परमाणु के ग्रह मॉडल में, यह माना जाता है कि। सारांश: परमाणु का ग्रहों का मॉडल। हाइड्रोजन का आइसोइलेक्ट्रोनिक क्रम

परमाणु स्तर पर किसी भी प्रणाली की स्थिरता हाइजेनबर्ग अनिश्चितता सिद्धांत (सातवें अध्याय के चौथे खंड) से निम्नानुसार है। इसलिए, परमाणु के गुणों का एक सुसंगत अध्ययन केवल क्वांटम सिद्धांत के ढांचे के भीतर संभव है। फिर भी, कक्षाओं को निर्धारित करने के लिए अतिरिक्त नियमों को अपनाकर, व्यावहारिक महत्व के कुछ परिणामों को शास्त्रीय यांत्रिकी के ढांचे में प्राप्त किया जा सकता है।

इस अध्याय में, हम हाइड्रोजन परमाणु और हाइड्रोजन जैसे आयनों के ऊर्जा स्तर की स्थिति की गणना करेंगे। गणना ग्रहों के मॉडल पर आधारित होती है, जिसके अनुसार इलेक्ट्रॉन कूलम्ब आकर्षण के बलों की कार्रवाई के तहत नाभिक के चारों ओर घूमते हैं। हम मानते हैं कि इलेक्ट्रॉनों परिपत्र कक्षाओं में चलते हैं।

13.1। अनुपालन सिद्धांत

1913 में बोहर द्वारा प्रस्तावित हाइड्रोजन परमाणु के मॉडल में कोणीय गति का परिमाणीकरण लागू होता है। बोह्र इस तथ्य से आगे बढ़े कि ऊर्जा की छोटी मात्रा की सीमा में, क्वांटम सिद्धांत के परिणाम शास्त्रीय यांत्रिकी के निष्कर्ष के अनुरूप होना चाहिए। उन्होंने तीन पदों की रूपरेखा तैयार की।

अणु लंबे समय तक केवल असतत ऊर्जा स्तरों वाले कुछ राज्यों में हो सकते हैं इ मैं . इलेक्ट्रॉनों, इसी असतत कक्षाओं में घूमते हैं, त्वरण के साथ चलते हैं, लेकिन, फिर भी, वे उत्सर्जन नहीं करते हैं। (शास्त्रीय इलेक्ट्रोडायनामिक्स में, कोई भी त्वरित गतिमान कण विकिरण करता है यदि उसके पास एक नोज़ेरो चार्ज हो)।

ऊर्जा स्तरों के बीच संक्रमण के दौरान क्वांटा द्वारा विकिरण बाहर आता है या अवशोषित होता है:

इन पदों से एक इलेक्ट्रॉन के कोणीय गति को निर्धारित करने के लिए नियम का पालन किया जाता है

,

कहाँ पे nकिसी भी प्राकृतिक संख्या के बराबर हो सकता है:

पैरामीटर n बुलाया मुख्य क्वांटम संख्या... सूत्रों (1.1) को प्राप्त करने के लिए, आइए हम रोटेशन के क्षण के संदर्भ में स्तर की ऊर्जा को व्यक्त करें। खगोलीय माप के लिए पर्याप्त उच्च सटीकता के साथ तरंग दैर्ध्य के ज्ञान की आवश्यकता होती है: ऑप्टिकल लाइनों के लिए छह सही संख्या और रेडियो रेंज में आठ तक। इसलिए, जब हाइड्रोजन परमाणु का अध्ययन करते हैं, तो नाभिक के एक असीम बड़े द्रव्यमान की धारणा बहुत कठिन हो जाती है, क्योंकि यह चौथे महत्वपूर्ण आंकड़े में एक त्रुटि की ओर जाता है। नाभिक की गति को ध्यान में रखना आवश्यक है। इसे ध्यान में रखने के लिए, अवधारणा पेश की गई है द्रव्यमान कम हो गया।

13.2। द्रव्यमान में कमी

इलेक्ट्रोस्टैटिक बल की कार्रवाई के तहत एक इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर घूमता है

,

कहाँ पे आर- एक वेक्टर जिसकी शुरुआत नाभिक की स्थिति के साथ मेल खाती है, और अंत एक इलेक्ट्रॉन को इंगित करता है। याद करें कि जेड नाभिक की परमाणु संख्या है, और नाभिक और इलेक्ट्रॉन के आरोप क्रमशः हैं Ze तथा
... न्यूटन के तीसरे नियम के अनुसार, एक बल के बराबर - च(यह परिमाण में बराबर है और इलेक्ट्रॉन पर बल लगाने के विपरीत निर्देशित है)। हम इलेक्ट्रॉन की गति के समीकरण लिखते हैं

.

हम नए चर पेश करते हैं: नाभिक के सापेक्ष इलेक्ट्रॉन की गति

और द्रव्यमान के केंद्र की गति

.

जोड़ना (2.2a) और (2.2b), हम प्राप्त करते हैं

.

इस प्रकार, एक बंद प्रणाली के द्रव्यमान का केंद्र समान और आयताकार रूप से चलता है। अब हम (2.2b) को विभाजित करते हैं म जेड और इसे (2.2a) से विभाजित करके घटाएं म इ ... परिणाम इलेक्ट्रॉन के सापेक्ष वेग के लिए एक समीकरण है:

.

इसमें शामिल मूल्य

बुलाया द्रव्यमान कम हो गया... इस प्रकार, दो कणों की संयुक्त गति की समस्या - एक इलेक्ट्रॉन और एक नाभिक - सरलीकृत होती है। यह नाभिक के चारों ओर एक कण की गति पर विचार करने के लिए पर्याप्त है, जिसकी स्थिति इलेक्ट्रॉन की स्थिति के साथ मेल खाती है, और इसका द्रव्यमान सिस्टम के कम द्रव्यमान के बराबर है।

13.3। ऊर्जा और टोक़ के बीच संबंध

कूलम्ब इंटरैक्शन के बल को चार्ज को जोड़ने वाली सीधी रेखा के साथ निर्देशित किया जाता है, और इसका मापांक केवल दूरी पर निर्भर करता है आर उनके बीच। नतीजतन, समीकरण (2.5) एक केंद्रीय सममित क्षेत्र में एक कण की गति का वर्णन करता है। केंद्रीय समरूपता वाले क्षेत्र में गति की एक महत्वपूर्ण संपत्ति ऊर्जा और कोणीय गति का संरक्षण है।

आइए हम इस स्थिति को लिखते हैं कि एक गोलाकार कक्षा में एक इलेक्ट्रॉन की गति नाभिक के लिए कूलम्ब आकर्षण द्वारा निर्धारित की जाती है:

.

यह इस प्रकार है कि गतिज ऊर्जा

आधी संभावित ऊर्जा के बराबर

,

विपरीत संकेत के साथ लिया गया:

.

कुल ऊर्जा इ,क्रमश: के बराबर है:

.

यह नकारात्मक निकला, क्योंकि यह स्थिर राज्यों के लिए होना चाहिए। नकारात्मक ऊर्जा वाले परमाणुओं और आयनों को कहा जाता है सीमा... 2 से गुणा समीकरण (3.4) आर और बाईं ओर काम की जगह मवीआर रोटेशन के क्षण में म, गति व्यक्त करें वी एक क्षण के बाद:

.

(3.5) में वेग के प्राप्त मूल्य को प्रतिस्थापित करते हुए, हम कुल ऊर्जा के लिए आवश्यक सूत्र प्राप्त करते हैं:

.

आइए इस तथ्य पर ध्यान दें कि ऊर्जा टोक़ की समान डिग्री के लिए आनुपातिक है। बोहर के सिद्धांत में, इस तथ्य के महत्वपूर्ण परिणाम हैं।

13.4। टोक़ मात्रा का ठहराव

चर के लिए दूसरा समीकरण वी तथा आर हम कक्षा के परिमाणीकरण नियम से प्राप्त करेंगे, जिसकी व्युत्पत्ति बोहर के पोस्टुलेट्स के आधार पर की जाएगी। अंतर सूत्र (3.5), हम टोक़ और ऊर्जा में छोटे बदलावों के बीच संबंध प्राप्त करते हैं:

.

तीसरे पद के अनुसार, उत्सर्जित (या अवशोषित) फोटॉन की आवृत्ति अपनी कक्षा में एक इलेक्ट्रॉन की क्रांति की आवृत्ति के बराबर होती है:

.

सूत्र (3.4), (4.2) और कनेक्शन से

वेग के बीच, कोणीय गति और त्रिज्या, पड़ोसी कक्षाओं के बीच एक इलेक्ट्रॉन के संक्रमण के दौरान कोणीय गति में परिवर्तन के लिए एक सरल अभिव्यक्ति इस प्रकार है:

.

एकीकृत (4.3), हम प्राप्त करते हैं

लगातार सी हम आधे-खुले अंतराल में खोज करेंगे

.

डबल असमानता (4.5) किसी भी अतिरिक्त प्रतिबंध का परिचय नहीं देती है: यदि सेसीमा (4.5) से आगे जाती है, फिर इसे इस अंतराल में लौटाया जा सकता है, बस फॉर्मूला (4.4) में पल के मूल्यों को फिर से सेट करके।

संदर्भ के सभी फ़्रेमों में भौतिक कानून समान हैं। दाएं हाथ की समन्वय प्रणाली से बाएं हाथ के पास से गुजरते हैं। ऊर्जा, किसी भी स्केलर मात्रा की तरह ही रहेगी,

.

कोणीय गति के अक्षीय वेक्टर अलग तरह से व्यवहार करते हैं। जैसा कि आप जानते हैं, इस ऑपरेशन को करते समय कोई भी अक्षीय वेक्टर परिवर्तन दिखाई देता है:

(3.7) और (4.7) के बीच कोई विरोधाभास नहीं है, क्योंकि (3.7) के अनुसार ऊर्जा, पल के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होती है और जब संकेत बदलते हैं तो समान रहता है। म.

इस प्रकार, नकारात्मक टोक़ मूल्यों के सेट को अपने सकारात्मक मूल्यों के सेट को दोहराना होगा। दूसरे शब्दों में, प्रत्येक सकारात्मक मूल्य के लिए म n निरपेक्ष मूल्य में इसके बराबर एक नकारात्मक मूल्य होना चाहिए म – म :

संयोजन (4.4) - (4.8), हम इसके लिए एक रेखीय समीकरण प्राप्त करते हैं से:

,

निर्णय के साथ

.

यह सत्यापित करना आसान है कि सूत्र (4.9) निरंतर के दो मान देता है सेसंतोषजनक असमानता (4.5):

.

प्राप्त परिणाम तालिका द्वारा सचित्र है, जो सी: 0, 1/2 और 1/4 के तीन मूल्यों के लिए क्षण की श्रृंखला को दर्शाता है। यह स्पष्ट रूप से देखा जाता है कि अंतिम पंक्ति में ( nसकारात्मक और नकारात्मक मूल्यों के लिए 1/4) टोक़ मूल्य nनिरपेक्ष मूल्य में भिन्नता है।

बोह्र निरंतर सेट करके प्रयोगात्मक डेटा के साथ सहमत होने में सक्षम था सी शून्य के बराबर। तब कक्षीय कोणीय गति परिमाणीकरण नियम सूत्र (1) द्वारा वर्णित है। लेकिन यह अर्थ और अर्थ भी बनाता है सीआधे के बराबर। ये बताता है भीतर का क्षणइलेक्ट्रॉन, या इसके स्पिन - एक अवधारणा जो अन्य अध्यायों में विस्तार से चर्चा की जाएगी। परमाणु के ग्रहीय मॉडल को अक्सर सूत्र (1) से शुरू किया जाता है, लेकिन ऐतिहासिक रूप से यह पत्राचार के सिद्धांत से लिया गया था।

13.5। इलेक्ट्रॉन कक्षीय पैरामीटर

सूत्र (1.1) और (3.7) ऑर्बिटल रेडियो और इलेक्ट्रॉन वेग का एक असतत सेट की ओर ले जाते हैं, जिसे क्वांटम संख्या का उपयोग करके फिर से सेट किया जा सकता है n:

एक असतत ऊर्जा स्पेक्ट्रम उनसे मेल खाती है। एक इलेक्ट्रॉन की कुल ऊर्जा इ n सूत्रों (3.5) और (5.1) द्वारा गणना की जा सकती है:

.

हमने हाइड्रोजन परमाणु या हाइड्रोजन जैसे आयन के ऊर्जा राज्यों का असतत सेट प्राप्त किया है। मूल्य के अनुरूप राज्य nएक के बराबर कहा जाता है मुख्य,अन्य - उत्साहित और अगर n बहुत बड़े, तब - बहुत उत्तेजित। चित्र 13.5.1 हाइड्रोजन परमाणु के लिए सूत्र (5.2) दिखाता है। बिंदुयुक्त रेखा
आयनीकरण सीमा इंगित की गई है। यह स्पष्ट रूप से देखा जाता है कि पहला उत्तेजित स्तर जमीन के स्तर की तुलना में आयनीकरण की सीमा के बहुत करीब है।

स्थिति। आयनीकरण सीमा को स्वीकार करते हुए, छवि 13.5.2 में स्तरों को धीरे-धीरे संघनित किया जाता है।
केवल एक एकान्त परमाणु में असीम रूप से कई स्तर होते हैं। एक वास्तविक वातावरण में, पड़ोसी कणों के साथ विभिन्न इंटरैक्शन इस तथ्य को जन्म देते हैं कि परमाणु में केवल निचले स्तर की एक सीमित संख्या होती है। उदाहरण के लिए, तारकीय वायुमंडल में, एक परमाणु में आमतौर पर 20-30 राज्य होते हैं, लेकिन एक दुर्लभ इंटरस्टेलर गैस में सैकड़ों स्तर देखे जा सकते हैं, लेकिन एक हजार से अधिक नहीं।

पहले अध्याय में, हमने आयामी विचारों के लिए Rydberg की शुरुआत की। फॉर्मूला (5.2) एक परमाणु की ऊर्जा को मापने के लिए एक सुविधाजनक इकाई के रूप में इस निरंतर के भौतिक अर्थ को प्रकट करता है। वह यह भी बताती है कि राय रवैये पर निर्भर है
:

.

नाभिक और इलेक्ट्रॉन के द्रव्यमान के बीच बड़े अंतर के कारण, यह निर्भरता बहुत कमजोर है, लेकिन कुछ मामलों में इसे उपेक्षित नहीं किया जा सकता है। अंतिम सूत्र के अंश में एक स्थिर होता है

एर्ग
eV,

जिस पर Ry का मान नाभिक के द्रव्यमान में असीमित वृद्धि के साथ होता है। इस प्रकार, हमने पहले अध्याय में दी गई आरई इकाई को परिष्कृत किया है।

परिमाण के नियम (1.1), निश्चित रूप से, संचालक के स्वदेशी के लिए अभिव्यक्ति (12.6.1) से कम सटीक है। ... तदनुसार, सूत्र (3.6) - (3.7) का बहुत सीमित अर्थ है। फिर भी, जैसा कि हम नीचे देखेंगे, ऊर्जा स्तर के लिए अंतिम परिणाम (5.2) श्रोडिंगर समीकरण के समाधान के साथ मेल खाता है। इसका उपयोग सभी मामलों में किया जा सकता है यदि सापेक्षता संबंधी सुधार नगण्य हैं।

तो, परमाणु के ग्रह मॉडल के अनुसार, बाध्य राज्यों में, रोटेशन की गति, कक्षा की त्रिज्या और इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा मूल्यों की एक असतत श्रृंखला पर ले जाती है और मुख्य क्वांटम संख्या के परिमाण द्वारा पूरी तरह से निर्धारित होती है। सकारात्मक ऊर्जा वाले राज्यों को कहा जाता है नि: शुल्क; उन्हें परिमाणित नहीं किया जाता है, और उन में इलेक्ट्रॉन के सभी पैरामीटर, कोणीय गति को छोड़कर, किसी भी मूल्य को ले सकते हैं जो संरक्षण कानूनों का खंडन नहीं करते हैं। रोटेशन का क्षण हमेशा मात्रा में होता है।

ग्रहों के मॉडल सूत्र हाइड्रोजन परमाणु या हाइड्रोजन जैसे आयन की आयनीकरण क्षमता की गणना करने की अनुमति देते हैं, साथ ही विभिन्न मूल्यों वाले राज्यों के बीच संक्रमण की तरंगदैर्ध्य एन। आप परमाणु के आकार, इसकी कक्षा में एक इलेक्ट्रॉन के रैखिक और कोणीय वेग का भी अनुमान लगा सकते हैं।

व्युत्पन्न फ़ार्मुलों की दो सीमाएँ हैं। सबसे पहले, वे सापेक्ष प्रभाव को ध्यान में नहीं रखते हैं, जो एक आदेश त्रुटि देता है ( वी/सी) २। के रूप में बढ़ते परमाणु प्रभार के साथ सापेक्ष सुधार बढ़ता है जेड 4 और FeXXVI आयन के लिए पहले से ही एक प्रतिशत के अंश हैं। हम ग्रहों के मॉडल के भीतर रहते हुए इस अध्याय के अंत में इस प्रभाव को देखेंगे। दूसरा, क्वांटम संख्या के अलावा n स्तरों की ऊर्जा अन्य मापदंडों द्वारा निर्धारित की जाती है - इलेक्ट्रॉन के कक्षीय और आंतरिक क्षण। इसलिए, स्तरों को कई sublevels में विभाजित किया जाता है। विभाजन मूल्य भी आनुपातिक है जेड 4 और भारी आयनों के लिए ध्यान देने योग्य हो जाता है।

असतत स्तरों की सभी विशेषताओं को एक सुसंगत क्वांटम सिद्धांत में ध्यान में रखा जाता है। फिर भी, बोहर का सरल सिद्धांत आयनों और परमाणुओं की संरचना का अध्ययन करने के लिए एक सरल, सुविधाजनक और काफी सटीक विधि है।

13.6 Rydberg की निरंतरता

स्पेक्ट्रम की ऑप्टिकल रेंज में, आमतौर पर क्वांटम ऊर्जा को नहीं मापा जाता है इ, और तरंग दैर्ध्य स्तरों के बीच संक्रमण है। इसलिए, तरंग संख्या का उपयोग अक्सर स्तर की ऊर्जा को मापने के लिए किया जाता है ई / एचसी, प्रतिलोम सेंटीमीटर में मापा जाता है। लहर संख्या इसी
, निरूपित :

से। मी .

The सबस्क्रिप्ट यह याद दिलाता है कि इस परिभाषा में नाभिक का द्रव्यमान असीम रूप से बड़ा माना जाता है। न्यूक्लियस के परिमित द्रव्यमान को ध्यान में रखते हुए, Rydberg स्थिरांक है

.

भारी नाभिकों में प्रकाश की तुलना में अधिक ऊर्जा होती है। एक प्रोटॉन और एक इलेक्ट्रॉन के द्रव्यमान का अनुपात है

(2.2) में इस मान को प्रतिस्थापित करते हुए, हम हाइड्रोजन परमाणु के लिए Rydberg स्थिरांक के लिए एक संख्यात्मक अभिव्यक्ति प्राप्त करते हैं:

हाइड्रोजन के भारी समस्थानिक के न्यूक्लियस - ड्यूटेरियम - में एक प्रोटॉन और एक न्यूट्रॉन होते हैं, और लगभग एक हाइड्रोजन परमाणु के नाभिक के रूप में लगभग दो बार भारी होता है - एक प्रोटॉन। इसलिए, (6.2) के अनुसार, Rydberg deuterium के लिए स्थिर है आर डी हाइड्रोजन से अधिक है आर एच:

यह हाइड्रोजन - ट्रिटियम के अस्थिर समस्थानिक में और भी अधिक है, जिसके नाभिक में एक प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन होते हैं।

आवर्त सारणी के मध्य में तत्वों में, आइसोटोप पारी का प्रभाव नाभिक के परिमित आकार के साथ जुड़े प्रभाव से प्रतिस्पर्धा करता है। इन प्रभावों के विपरीत संकेत हैं और कैल्शियम के करीब तत्वों के लिए एक दूसरे को रद्द करते हैं।

13.7। हाइड्रोजन का आइसोइलेक्ट्रोनिक क्रम

सातवें अध्याय के चौथे खंड में दी गई परिभाषा के अनुसार, आयनों में एक नाभिक और एक इलेक्ट्रॉन होते हैं, जिन्हें हाइड्रोजन जैसा कहा जाता है। दूसरे शब्दों में, वे हाइड्रोजन के आइसोइलेक्ट्रोनिक अनुक्रम का उल्लेख करते हैं। उनकी संरचना गुणात्मक रूप से एक हाइड्रोजन परमाणु के समान है, और आयनों के ऊर्जा स्तर की स्थिति, जिनमें से परमाणु चार्ज बहुत बड़ा नहीं है ( जेड Z\u003e 20) परिमाणात्मक प्रभाव से जुड़े मात्रात्मक अंतर हैं: वेग और स्पिन - कक्षा की बातचीत पर इलेक्ट्रॉन द्रव्यमान की निर्भरता।

हम हीलियम, ऑक्सीजन और लोहे के खगोल भौतिकी आयनों में सबसे दिलचस्प पर विचार करेंगे। स्पेक्ट्रोस्कोपी में, आयन का चार्ज का उपयोग करके निर्दिष्ट किया जाता है स्पेक्ट्रोस्कोपिक प्रतीक, जो रासायनिक तत्व प्रतीक के दाईं ओर रोमन अंकों में लिखा गया है। रोमन संख्या द्वारा प्रतिनिधित्व संख्या परमाणु से हटाए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या से एक अधिक है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन परमाणु को HI के रूप में निरूपित किया जाता है, और हीलियम, ऑक्सीजन और लोहे के हाइड्रोजन-जैसे आयनों को क्रमशः, HeII, OVIII और FeXXVI। मल्टीलेरोन आयनों के लिए, स्पेक्ट्रोस्कोपिक प्रतीक उस प्रभावी आवेश के साथ मेल खाता है जो वैलेंस इलेक्ट्रॉन "महसूस" करता है।

आइए एक वृत्ताकार कक्षा में एक इलेक्ट्रॉन की गति की गणना करें, गति पर उसके द्रव्यमान की सापेक्षता निर्भरता को ध्यान में रखते हुए। सापेक्ष मामले में समीकरण (3.1) और (1.1) इस प्रकार हैं:

द्रव्यमान में कमी म सूत्र (2.6) द्वारा परिभाषित। हमें भी याद है

.

पहले समीकरण को गुणा करें और इसे दूसरे से विभाजित करें। नतीजतन, हम प्राप्त करते हैं

पहले अध्याय के सूत्र (2.2.1) में ठीक संरचना स्थिर  पेश की गई थी। गति जानने के बाद, हम कक्षा की त्रिज्या की गणना करते हैं:

.

सापेक्षता के विशेष सिद्धांत में, गतिज ऊर्जा बाहरी बल क्षेत्र की अनुपस्थिति में शरीर की कुल ऊर्जा और इसकी शेष ऊर्जा के बीच अंतर के बराबर है:

.

स्थितिज ऊर्जा यू एक समारोह के रूप में आर सूत्र (3.3) द्वारा परिभाषित किया गया है। के लिए अभिव्यक्तियों में स्थानापन्न करना टी तथा यू प्राप्त मूल्यों  और आर, हम इलेक्ट्रॉन की कुल ऊर्जा प्राप्त करते हैं:

हाइड्रोजन जैसे लौह आयन की पहली कक्षा में घूमने वाले इलेक्ट्रॉन के लिए, rotating 2 का मान 0.04 है। हल्के तत्वों के लिए, यह तदनुसार, कम भी है। कब
अपघटन वैध है

.

पहला शब्द, जैसा कि यह सत्यापित करना आसान है, बोह्र के गैर-सापेक्ष सिद्धांत में एनर्जी के मान (5.2) के बराबर है, और दूसरा आवश्यक सापेक्षतावादी सुधार है। आइए हम पहले पद को निरूपित करते हैं इ B तब

हमें स्पष्ट रूप में सापेक्षतावादी सुधार के लिए अभिव्यक्ति लिखने दें:

तो, सापेक्षतावादी सुधार का सापेक्ष मूल्य उत्पाद। 2 के लिए आनुपातिक है जेड ४। वेग पर इलेक्ट्रॉन द्रव्यमान की निर्भरता को ध्यान में रखते हुए स्तरों की गहराई में वृद्धि होती है। इसे निम्नानुसार समझा जा सकता है: ऊर्जा का निरपेक्ष मान कण के द्रव्यमान के साथ बढ़ता है, और गतिशील इलेक्ट्रॉन स्टेशन की तुलना में भारी होता है। बढ़ती क्वांटम संख्या के साथ प्रभाव का कमजोर होना n एक उत्तेजित अवस्था में इलेक्ट्रॉन की धीमी गति का परिणाम है। पर मजबूत निर्भरता जेड एक बड़े चार्ज के साथ नाभिक के क्षेत्र में एक इलेक्ट्रॉन की उच्च गति का परिणाम है। भविष्य में, हम क्वांटम यांत्रिकी के नियमों के अनुसार इस मूल्य की गणना करेंगे और एक नया परिणाम प्राप्त करेंगे - कक्षीय कोणीय गति में अध: पतन को दूर करना।

13.8। अत्यधिक उत्साहित राज्य

किसी भी रासायनिक तत्व के एक परमाणु या आयन की अवस्थाएँ जिनमें से एक इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा स्तर पर होता है, कहलाता है अत्यधिक उत्साहित, या rydberg।उनके पास एक महत्वपूर्ण संपत्ति है: एक उत्तेजित इलेक्ट्रॉन के स्तरों की स्थिति को बोहर मॉडल के ढांचे के भीतर पर्याप्त रूप से उच्च सटीकता के साथ वर्णित किया जा सकता है। मुद्दा यह है कि एक इलेक्ट्रॉन जिसमें बड़ी मात्रा में संख्या होती है n, (5.1) के अनुसार, नाभिक और अन्य इलेक्ट्रॉनों से बहुत दूर है। स्पेक्ट्रोस्कोपी में इस तरह के एक इलेक्ट्रॉन को आमतौर पर "ऑप्टिकल" या "वैलेंस" कहा जाता है, और बाकी इलेक्ट्रॉनों को एक साथ नाभिक - "परमाणु अवशेष"। एक अत्यधिक उत्साहित इलेक्ट्रॉन के साथ एक परमाणु की संरचना का एक योजनाबद्ध चित्र 13.8.1 में दिखाया गया है। नीचे बाईं ओर एक परमाणु है

शेष: जमीनी अवस्था में केंद्रक और इलेक्ट्रॉन। बिंदीदार तीर एक वैलेंस इलेक्ट्रॉन को इंगित करता है। परमाणु अवशेष के अंदर सभी इलेक्ट्रॉनों के बीच की दूरी ऑप्टिकल इलेक्ट्रान से किसी भी दूरी की तुलना में बहुत कम है। इसलिए, उनके कुल प्रभार को केंद्र में लगभग पूरी तरह से केंद्रित माना जा सकता है। इसलिए, यह माना जा सकता है कि नाभिक की ओर निर्देशित कूलम्ब बल की कार्रवाई के तहत ऑप्टिकल इलेक्ट्रॉन चलता है, और, इस प्रकार, इसकी ऊर्जा का स्तर बोह्र सूत्र (5.2) द्वारा गणना किया जाता है। परमाणु के अवशेषों के इलेक्ट्रॉन नाभिक को स्क्रीन करते हैं, लेकिन पूरी तरह से नहीं। आंशिक परिरक्षण को ध्यान में रखने के लिए, अवधारणा पेश की गई थी प्रभावी शुल्कपरमाणु अवशेष जेड eff। एक दृढ़ता से दूर के इलेक्ट्रॉन के मामले में, मात्रा जेड eff एक रासायनिक तत्व की परमाणु संख्या के अंतर के बराबर है जेड और परमाणु अवशेषों के इलेक्ट्रॉनों की संख्या। यहां हम अपने आप को तटस्थ परमाणुओं के मामले में प्रतिबंधित करते हैं, जिसके लिए जेड eff \u003d 1।

किसी भी परमाणु के लिए बोह्र के सिद्धांत में दृढ़ता से उत्साहित स्तरों की स्थिति प्राप्त की जाती है। यह (2.6) में बदलने के लिए पर्याप्त है परमाणु अवशेषों के द्रव्यमान पर
परमाणु के द्रव्यमान से कम
इलेक्ट्रॉन द्रव्यमान के मान से। इससे प्राप्त पहचान का उपयोग करना

हम परमाणु भार के एक समारोह के रूप में Rydberg निरंतर व्यक्त कर सकते हैं एमाना रासायनिक तत्व का:

ग्रहों नमूनापरमाणु ... + --- a - \u003d 0; (2.12) h∂ h ∂t 412m аа а grad + 2 (grad аgradβ) - ----- \u003d 0. (2)। 13 ) h (t फॉर βh ∂ \u003d - (2.14) 2 Madm मैडेलंग ने समीकरण प्राप्त किया ...

अध्याय 1 नाभिक और परमाणु नाभिक

दस्तावेज़

में दिखाया जाएगा अध्याय 8, चुंबकीय ... 1911 में रदरफोर्ड द्वारा ग्रहोंनमूनापरमाणु, डच वैज्ञानिक ए। वांग ... वास्तव में वृद्धि हुई है स्तरऊर्जा... न्यूट्रॉन के साथ नाभिक ... सेल्यूलोज शामिल हैं 13 परमाणुओं ऑक्सीजन, 34 परमाणु हाइड्रोजन और ३ परमाणु कार्बन, ...

2012/13 शैक्षणिक वर्ष के लिए व्यायामशाला संख्या 625 के राज्य शैक्षिक संस्थान का शैक्षिक कार्यक्रम

बुनियादी शैक्षिक कार्यक्रम

वृद्धि स्तर योग्यता, योग्यता और स्तर भुगतान ... GIA: 46 46 13 20 13 - ३ ९ (... कविता "वसीली टेरकिन" ( अध्याय)। एम.ए. शोलोखोव की कहानी ... ग्रहोंनमूनापरमाणु... ऑप्टिकल स्पेक्ट्रा। प्रकाश अवशोषण और उत्सर्जन परमाणुओं... परमाणु नाभिक की संरचना। ऊर्जा ...

अध्याय 4 प्राथमिक ब्रह्मांडीय पदार्थ के विभेदीकरण और स्व-संगठन

दस्तावेज़

मात्रा परमाणुओं 106 पर परमाणुओं सिलिकॉन, ... माप ( स्तर) ऊर्जा; ... गैलिमोव गतिशील नमूना अच्छी तरह से समझाता है ... 4.2.12-4.2। 13 रिश्तों को प्रस्तुत किया जाता है ... परस्पर ग्रहों प्रणाली ... विश्लेषण एल्गोरिथ्म में प्रस्तुत किया गया है अध्याय 2 और 4. कैसे ...

मास्को स्टेट यूनिवर्सिटी ऑफ इकोनॉमिक्स, स्टैटिस्टिक्स, इंफॉर्मेटिक्स

अनुशासन सार: "केएसई"

के विषय पर :

"परमाणु का ग्रहों का मॉडल"

पूरा कर लिया है:

तृतीय वर्ष का छात्र

DNF-301 समूह

रुज़ेव तैमूर

अध्यापक:

मोसोलोव डी। एन।

मास्को 2008

डाल्टन के पहले परमाणु सिद्धांत में, यह माना गया था कि दुनिया में परमाणुओं की एक निश्चित संख्या शामिल है - प्राथमिक ईंटें - विशेषता गुणों के साथ जो शाश्वत और अपरिवर्तनीय हैं।
इलेक्ट्रॉन की खोज के बाद इन विचारों में भारी बदलाव आया। सभी परमाणुओं में इलेक्ट्रॉन होने चाहिए। लेकिन उनमें इलेक्ट्रॉन कैसे स्थित हैं? शास्त्रीय भौतिकी के क्षेत्र में उनके ज्ञान के आधार पर भौतिकशास्त्री केवल दर्शन कर सकते थे, और धीरे-धीरे सभी दृष्टिकोण जे.जे. द्वारा प्रस्तावित एक मॉडल पर सहमत हुए। थॉमसन। इस मॉडल के अनुसार, एक परमाणु में एक सकारात्मक रूप से आवेशित पदार्थ होता है, जिसके अंदर इलेक्ट्रॉनों को मिलाया जाता है (शायद वे तीव्र गति में होते हैं), जिससे परमाणु एक किशमिश का हलवा जैसा दिखता है। परमाणु के थॉमसन के मॉडल को सीधे सत्यापित नहीं किया जा सकता था, लेकिन सभी प्रकार की उपमाओं ने इसके पक्ष में गवाही दी।
1903 में, जर्मन भौतिक विज्ञानी फिलिप लेनार्ड ने एक "खाली" परमाणु का एक मॉडल प्रस्तावित किया था, जिसके अंदर कुछ अज्ञात तटस्थ कण, परस्पर संतुलित सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज, "मक्खी" से बना था। लेनार्ड ने अपने अविभाज्य कणों - डायनामिड्स के लिए एक नाम भी दिया था, लेकिन एकमात्र जिसका अस्तित्व कठोर, सरल और सुंदर प्रयोगों द्वारा सिद्ध किया गया था वह रदरफोर्ड का मॉडल था।

मॉन्ट्रियल में रदरफोर्ड के वैज्ञानिक कार्यों का बहुत बड़ा दायरा - उन्होंने 66 लेखों को व्यक्तिगत और संयुक्त रूप से अन्य वैज्ञानिकों के साथ प्रकाशित किया, न कि "रेडियोधर्मिता" पुस्तक की गिनती - रदरफोर्ड को प्रथम श्रेणी के शोधकर्ता की प्रसिद्धि दिलाई। उन्हें मैनचेस्टर में एक कुर्सी लेने का निमंत्रण मिला। 24 मई 1907 को रदरफोर्ड यूरोप लौट आया। उनके जीवन का एक नया दौर शुरू हुआ।

संचित प्रायोगिक आंकड़ों के आधार पर परमाणु का एक मॉडल बनाने का पहला प्रयास जे। थॉमसन (1903) का है। उनका मानना \u200b\u200bथा कि परमाणु लगभग 10-10 मीटर की त्रिज्या के साथ एक विद्युत रूप से तटस्थ गोलाकार प्रणाली है। एक परमाणु का धनात्मक आवेश समान रूप से गोले की पूरी मात्रा में वितरित किया जाता है, और नकारात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रॉन इसके अंदर होते हैं। परमाणुओं की रेखा उत्सर्जन स्पेक्ट्रा की व्याख्या करने के लिए, थॉमसन ने एक परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्था का निर्धारण करने और संतुलन पदों के आसपास उनके दोलनों की आवृत्तियों की गणना करने का प्रयास किया। हालाँकि, ये प्रयास असफल रहे थे। कुछ साल बाद, महान अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी ई। रदरफोर्ड के प्रयोगों में, यह साबित हुआ कि थॉमसन का मॉडल गलत है।

अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी ई। रदरफोर्ड ने इस विकिरण की प्रकृति की जांच की। यह पता चला कि एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र में रेडियोधर्मी विकिरण के किरण को तीन भागों में विभाजित किया गया था: a-, b- और y- विकिरण। बी-किरणें इलेक्ट्रॉनों की एक धारा हैं, एक किरण एक हीलियम परमाणु के नाभिक हैं, वाई-किरणें विद्युत चुम्बकीय विकिरण हैं। प्राकृतिक रेडियोधर्मिता की घटना परमाणु की जटिल संरचना को इंगित करती है।
एक परमाणु की आंतरिक संरचना का अध्ययन करने के लिए रदरफोर्ड के प्रयोगों में, एक सोने की पन्नी को 107 मीटर / सेकंड की गति से लीड स्क्रीन में स्लिट्स से गुजरने वाले कणों के साथ विकिरणित किया गया था। एक रेडियोधर्मी स्रोत द्वारा उत्सर्जित कण एक हीलियम परमाणु के नाभिक होते हैं। पन्नी परमाणुओं के साथ बातचीत करने के बाद, अल्फा कण जस्ता सल्फाइड की एक परत के साथ कवर स्क्रीन पर गिर गए। जब अल्फा कणों ने स्क्रीन को मारा, तो उन्होंने प्रकाश की बेहोश चमक पैदा की। कुछ कोणों पर पन्नी द्वारा बिखरे हुए कणों की संख्या निर्धारित करने के लिए चमक की संख्या का उपयोग किया गया था। गिनती से पता चला कि अधिकांश कण बिना बाधा के पन्नी से गुजरते हैं। हालांकि, कुछ कण (20,000 में से एक) मूल दिशा से तेजी से भटक गए हैं। इलेक्ट्रॉन के साथ कण का टकराव इसके प्रक्षेपवक्र को इतना महत्वपूर्ण रूप से नहीं बदल सकता है, क्योंकि इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान कण के द्रव्यमान से 7350 गुना कम है।
रदरफोर्ड ने सुझाव दिया कि ए-कणों का प्रतिबिंब धनात्मक-आवेशित कणों द्वारा उनके प्रतिकर्षण के कारण होता है, जिससे द्रव्यमान कण के द्रव्यमान के साथ एकत्र होता है। इस तरह के प्रयोगों के परिणामों के आधार पर, रदरफोर्ड ने परमाणु का एक मॉडल प्रस्तावित किया: एक सकारात्मक रूप से चार्ज किया गया परमाणु नाभिक परमाणु के केंद्र में स्थित होता है, जिसके चारों ओर (जैसे सूर्य के चारों ओर घूमने वाले ग्रह) आकर्षण के विद्युत बलों की कार्रवाई के तहत नकारात्मक चार्ज किए गए इलेक्ट्रॉनों को घुमाते हैं। परमाणु विद्युत रूप से तटस्थ होता है: नाभिक का आवेश इलेक्ट्रॉनों के कुल आवेश के बराबर होता है। एक नाभिक का रैखिक आकार एक परमाणु के आकार से कम से कम 10,000 गुना छोटा होता है। यह रदरफोर्ड का परमाणु का ग्रहीय मॉडल है। एक इलेक्ट्रान को भारी नाभिक पर गिरने से बचाता है? बेशक, इसके चारों ओर एक त्वरित स्पिन। लेकिन नाभिक के क्षेत्र में त्वरण के साथ रोटेशन की प्रक्रिया में, इलेक्ट्रॉन को अपनी ऊर्जा का हिस्सा सभी दिशाओं में उत्सर्जित करना चाहिए और, धीरे-धीरे धीमा हो सकता है, फिर भी नाभिक पर गिर सकता है। इस विचार ने परमाणु के ग्रह मॉडल के लेखकों को आराम नहीं दिया। एक नए भौतिक मॉडल के रास्ते में अगली बाधा, ऐसा लगता है, परमाणु संरचना की पूरी तस्वीर को नष्ट कर देना चाहिए, इस तरह की कठिनाई के साथ बनाया गया और स्पष्ट प्रयोगों द्वारा सिद्ध किया गया ...
रदरफोर्ड को भरोसा था कि एक समाधान मिल जाएगा, लेकिन वह सोच भी नहीं सकता था कि यह इतनी जल्दी होगा। ग्रहों के परमाणु मॉडल का दोष डेनिश भौतिक विज्ञानी नील्स बोहर द्वारा ठीक किया जाएगा। बोह्र ने दर्दनाक रूप से रदरफोर्ड के मॉडल को इंगित किया और सभी संदेह के बावजूद, प्रकृति में स्पष्ट रूप से क्या होता है, इसके लिए स्पष्टीकरण की तलाश की: इलेक्ट्रॉनों, नाभिक पर गिरने के बिना और इससे दूर नहीं उड़ते, लगातार अपने नाभिक के चारों ओर घूमते हैं।

1913 में, नील्स बोहर ने लंबे प्रतिबिंबों और गणनाओं के परिणामों को प्रकाशित किया, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण है, जिसे बोहर के बाद के रूप में जाना जाता है: एक परमाणु में हमेशा स्थिर और सख्ती से परिभाषित कक्षाओं की एक बड़ी संख्या होती है, जिसके साथ एक इलेक्ट्रॉन एक असीम रूप से लंबे समय तक दौड़ सकता है, सभी बलों के लिए उस पर कार्य करता है। , संतुलित होना; एक इलेक्ट्रॉन एक परमाणु में केवल एक स्थिर कक्षा से दूसरे में, समान रूप से स्थिर होकर गुजर सकता है। यदि इस तरह के संक्रमण के दौरान इलेक्ट्रॉन नाभिक से दूर चला जाता है, तो ऊपरी और निचली कक्षाओं में इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा आपूर्ति में अंतर के बराबर ऊर्जा का एक निश्चित मात्रा के बाहर से संचार करना आवश्यक है। यदि एक इलेक्ट्रॉन नाभिक के पास जाता है, तो यह विकिरण के रूप में अतिरिक्त ऊर्जा को "डंप" करता है ...
संभवतः बोह्र के पोस्टुलेट्स ने एक महत्वपूर्ण परिस्थिति के लिए रदरफोर्ड द्वारा प्राप्त नए भौतिक तथ्यों की कई दिलचस्प व्याख्याओं के बीच एक मामूली स्थान लिया होगा। बोह्र ने अपने रिश्तों की मदद से हाइड्रोजन परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन के लिए "अनुमत" कक्षाओं की त्रिज्या की गणना करने में सक्षम था। बोह्र ने सुझाव दिया कि मात्रा में माइक्रोब्रूइड को चिह्नित करना चाहिए प्रमात्रण , अर्थात। वे केवल कुछ असतत मूल्यों को ले सकते हैं।
माइक्रोवर्ल्ड के नियम क्वांटम कानून हैं! ये कानून अभी तक 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में विज्ञान द्वारा स्थापित नहीं किए गए हैं। बोह्र ने उन्हें तीन मुद्राओं के रूप में तैयार किया। पूरक (और "बचत") रदरफोर्ड का परमाणु।

पहला आसन:
परमाणुओं में कुछ ऊर्जाओं के अनुरूप स्थिर अवस्थाएँ होती हैं: E 1, E 2 ... E n। एक स्थिर स्थिति में होने के नाते, इलेक्ट्रॉनों की गति के बावजूद, एक परमाणु ऊर्जा का उत्सर्जन नहीं करता है।

दूसरा आसन:
एक परमाणु की स्थिर स्थिति में, इलेक्ट्रॉन स्थिर कक्षाओं के साथ चलते हैं, जिसके लिए क्वांटम संबंध पूरा होता है:
एम वी आर \u003d एन एच / 2 पी (१)
जहाँ V V r \u003d L कोणीय गति है, n \u003d 1,2,3 ..., h प्लैंक स्थिरांक है।

तीसरा आसन:
परमाणु द्वारा विकिरण या ऊर्जा का अवशोषण इसके स्थिर अवस्था से दूसरे स्थान पर संक्रमण के दौरान होता है। इस स्थिति में, ऊर्जा का एक भाग उत्सर्जित या अवशोषित होता है ( मात्रा ), स्थिर राज्यों की ऊर्जा के बीच अंतर के बराबर होता है, जिसके बीच संक्रमण होता है: e \u003d h u \u003d E m -E n (2)

1. उत्साहित राज्य के लिए जमीन स्थिर राज्य से,

2. ग्राउंड स्टेट के लिए एक उत्साहित स्थिर राज्य से।

बोहर के पद शास्त्रीय भौतिकी के नियमों के विपरीत हैं। वे माइक्रोवर्ल्ड की एक विशिष्ट विशेषता को व्यक्त करते हैं - वहां होने वाली घटनाओं की मात्रा प्रकृति। बोह्र के पदों पर आधारित निष्कर्ष प्रयोग के साथ अच्छे समझौते में हैं। उदाहरण के लिए, वे हाइड्रोजन परमाणु के स्पेक्ट्रम में पैटर्न की व्याख्या करते हैं, एक्स-रे की विशेषता स्पेक्ट्रा की उत्पत्ति आदि। अंजीर में। 3 हाइड्रोजन परमाणु के स्थिर राज्यों के ऊर्जा आरेख का एक हिस्सा दिखाता है।

तीर ऊर्जा के उत्सर्जन के लिए अग्रणी परमाणु के संक्रमण का संकेत देते हैं। यह देखा जा सकता है कि वर्णक्रमीय रेखाएं श्रृंखला में संयुक्त होती हैं, जो उस स्तर तक भिन्न होती हैं जिसमें परमाणु अन्य (उच्चतर) से संक्रमण करते हैं।

इन कक्षाओं में इलेक्ट्रॉन की ऊर्जाओं के बीच के अंतर को जानने के बाद, विभिन्न उत्साहित राज्यों में हाइड्रोजन के उत्सर्जन स्पेक्ट्रम का वर्णन करते हुए एक वक्र का निर्माण करना संभव था और यह निर्धारित करने के लिए कि हाइड्रोजन परमाणु को विशेष रूप से स्वेच्छा से उत्सर्जन करना चाहिए यदि अतिरिक्त ऊर्जा इसे बाहर से आपूर्ति की गई थी, उदाहरण के लिए, पारे की तेज रोशनी की मदद से। लैंप। यह सैद्धांतिक वक्र पूरी तरह से 1885 में स्विस वैज्ञानिक जे। बाल्मर द्वारा मापा गया उत्साहित हाइड्रोजन परमाणुओं के उत्सर्जन स्पेक्ट्रम के साथ मेल खाता था!

प्रयुक्त पुस्तकें:

1. ए। के। शेवलेव "नाभिक की संरचना, कण, निर्वात (2003)
2. ए। वी। ब्लागोव "परमाणु और नाभिक" (2004)
3. http://e-science.ru/- प्राकृतिक विज्ञानों का पोर्टल

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परमाणु का ग्रहों का मॉडल

19. परमाणु के ग्रह मॉडल में, यह माना जाता है कि संख्या

1) कक्षाओं में इलेक्ट्रॉन नाभिक में प्रोटॉन की संख्या के बराबर है

2) प्रोटॉन नाभिक में न्यूट्रॉन की संख्या के बराबर होते हैं

3) कक्षाओं में इलेक्ट्रॉन नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की संख्या के योग के बराबर है

4) नाभिक में न्यूट्रॉन नाभिक में कक्षाओं और प्रोटॉन में इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर है

21. परमाणु के ग्रह मॉडल को प्रयोगों द्वारा प्रमाणित किया गया है

1) विघटन और ठोसों का पिघलना 2) गैस आयनीकरण

3) नए पदार्थों का रासायनिक उत्पादन 4) α- कणों का प्रकीर्णन

24. परमाणु के ग्रहीय मॉडल की पुष्टि होती है

1) आकाशीय पिंडों की गति की गणना 2) विद्युतीकरण पर प्रयोग

3) सूक्ष्मदर्शी में परमाणुओं के α -particles 4) के प्रकीर्णन पर प्रयोग

44. रदरफोर्ड के प्रयोग में α- गुण बिखरे हुए हैं

1) परमाणु नाभिक के इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र 2) लक्ष्य परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन खोल

3) परमाणु नाभिक का गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र 4) लक्ष्य सतह

48. रदरफोर्ड के प्रयोग में, अधिकांश α-कण स्वतंत्र रूप से पन्नी से गुजरते हैं, व्यावहारिक रूप से रेक्टिलाइनियर ट्रैजेक्टरीज से विचलित हुए बिना, क्योंकि

1) परमाणु के नाभिक का धनात्मक आवेश होता है

2) इलेक्ट्रॉनों को नकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है

3) एक परमाणु के नाभिक का आकार (परमाणु की तुलना में) छोटा होता है

4) α- कणों में एक बड़ा (परमाणु नाभिक की तुलना में) द्रव्यमान होता है

154. परमाणु के ग्रहीय मॉडल के क्या कथन हैं?

1) नाभिक परमाणु के केंद्र में है, नाभिक का चार्ज सकारात्मक है, इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर कक्षाओं में हैं।

2) नाभिक परमाणु के केंद्र में है, नाभिक का चार्ज ऋणात्मक है, इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर कक्षाओं में हैं।

3) इलेक्ट्रॉन - परमाणु के केंद्र में, नाभिक इलेक्ट्रॉनों के चारों ओर घूमता है, नाभिक का चार्ज सकारात्मक है।

4) इलेक्ट्रॉन - परमाणु के केंद्र में, नाभिक इलेक्ट्रॉनों के चारों ओर घूमता है, नाभिक का चार्ज नकारात्मक है।

225. α- कणों के प्रकीर्णन पर ई। रदरफोर्ड के प्रयोगों से पता चला

A. परमाणु के लगभग सभी द्रव्यमान नाभिक में केंद्रित होते हैं। B. नाभिक का धनात्मक आवेश होता है।

कौन सा कथन सही है?

1) केवल A 2) केवल B 3) A और B 4 दोनों) न तो A और न ही B है

259. परमाणु संरचना का क्या विचार रदरफोर्ड के परमाणु के मॉडल से मेल खाता है?

1) नाभिक परमाणु के केंद्र में है, इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर कक्षाओं में हैं, इलेक्ट्रॉनों का चार्ज सकारात्मक है।

2) नाभिक परमाणु के केंद्र में है, इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर कक्षाओं में हैं, इलेक्ट्रॉनों का चार्ज ऋणात्मक है।

3) सकारात्मक चार्ज परमाणु पर समान रूप से वितरित किया जाता है, परमाणु में इलेक्ट्रॉन कंपन करते हैं।

4) सकारात्मक चार्ज समान रूप से परमाणु पर वितरित किया जाता है, और इलेक्ट्रॉनों परमाणु में विभिन्न कक्षाओं में चलते हैं।

266. परमाणु की संरचना के बारे में क्या विचार सही है? एक परमाणु का अधिकांश द्रव्यमान केंद्रित होता है

1) नाभिक में, इलेक्ट्रॉन आवेश धनात्मक 2 होता है) नाभिक में, परमाणु आवेश ऋणात्मक होता है

3) इलेक्ट्रॉनों में, इलेक्ट्रॉनों का चार्ज ऋणात्मक 4 है) नाभिक में, इलेक्ट्रॉनों का चार्ज ऋणात्मक है

254. परमाणु की संरचना का क्या विचार रदरफोर्ड के परमाणु के मॉडल से मेल खाता है?

1) नाभिक परमाणु के केंद्र में होता है, नाभिक का चार्ज सकारात्मक होता है, परमाणु का अधिकांश द्रव्यमान इलेक्ट्रॉनों में केंद्रित होता है।

2) नाभिक परमाणु के केंद्र में होता है, नाभिक का चार्ज ऋणात्मक होता है, परमाणु का अधिकांश द्रव्यमान इलेक्ट्रॉन खोल में केंद्रित होता है।

3) नाभिक परमाणु के केंद्र में होता है, नाभिक का चार्ज सकारात्मक होता है, परमाणु का अधिकांश द्रव्यमान नाभिक में केंद्रित होता है।

4) नाभिक परमाणु के केंद्र में होता है, नाभिक का चार्ज ऋणात्मक होता है, परमाणु का अधिकांश द्रव्यमान नाभिक में केंद्रित होता है।

बोह्र के आसन

267. एक दुर्लभ परमाणु गैस के परमाणुओं के सबसे कम ऊर्जा स्तरों के आरेख में आकृति में दिखाया गया रूप है। प्रारंभिक समय में, परमाणु ऊर्जा के साथ एक अवस्था में होते हैं E (2) बोह्र के पोस्टुलेट्स के अनुसार, यह गैस ऊर्जा के साथ फोटॉन का उत्सर्जन कर सकती है

1) 0.3 eV, 0.5 eV और 1.5 eV 2) केवल 0.3 eV 3) केवल 1.5 eV 4) 0 से 0.5 eV की सीमा में कोई भी

273. आकृति परमाणु के निम्नतम ऊर्जा स्तरों का आरेख दिखाती है। प्रारंभिक समय में, परमाणु ऊर्जा ई (2) के साथ एक स्थिति में है। बोह्र के पोस्ट के अनुसार, एक दिया परमाणु ऊर्जा के साथ फोटॉन का उत्सर्जन कर सकता है

1) 1) 10 -19 J 2) 3 19 10 -19 J 3) 5-10 -19 J 4) 6) 10 -19 J

279. बोहर परमाणु के मॉडल के अनुसार एक परमाणु द्वारा उत्सर्जित फोटॉन की आवृत्ति क्या निर्धारित करती है?

1) स्थिर राज्यों की ऊर्जाओं के बीच अंतर 2) नाभिक के चारों ओर इलेक्ट्रॉन की क्रांति की आवृत्ति

3) इलेक्ट्रान के लिए डी ब्रोगली वेवलेंथ 4) बोहर का मॉडल इसे निर्धारित करने की अनुमति नहीं देता है

15. परमाणु ऊर्जा 1 के साथ एक अवस्था में है< 0. Минимальная энергия, необходимая для отрыва электрона от атома, равна

1) 0 2) ई 1 3) - ई 1 4) - ई 1/2

16. दूसरी बार उत्तेजित अवस्था में हाइड्रोजन परमाणुओं द्वारा विभिन्न आवृत्तियों के कितने फोटोन उत्सर्जित किए जा सकते हैं?

1) 1 2) 2 3) 3 4) 4

25. मान लीजिए कि गैस परमाणुओं की ऊर्जा केवल उन मूल्यों को ले सकती है जो आरेख में इंगित किए गए हैं। परमाणु ऊर्जा ई (3) के साथ एक स्थिति में हैं। दी गई गैस किस ऊर्जा को अवशोषित कर सकती है?

1) 2-10 -18 J से 8 18 10 -18 J 2) की सीमा के भीतर कोई भी, लेकिन 2 than 10 -18 J से कम

3) केवल 2) 10 -18 J 4) 2 18 10 -18 J से अधिक या बराबर

29. जब 6 eV की ऊर्जा वाला एक फोटॉन उत्सर्जित होता है, तो एक परमाणु का आवेश

1) 2 नहीं बदलता है) 9.6 19 10 -19 C से बढ़ता है

3) 1.6-10 -19 C 4 से बढ़ता है) 9.6 19 10 -19 C से घटता है

30. 4 15 10 15 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ प्रकाश में समान विद्युत आवेश वाले फोटॉन होते हैं

1) 1.6) 10 -19 C 2) 6.4 19 10 -19 C 3) 0 C 4) 6.4 ∙ 10 -4 C

78. एक परमाणु के बाहरी आवरण का एक इलेक्ट्रॉन पहले एक स्थिर अवस्था से ऊर्जा E 1 से एक स्थिर अवस्था में ऊर्जा E 2 से गुजरता है, एक आवृत्ति के साथ एक फोटॉन को अवशोषित करता है। v १। फिर यह राज्य E 2 से ऊर्जा E s के साथ स्थिर स्थिति में जाता है, आवृत्ति के साथ एक फोटॉन को अवशोषित करता है v 2 > v १। क्या होता है जब एक इलेक्ट्रॉन E 2 राज्य से E 1 राज्य में गुजरता है।

1) आवृत्ति के साथ प्रकाश का उत्सर्जन v 2 – v 1 2) आवृत्ति द्वारा प्रकाश का अवशोषण v 2 – v 1

3) आवृत्ति के साथ प्रकाश का उत्सर्जन v 2 + v 1 4) आवृत्ति द्वारा प्रकाश का अवशोषण v 2 – v 1

90. एक परमाणु द्वारा अवशोषित फोटॉन की ऊर्जा जमीन 0 से ऊर्जा राज्य में संक्रमण के दौरान एक ऊर्जा के साथ एक उत्साहित अवस्था में ई 1 के बराबर है (एच प्लैंक स्थिर है)

95. आकृति परमाणु के ऊर्जा स्तरों को दिखाती है और एक स्तर से दूसरे स्तर तक संक्रमण के दौरान उत्सर्जित और अवशोषित फोटॉनों की तरंग दैर्ध्य को इंगित करती है। E 4 लेवल से E 1 लेवल पर संक्रमण के दौरान उत्सर्जित फोटॉनों की तरंग दैर्ध्य क्या है यदि λ 13 \u003d 400 एनएम, λ 24 \u003d 500 एनएम, λ 32 \u003d 600 एनएम? Nm में अपना उत्तर व्यक्त करें और निकटतम पूर्ण संख्या में गोल करें।

96. आकृति परमाणु के इलेक्ट्रॉन शेल के कई ऊर्जा स्तरों को दिखाती है और इन स्तरों के बीच संक्रमण के दौरान उत्सर्जित और अवशोषित फोटॉनों की आवृत्तियों को इंगित करती है। एक परमाणु द्वारा उत्सर्जित फोटॉनों की न्यूनतम तरंग दैर्ध्य क्या है कोई भी

संभव संक्रमण E 1, E 2, ez और E 4 के स्तर के बीच, यदि v 13 \u003d 7 \u003d 10 14 हर्ट्ज, v 24 \u003d 5 \u003d 10 14 हर्ट्ज, v 32 \u003d 3 \u003d 10 14 हर्ट्ज? Nm में अपना उत्तर व्यक्त करें और निकटतम पूर्ण संख्या में गोल करें।

120. आकृति परमाणु के ऊर्जा स्तरों का आरेख दिखाती है। तीर के साथ चिह्नित ऊर्जा स्तरों के बीच कौन सा संक्रमण न्यूनतम आवृत्ति की एक मात्रा के अवशोषण के साथ है?

1) स्तर 1 से स्तर 5 2) स्तर 1 से स्तर 2 तक

124. आकृति परमाणु के ऊर्जा स्तरों को दिखाती है और एक स्तर से दूसरे स्तर तक संक्रमण के दौरान उत्सर्जित और अवशोषित फोटॉनों की तरंग दैर्ध्य को इंगित करती है। यह प्रायोगिक रूप से स्थापित किया गया था कि इन स्तरों के बीच संक्रमण के दौरान उत्सर्जित फोटॉनों के लिए न्यूनतम तरंग दैर्ध्य λ 0 \u003d 250 एनएम है। Λ 13 \u003d λ 32 \u003d 545 एनएम, λ 24 \u003d 400 एनएम का मान क्या है?

145. आकृति एक दुर्लभ गैस के परमाणुओं की ऊर्जा के संभावित मूल्यों का आरेख दिखाती है। प्रारंभिक समय में, परमाणु ऊर्जा ई (3) के साथ एक राज्य में हैं। ऊर्जा के साथ फोटॉनों का संभावित उत्सर्जन

1) केवल 2 ∙ 10 -18 J 2) केवल 3 18 10 -18 और 6-10 -18 J

3) केवल 2-10 -18, 5 18 10 -18 और 8 18 10 -18 J 4) 2 8 10 -18 से 8-10 -18 J में से कोई भी

162. हाइड्रोजन परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन के ऊर्जा स्तर को सूत्र - n \u003d - 13.6 / n 2 eV द्वारा दिया जाता है, जहाँ n \u003d 1, 2, 3, .... होता है। जब एक परमाणु E 2 अवस्था से E 1 अवस्था में जाता है, तो परमाणु एक फोटॉन का उत्सर्जन करता है। एक बार फोटोकैथोड की सतह पर, फोटॉन फोटोइलेक्ट्रॉन को बाहर निकालता है। फोटोकैथोड सतह की सामग्री के लिए फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव की लाल सीमा के अनुरूप प्रकाश की तरंग दैर्ध्य, λ cr \u003d 300 एनएम। एक फोटोइलेक्ट्रॉन की अधिकतम संभव गति क्या है?

180. आंकड़ा हाइड्रोजन परमाणु के सबसे कम ऊर्जा स्तर को दर्शाता है। क्या E 1 राज्य में एक परमाणु 3.4 eV फोटॉन को अवशोषित कर सकता है?

1) हाँ, इस मामले में, परमाणु राज्य में गुजरता है this 2

2) हाँ, इस मामले में, परमाणु राज्य E 3 पर चला जाता है

3) हाँ, जबकि परमाणु आयनित होता है, एक प्रोटॉन और एक इलेक्ट्रॉन में क्षय होता है

4) नहीं, एक उत्साहित अवस्था में परमाणु के संक्रमण के लिए फोटॉन ऊर्जा पर्याप्त नहीं है

218. आकृति परमाणु के ऊर्जा स्तरों का एक सरल आरेख दिखाती है। गिने हुए तीर इन स्तरों के बीच परमाणु के कुछ संभावित संक्रमणों का संकेत देते हैं। सबसे लंबी तरंग दैर्ध्य के प्रकाश के अवशोषण की प्रक्रियाओं और सबसे लंबी तरंग दैर्ध्य के प्रकाश के उत्सर्जन के बीच एक पत्राचार स्थापित करें और परमाणु के ऊर्जा संक्रमण का संकेत देते हैं। पहले स्तंभ की प्रत्येक स्थिति के लिए, दूसरी की इसी स्थिति का चयन करें और संबंधित अक्षरों के नीचे तालिका में चयनित संख्याओं को लिखें।

226. आंकड़ा परमाणु ऊर्जा स्तर आरेख का एक टुकड़ा दिखाता है। तीरों के साथ चिह्नित ऊर्जा स्तरों के बीच कौन सा संक्रमण अधिकतम ऊर्जा वाले फोटॉन के उत्सर्जन के साथ है?

1) स्तर 1 से स्तर 5 2 तक) स्तर 5 से स्तर 2 तक

3) स्तर 5 से स्तर 1 4 तक) स्तर 2 से स्तर 1 तक

228. आंकड़ा हाइड्रोजन परमाणु के चार निम्न ऊर्जा स्तरों को दर्शाता है। एक परमाणु द्वारा 12.1 eV की ऊर्जा के साथ एक फोटॉन के अवशोषण से क्या संक्रमण होता है?

1) ई 3 → ई 1 2) ई 1 → ई 3 3) ई 3 → ई 2 4) ई 1 → ई 4

238. एक इलेक्ट्रॉन एक गति पी \u003d 2 24 10 -24 किग्रा a मी / एस एक आराम करने वाले प्रोटॉन के साथ टकराता है, ऊर्जा (n (n \u003d 2) के साथ एक राज्य में हाइड्रोजन परमाणु बनाता है। एक परमाणु बनाने की प्रक्रिया में, एक फोटॉन उत्सर्जित होता है। आवृत्ति का पता लगाएं v इस फोटॉन की, परमाणु की गतिज ऊर्जा की उपेक्षा करना। हाइड्रोजन परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन का ऊर्जा स्तर सूत्र द्वारा दिया जाता है, जहां n \u003d 1,2, 3, ....

260. परमाणु के निम्नतम ऊर्जा स्तरों के आरेख में आकृति में दिखाया गया रूप है। प्रारंभिक समय में, परमाणु ऊर्जा ई (2) के साथ एक स्थिति में है। बोह्र के अनुसार, एक परमाणु ऊर्जा के साथ फोटोन का उत्सर्जन कर सकता है

1) केवल 0.5 eV 2) केवल 1.5 eV 3) 0.5 eV 4 से कम) किसी भी 0.5 से 2VV सीमा के भीतर

269. आकृति परमाणु के ऊर्जा स्तरों के आरेख को दर्शाती है। क्या संख्या संक्रमण से मेल खाती है जो मेल खाती है विकिरणसबसे कम ऊर्जा वाला फोटॉन?

1) 1 2) 2 3) 3 4) 4

282. एक परमाणु द्वारा एक फोटॉन के विकिरण पर होता है

1) एक स्थिर कक्षा में एक इलेक्ट्रॉन की गति

2) एक अवस्था से एक उत्तेजित अवस्था तक एक इलेक्ट्रॉन का संक्रमण

3) एक उत्तेजित राज्य से जमीन राज्य तक एक इलेक्ट्रॉन का संक्रमण

4) सभी सूचीबद्ध प्रक्रियाएं

13. फोटॉनों का उत्सर्जन उत्तेजित अवस्थाओं से संक्रमणों के दौरान होता है। ई 1\u003e ई 2\u003e ई 3 से लेकर ग्राउंड स्टेट तक। संबंधित फोटॉनों v 1, v 2, v 3 की आवृत्तियों के लिए, निम्नलिखित संबंध मान्य है

1) v 1 < v 2 < v 3 2) v 2 < v 1 < v 3 3) v 2 < v 3 < v 1 4) v 1 > v 2 > v 3

1) शून्य 2 से अधिक) शून्य 3 के बराबर) शून्य से कम

4) राज्य के आधार पर शून्य से अधिक या कम

98. आराम पर एक परमाणु ने 1.2 17 10 -17 जे की ऊर्जा के साथ एक फोटॉन को अवशोषित किया है इस मामले में, परमाणु की गति

1) 2 नहीं बदला) 1.2 17 10 -17 किलो to m / s के बराबर हो गया

3) 4 ∙ 10 -26 kg s m / s 4 के बराबर हो गया) 3.6-10 -9 kg 3.6 m / s के बराबर हो गया

110. मान लीजिए कि किसी पदार्थ के परमाणुओं के ऊर्जा स्तरों के आरेख में रूप है,

चित्र में दिखाया गया है, और परमाणु ऊर्जा E (1) के साथ एक अवस्था में हैं। 1.5 eV की गतिज ऊर्जा के साथ एक इलेक्ट्रॉन इन परमाणुओं में से एक से टकराया और कुछ अतिरिक्त ऊर्जा प्राप्त करते हुए उछल गया। टक्कर के बाद इलेक्ट्रॉन की गति का निर्धारण, यह मानते हुए कि परमाणु टक्कर से पहले आराम कर रहा था। एक इलेक्ट्रॉन के साथ टक्कर में एक परमाणु द्वारा प्रकाश के उत्सर्जन की संभावना की उपेक्षा करें।

111. मान लीजिए कि किसी पदार्थ के परमाणुओं के ऊर्जा स्तर के आरेख में आकृति में दिखाया गया रूप है, और परमाणु ऊर्जा E (1) के साथ एक स्थिति में हैं। एक इलेक्ट्रॉन, इन परमाणुओं में से एक के साथ टकराकर, कुछ अतिरिक्त ऊर्जा प्राप्त करके उछल गया। बाकी पर एक परमाणु के साथ टक्कर के बाद एक इलेक्ट्रॉन की गति 1.2 ∙ 10 -24 किलोग्राम s m / s के बराबर हो गई। टक्कर से पहले इलेक्ट्रॉन की गतिज ऊर्जा का निर्धारण करें। एक इलेक्ट्रॉन के साथ टकराव में एक परमाणु द्वारा प्रकाश के उत्सर्जन की संभावना की उपेक्षा करें।

136.। ° -meson के द्रव्यमान के साथ 2.4 28 10 -28 किग्रा दो quant-क्वांटा में हो जाता है। संदर्भ के फ्रेम में गठित the-क्वांटा में से एक की गति के मापांक का पता लगाएं, जहां प्राथमिक is ° -meson आराम पर है।

144. पोत में दुर्लभ परमाणु हाइड्रोजन होता है। जमीन की स्थिति में हाइड्रोजन परमाणु (ई 1 \u003d - 13.6 ईवी) एक फोटॉन को अवशोषित करता है और आयनित होता है। आयनन के परिणामस्वरूप परमाणु से निकाले गए इलेक्ट्रॉन नाभिक से गति v \u003d 1000 किमी / सेकंड की दूरी पर चले जाते हैं। अवशोषित फोटॉन की आवृत्ति क्या है? हाइड्रोजन परमाणुओं की तापीय गति की ऊर्जा की उपेक्षा करें।

197. जमीन की अवस्था में एक आराम करने वाला हाइड्रोजन परमाणु (E 1 \u003d - 13.6 eV) वैक्यूम में एक तरंग दैर्ध्य λ \u003d 80 एनएम के साथ एक फोटॉन को अवशोषित करता है। आयनन के परिणामस्वरूप न्यूक्लियस से दूर जाने वाले इलेक्ट्रॉन परमाणु से किस गति से भागते हैं? गठित आयन की गतिज ऊर्जा की उपेक्षा करें।

214. 135 मेव की शेष ऊर्जा के साथ एक स्वतंत्र पियोन (-°-सैमसन) एक गति वी के साथ चलता है, जो प्रकाश की गति से बहुत कम है। इसके क्षय के परिणामस्वरूप, दो result-क्वांटा का गठन किया गया था, उनमें से एक पियोन की गति की दिशा में प्रचार कर रहा था, और दूसरा विपरीत दिशा में। एक क्वांटम की ऊर्जा दूसरे की तुलना में 10% अधिक है। क्षय से पहले एक शेर की गति क्या है?

232. तालिका हाइड्रोजन परमाणु के दूसरे और चौथे ऊर्जा स्तर के लिए ऊर्जा मूल्यों को दर्शाती है।

स्तर की संख्या	ऊर्जा, 10 -19 जे
	-5,45
	-1,36

चौथे स्तर से दूसरे स्तर तक संक्रमण में एक परमाणु द्वारा उत्सर्जित फोटॉन की ऊर्जा क्या है?

1) 5.45-10 -19 J 2) 1.36 19 10 -19 J 3) 6.81-10 -19 J 4) 4.09-10 -19 J

248. आराम से एक परमाणु 16.32 An 10 -19 जे की ऊर्जा के साथ एक फोटॉन का उत्सर्जन करता है, एक उत्साहित राज्य से एक जमीन राज्य तक एक इलेक्ट्रॉन के संक्रमण के परिणामस्वरूप। पुनरावृत्ति के परिणामस्वरूप, परमाणु 8.81 result 10 -27 जे की गतिज ऊर्जा के साथ विपरीत दिशा में आगे बढ़ना शुरू करता है, परमाणु का द्रव्यमान ज्ञात करें। किसी परमाणु की गति प्रकाश की गति की तुलना में छोटी मानी जाती है।

252. पोत में दुर्लभ परमाणु हाइड्रोजन होता है। जमीन की स्थिति में हाइड्रोजन परमाणु (ई 1 \u003d -13.6 ईवी) एक फोटॉन को अवशोषित करता है और आयनित होता है। आयनन के परिणामस्वरूप परमाणु से निकले इलेक्ट्रॉन 1000 किमी / सेकंड की गति से नाभिक से दूर चले जाते हैं। अवशोषित फोटॉन की तरंग दैर्ध्य क्या है? हाइड्रोजन परमाणुओं की तापीय गति की ऊर्जा की उपेक्षा करें।

1) 46 एनएम 2) 64 एनएम 3) 75 एनएम 4) 91 एनएम

257. पोत में दुर्लभ परमाणु हाइड्रोजन होता है। जमीन की स्थिति में हाइड्रोजन परमाणु (ई 1 \u003d -13.6 ईवी) एक फोटॉन को अवशोषित करता है और आयनित होता है। आयनन के परिणामस्वरूप परमाणु से निकाले गए इलेक्ट्रॉन नाभिक से गति v \u003d 1000 किमी / सेकंड की दूरी पर चले जाते हैं। अवशोषित फोटॉन की ऊर्जा क्या है? हाइड्रोजन परमाणुओं की थर्मल गति की ऊर्जा की उपेक्षा करें।

1) 13.6 eV 2) 16.4 eV 3) 19.3 eV 4) 27.2 eV

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यह क्या है? यह रदरफोर्ड परमाणु का मॉडल है। इसका नाम न्यूजीलैंड में जन्मे ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी अर्नेस्ट रदरफोर्ड के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने 1911 में नाभिक की खोज की शुरुआत की थी। पतली धातु की पन्नी पर बिखरे हुए अल्फा कणों के साथ अपने प्रयोगों में, उन्होंने पाया कि अधिकांश अल्फा कण सीधे पन्नी से होकर गुजरते हैं, लेकिन कुछ बंद हो जाते हैं। रदरफोर्ड ने सुझाव दिया कि छोटे क्षेत्र में एक सकारात्मक रूप से चार्ज किया गया नाभिक था जहां से उन्होंने उछाल दिया। इस अवलोकन ने उन्हें परमाणु की संरचना का वर्णन करने के लिए प्रेरित किया, जो कि क्वांटम सिद्धांत के लिए सुधार के साथ, आज स्वीकार किया जाता है। जिस तरह पृथ्वी सूर्य के चारों ओर घूमती है, एक परमाणु का विद्युत आवेश नाभिक में केंद्रित होता है, जिसके चारों ओर विपरीत आवेश के इलेक्ट्रॉन घूमते हैं, और विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र इलेक्ट्रॉनों को नाभिक की कक्षा में रखते हैं। इसलिए, मॉडल को ग्रह कहा जाता है।

रदरफोर्ड से पहले, परमाणु का एक और मॉडल था - थॉम्पसन का पदार्थ का मॉडल। इसमें कोई नाभिक नहीं था, यह एक सकारात्मक रूप से चार्ज किया गया "केक" था जो "ज़ेस्ट" से भरा हुआ था - इलेक्ट्रॉन जो स्वतंत्र रूप से इसमें घूमते थे। वैसे, यह थॉम्पसन था जिन्होंने इलेक्ट्रॉनों की खोज की थी। एक आधुनिक स्कूल में, जब वे परिचित होना शुरू करते हैं, तो वे हमेशा इस मॉडल के साथ शुरू करते हैं।

रदरफोर्ड के परमाणु मॉडल (बाएं) और थॉम्पसन (दाएं)

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क्वांटम मॉडल जो आज परमाणु की संरचना का वर्णन करता है वह निश्चित रूप से रदरफोर्ड के साथ आए एक से अलग है। सूर्य के चारों ओर ग्रहों की गति में कोई क्वांटम यांत्रिकी नहीं है, लेकिन नाभिक के चारों ओर एक इलेक्ट्रॉन के आंदोलन में यह है। हालांकि, कक्षा की अवधारणा अभी भी परमाणु संरचना के सिद्धांत में बनी हुई है। लेकिन यह ज्ञात हो जाने के बाद कि कक्षाओं को परिमाणित किया जाता है, अर्थात्, उनके बीच कोई निरंतर संक्रमण नहीं होता है, जैसा कि रदरफोर्ड ने सोचा था, ऐसे ग्रह मॉडल को कॉल करना गलत हो गया। रदरफोर्ड ने सही दिशा में पहला कदम उठाया, और परमाणु की संरचना के सिद्धांत के विकास ने उस मार्ग का अनुसरण किया, जो कि उल्लिखित था।

विज्ञान के लिए यह दिलचस्प क्यों है? रदरफोर्ड के प्रयोग ने नाभिक की खोज की। लेकिन जो कुछ भी हम उनके बारे में जानते हैं, हमने उसके बाद सीखा। उनका सिद्धांत कई दशकों में विकसित हुआ है, और इसमें पदार्थ की संरचना के बारे में मौलिक सवालों के जवाब शामिल हैं।

पैराडॉक्स जल्दी से रदरफोर्ड के मॉडल में खोजे गए, अर्थात्: यदि एक आरोपित इलेक्ट्रॉन एक नाभिक के चारों ओर घूमता है, तो उसे ऊर्जा का उत्सर्जन करना होगा। हम जानते हैं कि एक शरीर जो निरंतर गति से एक सर्कल में घूमता है, वह अभी भी तेज है, क्योंकि गति वेक्टर हर समय बदल रहा है। और यदि एक आवेशित कण त्वरण के साथ गति करता है, तो उसे ऊर्जा का विकिरण करना चाहिए। इसका मतलब है कि यह लगभग तुरंत इसे खोना चाहिए और कोर में गिरना चाहिए। इसलिए, परमाणु का शास्त्रीय मॉडल खुद से पूरी तरह से सहमत नहीं है।

फिर भौतिक सिद्धांत दिखाई देने लगे जिन्होंने इस विरोधाभास को दूर करने का प्रयास किया। परमाणु संरचना मॉडल के लिए एक महत्वपूर्ण अतिरिक्त नील्स बोहर द्वारा बनाया गया था। उन्होंने पता लगाया कि परमाणु के चारों ओर कई क्वांटम कक्षाएँ हैं, जिनके साथ इलेक्ट्रॉन चलता है। उन्होंने सुझाव दिया कि इलेक्ट्रॉन हर समय ऊर्जा का उत्सर्जन नहीं करता है, लेकिन केवल तब जब यह एक कक्षा से दूसरी कक्षा में जाता है।

बोहर का एटम मॉडल

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और परमाणु के बोह्र के मॉडल के बाद, हाइजेनबर्ग का अनिश्चितता सिद्धांत दिखाई दिया, जिसने आखिरकार बताया कि एक नाभिक पर इलेक्ट्रॉन का गिरना असंभव क्यों है। हाइजेनबर्ग ने पाया कि एक उत्साहित परमाणु में, एक इलेक्ट्रॉन दूर की कक्षाओं में है, और जिस क्षण यह एक फोटॉन उत्सर्जित करता है, यह मुख्य कक्षा में गिर जाता है, अपनी ऊर्जा खो देता है। दूसरी ओर, परमाणु एक स्थिर स्थिति में चला जाता है, जिसमें इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर तब तक घूमता रहेगा, जब तक कि उसे बाहर से कुछ भी उत्तेजित नहीं करता। यह एक स्थिर स्थिति है, जिसके आगे इलेक्ट्रॉन नहीं गिरेगा।

इस तथ्य के कारण कि परमाणु की मूल स्थिति एक स्थिर स्थिति है, पदार्थ मौजूद है, हम सभी मौजूद हैं। क्वांटम यांत्रिकी के बिना, हमारे पास कोई स्थिर मामला नहीं होगा। इस अर्थ में, मुख्य प्रश्न एक आम आदमी क्वांटम यांत्रिकी से पूछ सकता है कि सब कुछ आखिर क्यों नहीं होता है? सभी पदार्थ एक बिंदु पर क्यों नहीं जा रहे हैं? और क्वांटम यांत्रिकी इस प्रश्न का उत्तर देने में सक्षम है।

यह क्यों जानते हैं? एक अर्थ में, रदरफोर्ड का प्रयोग क्वार्कों की खोज के साथ फिर से दोहराया गया था। रदरफोर्ड ने पाया कि सकारात्मक चार्ज - प्रोटॉन - नाभिक में केंद्रित होते हैं। प्रोटॉन के अंदर क्या है? अब हम जानते हैं कि प्रोटॉन के अंदर क्वार्क होते हैं। हमने 1967 में एसएलएसी (नेशनल एक्सेलेरेटर लेबोरेटरी, यूएसए) में डीप इनेलोस्टिक इलेक्ट्रॉन-प्रोटॉन प्रकीर्णन पर एक समान प्रयोग करके यह सीखा।

यह प्रयोग रदरफोर्ड के प्रयोग के समान सिद्धांत पर किया गया था। फिर अल्फा कण गिर गए, और यहां इलेक्ट्रॉन प्रोटॉन पर गिर गए। टकराव के परिणामस्वरूप, प्रोटॉन प्रोटॉन रह सकते हैं, या वे उच्च ऊर्जा के कारण उत्साहित हो सकते हैं, और फिर अन्य कण, जैसे कि पी-मेन्सन, प्रोटॉन के बिखरने के दौरान उत्पन्न हो सकते हैं। यह पता चला कि यह क्रॉस सेक्शन ऐसा व्यवहार करता है जैसे कि प्रोटॉन के अंदर बिंदु घटक होते हैं। अब हम जानते हैं कि ये बिंदु घटक क्वार्क हैं। एक मायने में, यह रदरफोर्ड का अनुभव था, लेकिन अगले स्तर पर। 1967 से, हमारे पास पहले से ही क्वार्क मॉडल है। लेकिन आगे क्या होगा, हम नहीं जानते। अब आपको क्वार्कों पर कुछ बिखेरने की जरूरत है और वे क्या गिरते हैं, इस पर गौर करें। लेकिन यह अगला कदम है, अभी तक यह संभव नहीं हो पाया है।

इसके अलावा, रूसी विज्ञान के इतिहास से सबसे महत्वपूर्ण कहानी रदरफोर्ड के नाम के साथ जुड़ी हुई है। पेट्र लियोनिदोविच कपित्सा ने अपनी प्रयोगशाला में काम किया। 1930 के दशक की शुरुआत में, उन्हें देश छोड़ने और सोवियत संघ में बने रहने के लिए मजबूर किया गया। यह जानने के बाद, रदरफोर्ड ने कपित्सा को इंग्लैंड में अपने सभी उपकरणों को भेजा, और इस तरह मास्को में भौतिक समस्याओं के लिए संस्थान बनाने में मदद की। यही है, रदरफोर्ड के लिए धन्यवाद, सोवियत भौतिकी का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हुआ।