ரதர்ஃபோர்டின் கோள வடிவ மாதிரி, ரத்தர்போர்டு மாதிரியில் அணு

அணு கட்டமைப்பு துறையில் கண்டுபிடிப்புகள் இயற்பியல் வளர்ச்சியில் ஒரு முக்கியமான படியாக மாறிவிட்டன. ரத்தர்போர்டு மாதிரியாக இருந்தது. ஒரு முறைமை மற்றும் துகள்கள், அதன் கூறுகள், அணு மிகவும் துல்லியமாக மற்றும் விரிவாக ஆய்வு செய்யப்பட்டது. இது அணுசக்தி இயற்பியல் போன்ற விஞ்ஞானத்தை வெற்றிகரமாக நிறுவியது.

பொருளின் கட்டமைப்பின் பண்டைய கருத்துகள்

சுற்றியுள்ள உடல்கள் மிகச் சிறிய துகள்களைக் கொண்டுள்ளன என்ற அனுமானம் பண்டைய காலத்தில் கூட வெளிப்படுத்தப்பட்டது. நேரம் சிந்தனையாளர்கள் எந்த பொருள் ஒரு சிறிய மற்றும் இயல்பற்ற துகள் வடிவத்தில் அணு பிரதிநிதித்துவம். பிரபஞ்சத்தில் ஒரு அணுவும் சிறியதாக இல்லை என்று அவர்கள் வாதிட்டனர். இத்தகைய கருத்துக்கள் பெரிய பண்டைய கிரேக்க அறிஞர்கள் மற்றும் தத்துவவாதிகள் - ஜனநாயகவாதிகள், லுக்ரிடியஸ், எபிகியூரஸ் ஆகியோரால் நடத்தப்பட்டது. இன்று இந்த சிந்தனையாளர்களின் கருதுகோள்கள் "பண்டைய அணுகுமுறை" என்ற பெயரில் இணைக்கப்பட்டுள்ளன.

இடைக்கால பார்வைகள்

பழங்காலத்தின் காலம் கடந்து விட்டது, இடைக்காலங்களில் விஞ்ஞானிகள் இருந்தனர், அவை பொருட்களின் கட்டமைப்பைப் பற்றி பல்வேறு அனுமானங்களை வெளிப்படுத்தின. இருப்பினும், மத தத்துவ கருத்துக்களின் பாதிப்பு மற்றும் வரலாற்றின் அந்த காலப்பகுதியில் உள்ள தேவாலயத்தின் ஆற்றல் ஆகியவை பொருள்சார் விஞ்ஞான முடிவுகள் மற்றும் கண்டுபிடிப்புகளுக்கு மனித மனத்தின் எந்த முயற்சியையும் எதிர்பார்ப்பையும் தடுத்தன. உங்களுக்கு தெரியும் என, இடைக்கால விசாரணை நேரம் விஞ்ஞான உலகின் பிரதிநிதிகளுக்கு மிகவும் ஆர்வமற்றதாக இருந்தது. அணுவின் இயல்பற்ற தன்மையின் பழங்கால சிந்தனையிலிருந்து பின்னர் பிரகாசமான மனதுகள் வந்துவிட்டன என்று சொல்ல வேண்டியிருக்கிறது.

18 மற்றும் 19 ஆம் நூற்றாண்டுகளின் படிப்புகள்

18 ஆம் நூற்றாண்டின் பொருளியல் அடிப்படைத் துறை துறையில் தீவிர கண்டுபிடிப்புகளால் குறிப்பிடப்பட்டது. அண்டோவின் லாவோயியெர், மைக்கேல் லொமோமனோவ் மற்றும் ஜான் டால்டன் போன்ற விஞ்ஞானிகளின் முயற்சிகளுக்கு பெரிதும் காரணமாக இருந்தது . ஒருவருக்கொருவர் பொருட்படுத்தாமல், அந்த அணுக்கள் இருப்பதாக நிரூபிக்க முடிந்தது. ஆனால் அவர்களின் உள் கட்டமைப்பு கேள்வி திறந்த இருந்தது. 18 ஆம் நூற்றாண்டின் இறுதியில் விஞ்ஞான உலகில் இத்தகைய ஒரு குறிப்பிடத்தக்க நிகழ்வானது, டி.எம் மெண்டலீவ் ஆல் வேதியியல் கூறுகளின் காலமுறை அமைப்பு கண்டுபிடித்தது. அந்த நேரத்தில் ஒரு சக்திவாய்ந்த முன்னேற்றம் அடைந்தது மற்றும் அனைத்து அணுக்கள் ஒரே இயற்கையில் உள்ளன, அவர்கள் ஒருவருக்கொருவர் தொடர்புடைய என்று புரிந்து மீது முக்காடு திறக்கப்பட்டது. எதிர்காலத்தில், 19 ஆம் நூற்றாண்டில், அணுவின் கட்டமைப்பை அவிழ்க்கும் மற்றொரு முக்கியமான படி எலக்ட்ரான் எந்தவொரு எண்களிலும் இருப்பதற்கான ஆதாரம் ஆகும். இந்த காலகட்டத்தின் விஞ்ஞானிகள், 20 ஆம் நூற்றாண்டின் கண்டுபிடிப்பிற்கான வளமான நிலத்தை உருவாக்கியது.

தாம்சனின் சோதனைகள்

1897 ஆம் ஆண்டில் ஆங்கில இயற்பியலாளரான ஜான் தாம்சன் அணுக்களின் கலவை எதிர்மறை கட்டணத்துடன் எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டிருப்பதாக நிரூபித்தார். இந்த கட்டத்தில், அணு என்பது எந்த பொருளின் பிரிவினையின் வரம்பு என்பது முற்றிலும் அழிக்கப்பட்டுவிட்டது என்ற தவறான கருத்து. எலக்ட்ரான்களின் இருப்பை நிரூபிக்க தாம்சன் எவ்வாறு நிர்வகிக்கிறார்? அவரது சோதனைகள் விஞ்ஞானி மிகவும் அரிதான வாயுக்கள் மின் மின்னாக்கிகள் வைத்து ஒரு மின்சார நடந்தது. இதன் விளைவாக, கதித் கதிர்கள் தோன்றின. தாம்சன் கவனமாகப் படித்தார், அவர்கள் ஒரு மிகப்பெரிய விகிதத்தில் நகரும் சார்ஜிங் துகள்களின் ஸ்ட்ரீம் என்று கண்டறிந்தனர். விஞ்ஞானி இந்த துகள்கள் மற்றும் அவர்களது குற்றச்சாட்டை கணக்கிட முடிந்தது. மின்சுற்றுத் தன்மை அவர்களின் இயல்புக்கான காரணத்தால், அவை நடுநிலையான துகள்களாக மாற்றப்பட முடியாது என்பதை அவர் கண்டுபிடித்தார். எனவே எலக்ட்ரான்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன. உலகில் அணு கட்டமைப்பின் முதல் மாதிரியின் தோற்றத்தை தாம்சன் உருவாக்கியுள்ளார். இதன் படி, ஒரு அணு என்பது எதிர்மறையாக விதிக்கப்படும் எலக்ட்ரான்கள் சீரான முறையில் விநியோகிக்கப்படும் ஒரு சாதகமான குற்றம் சார்ந்த விஷயம். அத்தகைய அமைப்பு அணுக்களின் பொதுவான நடுநிலைமையை விளக்குகிறது, எதிர் எதிர்மாறான எதிர்மாறான எதிர்வினைகளிலிருந்து ஒருவருக்கொருவர் வேறுபடுகிறார்கள். ஜான் தாம்சனின் சோதனைகள் அணுவின் கட்டமைப்பை மேலும் ஆய்வு செய்ய விலைமதிக்க முடியாதவை. எனினும், பல கேள்விகளுக்கு பதில் அளிக்கப்படவில்லை.

ரதர்ஃபர்ட் ஆய்வு

எலக்ட்ரான்களின் இருப்பதை தாம்சன் கண்டுபிடித்தார், ஆனால் அணுவில் சாதகமான குணங்களை அவர் கண்டுபிடிக்க முடியவில்லை. எர்னஸ்ட் ரூதர்ஃபோர்டு இந்த தவறான புரிதலை 1911 இல் சரி செய்தது. சோதனைகள் போது, வாயுக்கள் ஆல்பா துகள்கள் செயல்பாடு படிக்கும், அவர் அணுவில் துகள்கள் உள்ளன என்று கண்டுபிடிக்கப்பட்டது, சாதகமாக சார்ஜ். கதிர்கள் ஒரு வாயு வழியாக அல்லது ஒரு மெல்லிய உலோக தகடு வழியாக செல்லும் போது, ஒரு சிறிய அளவு துகள்கள் இயக்கத்தின் போக்கு இருந்து செல்கின்றன என்று ரதர்ஃபர்டு கண்டார். அவர்கள் உண்மையில் அவர்களைத் தூக்கி எறிந்தார்கள். விஞ்ஞானி இந்த நடத்தை சாதகமாக சார்ஜ் துகள்கள் ஒரு மோதல் காரணமாக என்று யூகித்தது. அத்தகைய சோதனைகள், இயற்பியலாளர் ருத்தேர்ஃபோர்டு அணுக்களின் கட்டமைப்பை உருவாக்க அனுமதித்தது.

கோள வடிவ மாதிரி

இப்போது விஞ்ஞானியின் கருத்துக்கள் ஜான் தாம்சனால் செய்யப்பட்ட ஊகங்களிலிருந்து வேறுபடுகின்றன. அணுக்களின் மாதிரிகள் வேறுபட்டன. ரத்தர்போர்டின் அனுபவம் அவரை இந்த பகுதியில் முற்றிலும் புதிய கோட்பாட்டை உருவாக்க அனுமதித்தது. விஞ்ஞானி கண்டுபிடிப்புகள் இயற்பியல் மேலும் வளர்ச்சிக்கு தீர்க்கமான முக்கியத்துவம் வாய்ந்தவை. ரதர்ஃபோர்டு மாதிரி அணுக்கருவில் மையக்கருவைக் குறிக்கிறது, மேலும் எலக்ட்ரான்கள் அதைச் சுற்றி நகரும். எதிர்மின்னி ஒரு சாதகமான கட்டணம், மற்றும் எலக்ட்ரான்கள் உள்ளது. ரதர்ஃபோர்டின் படி அணுவின் மாதிரிகள் சில திசைகளிலும் - மையப்பகுதிக்கு அருகிலுள்ள எலக்ட்ரான்களை சுழற்றுகின்றன - சுற்றுப்பாதைகள். ஆல்ஃபா துகள்களின் விலகலுக்கு காரணமான விஞ்ஞானியின் கண்டுபிடிப்பானது, அணுவின் அணுக்கரு கோட்பாட்டின் வளர்ச்சிக்கு உத்வேகமாக ஆனது. ரதர்ஃபோர்டு அணுவின் மாதிரியில், சூரியன் முழுவதும் சூரிய குடும்பத்தின் கிரகங்களின் இயக்கத்துடன் ஒரு ஒப்புமை உள்ளது. இது மிகவும் துல்லியமான மற்றும் தெளிவான ஒப்பீடு. ஆகையால், ரூட்ஹார்பர் மாடல், அணுவின் மையக்கருவை சுற்றி சுற்றுப்பாதையில் சுற்றுப்பாதை, கோள் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

நீல்ஸ் போர் படைப்புகள்

இரு ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, டானிய இயற்பியலாளர் நீல்ஸ் போர் ஒளி அணுக்களின் குவாண்டம் பண்புகளுடன் ஒரு அணுவின் கட்டமைப்பைப் பற்றிய கருத்துக்களை இணைக்க முயன்றார். ரதர்ஃபோர்டின் அணுவின் அணுசக்தி மாதிரி அவரது புதிய கோட்பாட்டின் அடிப்படையில் விஞ்ஞானியால் வைக்கப்பட்டது. போரின் நம்பகத்தன்மையின் படி, அணுக்கள் சுற்றளவு சுற்றுகள் வழியாக அணுக்கருவை சுற்றி சுழலும். இத்தகைய இயக்கத்தின் போக்கு ஒரு எலக்ட்ரான்களின் முடுக்கத்திற்கு வழிவகுக்கிறது. கூடுதலாக, அணுவின் மையத்தோடு இந்த அணுக்களின் கலௌம்போம் தொடர்பு இணைக்கப்பட்டு, எலக்ட்ரான்களின் இயக்கத்திலிருந்து வெளிவரும் விண்மீன் மின்காந்தவியல் காந்தப்புலத்தை பராமரிக்க ஆற்றல் உருவாக்கம் மற்றும் நுகர்வு ஆகியவற்றுடன் இணைகிறது. இத்தகைய சூழ்நிலையில், எதிர்மறையாகக் குறைக்கப்பட்டிருக்கும் துகள்கள் மையத்தில் விழுந்திருக்க வேண்டும். ஆனால் இது நடக்காது, இது அணுக்களின் அதிக உறுதிப்பாட்டை அமைப்புகளாகக் குறிக்கிறது. மேக்ஸ்வெல்லின் சமன்பாடுகள் விவரிக்கப்படும் கிளாசிக்கல் தெர்மோடைனமிக்ஸ் சட்டங்கள், உள்-அணுசக்தி நிலைகளின் கீழ் இயங்காது என்பதை நீல்ஸ் போஹ் உணர்ந்தார். ஆகையால், விஞ்ஞானி, அடிப்படை துறையின் உலகில் செல்லத்தக்க புதிய சட்டங்களைப் பெறும் பணியை தானே முன்வைத்தார்.

போராவின் சுவரொட்டிகள்

ரதர்ஃபோர்டின் ஒரு மாதிரியாக இருந்ததால், அணுவும் அதன் கூறுகளும் நன்றாக ஆய்வு செய்யப்பட்டன, நீல்ஸ் போஹ்ர் தனது போஸ்டுகள் உருவாவதை அணுக முடிந்தது. அணுவில் நிலைமை மாறாது, அதன் ஆற்றல் மாறாது, மற்றும் எலெக்ட்ரான்கள் சுற்றுப்பாதையில் செல்லுகின்றன. இரண்டாம் நிலைப்பாட்டின் படி, ஒரு எலக்ட்ரான் மற்றொரு சுற்றுக்கு நகரும்போது, ஆற்றல் வெளியிடப்படுகிறது அல்லது உறிஞ்சப்படுகிறது. அணுவின் முந்தைய மற்றும் அடுத்தடுத்த மாநிலங்களின் ஆற்றல்களுக்கு இடையிலான வித்தியாசத்திற்கு இது சமம். இந்த விஷயத்தில், எலக்ட்ரான் அணுக்கரு சுற்றளவுக்கு நெருக்கமாக இருந்தால், கதிர்வீச்சு ஆற்றல் (ஃபோட்டான்) மற்றும் நேர்மாறாக இருக்கிறது. எலக்ட்ரான்களின் இயக்கம் சுற்றளவோடு சுற்றளவில் இருக்கும் சுற்றுப்பாதைப் போக்குக்கு ஒத்ததாக இருக்கவில்லை என்ற போதினும், போரின் கண்டுபிடிப்பு ஹைட்ரஜன் அணுவின் ஒரு நிறமாலை இருப்பதற்கான ஒரு சிறந்த விளக்கத்தை பெற உதவியது. கிட்டத்தட்ட அதே நேரத்தில், ஜேர்மனியில் வாழ்ந்த இயற்பியலாளர்களான ஹெர்ட்ஸ் மற்றும் ஃபிராங்க், அணு அணுவின் நிலையான, உறுதியான நிலைகள் மற்றும் அணு ஆற்றலின் மதிப்புகளை மாற்றும் சாத்தியக்கூறு இருப்பதை நீல்ஸ் போஹ்ரின் கோட்பாட்டை உறுதிப்படுத்தினார்.

இரண்டு விஞ்ஞானிகளின் ஒத்துழைப்பு

ரத்தர்போர்டு நீண்ட காலமாக , கருவின் குற்றச்சாட்டுகளை தீர்மானிக்க முடியவில்லை . விஞ்ஞானிகள் மார்ஸ்டென் மற்றும் கிகர் ஏர்னஸ்ட் ரதர்ஃபோர்டின் அறிக்கையை மறுபரிசீலனை செய்ய முயற்சித்தனர், மேலும் விரிவான மற்றும் முழுமையான பரிசோதனைகள் மற்றும் கணக்கீடுகளின் விளைவாக, அணுவின் அணுக்கருவின் மிக முக்கியமான குணாம்சமானது என்று முடிவெடுத்தது, அதன் முழு குவிமையும் அதில் அடங்கியுள்ளது. பின்னர், அணுசக்தி குற்றச்சாட்டு மதிப்பு டி மெண்டலீவ் கூறுகளின் கால அளவிலான உறுப்புகளின் வரிசை எண் எண்ணாக சமமாக இருக்கும் என்று நிரூபிக்கப்பட்டது. நீல்ஸ் போஹ் விரைவில் ரதர்ஃபோர்டை அறிமுகப்படுத்தி, முழுமையாக தனது கருத்துக்களை ஒப்புக் கொண்டார். பின்னர், விஞ்ஞானிகள் அதே ஆய்வகத்தில் நீண்ட நேரம் ஒன்றாக வேலை செய்தனர். ரூட்ஹெர்போர்டின் மாதிரியானது, அடிப்படை சார்ஜட் துகள்கள் கொண்ட அணுகுமுறையாக அணுவும், நீல்ஸ் போஹ்ரால் நியாயமானது மற்றும் நிரந்தரமாக தனது மின்னணு மாதிரியை ஒதுக்கி வைத்தது. விஞ்ஞானிகளின் கூட்டு அறிவியல் செயல்பாடு மிகவும் வெற்றிகரமானதாகவும், பழம் பெற்றுள்ளது. அவை ஒவ்வொன்றும் அடிப்படைத் துகள்களின் பண்புகள் பற்றிய ஆழமான ஆய்வுக்கு உட்பட்டது மற்றும் விஞ்ஞானத்திற்கு முக்கிய கண்டுபிடிப்புகள் செய்தன. பின்னர், ரதர்ஃபோர்ட் கண்டுபிடித்தார் மற்றும் அணுசக்தி சிதைவு சாத்தியம் நிரூபித்தார், ஆனால் இது ஏற்கனவே மற்றொரு கட்டுரை தலைப்பு உள்ளது.