প্ৰটনৰ ভৰ

প্ৰটনৰ ভৰ কিমান?

প্ৰটন হৈছে এটা উপ-পাৰমাণৱিক কণিকা যি পৰমাণুৰ নিউক্লিয়াছত পোৱা যায়। ই নিউট্ৰন আৰু ইলেক্ট্ৰনৰ সৈতে উপ-পাৰমাণৱিক কণিকাৰ তিনিটা প্ৰধান প্ৰকাৰৰ ভিতৰত এটা। প্ৰটনৰ ধনাত্মক বৈদ্যুতিক আধান থাকে, আনহাতে নিউট্ৰনৰ কোনো আধান নাথাকে আৰু ইলেক্ট্ৰনৰ ঋণাত্মক আধান থাকে। প্ৰটনৰ ভৰ প্ৰায় ১ পাৰমাণৱিক ভৰ একক (amu)।

প্ৰটনৰ ভৰ গণনা কৰা প্ৰটনৰ ভৰ তলৰ সূত্ৰটো ব্যৱহাৰ কৰি গণনা কৰিব পাৰি:

$$ Mass\ of\ proton = Mass\ of\ hydrogen\ atom - Mass\ of\ electron $$

হাইড্ৰজেন পৰমাণুৰ ভৰ প্ৰায় ১.০০৭৮২৫ amu, আৰু ইলেক্ট্ৰনৰ ভৰ প্ৰায় ০.০০০৫৪৮৬ amu। গতিকে, প্ৰটনৰ ভৰ প্ৰায় ১.০০৭২৭৬৪ amu।

পৰমাণুত প্ৰটন প্ৰটনবোৰ নিউট্ৰনৰ সৈতে পৰমাণুৰ নিউক্লিয়াছত অৱস্থিত। পৰমাণু এটাত থকা প্ৰটনৰ সংখ্যাই মৌলটোৰ পাৰমাণৱিক সংখ্যা নিৰ্ধাৰণ কৰে। উদাহৰণস্বৰূপে, এটা প্ৰটন থকা সকলো পৰমাণু হাইড্ৰজেন পৰমাণু, দুটা প্ৰটন থকা সকলো পৰমাণু হিলিয়াম পৰমাণু, ইত্যাদি।

পৰমাণু এটাত থকা প্ৰটনবোৰ শক্তিশালী নিউক্লীয় বলৰ দ্বাৰা একেলগে ধৰি ৰখা হয়। এই বলটো ইলেক্ট্ৰষ্টেটিক বলতকৈ বহু শক্তিশালী যিয়ে ইলেক্ট্ৰনবোৰ নিউক্লিয়াছৰ চাৰিওফালে কক্ষপথত ধৰি ৰাখে। শক্তিশালী নিউক্লীয় বলটোৱে পৰমাণুৰ স্থিৰতাৰ বাবেও দায়ী।

প্ৰটন হৈছে এটা মৌলিক উপ-পাৰমাণৱিক কণিকা যিয়ে পৰমাণুৰ গঠনত এক গুৰুত্বপূৰ্ণ ভূমিকা পালন কৰে। ইয়াৰ ভৰ, আধান, আৰু অন্যান্য ধৰ্মে পৰমাণু আৰু অণুৰ সামগ্ৰিক ধৰ্মলৈ অৰিহণা যোগায়।

প্ৰটনৰ ভৰ নিৰ্ধাৰণ#

প্ৰটন হৈছে এটা উপ-পাৰমাণৱিক কণিকা যি পৰমাণুৰ নিউক্লিয়াছত পোৱা যায়। ইয়াৰ ধনাত্মক বৈদ্যুতিক আধান আৰু প্ৰায় ১ পাৰমাণৱিক ভৰ একক (amu) ভৰ আছে। প্ৰটনৰ ভৰ বিভিন্ন প্ৰায়োগিক পদ্ধতিৰ জৰিয়তে নিৰ্ধাৰণ কৰিব পাৰি, যাৰ ভিতৰত ভৰ বৰ্ণালীমাপক (mass spectrometer) এটা।

ভৰ বৰ্ণালীমাপক#

ভৰ বৰ্ণালীমাপক হৈছে এটা যন্ত্ৰ যিয়ে আহিত কণিকাবোৰৰ ভৰ-আধান অনুপাত জোখে। ইয়াত কেইবাটাও উপাদান থাকে, য’ত আয়ন উৎস, ভৰ বিশ্লেষক, আৰু সংজ্ঞাৱহক (detector) অন্তৰ্ভুক্ত। আয়ন উৎসে নমুনাৰ পৰা আয়ন উৎপন্ন কৰে, ভৰ বিশ্লেষকে আয়নবোৰক তেওঁলোকৰ ভৰ-আধান অনুপাতৰ ওপৰত ভিত্তি কৰি পৃথক কৰে, আৰু সংজ্ঞাৱহকে প্ৰতিটো আয়নৰ প্ৰাচুৰ্য্য জোখে।

ভৰ বৰ্ণালীমাপক ব্যৱহাৰ কৰি প্ৰটনৰ ভৰ নিৰ্ধাৰণ কৰা#

ভৰ বৰ্ণালীমাপক ব্যৱহাৰ কৰি প্ৰটনৰ ভৰ নিৰ্ধাৰণ কৰিবলৈ তলৰ পদক্ষেপবোৰ জড়িত:

1. নমুনা প্ৰস্তুতি: প্ৰটন থকা এটা নমুনা প্ৰস্তুত কৰা হয়। হাইড্ৰজেন পৰমাণু থকা গেছ, যেনে হাইড্ৰজেন গেছ (H$_2$) বা পানীৰ ভাপ ($H_2O$) আয়নীকৰণ কৰি ইয়াক কৰিব পাৰি।

2. আয়নীকৰণ: ধনাত্মকভাৱে আহিত হাইড্ৰজেন আয়ন (প্ৰটন) উৎপন্ন কৰিবলৈ নমুনাটো আয়নীকৰণ কৰা হয়। ইলেক্ট্ৰন আয়নীকৰণ বা ৰাসায়নিক আয়নীকৰণৰ দৰে বিভিন্ন আয়নীকৰণ কৌশল ব্যৱহাৰ কৰি ইয়াক সিদ্ধ কৰিব পাৰি।

3. ভৰ বিশ্লেষণ: ধনাত্মকভাৱে আহিত হাইড্ৰজেন আয়নবোৰক ত্বৰিত কৰি ভৰ বিশ্লেষকৰ মাজেৰে পাৰ কৰোৱা হয়। ভৰ বিশ্লেষকে আয়নবোৰক তেওঁলোকৰ ভৰ-আধান অনুপাতৰ ওপৰত ভিত্তি কৰি পৃথক কৰে। নিৰ্দিষ্ট ভৰ-আধান অনুপাত থকা প্ৰটনবোৰ ভৰ বিশ্লেষকৰ এটা নিৰ্দিষ্ট স্থানত কেন্দ্ৰীভূত হ’ব।

4. সনাক্তকৰণ: ভৰ বিশ্লেষকৰ নিৰ্দিষ্ট স্থানত কেন্দ্ৰীভূত হোৱা প্ৰটনবোৰ সনাক্ত কৰা হয়। সংজ্ঞাৱহকে প্ৰটনৰ প্ৰাচুৰ্য্য জোখে, যিয়ে তেওঁলোকৰ আপেক্ষিক ভৰৰ বিষয়ে তথ্য প্ৰদান কৰে।

5. তথ্য বিশ্লেষণ: ভৰ বৰ্ণালীমাপকৰ পৰা প্ৰাপ্ত তথ্যবোৰ বিশ্লেষণ কৰি প্ৰটনৰ ভৰ-আধান অনুপাত নিৰ্ধাৰণ কৰা হয়। প্ৰটনৰ ভৰ তেতিয়া ভৰ-আধান অনুপাতক প্ৰটনৰ আধানৰে (যি +১ মৌলিক আধান) পূৰণ কৰি গণনা কৰিব পাৰি।

ভৰ বৰ্ণালীমাপক ব্যৱহাৰ কৰি, প্ৰটনৰ ভৰ সঠিকভাৱে নিৰ্ধাৰণ কৰিব পাৰি। এই পদ্ধতিয়ে প্ৰটনৰ ধৰ্ম আৰু পৰমাণু আৰু অণুৰ গঠনত তেওঁলোকৰ ভূমিকা সম্পৰ্কে এক মৌলিক বুজাবুজি প্ৰদান কৰে।

প্ৰটনৰ আৱিষ্কাৰ#

প্ৰটন, এটা মৌলিক উপ-পাৰমাণৱিক কণিকাই পদাৰ্থ বিজ্ঞানৰ ইতিহাস আৰু পদাৰ্থৰ বিষয়ে আমাৰ বুজাবুজিত এক গুৰুত্বপূৰ্ণ স্থান দখল কৰি আছে। ইয়াৰ আৱিষ্কাৰে পাৰমাণৱিক তত্ত্বৰ বিকাশত এক গুৰুত্বপূৰ্ণ মাইলৰ খুঁটি চিহ্নিত কৰিছিল আৰু নিউক্লীয় পদাৰ্থ বিজ্ঞানত পৰৱৰ্তী অগ্ৰগতিৰ বাবে ভেটি স্থাপন কৰিছিল।

প্ৰাৰম্ভিক অনুসন্ধান#

১৯ শতিকাৰ শেষৰ ফালে, বিজ্ঞানীসকলে বিদ্যুৎ আৰু পদাৰ্থৰ প্ৰকৃতি সক্ৰিয়ভাৱে অধ্যয়ন কৰি আছিল। এই ক্ষেত্ৰখনত এজন উল্লেখযোগ্য ব্যক্তি আছিল ইউজিন গোল্ডষ্টেইন, এজন জাৰ্মান পদাৰ্থ বিজ্ঞানী যিয়ে কেথোড ৰে ব্যৱহাৰ কৰি পৰীক্ষা-নিৰীক্ষা চলাইছিল। কেথোড ৰে হৈছে ইলেক্ট্ৰনৰ ধাৰা যেতিয়া এটা উচ্চ ভল্টেজ প্ৰয়োগ কৰা হয় তেতিয়া ডিচচাৰ্জ নলীৰ ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰড (কেথোড)ৰ পৰা নিৰ্গত হয়।

গোল্ডষ্টেইনে লক্ষ্য কৰিছিল যে, কিছুমান নিৰ্দিষ্ট অৱস্থাত, কেথোড ৰেৱে ডিচচাৰ্জ নলীৰ ভিতৰৰ গেছত এটা ম্লান পোহৰ উৎপন্ন কৰে। তেওঁ অনুমান কৰিছিল যে এই পোহৰটো কেথোড ৰেৰ বিপৰীত দিশত ভ্ৰমণ কৰা ধনাত্মকভাৱে আহিত কণিকাৰ দ্বাৰা সৃষ্টি হৈছিল। তেওঁ এই ধনাত্মকভাৱে আহিত কণিকাবোৰক “কেনেলষ্ট্ৰাহলেন” (Kanalstrahlen) বুলি নামকৰণ কৰিছিল, যাৰ অৰ্থ “খালৰ ৰশ্মি”।

প্ৰটনৰ চিনাক্তকৰণ#

খালৰ ৰশ্মিৰ প্ৰকৃতিৰ বিষয়ে পৰৱৰ্তী অনুসন্ধান বহুতো বিজ্ঞানীয়ে কৰিছিল, য’ত ৱিলহেল্ম ৱিন আৰু জে.জে. থমছন অন্তৰ্ভুক্ত আছিল। ১৮৯৮ চনত, ৱিনে প্ৰদৰ্শন কৰিছিল যে চুম্বকীয় ক্ষেত্ৰত খালৰ ৰশ্মিৰ বিক্ষেপণ তেওঁলোকৰ ভৰ আৰু আধানৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰে। এই লক্ষণই বিভিন্ন ভৰৰ ধনাত্মকভাৱে আহিত কণিকা থকাৰ প্ৰমাণ প্ৰদান কৰিছিল।

১৯১৯ চনত, ৰেডিঅ’একটিভিটি আৰু পৰমাণুৰ গঠনৰ ওপৰত কৰা কামৰ বাবে পৰিচিত এজন খ্যাতনামা পদাৰ্থ বিজ্ঞানী আৰ্নেষ্ট ৰাদাৰফৰ্ডে আলফা কণিকা (হিলিয়াম নিউক্লিয়াছ) ব্যৱহাৰ কৰি পৰমাণুৰ গঠন পৰীক্ষা কৰিবলৈ একাধিক পৰীক্ষা-নিৰীক্ষা চলাইছিল। ৰাদাৰফৰ্ডৰ পৰীক্ষা-নিৰীক্ষাই প্ৰকাশ কৰিছিল যে পৰমাণুৰ বেছিভাগ ভৰ এটা ক্ষুদ্ৰ, ঘন নিউক্লিয়াছত কেন্দ্ৰীভূত হৈ আছিল, চাৰিওফালে কক্ষপথত ঘূৰি থকা ইলেক্ট্ৰনৰ দ্বাৰা আবৃত।

ৰাদাৰফৰ্ডৰ পৰীক্ষা-নিৰীক্ষাই পাৰমাণৱিক নিউক্লিয়াছৰ ভিতৰত হাইড্ৰজেন নিউক্লিয়াছ থকাৰ প্ৰমাণো প্ৰদান কৰিছিল। এই হাইড্ৰজেন নিউক্লিয়াছবোৰ পিছলৈ প্ৰটন হিচাপে চিনাক্ত কৰা হৈছিল। “প্ৰটন” শব্দটো ৰাদাৰফৰ্ডে ১৯২০ চনত প্ৰৱৰ্তন কৰিছিল, গ্ৰীক শব্দ “প্ৰট’ছ"ৰ পৰা উদ্ভৱ হৈছে, যাৰ অৰ্থ “প্ৰথম”, কাৰণ ই আছিল পৰমাণুৰ ভিতৰত আৱিষ্কৃত প্ৰথম ধনাত্মকভাৱে আহিত কণিকা।

প্ৰটনৰ ধৰ্ম#

প্ৰটন হৈছে এটা উপ-পাৰমাণৱিক কণিকা যি পদাৰ্থৰ এটা মৌলিক গঠনগত একক। ই নিউট্ৰনৰ সৈতে পৰমাণুৰ নিউক্লিয়াছত পোৱা যায়। প্ৰটনৰ ধনাত্মক বৈদ্যুতিক আধান থাকে, যি ইলেক্ট্ৰনৰ ঋণাত্মক আধানৰ সমান পৰিমাণৰ। প্ৰটনৰ ভৰ প্ৰায় ১ পাৰমাণৱিক ভৰ একক (amu)।

• ভৰ: প্ৰটনৰ ভৰ প্ৰায় ১ পাৰমাণৱিক ভৰ একক (amu)। ই ১.৬৭২৬২১৯ x ১০$^{-27}$ কিলোগ্ৰামৰ সমান।
• আধান: প্ৰটনৰ +১ মৌলিক আধান (e) ধনাত্মক বৈদ্যুতিক আধান থাকে। ই ইলেক্ট্ৰনৰ ঋণাত্মক আধানৰ সমান পৰিমাণৰ।
• ঘূৰ্ণন (স্পিন): প্ৰটনৰ ১/২ ঘূৰ্ণন আছে, যাৰ অৰ্থ হ’ল সিহঁত সৰু চুম্বকৰ দৰে আচৰণ কৰে।
• চুম্বকীয় ভ্ৰামক: প্ৰটনৰ ২.৭৯৩ নিউক্লীয় মেগনেটন (μN) চুম্বকীয় ভ্ৰামক আছে। ই প্ৰটনৰ ঘূৰ্ণন আৰু ইয়াৰ বৈদ্যুতিক আধানৰ বাবে হয়।
• শক্তিশালী নিউক্লীয় বল: প্ৰটনবোৰ নিউক্লিয়াছত শক্তিশালী নিউক্লীয় বলৰ দ্বাৰা একেলগে ধৰি ৰখা হয়। এই বলটো ইলেক্ট্ৰমেগনেটিক বলতকৈ বহু শক্তিশালী, যি প্ৰটন আৰু ইলেক্ট্ৰনৰ মাজৰ আকৰ্ষণৰ বাবে দায়ী।
• দুৰ্বল নিউক্লীয় বল: প্ৰটনবোৰ দুৰ্বল নিউক্লীয় বলৰ সৈতেও জড়িত, যি কিছুমান ধৰণৰ ৰেডিঅ’একটিভ ক্ষয়ৰ বাবে দায়ী।

প্ৰটনৰ গঠন#

প্ৰটন কুৱাৰ্ক নামৰ আৰু সৰু কণিকাৰে গঠিত। কুৱাৰ্কবোৰ মৌলিক কণিকা যি ছয়টা ভিন্ন প্ৰকাৰৰ, বা ৰসত (flavor) আহে: আপ, ডাউন, ষ্ট্ৰেঞ্জ, চাৰ্ম, টপ, আৰু বটম। প্ৰটন দুটা আপ কুৱাৰ্ক আৰু এটা ডাউন কুৱাৰ্কৰে গঠিত। আপ কুৱাৰ্কবোৰৰ +২/৩ আধান থাকে, আনহাতে ডাউন কুৱাৰ্কবোৰৰ -১/৩ আধান থাকে। ইয়ে প্ৰটনক তেওঁলোকৰ সামগ্ৰিক ধনাত্মক আধান প্ৰদান কৰে।

প্ৰটনৰ ভিতৰৰ কুৱাৰ্কবোৰ গ্লুৱনৰ দ্বাৰা একেলগে ধৰি ৰখা হয়, যিবোৰ কণিকাই শক্তিশালী নিউক্লীয় বলৰ মধ্যস্থতা কৰে। কুৱাৰ্কৰ মাজত গ্লুৱনবোৰ সদায় বিনিময় হৈ থাকে, যিয়ে সিহঁতক চিৰস্থায়ী গতিৰ অৱস্থাত ৰাখে। এই গতিয়েই প্ৰটনক তেওঁলোকৰ ভৰ প্ৰদান কৰে।

প্ৰটন হৈছে মৌলিক কণিকা যিয়ে পদাৰ্থৰ গঠনত এক গুৰুত্বপূৰ্ণ ভূমিকা পালন কৰে। সিহঁত পৰমাণুৰ ধনাত্মক আধানৰ বাবে দায়ী আৰু শক্তিশালী নিউক্লীয় বলৰ দ্বাৰা নিউক্লিয়াছত একেলগে ধৰি ৰখা হয়। প্ৰটনবোৰ দুৰ্বল নিউক্লীয় বলৰ সৈতেও জড়িত, যি কিছুমান ধৰণৰ ৰেডিঅ’একটিভ ক্ষয়ৰ বাবে দায়ী।

প্ৰটন ভৰৰ সঘনাই সোধা প্ৰশ্ন#

প্ৰটনৰ ভৰ কিমান?#

প্ৰটনৰ ভৰ প্ৰায় ১ পাৰমাণৱিক ভৰ একক (amu)। অধিক সঠিকভাৱে, ই ১.৬৭২৬২১৯ x ১০^-২৭ কিলোগ্ৰাম।

প্ৰটনৰ ভৰ কেনেকৈ জোখা হয়?#

প্ৰটনৰ ভৰ বিভিন্ন পদ্ধতিৰ জৰিয়তে জোখা যাব পাৰে, য’ত অন্তৰ্ভুক্ত:

• ভৰ বৰ্ণালীমাপন (Mass spectrometry): এই কৌশলে আয়নৰ ভৰ-আধান অনুপাত জোখে, আৰু হাইড্ৰজেন আয়নৰ ভৰ-আধান অনুপাত জোখি প্ৰটনৰ ভৰ নিৰ্ধাৰণ কৰিবলৈ ব্যৱহাৰ কৰিব পাৰি।
• চাইক্লট্ৰন অনুনাদ (Cyclotron resonance): এই কৌশলে চুম্বকীয় ক্ষেত্ৰত আয়নৰ চাইক্লট্ৰন গতিৰ কম্পনাংক জোখে, আৰু হাইড্ৰজেন আয়নৰ চাইক্লট্ৰন কম্পনাংক জোখি প্ৰটনৰ ভৰ নিৰ্ধাৰণ কৰিবলৈ ব্যৱহাৰ কৰিব পাৰি।
• পেনিং ফাঁদ (Penning trap): এই কৌশলে চুম্বকীয় ক্ষেত্ৰ আৰু বৈদ্যুতিক ক্ষেত্ৰত আয়নবোৰ ফাঁদত বন্দী কৰে, আৰু বন্দী আয়নবোৰৰ দোলনৰ কম্পনাংক জোখি প্ৰটনৰ ভৰ নিৰ্ধাৰণ কৰিবলৈ ব্যৱহাৰ কৰিব পাৰি।

প্ৰটন গঠন কৰা মৌলিক কণিকাবোৰ কি কি?#

প্ৰটন দুটা আপ কুৱাৰ্ক আৰু এটা ডাউন কুৱাৰ্কৰে গঠিত, যিবোৰ শক্তিশালী নিউক্লীয় বলৰ দ্বাৰা একেলগে ধৰি ৰখা হয়। আপ কুৱাৰ্কবোৰৰ +২/৩ আধান থাকে, আনহাতে ডাউন কুৱাৰ্কৰ -১/৩ আধান থাকে, ফলত প্ৰটনৰ বাবে +১ নিট আধান হয়।

প্ৰটনৰ ভৰ ইলেক্ট্ৰনৰ ভৰৰ সৈতে তুলনা কৰিলে কেনেকুৱা?#

প্ৰটনৰ ভৰ ইলেক্ট্ৰনৰ ভৰতকৈ প্ৰায় ১,৮৩৬ গুণ বেছি।

প্ৰটনৰ ভৰৰ তাৎপৰ্য্য কি?#

প্ৰটনৰ ভৰে পৰমাণু আৰু অণুৰ ধৰ্ম নিৰ্ধাৰণ কৰাত এক গুৰুত্বপূৰ্ণ ভূমিকা পালন কৰে। ই পাৰমাণৱিক নিউক্লিয়াছৰ স্থিৰতা আৰু পৰমাণুৰ মাজৰ ৰাসায়নিক বন্ধনৰ বাবে দায়ী। প্ৰটনৰ ভৰয়ে নিউক্লীয় বিক্ৰিয়া আৰু কণিকা পদাৰ্থ বিজ্ঞানৰ পৰীক্ষা-নিৰীক্ষাত পদাৰ্থৰ আচৰণকো প্ৰভাৱিত কৰে।