ರutherford ಪरಮಾಣು ಮಾದರಿ

ನಾವು ಎಲ್ಲರೂ ಪದ್ದೆಯಲ್ಲಿ ಹಣ್ಣುಗಳನ್ನು ನೋಡಿದಿದ್ದೇವೆ. ಮುಂಚೆ ಒಂದು ಅಣುಯಲ್ಲಿನ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ಮೇಲೆ ವಿತರಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸಲಾಗಿತ್ತು, ಅದೇ ರೀತಿ ಪದ್ದೆಯಲ್ಲಿ ಹಣ್ಣುಗಳಂತೆ. ಇನ್ನೊಂದು ಮಾತಲ್ಲ, ಅಣುವಿನ ಮೇಲೆ ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶವು ಸರ್ವತ್ರ ಇದ್ದು ರಿಷ್ಟೆ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಅದರ ಮೇಲೆ ಅಸಮನ್ವಯವಾಗಿ ವಿತರಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸಲಾಗಿತ್ತು. ಈ ಅಣು ಮಾದರಿಯ ಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಪದ್ದೆಯಲ್ಲಿ ಹಣ್ಣುಗಳ ಮಾದರಿ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು J.J. ಥಾಮ್ಸನ್ ಅನ್ನು ತಿರುಗಿಸಿದ, ಅವರು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಉಂಟಾಯಿತ್ತಾರೆ. ಪದ್ದೆಯಲ್ಲಿ ಹಣ್ಣುಗಳ ಮಾದರಿಯ ಪ್ರಕಾರ, ಅಣುವಿನ ಧನಾತ್ಮಕ ಮತ್ತು ರಿಷ್ಟೆ ಆವೇಶಗಳು ಅಣುವಿನ ಶರೀರದಲ್ಲಿ ವಿತರಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ ಮತ್ತು ಅಣುವಿನಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಸಂಕೇಂದ್ರೀಕರಿತ ದ್ರವ್ಯ ಇರಬಾರದು.

1899ರಲ್ಲಿ, ಮಾನ್ಚೆಸ್ಟರ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಎರ್ನೆಸ್ಟ್ ರದರ್ಫೋರ್ಡ್ ಧನಾತ್ಮಕ ಹೀಲಿಯ ಐಂಗನಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಿದರು, ಇವು ಯುರೇನಿಯಂ ಜೈವ ಪದಾರ್ಥಗಳಿಂದ ವಿಸರಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ. ಈ ಅಲ್ಫಾ ಪಾರ್ಟಿಕಲ್‌ಗಳು ಚಂದನದ ಸಲ್ಫೈಡ್ ಆವರಣದ ಮೇಲೆ ತುಂಬಿದಾಗ ಉಜ್ಜ್ವಲ ಗುಂಡುಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತವೆ. ಅಣುವಿನಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಸಂಕೇಂದ್ರೀಕರಿತ ದ್ರವ್ಯ ಇರದ್ದು ಭಾವಿಸಲಾಗಿತ್ತು, ಇದರ ಮೇಲೆ ಯಾವುದೇ ತುಂಬಿನ ಧಾತು ಆವರಣವನ್ನು ಧನಾತ್ಮಕ ಅಲ್ಫಾ ಪಾರ್ಟಿಕಲ್‌ಗಳಿಂದ ಆಕ್ರಮಿಸಿದರೆ, ಅವು ತಮ್ಮ ಪ್ರವಾಹ ಮಾರ್ಗದಲ್ಲಿ ಬಹುದು ವಿಚಲನೆಯಿಲ್ಲದೆ ಆವರಣವನ್ನು ದಾಟಿ ಹೋಗುತ್ತವೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸಲಾಗಿತ್ತು.

ಅಣುಗಳಲ್ಲಿ ಉಂಟಾದ ಚಿಕ್ಕ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ಪಾರ್ಟಿಕಲ್‌ಗಳ ಚಲನೆಯನ್ನು ಬಹಳ ಪ್ರಭಾವಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ ಅಲ್ಫಾ ಪಾರ್ಟಿಕಲ್‌ಗಳ ಪ್ರವಾಹ ಮಾರ್ಗದಲ್ಲಿ ಒಂದು ಡಿಗ್ರೀ ಕಡಿಮೆ ವಿಚಲನೆ ಇರಬಹುದು ಎಂದು ಭಾವಿಸಲಾಗಿತ್ತು. ಈ ಭಾವನೆಯು ಎರ್ನೆಸ್ಟ್ ರದರ್ಫೋರ್ಡ್ ಅನ್ನು ಅಣುಗಳ ಪದ್ದೆಯಲ್ಲಿ ಹಣ್ಣುಗಳ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಲು ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ನಡೆಸಲು ಪ್ರೋತ್ಸಾಹಿಸಿತು. ಅವರು ತಮ್ಮ ಸಹಕಾರಿ ಎರ್ನೆಸ್ಟ್ ಮಾರ್ಸ್ಡೆನ್ ಮತ್ತು ಹಾನ್ಸ್ ಗೈಗರ್ ಅನ್ನು ಧನಾತ್ಮಕ ಅಲ್ಫಾ ಪಾರ್ಟಿಕಲ್‌ಗಳಿಂದ ತುಂಬಿನ ಧಾತು ಆವರಣವನ್ನು ಆಕ್ರಮಿಸುವುದರ ಮೂಲಕ ಈ ಭಾವನೆಯನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸುವುದು ನಿರ್ದೇಶಿಸಿದರು. ನಿರ್ದೇಶದ ಪ್ರಕಾರ, ಎರ್ನೆಸ್ಟ್ ಮಾರ್ಸ್ಡೆನ್ ಮತ್ತು ಹಾನ್ಸ್ ಗೈಗರ್ ಪ್ರಯೋಗವನ್ನು ನಡೆಸಿ ಚರಿತ್ರದ ಒಂದು ಭಾಗವನ್ನು ರಚಿಸಿದರು. ಅವರು ಅಲ್ಫಾ ರಯ್ ಗಣ್ ಮುಂದೆ ತುಂಬಿನ ಸ್ವರ್ಣ ಆವರಣವನ್ನು ಇರಿಸಿದರು. ಅವರು ಆ ಸ್ವರ್ಣ ಆವರಣದ ಸುತ್ತ ಚಂದನದ ಸಲ್ಫೈಡ್ ಆವರಣವನ್ನು ಇರಿಸಿದರು, ಅಲ್ಫಾ ಪಾರ್ಟಿಕಲ್‌ಗಳು ಅದರ ಮೇಲೆ ತುಂಬಿದಾಗ ಉಜ್ಜ್ವಲ ಗುಂಡುಗಳನ್ನು ನೋಡಲು. ಅವರು ಕರಿಯ ಕೋಣದಲ್ಲಿ ಈ ಪ್ರಯೋಗವನ್ನು ನಡೆಸಿದರು. ಪ್ರಯೋಗದ ನಡುವೆ ಅವರು ಅಲ್ಫಾ ಪಾರ್ಟಿಕಲ್‌ಗಳು ಆವರಣವನ್ನು ದಾಟಿ ಸ್ವರ್ಣ ಆವರಣದ ಮುಂದಿನ ಚಂದನದ ಸಲ್ಫೈಡ್ ಆವರಣದ ಮೇಲೆ ತುಂಬುತ್ತವೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸಿದ ಮುಂದೆ ಅವರು ಅದನ್ನು ನೋಡಿದರು.

ಆದರೆ ಆವರಣದ ಮೇಲೆ ಉಜ್ಜ್ವಲ ಗುಂಡುಗಳನ್ನು ಲೆಕ್ಕಿಸಿದ ನಂತರ ಅವರು ಅನುಮಾನಿಸಿದಿಂದ ವಿಚಿತ್ರ ಫಲಿತಾಂಶವನ್ನು ನೋಡಿದರು. ಅಲ್ಫಾ ಪಾರ್ಟಿಕಲ್‌ಗಳು ಅನುಮಾನಿಸಿದಂತೆ ಸರಳ ಮಾರ್ಗದಲ್ಲಿ ಆವರಣವನ್ನು ದಾಟಿ ಹೋಗಲಿಲ್ಲ. ಅಲ್ಫಾ ಪಾರ್ಟಿಕಲ್‌ಗಳ ಚಿಕ್ಕ ಶೇಕಡಾ ಭಾಗವು ಆವರಣವನ್ನು ದಾಟುವಾಗ ತಮ್ಮ ಪ್ರವಾಹ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಬದಲಿಸಿದರು. ಪಾರ್ಟಿಕಲ್‌ಗಳು ತಮ್ಮ ಪ್ರವಾಹ ಮಾರ್ಗದಿಂದ ವಿಚಲನೆಯಾದ ಮೇಲೆ ಅವು ಅಲ್ಫಾ ಗನ್ನ ಮೇಲೆ ಸ್ರೋತಕ್ಕೆ ವಾಪಿಸಿ ಹೋಗಿದ್ದವು. ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ವಿಚಲನೆಗಳ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ನೋಡಿ ಎರ್ನೆಸ್ಟ್ ಮಾರ್ಸ್ಡೆನ್ ಮತ್ತು ಹಾನ್ಸ್ ಗೈಗರ್ ಅವರ ರಿಪೋರ್ಟ್ ನ್ನು ಎರ್ನೆಸ್ಟ್ ರದರ್ಫೋರ್ಡ್ ಅನ್ನು ಸಲ್ಲಿಸಿದರು. ಅವರ ರಿಪೋರ್ಟ್ ನ್ನು ದೃಷ್ಟಿಸಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿದ ನಂತರ ರದರ್ಫೋರ್ಡ್ ಅನ್ನು ಅಣುಗಳ ವಿಭಿನ್ನ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಭಾವಿಸಿದರು, ಇದನ್ನು ರದರ್ಫೋರ್ಡ್ ಅಣು ಮಾದರಿ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಅವರು ಅಲ್ಫಾ ಪಾರ್ಟಿಕಲ್‌ಗಳು ಅಲ್ಫಾ ಗನ್ನ ಮೇಲೆ ಸ್ರೋತಕ್ಕೆ ವಾಪಿಸಿ ಹೋಗಿದವು ಎಂದು ಭಾವಿಸಿದರು, ಅವು ಯಾವುದೇ ಹೆಚ್ಚು ಭಾರದ ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಟಕ್ಕರು ಹಾಕಿದ್ದಾಗ ಅದು ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ಮೇಲೆ ಇರಬೇಕು. ಇದನ್ನು ಕೂಡ ನೋಡಿದ ಅಲ್ಫಾ ಪಾರ್ಟಿಕಲ್‌ಗಳು ಸ್ರೋತಕ್ಕೆ ವಾಪಿಸಿ ಹೋಗಲಿಲ್ಲ ಆದರೆ ಅವು ಹೆಚ್ಚು ಕೋನದ ವಿಚಲನೆಯಿಂದ ದಾಟಿದ್ದಾಗ ಅದನ್ನು ನೋಡಿದರು. ವಿಚಲನೆಗಳ ವಿವಿಧ ಕೋನಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ನೋಡಿ ಅವರು ಧನಾತ್ಮಕ ಅಲ್ಫಾ ಪಾರ್ಟಿಕಲ್‌ಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೇಂದ್ರೀಕರಿತ ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದಿಂದ ಪ್ರಭಾವಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸಿದರು. ಅವರು ಅಣುವಿನಲ್ಲಿ ಭಾರ ಮತ್ತು ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ಸಂಕೇಂದ್ರೀಕರಣವು ಒಂದೇ ಸ್ಥಳದಲ್ಲಿ ಇದ್ದು ಅದು ಅಣುವಿನ ಮಧ್ಯದಲ್ಲಿ ಇದ್ದು ಅದನ್ನು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅವರು ಕೂಡ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ತುಂಬಿನ ಮುಖ್ಯ ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಇಲ್ಲದಿದ್ದರೆ, ಅಣುವಿನ ಸಂಪೂರ್ಣ ಸ್ಥಳವು ಶೂನ್ಯವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಹೇಳಿದರು.

ಈ ಸ್ವರ್ಣ ಆವರಣದ ಪ್ರಯೋಗದ ನಂತರ, ರದರ್ಫೋರ್ಡ್ ಅಣುಗಳ ಹೆಚ್ಚು ವಾಸ್ತವಿಕ ಮಾದರಿಯನ್ನು ನೀಡಿದರು. ಈ ಮಾದರಿಯನ್ನು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ಅಣು ಮಾದರಿ ಅಥವಾ ಪ್ಲಾನೆಟರಿ ಅಣು ಮಾದರಿ ಎಂದೂ ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಮಾದರಿಯನ್ನು 1911ರಲ್ಲಿ ನೀಡಲಾಗಿತ್ತು. ರದರ್ಫೋರ್ಡ್ ಅಣು ಮಾದರಿ ಪ್ರಕಾರ, ಅಣುವಿನ ಸಂಪೂರ್ಣ ಭಾರವು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ನಲ್ಲಿ ಸಂಕೇಂದ್ರೀಕರಿತವಾಗಿದೆ. ಈ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ಮೇಲೆ ಇದ್ದು, ಚಿಕ್ಕ ಋಣಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ಪಾರ್ಟಿಕಲ್‌ಗಳಿಂದ ಘೇರಿಗೆ ಇದೆ, ಇವು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳೆಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಪ್ಲಾನೆಟ್‌ಗಳು ಸೂರ್ಯನ ಸುತ್ತ ಚಲಿಸುವಂತೆ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ನ ಸುತ್ತ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಈ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಪ್ಲಾನೆಟರಿ ಅಣು ಮಾದರಿ ಎಂದೂ ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ನ ತ್ರಿಜ್ಯ ಹೆಚ್ಚು ಹೆಚ್ಚು 10-13 cm ಇರುತ್ತದೆ. ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ನ ಸುತ್ತ ಚಲಿಸುವ ವೃತ್ತದ ತ್ರಿಜ್ಯ ಹೆಚ್ಚು ಹೆಚ್ಚು 10-12 cm ಇರುತ್ತದೆ, ಇದು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ನ ವ್ಯಾಸದಿಂದ ಹೆಚ್ಚು ಇರುತ್ತದೆ. ಅಣುನ ತ್ರಿಜ್ಯ ಹೆಚ್ಚು ಹೆಚ್ಚು 10-8 cm ಇರುತ್ತದೆ. ಈ ರೀತಿ, ಪ್ಲಾನೆಟರಿ ಪದ್ಧತಿಯಂತೆ, ಅಣು ಹೆಚ್ಚು ಹೆಚ್ಚು ವಿವರಿತ ಸ್ವಭಾವದ, ಇದರ ಮೂಲಕ ಹೆಚ್ಚು ವೇಗದ ವಿವಿಧ ಪ್ರಕಾರದ ಪಾರ್ಟಿಕಲ್‌ಗಳು ಪ್ರವೇಶಿಸಬಹುದು. ರದರ್ಫೋರ್ಡ್ ಪ್ಲಾನೆಟರಿ ಅಣು ಮಾದರಿಯನ್ನು ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ದೃಶ್ಯಮ