ரத்தேர்஫ோர்டின் அணு மாதிரி

நாம் அனைவரும் பட்டினத்தில் பிளம்களைப் பார்த்துள்ளோம். முந்தைய காலத்தில் ஒரு அணு இல் எதிர்மறை மின்சாரங்கள் போன்று பிளம்கள் பட்டினத்தில் விநியூரமாக விநியூரமாக வழக்கமாக இருக்கும் என யோசிக்கப்பட்டது. இதன் பொருள், அணு முழுவதும் நேர்மறை மின்சாரம் உள்ளது மற்றும் அதில் எதிர்மறை மின்சாரங்கள் போன்று பிளம்கள் பட்டினத்தில் விநியூரமாக வழக்கமாக இருக்கும். இந்த அணு மாதிரி கருத்து பிளம்கள் பட்டினத்தில் அணு மாதிரி என அழைக்கப்படுகிறது. இந்த கருத்து J.J. Thomson அவர்களால் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது, அவர் மின்சாரங்களின் கண்டுபிடிப்பாளரும். பிளம்கள் பட்டினத்தில் அணு மாதிரியின் படி, அணுவின் நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை மின்சாரங்கள் அணுவின் உட்புறத்தில் விநியூரமாக வழக்கமாக இருக்கும் மற்றும் அணுவில் ஏதென்றும் சீரான நிறை இருக்காது.

1899 இல், மாஞ்செஸ்டர் பல்கலைக்கழகத்தின் Ernest Rutherford நேர்மறை மின்சாரம் கொண்ட ஹீலியம் ஆயனங்கள் (ஆல்பா துகள்கள்) என்ற உருவாக்கம் செய்து கொண்டிருந்தார், இவை அரைவாயு பொருட்கள் போன்ற யூரேனியத்திலிருந்து விடுத்து வரும். இவை ஜிங் சல்பைத் தொட்டு விளக்கமாக்கும். அணுவில் சீரான நிறை இல்லாததால், நேர்மறை மின்சாரம் கொண்ட ஆல்பா துகள்கள் ஒரு மெல்லிய இருக்கையை தாக்கும்போது, அவை தான் தான் தாவிற்கு விரிவாக விலகாமல் அதன் வழியை நீங்கிச் செல்லும் என முன்னறிக்கப்பட்டது.

அணுகளில் உருவாக்கப்பட்ட சிறிய மின்களவியல் துகள்களின் இயக்கத்தை அதிகமாக பாதிக்காது. எனவே, ஆல்பா துகள்களின் இயக்க வழியில் 1o அல்லது அதற்கு குறைவான விலகல் இருக்கும் என முன்னறிக்கப்பட்டது. இந்த முன்னறிக்கப்பட்டது Ernest Rutherford ஐ பிளம்கள் பட்டினத்தில் அணு மாதிரியை உறுதிசெய்யும் சோதனைகளை நடத்துவதற்கு ஊக்குவித்தது. அவர் தனது கூட்டு விஞ்ஞானிகளான Ernest Marsden மற்றும் Hans Geiger ஐ ஆல்பா துகள்களை மெல்லிய இருக்கையில் தாக்கும் சோதனையை நடத்துவதற்கு அனுமதி கொடுத்தார். அவர்கள் சோதனையை நடத்தினர் மற்றும் வரலாற்று அடிக்கலாம். அவர்கள் ஆல்பா துகள்கள் தாக்கும் ஜிங் சல்பை ஒரு மெல்லிய தங்க தபாலை முன்னதாக வைத்தனர். அவர்கள் சோதனையை இருமின் அறையில் நடத்தினர். அவர்கள் சோதனையின் போது ஆல்பா துகள்கள் தான் தான் தாவிற்கு விரிவாக விலகாமல் தாவிற்கு நீங்கிச் செல்லும் என முன்னறிக்கப்பட்டது போல அவை தாவிற்கு நீங்கிச் செல்லும் என கண்டனர்.

ஆனால், தாவில் உள்ள விளக்கமாக்கும் புள்ளிகளை எண்ணிய போது அவர்கள் ஒரு எதிர்பாராத முடிவை கண்டனர். அனைத்து ஆல்பா துகள்களும் நேராக தாவிற்கு நீங்கிச் செல்லவில்லை. சில சதவீதம் ஆல்பா துகள்கள் தாவிற்கு நீங்கும் போது தாவின் வழியை மாற்றின. அவை தாவின் வழியை மாற்றின மட்டுமல்ல, சிலவை தாவிற்கு நீங்கும் போது தாவிற்கு நீங்கிச் செல்லும் என கண்டனர். காண்பவற்றை விரிவாக ஆய்ந்த பிறகு, Ernest Marsden மற்றும் Hans Geiger, Ernest Rutherford க்கு ஒரு அறிக்கை அளித்தனர். அந்த அறிக்கையை பார்த்து ஆய்ந்த பிறகு, Rutherford அணுவின் வேறு ஒரு மாதிரியை முன்னறிக்கினார், இது Rutherford அணு மாதிரி என அழைக்கப்படுகிறது.

அவர் நேர்மறை மின்சாரம் கொண்ட ஒரு பெரிய நிறையுடன் தான் தான் தாவிற்கு நீங்கிச் செல்லும் ஆல்பா துகள்கள் தொடர்பு கொண்டு இருந்தது என முன்னறிக்கினார். இது காணப்பட்டது, சில துகள்கள் தாவிற்கு நீங்குவதில்லை, அவை ஒரு பெரிய கோணத்தில் விலகின. விலகலின் வெவ்வேறு கோணங்கள் மற்றும் அந்த கோணங்களில் விலகும் துகள்களின் எண்ணிக்கையை பார்த்து, அவர் நேர்மறை ஆல்பா துகள்கள் ஒரு சீரான பெரிய நேர்மறை மின்சாரத்தால் பாதிக்கப்பட்டது என முன்னறிக்கினார். அவர் அணுவின் மையத்தில் மற்றும் அணுவின் மையத்தில் மட்டுமே நிறை மற்றும் நேர்மறை மின்சாரம் கூட்டாக இருக்கும் என அறிக்கையிட்டார். இதை அவர் அணுவின் மையம் என அழைத்தார். அவர் அணுவின் மையத்திற்கு விடாக அணுவின் மேற்கோள் வெறுமையாக இருக்கும் என்றும் அறிக்கையிட்டார்.

இந்த தங்க தபால் சோதனையின் பிறகு, Rutherford அணுவின் ஒரு மெல்லிய மாதிரியை அளித்தார். இந்த மாதிரி Nuclear Atomic Model அல்லது Planetary Model of Atom என அழைக்கப்படுகிறது. இந்த மாதிரி 1911 இல் அளிக்கப்பட்டது. Rutherford’s Atomic Model பின்பு, அணுவின் அனைத்து நிறையும் அணுவின் மையத்தில் இருக்கும். இந்த மையம் நேர்மறை மின்சாரம் கொண்டது மற்றும் அதைச் சுற்றி சிறிய எதிர்மறை மின்சாரம் கொண்ட துகள்கள், அவை எலெக்ட்ரான்கள் என அழைக்கப்படுகின்றன. இந்த எலெக்ட்ரான்கள் சூரிய கோளில் சூரியனைச் சுற்றி வரும் கோள்கள் போல அணுவின் மையத்தைச் சுற்றி வருகின்றன. இதனால், இந்த மாதிரி Planetary Model of Atom என அழைக்கப்படுகிறது.

மையத்தின் ஆரம் 10-13 cm. எலெக்ட்ரான்கள் அணுவின் மையத்தைச் சுற்றி வரும் வட்டத்தின் ஆரம் 10-12 cm, இது எலெக்ட்ரானின் விட்டத்திலும் பெரியது. அணுவின் ஆரம் 10-8 cm. இதனால், சூரிய கோளில் போல, அணுவும் விரிவாக இருக்கும், இதனால் வேகமாக வரும் வெவ்வேறு வகையான துகள்கள் அணுவை வழிந்து செல்லலாம். Rutherford’s Planetary Atomic Model கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது-

நேர்மறை மின்சாரம் கொண்ட மையத்திற்கும் எதிர்மறை மின்சாரம் கொண்ட எலெக்ட்ரான்களுக்கும் இடையே ஒரு ஈர்ப்பு உள்ளது. இந்த மின்களவியல் ஈர்ப்பு சூரியனுக்கும் சூரிய கோளில் வரும் கோள்களுக்கும் இடையே உள்ள ஈர்ப்பு போல் இருக்கும். இந்த சூரிய அணுவின் பெரும்பாலான பகுதி வெறுமையாக இருக்கும், இது நேர்மறை மின்சாரம் கொண்ட சிறிய துகள்களுக்கு, எ.கா. ஆல்பா துகள்களுக்கு எந்த தடையும் அளிக்காது.
அணுவின் மையம் மிகவும் சிறிய, அடிப்படையான மற்றும் நேர்மறை மின்சாரம் கொண்டது, இது நேர்மறை மின்சாரம் கொண்ட துகள்களை விலகுத்து வைகிறது. இந்த முறையில், நேர்மறை மின்சாரம் கொண்ட ஆல்பா துகள்கள் நேர்மறை மின்சாரம் கொண்ட மையத்தால் விலகுத்து வைக்கப்படுகின்றன, இது Ernest Rutherford வாரை கண்ட தங்க தபாலில் ஆல்பா துகள்கள் விலகுத்து வைக்கப்படுகின்றன. Ernest Rutherford Atomic Model ஆங்கில இயற்பியலாளரான Sir J.J. Thomson அவர்களால் அளிக்கப்பட்ட Thomson’s Plum Pudding model ஐ மாற்றியது.

Ernest Rutherford அணு மாதிரியின் படி, எலெக்ட்ரான்கள் அணுவின் நிறையுடன் இணைக்கப்படாது. எலெக்ட்ரான்கள் வெறுமையாக அல்லது வட்ட வழியில் அணுவின் மையத்தைச் சுற்றி வருகின்றன. ஆனால், எலெக்ட்ரான்கள் வெறுமையாக இருந்தால், அவை மையத்திற்கு விழுந்து வரும், ஏனெனில் எலெக்ட்ரான் மற்றும் மையத்திற்கு இடையே ஈர்ப்பு உள்ளது. மறுபுறம், எலெக்ட்ரான்கள் வட்ட வழியில் வரும்போது, electromagnetic theory பின்பு, எலெக்ட்ரானின் மின்சாரம் தொடர்ந்து சக்தியை இழந்து ம