રધરફડૅ પરમાણુનું ન્યુક્લિયર મોડલ કયા પ્રયોગના આધારે આપ્યું ?
અર્નસ્ટ રધરફર્ડે કેટલાંક રેડિયોઍક્ટિવ તત્ત્વોમાંથી ઉત્સર્જિત
$\alpha$-કણોના પ્રકીર્ણનના પ્રયોગ પરથી પરમાણુના બંધારણની જાણકારી મેળવી અને આ પ્રયોગના પરિણામોની સમજૂતી એ પરમાણુના મૉડલની સમજૂતી આપી.
આ મૉડલને સુર્યમંડળમાં સૂર્યની આસપાસ ગ્રહો જેમ પરિભ્રમણ કરે છે તેમ પરમાણુના સૂક્ષ્મ કેન્દ્ર પર પરમાણુનું સમગ્ર દળ કેન્દ્રિત થયેલું હોય છે જેને પરમાણુનું ન્યુક્લિયસ કહે છે અને તેનાં પર સમગ્ર ધન વિદ્યુતભાર કેન્દ્રિત થયેલો હોય છે અને ઋણ વિધુતભારિત ઇલેક્ટ્રૉન આ ન્યુક્લિયસની આસપાસ ભ્રમણ કરે છે. જેને પરમાણુનું પ્લેનેટરી મૉડલ પણ કહે છે અથવા રધરફર્ડનું ન્યુક્લિયર મૉડલ કહે છે જે આજે આપણે સ્વીકારેલ છે.
આમ, છતાં પરમાણુઓ અમુક નિશ્ચિત તરંગલંબાઈનો જ પ્રકાશ કેમ ઉત્સર્જિત કરે છે તે સમજાવી શક્યું નહીં.
દા.ત. : એક જ ઇલેક્ટ્રૉન અને એક જ પ્રોટૉન ધરાવતો હાઇડ્રોજન પરમાણુમાં નિશ્ચિત તરંગલંબાઈઓનો જટિલ વર્ણપટ કેવી રીતે ઉત્સર્જિત કરે છે ?
રુથરફોર્ડના પ્રકીર્ણનના પ્રયોગમાં $m_1$ દળ અને $Z_1$ વિદ્યુતભાર ધરાવતો કણ $m_2$ દળ અને $Z_2$ વિદ્યુતભાર ધરાવતા લક્ષ્ય ન્યુકિલયસ પર આપાત કતાં ન્યુકિલયસની નજીક $r_0 $ સુધી જઇ શકે છે, તો કણની ઊર્જા
જેમ પૃથ્વી સૂર્યની આસપાસ કક્ષામાં ભ્રમણ કરે છે તેમ પરમાણુ અંગેના રધરફર્ડના ન્યુક્લિયર મૉડેલમાં ન્યુક્લિયસ (ત્રિજ્યા લગભગ $10^{-15}\, m$ ) સૂર્યના જેવો છે જેની આસપાસ ઈલેક્ટ્રૉન કક્ષામાં (ત્રિજ્યા $10 ^{-10}\,m)$ ભ્રમણ કરે છે. જો સૂર્યમંડળના પરિમાણના પ્રમાણ પરમાણુના જેવા હોય તો પૃથ્વી સૂર્યથી અત્યારે છે તે કરતાં વધારે નજીક કે દૂર હોત ? પૃથ્વીની કક્ષાની ત્રિજ્યા $1.5 \times 10^{11}\,m$ છે. સૂર્યની ત્રિજ્યા $7\times 10^8\, m$ લેવાય છે.
આલ્ફા પ્રકિર્ણનનાં પ્રયોગમાં, $\alpha$ - કણ માટે પ્રકિર્ણનમાં નજીક્તમ - અંતર (distance of closest approach) એ $4.5 \times 10^{-14} \mathrm{~m}$ મળે છે. જો ટાર્ગેટ (લક્ષ) ન્યુક્લિયસનો પરમાણુ ક્રમાંક $80$ હોય તો $\alpha$ - કણનો મહત્તમ વેગનું સંજિકિટ મૂલ્ચ. . . . . . $\times 10^5 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$ હશે.
$\left(\frac{1}{4 \pi \epsilon_0}=9 \times 10^9 \mathrm{SI}\right.$ એકમ $\alpha$ કણનું દળ $=$ $\left.6.72 \times 10^{-27} \mathrm{~kg}\right)$
બોહરના પરમાણુમાં $n$ મી માન્ય કક્ષામાં ગતિ કરતાં ઈલેક્ટ્રોન સાથે સંકળાયેલ દ બ્રોગ્લી તરંગોની સંખ્યા કેટલી છે?
હાઇડ્રોજનની $n^{th}$મી કક્ષામાં રહેલા ઇલેકટ્રોનની ઊર્જા ${E_n} = - \frac{{13.6}}{{{n^2}}}\,eV$ છે, તો પ્રથમ કક્ષામાંથી ત્રીજી કક્ષામાં ઇલેકટ્રોનને લઇ જવા માટે કેટલા ......$eV$ ઉર્જાની જરૂર પડે?