Discovery and Properties of anode, cathode rays neutron and Nuclear structure Questions in Gujarati

(N/A) શૂન્યાવકાશિત કેથોડ કિરણ વિભાર નળીમાં,જ્યારે ઇલેક્ટ્રોડ્સ પર પૂરતો ઊંચો વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે,ત્યારે નળીમાં ઋણ ઇલેક્ટ્રોડ (કેથોડ) થી ધન ઇલેક્ટ્રોડ (એનોડ) તરફ ગતિ કરતા કણોના પ્રવાહ દ્વારા વિદ્યુત પ્રવાહ વહેવાનું શરૂ થાય છે. આને કેથોડ કિરણો અથવા કેથોડ કિરણ કણો કહેવામાં આવતા હતા.
કેથોડ કિરણોના લક્ષણો અથવા કેથોડ કિરણ વિભાર નળીના પ્રયોગના પરિણામો:
$(i)$. કેથોડ કિરણો કેથોડથી શરૂ થાય છે અને એનોડ તરફ ગતિ કરે છે.
$(ii)$. આ કિરણો પોતે દૃશ્યમાન નથી,પરંતુ તેમનું વર્તન અમુક પ્રકારના પદાર્થો (ફ્લોરોસન્ટ અથવા ફોસ્ફોરોસન્ટ) ની મદદથી અવલોકન કરી શકાય છે જે તેમના દ્વારા અથડાવાથી ચમકે છે.
$(iii)$. વિદ્યુત અથવા ચુંબકીય ક્ષેત્રની ગેરહાજરીમાં,આ કિરણો સીધી રેખામાં ગતિ કરે છે.
$(iv)$. વિદ્યુત અથવા ચુંબકીય ક્ષેત્રની હાજરીમાં,કેથોડ કિરણોનું વર્તન ઋણ વીજભારિત કણો પાસેથી અપેક્ષિત વર્તન જેવું જ હોય છે,જે સૂચવે છે કે કેથોડ કિરણો ઋણ વીજભારિત કણોના બનેલા હોય છે,જેને ઇલેક્ટ્રોન કહેવાય છે.
$(v)$. કેથોડ કિરણો (ઇલેક્ટ્રોન) ના લક્ષણો ઇલેક્ટ્રોડના પદાર્થ અને કેથોડ કિરણ નળીમાં હાજર વાયુની પ્રકૃતિ પર આધાર રાખતા નથી. આમ,આપણે નિષ્કર્ષ કાઢી શકીએ છીએ કે ઇલેક્ટ્રોન તમામ પરમાણુઓના મૂળભૂત ઘટક છે.

(N/A) $1897$ માં,$J.J. Thomson$ એ કેથોડ કિરણ નળીનો ઉપયોગ કરીને ઇલેક્ટ્રોનના વિદ્યુતભાર $(e)$ અને દળ $(m_e)$ નો ગુણોત્તર નક્કી કર્યો.
આ ગુણોત્તરનું મૂલ્ય:
$e / m_e = 1.758820 \times 10^{11} \ C \ kg^{-1}$
જ્યાં:
$m_e = \text{ઇલેક્ટ્રોનનું દળ } (kg \text{ માં})$
$e = \text{ઇલેક્ટ્રોન પરના વિદ્યુતભારનું મૂલ્ય } (C \text{ માં})$
પદ્ધતિ:
$Thomson$ એ ઇલેક્ટ્રોનના માર્ગ પર એકબીજાને લંબ વિદ્યુતક્ષેત્ર અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર લાગુ કર્યા.
અવલોકનો:
$1$. જ્યારે માત્ર વિદ્યુતક્ષેત્ર લાગુ કરવામાં આવે છે,ત્યારે ઇલેક્ટ્રોન તેમના માર્ગથી વિચલિત થાય છે અને પ્રસ્ફુરણ પડદા પર બિંદુ $A$ પર અથડાય છે.
$2$. જ્યારે માત્ર ચુંબકીય ક્ષેત્ર લાગુ કરવામાં આવે છે,ત્યારે ઇલેક્ટ્રોન પડદા પર બિંદુ $C$ પર અથડાય છે.
$3$. વિદ્યુત અને ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતાને કાળજીપૂર્વક સંતુલિત કરીને,ઇલેક્ટ્રોનને તેમના મૂળ માર્ગ પર પાછા લાવી શકાય છે,જેથી તેઓ પડદા પર બિંદુ $B$ પર અથડાય છે.
આ વિચલનોના સચોટ માપન દ્વારા,$Thomson$ $e / m_e$ નું મૂલ્ય નક્કી કરવામાં સફળ રહ્યા.

(D) $J.J. Thomson$ મુજબ,કેથોડ કિરણો (ઇલેક્ટ્રોન) નું વિચલન નીચેના પરિબળો પર આધાર રાખે છે:
$1$. કણ પરના ઋણ વીજભારનું મૂલ્ય: કણ પરના વીજભારનું મૂલ્ય જેટલું વધારે,વિદ્યુત અથવા ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથેની આંતરક્રિયા તેટલી જ વધારે,અને તેથી વિચલન પણ વધારે હોય છે.
$2$. કણનું દળ: કણ જેટલો હલકો,વિચલન તેટલું જ વધારે હોય છે.
$3$. વિદ્યુત અથવા ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા: ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચેના વોલ્ટેજ અથવા ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળતા વધવાથી વિચલન વધે છે.

ઇલેક્ટ્રોનનો વીજભાર $R. A. Millikan$ દ્વારા ઓઈલ ડ્રોપ પ્રયોગનો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરવામાં આવ્યો હતો.
ઇલેક્ટ્રોનનો વીજભાર આશરે $-1.6022 \times 10^{-19} \ C$ છે.
ઇલેક્ટ્રોનનું દળ વીજભાર અને દળના ગુણોત્તર $(e/m_e)$ નો ઉપયોગ કરીને ગણવામાં આવે છે:
$m_e = \frac{e}{e/m_e} = \frac{1.6022 \times 10^{-19} \ C}{1.758820 \times 10^{11} \ C \ kg^{-1}} = 9.1094 \times 10^{-31} \ kg$.

(N/A) પરમાણુના મૂળભૂત કણો ઇલેક્ટ્રોન,પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન છે. તેમના ગુણધર્મો નીચેના કોષ્ટકમાં આપેલ છે:

ગુણધર્મો	ઇલેક્ટ્રોન	પ્રોટોન	ન્યુટ્રોન
સંજ્ઞા	$e$ અથવા ${}_{-1}e^{0}$	$p$ અથવા ${}_{1}^{1}p$	$n$ અથવા ${}_{0}^{1}n$
નિર્પેક્ષ વીજભાર $(C)$	$-1.6022 \times 10^{-19}$	$+1.6022 \times 10^{-19}$	$0$
સાપેક્ષ વીજભાર	$-1$	$+1$	$0$
દળ $(kg)$	$9.10939 \times 10^{-31}$	$1.67262 \times 10^{-27}$	$1.67493 \times 10^{-27}$
દળ $(u)$	$0.00054$	$1.00727$	$1.00867$
આશરે દળ $(u)$	$0$	$1$	$1$

(N/A) મોડિફાઇડ કેથોડ રે ટ્યુબમાં કરવામાં આવેલા વિદ્યુત વિસર્જનને કારણે ધન વીજભાર ધરાવતા કણોની શોધ થઈ,જેને કેનાલ કિરણો તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
કેનાલ કિરણોની લાક્ષણિકતાઓ:
$(i)$ ધન વીજભારિત કણો કેથોડ રે ટ્યુબમાં હાજર વાયુના સ્વભાવ પર આધાર રાખે છે. આ માત્ર ધન વીજભારિત વાયુમય આયનો છે.
$(ii)$ કણોનો વીજભાર અને દળનો ગુણોત્તર $(e/m)$ તે કયા વાયુમાંથી ઉદ્ભવે છે તેના પર આધાર રાખે છે.
$(iii)$ કેટલાક ધન વીજભારિત કણો વિદ્યુત વીજભારના મૂળભૂત એકમના ગુણાંકમાં વીજભાર ધરાવે છે.
$(iv)$ ચુંબકીય અથવા વિદ્યુત ક્ષેત્રમાં આ કણોનું વર્તન ઇલેક્ટ્રોન અથવા કેથોડ કિરણો કરતા વિરુદ્ધ હોય છે.
સૌથી નાનો અને હલકો ધન આયન હાઇડ્રોજનમાંથી મેળવવામાં આવ્યો હતો અને તેને પ્રોટોન $(H^{+})$ કહેવામાં આવ્યો હતો.

(N/A) સુધારેલી કેથોડ કિરણ નળીમાં કરવામાં આવેલા વિદ્યુત વિસર્જનથી ધન વીજભાર ધરાવતા કણોની શોધ થઈ,જેને કેનાલ કિરણો તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
કેનાલ કિરણોની લાક્ષણિકતાઓ:
$(i)$ ધન વીજભારિત કણો કેથોડ કિરણ નળીમાં હાજર વાયુના સ્વભાવ પર આધાર રાખે છે. આ માત્ર ધન વીજભારિત વાયુમય આયનો છે.
$(ii)$ કણોનો વીજભાર અને દળનો ગુણોત્તર તે વાયુ પર આધાર રાખે છે જેમાંથી તે ઉદ્ભવે છે.
$(iii)$ કેટલાક ધન વીજભારિત કણો વિદ્યુત વીજભારના મૂળભૂત એકમના ગુણાંકમાં વીજભાર ધરાવે છે.
$(iv)$ ચુંબકીય અથવા વિદ્યુત ક્ષેત્રમાં આ કણોનું વર્તન ઇલેક્ટ્રોન અથવા કેથોડ કિરણો માટે જોવા મળતા વર્તનથી વિરુદ્ધ હોય છે.
સૌથી નાનો અને હલકો ધન આયન હાઇડ્રોજનમાંથી મેળવવામાં આવ્યો હતો અને તેને પ્રોટોન $(H^{+})$ કહેવામાં આવ્યો હતો.

(N/A) એક ન્યુટ્રોનનું દળ $1.675 \times 10^{-27} \ kg$ આપેલ છે.
$1$ મોલ ન્યુટ્રોનનું દળ શોધવા માટે,આપણે એક ન્યુટ્રોનના દળને એવોગેડ્રો આંક $(N_A = 6.022 \times 10^{23} \ mol^{-1})$ સાથે ગુણીશું.
$1$ મોલનું દળ = $1.675 \times 10^{-27} \ kg \times 6.022 \times 10^{23} \ mol^{-1} = 1.0088 \times 10^{-3} \ kg$.

(D) $Neutron$ એ તટસ્થ કણ છે જેના પર કોઈ ચોખ્ખો વિદ્યુતભાર હોતો નથી.
તેના પર કોઈ વિદ્યુતભાર ન હોવાથી,તે વિદ્યુતક્ષેત્રમાંથી પસાર થાય ત્યારે કોઈ બળ અનુભવતું નથી,અને તેથી,તે તેના માર્ગથી કોઈ વિચલન દર્શાવશે નહીં.
તેનાથી વિપરીત,$Protons$ (ધન વીજભારિત),$Cathode$ $rays$ (ઇલેક્ટ્રોન,ઋણ વીજભારિત) અને $Electrons$ (ઋણ વીજભારિત) એ વીજભારિત કણો છે અને તેઓ વિદ્યુતક્ષેત્રમાંથી પસાર થતી વખતે બળ અનુભવશે,જેના પરિણામે તેમના માર્ગમાં વિચલન જોવા મળશે.

(B) $Atom$ (પરમાણુ) શબ્દ ગ્રીક શબ્દ '$atomos$' પરથી આવ્યો છે.
તેનો અર્થ '$\text{અવિભાજ્ય}$' અથવા '$\text{કાપી ન શકાય તેવું}$' થાય છે.

(B) કેથોડ કિરણો એ $electrons$ તરીકે ઓળખાતા ઋણ વીજભારિત કણોનો પ્રવાહ છે.
આ કિરણો ત્યારે ઉત્પન્ન થાય છે જ્યારે ખૂબ ઓછા દબાણે રહેલા વાયુ ધરાવતી ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબમાં ઉચ્ચ વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે.
આ કિરણો $cathode$ (ઋણ ધ્રુવ) માંથી ઉદ્ભવે છે અને $anode$ (ધન ધ્રુવ) તરફ ગતિ કરે છે.

(N/A) ઇલેક્ટ્રોનનો વીજભાર $(e) = -1.6022 \times 10^{-19} \ C$ છે.
ઇલેક્ટ્રોનનું દળ $(m_{e}) = 9.10939 \times 10^{-31} \ kg$ છે.
વીજભાર અને દળનો ગુણોત્તર $\frac{e}{m_{e}}$ તરીકે ગણવામાં આવે છે.
$\frac{e}{m_{e}} = 1.758820 \times 10^{11} \ C \ kg^{-1}$ થાય છે.

(N/A) $J.J. \text{ Thomson}$ એ કૅથોડ કિરણ નળીના પ્રયોગમાં ઇલેક્ટ્રોનના માર્ગ પર પરસ્પર લંબ વિદ્યુતીય અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર લગાડીને $e/m_e$ નું મૂલ્ય મેળવ્યું.
$R.A. \text{ Millikan}$ એ તેલ બિંદુ (oil drop) પ્રયોગ દ્વારા ઇલેક્ટ્રોનનો વીજભાર મેળવ્યો.

(A) પ્રોટોનની શોધ $1886$ માં $Goldstein$ દ્વારા એનોડ કિરણોના પ્રયોગો દ્વારા કરવામાં આવી હતી.
ન્યુટ્રોનની શોધ $1932$ માં $James \ Chadwick$ દ્વારા બેરિલિયમ પર આલ્ફા કણોનો મારો ચલાવીને કરવામાં આવી હતી.

(A) $1932$ માં,જેમ્સ ચેડવીકે બેરિલિયમના પાતળા પતરા પર $\alpha$-કણોનો મારો ચલાવીને ન્યુટ્રોનની શોધ કરી હતી.
આ પ્રક્રિયામાં વિદ્યુતીય રીતે તટસ્થ કણો ઉત્પન્ન થયા,જેને તેમણે ન્યુટ્રોન નામ આપ્યું.
પરમાણ્વીય પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $^9_4Be + ^4_2He \rightarrow ^{12}_6C + ^1_0n$.

(N/A) કુલમ્બ બળનું સૂત્ર $F_c = \frac{k q_1 q_2}{r^2}$ છે,જ્યાં $k$ એ કુલમ્બનો અચળાંક છે,$q_1$ અને $q_2$ એ વિદ્યુતભારો છે,અને $r$ એ તેમની વચ્ચેનું અંતર છે.
ગુરુત્વાકર્ષણ બળનું સૂત્ર $F_g = \frac{G m_1 m_2}{r^2}$ છે,જ્યાં $G$ એ ગુરુત્વાકર્ષણનો સાર્વત્રિક અચળાંક છે,$m_1$ અને $m_2$ એ પદાર્થોના દળ છે,અને $r$ એ તેમની વચ્ચેનું અંતર છે.

(N/A) ના,બધા જ પરમાણુ કેન્દ્રોમાં ન્યુટ્રોન હોતા નથી. ઉદાહરણ તરીકે,હાઈડ્રોજનનો સૌથી સામાન્ય આઈસોટોપ $^1H$ (પ્રોટિયમ) ના કેન્દ્રમાં માત્ર એક પ્રોટોન હોય છે અને કોઈ ન્યુટ્રોન હોતા નથી.

(A) કેન્દ્રનો વ્યાસ આશરે $10^{-13} \ cm$ થી $10^{-12} \ cm$ હોય છે.
પરમાણુનો વ્યાસ આશરે $10^{-8} \ cm$ હોય છે.
તેથી,પરમાણુના વ્યાસ અને કેન્દ્રના વ્યાસનો ગુણોત્તર:
$\frac{\text{પરમાણુનો વ્યાસ}}{\text{કેન્દ્રનો વ્યાસ}} = \frac{10^{-8} \ cm}{10^{-13} \ cm} = 10^5$.
આમ,પરમાણુ તેના કેન્દ્ર કરતા $10^5$ ગણો મોટો છે.

(N/A) વર્ણપટની રેખાઓની તીવ્રતા ઇલેક્ટ્રોનના સંક્રમણ દરમિયાન ઉત્સર્જિત અથવા અવશોષિત થતા ફોટોનની સંખ્યા પર આધાર રાખે છે.

(B) ઇલેક્ટ્રોનની અથડામણથી $ZnS$ ના પડદા પર પ્રસ્કૂરણ (પ્રકાશનો ઝબકારો) થવું તે દર્શાવે છે કે ઇલેક્ટ્રોન કણ તરીકે વર્તે છે. આ અવલોકન ઇલેક્ટ્રોનના કણ સ્વભાવ માટેનો એક મુખ્ય પુરાવો છે.

(N/A) $(i)$ વિદ્યુત
$(ii)$ કેથોડ કિરણો
$(iii)$ ઝીંક સલ્ફાઇડ
$(iv)$ કેથોડ કિરણ

(N/A) $(i)$ પ્રસ્ફુરક પદાર્થ (Phosphorescent material)
$(ii)$ ઇલેક્ટ્રોન
$(iii)$ જે. જે. થોમસન
$(iv)$ વધારે

(N/A) $(i)$ તેલ-બિંદુ પદ્ધતિ (Oil-drop method)
$(ii)$ કેનાલ કિરણો (Canal rays)
$(iii)$ પ્રોટોન (Proton)
$(iv)$ ન્યૂટ્રોન (Neutron)

(N/A) $(i)$ બેરેલિયમ
$(ii)$ $100 \ nm$
$(iii)$ $10^{-10} \ m, 10^{-15} \ m$
$(iv)$ કેન્દ્ર

(A) $(i)$ કક્ષા
$(ii)$ સ્થિરવિદ્યુત આકર્ષણ બળ
$(iii)$ $Z$ અને $A$
$(iv)$ ન્યુક્લિઓન્સ અને $A$

(A) $(i)$ ખોટું. ફેરાડેના પ્રયોગો અને કેથોડ કિરણ નળીઓ પ્રોટોન કેન્દ્રમાં છે તે સીધી રીતે સાબિત કરતા નથી; આ રધરફોર્ડના આલ્ફા-કણ પ્રકીર્ણન પ્રયોગ દ્વારા સાબિત થયું હતું.
$(ii)$ ખોટું. ગોલ્ડસ્ટેઇને $1886$ માં એનોડ કિરણો (કેનાલ કિરણો) ની શોધ કરી હતી,જે પાછળથી પ્રોટોન તરીકે ઓળખાયા હતા.
$(iii)$ ખરું. જેમ્સ ચેડવીકે $1932$ માં ન્યૂટ્રોનની શોધ કરી હતી.
$(iv)$ ખરું. જે.જે. થોમસને $1898$ માં પ્રથમ પરમાણુ નમૂનો (પ્લમ પુડિંગ મોડેલ) રજૂ કર્યો હતો.

(B) પરમાણુ બંધારણમાં,$ \text{kernel} $ શબ્દ પરમાણુના કેન્દ્ર અને તેની અંદરની કક્ષાઓમાં રહેલા તમામ ઇલેક્ટ્રોનનો ઉલ્લેખ કરે છે,જેમાં સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનનો સમાવેશ થતો નથી.
આમ,$ \text{Kernel} = \text{Nucleus} + \text{Inner shell electrons} $.
તે પરમાણુનો એવો ભાગ છે જે રાસાયણિક બંધન દરમિયાન પ્રમાણમાં સ્થિર રહે છે.

(C) $\alpha$ સંજ્ઞા આલ્ફા કણ દર્શાવે છે.
આલ્ફા કણ $2$ પ્રોટોન અને $2$ ન્યુટ્રોનનો બનેલો હોય છે,જે હિલિયમ પરમાણુના ન્યુક્લિયસ $(^4_2He^{2+})$ સમાન છે.
તેથી,તેને હિલિયમ ન્યુક્લિયસ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(B) .
કેથોડ કિરણો માત્ર નીચા દબાણે અને ઊંચા વોલ્ટેજ પર જ જોવા મળે છે.
બાહ્ય વિદ્યુત અથવા ચુંબકીય ક્ષેત્રની ગેરહાજરીમાં,તેઓ સીધી રેખામાં ગતિ કરે છે.
કેથોડ કિરણોની લાક્ષણિકતાઓ ઇલેક્ટ્રોડના પદાર્થ અથવા નળીમાં રહેલા વાયુથી સ્વતંત્ર હોય છે.

(A) ડી-બ્રોગ્લી તરંગલંબાઇની ગણતરી: $\lambda = \frac{h}{mv} = \frac{6 \times 10^{-34} \, Js}{(9 \times 10^{-31} \, kg) \times (1000 \, m \, s^{-1})} = 6.6667 \times 10^{-7} \, m = 666.67 \, nm$. તેથી,વિધાન $(A)$ સાચું છે.
$(B)$ કેથોડ કિરણો (ઇલેક્ટ્રોન) ની લાક્ષણિકતાઓ ઇલેક્ટ્રોડના પદાર્થથી સ્વતંત્ર છે. તેથી,વિધાન $(B)$ ખોટું છે.
$(C)$ કેથોડ કિરણો કેથોડથી ઉદ્ભવે છે અને એનોડ તરફ ગતિ કરે છે. તેથી,વિધાન $(C)$ સાચું છે.
$(D)$ કેથોડ કિરણોનો સ્વભાવ ટ્યુબમાં હાજર વાયુના સ્વભાવથી સ્વતંત્ર છે. તેથી,વિધાન $(D)$ ખોટું છે.
આમ,કુલ $2$ વિધાનો ($A$ અને $C$) સાચા છે.

(D) $e/m$ ગુણોત્તર એ કણના વીજભાર અને દળનો ગુણોત્તર છે.
ન્યુટ્રોન $(n)$ માટે,વીજભાર $0$ છે,તેથી $e/m = 0$.
આલ્ફા કણ $(\alpha)$ માટે,વીજભાર $+2$ અને દળ $4 \ amu$ છે,તેથી $e/m = 2/4 = 0.5$.
પ્રોટોન $(p)$ માટે,વીજભાર $+1$ અને દળ $1 \ amu$ છે,તેથી $e/m = 1/1 = 1$.
ઇલેક્ટ્રોન $(e^-)$ માટે,વીજભાર $-1$ અને દળ $1/1837 \ amu$ છે,તેથી $e/m = 1 / (1/1837) = 1837$.
આ મૂલ્યોની સરખામણી કરતા: $0 < 0.5 < 1 < 1837$.
આમ,વધતો ક્રમ $n < \alpha < p < e$ છે.

(D) કેથોડ કિરણોની લાક્ષણિકતાઓ નીચે મુજબ છે:
$(1)$ કેથોડ કિરણો કેથોડથી શરૂ થાય છે અને એનોડ તરફ ગતિ કરે છે. તેથી,વિધાન $(1)$ ખોટું છે.
$(2)$ આ કિરણો પોતે દ્રશ્યમાન નથી,પરંતુ $ZnS$ જેવા ફ્લોરોસન્ટ પદાર્થોની મદદથી તેમનું વર્તન જોઈ શકાય છે. તેથી,વિધાન $(2)$ ખોટું છે.
$(3)$ વિદ્યુત અથવા ચુંબકીય ક્ષેત્રની હાજરીમાં,કેથોડ કિરણો ઋણ વીજભારિત કણોની જેમ વર્તે છે,જે સૂચવે છે કે તેમાં ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. તેથી,વિધાન $(3)$ ખોટું છે.
$(4)$ કેથોડ કિરણો (ઇલેક્ટ્રોન) ની લાક્ષણિકતાઓ ઇલેક્ટ્રોડના પદાર્થ અથવા કેથોડ રે ટ્યુબમાં હાજર વાયુની પ્રકૃતિ પર આધારિત નથી. તેથી,વિધાન $(4)$ સાચું છે.

(A) ઇલેક્ટ્રોનનું દળ $m_e = 9.109 \times 10^{-31} \ kg$ છે.
પ્રોટોનનું દળ $m_p = 1.672 \times 10^{-27} \ kg$ છે.
ન્યુટ્રોનનું દળ $m_n = 1.674 \times 10^{-27} \ kg$ છે.
ગુણોત્તર $m_e : m_p : m_n$ શોધવા માટે,દરેક દળને ઇલેક્ટ્રોનના દળ $(m_e)$ વડે ભાગતા:
ગુણોત્તર $= 1 : \frac{1.672 \times 10^{-27}}{9.109 \times 10^{-31}} : \frac{1.674 \times 10^{-27}}{9.109 \times 10^{-31}}$
ગુણોત્તર $\approx 1 : 1836.15 : 1838.68$.

(C) સાચી જોડ નીચે મુજબ છે:
$A$. ચેડવિકે ન્યુટ્રોનની શોધ કરી $(A-3)$.
$B$. રધરફોર્ડે પરમાણુનું ન્યુક્લિયર મોડેલ પ્રસ્તાવિત કર્યું $(B-4)$.
$C$. મોઝલેએ પરમાણુ ક્રમાંક અને $X$-રે સ્પેક્ટ્રા વચ્ચેનો સંબંધ સ્થાપિત કર્યો $(C-2)$.
$D$. જે. જે. થોમસને કેથોડ કિરણોનો પ્રયોગ કર્યો $(D-1)$.
તેથી,સાચો ક્રમ $A-3, B-4, C-2, D-1$ છે.

(C) વિદ્યુત અને ચુંબકીય ક્ષેત્રની હાજરીમાં કેથોડ કિરણો સીધી રેખામાં ગતિ કરે છે તે વિધાન ખોટું છે.
કેથોડ કિરણો વિદ્યુત અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા વિચલિત થાય છે.
જ્યારે કિરણોને બે વિદ્યુતભારિત પ્લેટો વચ્ચેથી પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે તેઓ ધન વીજભારિત પ્લેટ તરફ વિચલિત થાય છે.
ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં,તેઓ ક્ષેત્ર અને કણની ગતિની દિશા બંનેને કાટખૂણે વિચલિત થાય છે.

(C) મિલિકનના ઓઈલ ડ્રોપ પ્રયોગમાં,વિદ્યુતભારિત તેલના ટીપાંને બે સમાંતર ધાતુની પ્લેટો વચ્ચે રાખવામાં આવે છે.
$1$. ગુરુત્વાકર્ષણ બળ $(F_g = mg)$ નીચેની તરફ લાગે છે.
$2$. શ્યાનતા બળ $(F_v = 6 \pi \eta r v)$ ટીપાંની ગતિની વિરુદ્ધ દિશામાં લાગે છે.
$3$. જ્યારે વિદ્યુતક્ષેત્ર લાગુ કરવામાં આવે ત્યારે વિદ્યુતભારિત ટીપાં પર સ્થિત વિદ્યુત બળ $(F_e = qE)$ લાગે છે.
આ પ્રયોગમાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર હાજર ન હોવાથી ચુંબકીય બળ લાગતું નથી.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(C)$ છે.

(A) $e/m$ ગુણોત્તર (વિશિષ્ટ વીજભાર) એ વીજભાર $(e)$ અને દળ $(m)$ ના ગુણોત્તર તરીકે ગણવામાં આવે છે.
પ્રોટોન $(H^+)$ માટે,$e/m = 1/1 = 1$.
ડ્યુટેરિયમ આયન $(D^+)$ માટે,વીજભાર $1$ અને દળ $2$ છે,તેથી $e/m = 1/2 = 0.5$.
$\alpha$-કણ $(He^{2+})$ માટે,વીજભાર $2$ અને દળ $4$ છે,તેથી $e/m = 2/4 = 0.5$.
ડ્યુટેરિયમ આયન અને $\alpha$-કણ બંનેનો $e/m$ ગુણોત્તર $0.5$ હોવાથી,તેઓ સમાન $e/m$ મૂલ્ય ધરાવે છે.