NGDC Science Club

প্রকৃতি সবসময়ই মানুষের কাছে রহস্যময়।
এই বিশ্ব ও প্রকৃতি বিজ্ঞানীদের কাছে দুইভাগে বিভক্ত। যথাঃ ১. পদার্থ ও ২. শক্তি।

আর এই পদার্থ নিয়ে গবেষণা করতে গিয়ে বিজ্ঞানীরা বিভিন্ন সময়ে বিভিন্ন ধরনের মতবাদ বা মডেল দেয়। এগুলোই হলো পরমাণু মডেল।

পরমাণু মডেলের মধ্যে রয়েছেঃ
১. থমসন পরমাণু মডেল
২. রাদারফোর্ডের পরমাণু মডেল
৩. বোরের পরমাণু মডেল সহ আরো অনেক মডেল।

✪আজকে আমাদের আলোচনার টপিক হলো বিজ্ঞানী আর্নেস্ট রাদারফোর্ড এর দেওয়া " রাদারফোর্ডের পরমাণু মডেল। "

➤ রাদারফোর্ড ১৯১১ সালে থমসনের "প্লাম পুডিং" মডেলের নিশ্চিত প্রমাণ লাভের উদ্দেশ্যে আলফা কণা পরীক্ষার মাধ্যমে পরমাণু মডেল দেন।

➤ এই পরমাণু মডেলের মূল ভিত্তি হলোঃ " আলফা কণা পরীক্ষা"

পরমাণুঃ মৌলিক পদার্থের ক্ষুদ্রতম কণা যার মধ্যে মৌলের গুণাগুণ থাকে এবং যা রাসায়নিক বিক্রিয়ায় ক্ষুদ্রতম একক হিসেবে অংশ গ্রহন করে তাকে পরমাণু বলে।

পাম পুডিং মডেল ( থমসন পাম পুডিং মডেল নামে পরিচিত) হলো এটমের একটি ঐতিহাসিক বৈজ্ঞানিক পরমাণু মডেল। যেখানে নিরবিচ্ছিন্নভাবে পজিটিভ চার্জ ও বিচ্ছিন্ন ভাবে নেগেটিভ চার্জ থাকে।

সিদ্ধান্তঃ
১. পরমাণু চার্জ নিরপেক্ষ
২. নিরবিচ্ছিন্নভাবে পজিটিভ চার্জ থাকে
৩. বিচ্ছিন্ন ভাবে নেগেটিভ চার্জ থাকে
৪. পরমাণুর ব্যাসার্ধ 10^-10m

প্লাম পুডিং মডেলের সীমাবদ্ধতাঃ
১. পরমাণুর গঠন সম্পর্কে স্পষ্ট ধারণা নেই।

২. ইলেকট্রনের গতিপথ ব্যাখ্যা করা নেই

৩. নিউক্লিয়াস সম্পর্কে বিস্তারিত তথ্য দেওয়া নেই

৪. বর্ণালির ধারণা দেওয়া নেই।

রাদারফোর্ডের পরীক্ষার বর্ণনাঃ
বিজ্ঞানী রাদারফোর্ড প্রচণ্ড শক্তি সম্পন্ন দ্বিধনাত্মক চার্জযুক্ত আলফা-কণা সমূহকে একটি পাতলা সোনার পাতের ( ০.০০০৪ সে.মি) উপর টার্গেট বা নিক্ষেপ করেন।
সোনার পাতের চারদিকে ঘিরে জিংক সালফাইড(ZnS) আবরণযুক্ত একটি গোলাকার পর্দা রাখেন। ZnS আবরণীর উপর পতিত আলফা-কণা আলোকচ্ছটা সৃষ্টি করে

রাদারফোর্ডের পরীক্ষায় ব্যবহৃত উপকরণঃ

১. তেজস্ক্রিয় মৌল থেকে নির্গত আলফা কণা

কারণ -- প্লাম পুডিং মডেলে ইলেকট্রন আবিষ্কৃত হওয়ার পর বিজ্ঞানী রাদারফোর্ড পরমাণুর আর কোনো কণিকা আছে কিনা তা জানার জন্য ঋনাত্নক ইলেকট্রনের তুলনায় কম ভারী ধনাত্মক কোনো কণার ব্যবহার করতে চেয়েছিলেন। এজন্য তিনি দ্বি ধনাত্মক চার্জযুক্ত আলফা কণা( He^2বক্সে রাখা হয়েছিলো।
কারণ Pb আলফা রশ্মি শোষণ করে

২. পাতলা সোনার পাত (০.০০০৪ সে.মি পুরু)

কারণঃ i.সোনার পাত নিষ্ক্রিয়
ii. সোনাকে অত্যন্ত পাতলা করা যায়।
iii. এটি অধিকতর ভারী ও
iv. সোনায় পরমাণুর সংখ্যা বেশি

৩. জিংক সালফাইড( ZnS) আবরণযুক্ত পর্দা

কারণঃ ZnS অনুপ্রভা সৃষ্টিকারী পদার্থ। আর অনুপ্রভা সৃষ্টিকারী পদার্থ বিভিন্ন শক্তির ফোটন শোষণ করে পরে তা দৃশ্যমান আলোর পরিসরে বিকিরণ করে।

রাদারফোর্ডের পরীক্ষার বর্ণনাঃ
বিজ্ঞানী রাদারফোর্ড প্রচণ্ড শক্তি সম্পন্ন দ্বিধনাত্মক চার্জযুক্ত আলফা-কণা সমূহকে একটি পাতলা সোনার পাতের ( ০.০০০৪ সে.মি) উপর টার্গেট বা নিক্ষেপ করেন।
সোনার পাতের চারদিকে ঘিরে জিংক সালফাইড(ZnS) আবরণযুক্ত একটি গোলাকার পর্দা রাখেন। ZnS আবরণীর উপর পতিত আলফা-কণা আলোকচ্ছটা সৃষ্টি করে

https://youtu.be/IQ1h_gdVlHg

পর্যবেক্ষণঃ

তিনি লক্ষ্য করেন যে,

১. প্রায় ৯৯% আলফা কণাই এ সোনার পাত ভেদ করে সোজাসুজি চলে যায় এবং ZnS পর্দাকে আলোকচ্ছটায় দীপ্তিমান বা আলোকিত করে।

২. তবে মাত্র কয়েকটি আলফা কণা তাদের গতি পথ থেকে বেঁকে পেছন দিকে চলে যায়।

৩. খুব কম সংখ্যক আলফা কণা ( প্রায় ২০০০০ এর মধ্যে ১টি) বিপরীত দিকে ফিরে আসে।

রাদারফোর্ড পরমাণু মডেলের সিদ্ধান্ত সমূহঃ

১. পরমাণুর অধিকাংশ স্থানই ফাঁকা। যেহেতু আলফা কণার তুলনায় ইলেকট্রনের ভর অতি নগণ্য, সেহেতু এই ফাঁকা স্থানে ইলেকট্রন থাকতে পারে। তবে এরা আলফা কণার গতিপথের কোন পরিবর্তন ঘটাতে পারে না।

২. যেহেতু খুব কমসংখ্যক আলফা কণা বিপরীত দিকে ফিরে আসে, এতে প্রমাণিত হয় ঐ আলফা কণা সোজাসুজি এর অপেক্ষা বহু ভারী কোনো কিছুর সাথে সংঘর্ষে পতিত হয় বা বিকর্ষিত হয়।
অর্থাৎ পরমাণুর কেন্দ্রে পরমাণুর প্রায় সমগ্র ভর( পরমাণুর ভরের ৯৯.৯৭% ভর) অতি ক্ষুদ্র স্থান দখল করে আছে।

৩. যেহেতু আলফা কণাসমূহ ধনাত্মক চার্জযুক্ত এবং এক্ষেত্রে বিকর্ষিত হয়, সেহেতু পরমাণুর কেন্দ্রটিও ধনাত্মক চার্জযুক্ত হবে। তিনি ভারী ও ধনাত্মক চার্জযুক্ত পরমাণুর এ কেন্দ্রকে নিউক্লিয়াস নামকরণ করেন।
৪. আলফা কণার গতিপথের পরিবর্তন হিসাব করে দেখান যে, পরমাণুর নিউক্লিয়াসে ধনাত্মক চার্জের পরিমাণ মৌলের পারমানবিক সংখ্যার সমান। [ রাদারফোর্ড জানতেন আলফা কণার ভর ইলেকট্রন (e ) কণার ভরের চেয়ে ৭০০০ গুন বেশি এবং এটি দ্বিধনাত্মক চার্জযুক্ত।]

৫. পরমাণুর আকার ( পরমাণুর ব্যাস 1*10^-8 সে.মি. বা ০.১ নেনো মিটার) এর তুলনায় নিউক্লিয়াসের আকার ( ব্যাস 1*10^-12 ~ 1* 10^-13সে.মি) খুবই ছোট। এ আকারগত সম্পর্ক হলো পরমাণুটি এর নিউক্লিয়াস থেকে ১০ হাজার থেকে ১ লক্ষ গুণ বড়

রাদারফোর্ড পরমাণু মডেলের সীমাবদ্ধতাঃ
রাদারফোর্ড পরমাণু মডেল এর প্রধান দিক যেমন পরমাণুর একটি নিউক্লিয়াস ও নিউক্লিয়াস বহির্ভূত ইলেকট্রন অঞ্চল আছে - তা আজ সর্বজনস্বীকৃত ও পরীক্ষা দ্বারা প্রমাণিত। কিন্তু এটির প্রধান সীমাবদ্ধতা হচ্ছে নিম্নরূপঃ

১. সৌরমন্ডলের গ্রহ সমুহ সামগ্রিক ভাবে চার্জবিহীন, অথচ পরমাণুতে আবর্তনশীল ইলেকট্রন সমূহ ঋনাত্মক চার্জযুক্ত এবং পরস্পরকে স্থির বৈদ্যুতিক বল দ্বারা বিকর্ষন করে। অপরদিকে গ্রহ সমূহ মহাকর্ষ বল দ্বারা পরস্পরকে আকর্ষণ করে। সুতরাং গ্রহগুলোর সাথে ইলেকট্রনের তুলনা সঠিক হয়নি।

২. ম্যাক্সওয়েলের আলো সম্পর্কীয় তড়িৎ চুম্বকীয় তত্ত্বানুসারে কোনো চার্জযুক্ত বস্তু বা কণা কোনো বৃত্তাকার পথে ঘুরলে তা ক্রমাগতভাবে শক্তি বিকিরণ করবে এবং তার আবর্তনচক্রও ধীরে ধীরে কমতে থাকবে। সুতরাং এক্ষেত্রে কক্ষপথে আবর্তনশীল ঋণাত্নক চার্জযুক্ত ইলেকট্রনসমূহ ক্রমশ শক্তি হারাতে হারাতে নিউক্লিয়াসে পতিত হবে।
অর্থাৎ রাদারফোর্ডের পরমাণু মডেল
রেফারেন্সঃ উইকিপিডিয়া,

Rutherford Experiment Rutherford ExperimentMaharashtra Board Syllabus Standard - IX