ताव रखा। बोहर ने अपने सिद्धांत को दो अभिधारणाओं पर आधारित किया।

पहली अभिधारणा कहती है कि इलेक्ट्रॉन केवल कुछ निश्चित कक्षाओं में ही नाभिक के चारों ओर घूम सकता है। उन पर होने के कारण, यह ऊर्जा को विकीर्ण या अवशोषित नहीं करता है (चित्र 3)।

चावल। 3. बोहर परमाणु की संरचना का मॉडल। एक इलेक्ट्रॉन के एक कक्षा से दूसरी कक्षा में जाने पर परमाणु की अवस्था में परिवर्तन।

किसी स्थिर कक्षा के अनुदिश गति करते समय एक इलेक्ट्रॉन (E 1, E 2 ...) की ऊर्जा आपूर्ति स्थिर रहती है। कक्षा नाभिक के जितनी करीब होगी, इलेक्ट्रॉन ऊर्जा आरक्षित Е 1 ˂ 2 …˂ n उतनी ही कम होगी। कक्षा में एक इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा समीकरण द्वारा निर्धारित की जाती है:

जहाँ m इलेक्ट्रॉन द्रव्यमान है, h प्लैंक स्थिरांक है, n 1, 2, 3… (n=1 पहली कक्षा के लिए, n=2 दूसरे के लिए, आदि)।

दूसरी अभिधारणा कहती है कि एक कक्षा से दूसरी कक्षा में जाने पर, एक इलेक्ट्रॉन ऊर्जा के एक क्वांटम (हिस्सा) को अवशोषित या मुक्त करता है।

यदि परमाणु प्रभाव (हीटिंग, विकिरण, आदि) के संपर्क में हैं, तो एक इलेक्ट्रॉन एक ऊर्जा क्वांटम को अवशोषित कर सकता है और नाभिक से अधिक दूर की कक्षा में जा सकता है (चित्र 3)। इस मामले में, कोई परमाणु की उत्तेजित अवस्था की बात करता है। एक इलेक्ट्रॉन (नाभिक के करीब की कक्षा में) के विपरीत संक्रमण के दौरान, ऊर्जा को विकिरण ऊर्जा की मात्रा के रूप में जारी किया जाता है - एक फोटॉन। स्पेक्ट्रम में, यह एक निश्चित रेखा द्वारा तय किया जाता है। सूत्र के आधार पर

,

जहां तरंग दैर्ध्य है, n = क्वांटम संख्याएं जो निकट और दूर की कक्षाओं को दर्शाती हैं, बोहर ने हाइड्रोजन परमाणु के स्पेक्ट्रम में सभी श्रृंखलाओं के लिए तरंग दैर्ध्य की गणना की। प्राप्त परिणाम प्रयोगात्मक डेटा के अनुरूप थे। असंतत रेखा स्पेक्ट्रा की उत्पत्ति स्पष्ट हो गई। वे एक उत्तेजित अवस्था से स्थिर अवस्था में इलेक्ट्रॉनों के संक्रमण के दौरान परमाणुओं द्वारा ऊर्जा के उत्सर्जन का परिणाम हैं। पहली कक्षा में इलेक्ट्रॉनों का संक्रमण, लाइमैन श्रृंखला की आवृत्तियों का एक समूह बनाता है, दूसरी - बामर श्रृंखला, तीसरी पासचेन श्रृंखला (चित्र। 4, तालिका 1) तक।

चावल। 4. हाइड्रोजन परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण और वर्णक्रमीय रेखाओं के बीच पत्राचार।

तालिका नंबर एक

हाइड्रोजन स्पेक्ट्रम की श्रृंखला के लिए बोहर सूत्र का सत्यापन

हालांकि, बोर का सिद्धांत मल्टीइलेक्ट्रॉन परमाणुओं के स्पेक्ट्रा में रेखाओं के विभाजन की व्याख्या करने में विफल रहा। बोह्र इस तथ्य से आगे बढ़े कि इलेक्ट्रॉन एक कण है, और इलेक्ट्रॉन का वर्णन करने के लिए कणों की विशेषता वाले कानूनों का उपयोग किया। उसी समय, तथ्य जमा हो रहे थे जिससे पता चला कि इलेक्ट्रॉन भी तरंग गुणों को प्रदर्शित करने में सक्षम है। शास्त्रीय यांत्रिकी सूक्ष्म-वस्तुओं की गति की व्याख्या करने में असमर्थ साबित हुई, जिसमें एक साथ भौतिक कणों के गुण और एक तरंग के गुण होते हैं। इस समस्या को क्वांटम यांत्रिकी द्वारा हल किया गया था - एक भौतिक सिद्धांत जो गति के सामान्य पैटर्न और बहुत छोटे द्रव्यमान (तालिका 2) के साथ सूक्ष्म कणों की बातचीत का अध्ययन करता है।

तालिका 2

परमाणु बनाने वाले प्राथमिक कणों के गुण

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 नोबेल पुरस्कार मिला। 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 ठोस में सभी परमाणु दोलन गति करते हैं। 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 थी, जिसके परिणामस्वरूप वह उच्च गति से संबंधित परमाणुओं पर उड़ सकता था। 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 विद्युत क्षेत्र होना चाहिए, जिससे कण धीमा हो जाए। 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 का उपयोग करके, आप एक सकारात्मक कण के आवश्यक आकार को निर्धारित कर सकते हैं जो विपरीत दिशा में अल्फा कण को ​​पीछे हटा 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 मंडल को इस तरह से व्यवस्थित किया जाता है कि ग्रह गुरुत्वाकर्षण बलों की मदद से सूर्य की ओर आकर्षित होते हैं, हालांकि, उपलब्ध गति के परिणामस्वरूप वे 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।