12.1 পরিচিতি

নবেন্টেন্টের শেষ দশকে পদার্থের অণুগত ধারণা সমর্থনের জন্য যথেষ্ট প্রমাণ সংগৃহীত হয়েছিল। 1897 সালে ইংলিশ পদার্থবিজ্ঞানী জে. জে. থমসন (1856–1940) কর্তৃক প্রযুক্তি গ্যাসের মধ্য প্রবাহিত বিদ্যুৎ কেন্দ্রের পরীক্ষায় প্রকাশ পেয়েছিল যে বিভিন্ন উপাদানের অণুগুলি একই ধরনের নেতিবাচক চার্জ কর্তিত্বকারী অংশবিশেষ (ইলেকট্রন) ধারণ করে যা সব অণুর জন্য একই ধরনের। তবে সামগ্রিকভাবে অণুগুলি বিদ্যুৎপূর্ণ। অতএব, ইলেকট্রনের নেতিবাচক চার্জের প্রতিশোধ করার জন্য অণুতে কিছু ধনাত্মক চার্জ থাকতে হবে। কিন্তু অণুর ভিতরে ধনাত্মক চার্জ ও ইলেকট্রনগুলির কী ধরনের ব্যবস্থাপনা আছে? অর্থাৎ অণুর কী গঠন?

অণুর প্রথম মডেল জে. জে. থমসন কর্তৃক 1898 সালে প্রস্তাবিত হয়েছিল। এই মডেল অনুযায়ী, অণুর ধনাত্মক চার্জ অণুর সম্পূর্ণ আয়তনে সমতলভাবে বিন্যস্ত থাকে এবং নেতিবাচক চার্জকারী ইলেকট্রনগুলি এটিতে মাথাপিছু ময়দানে মসৃণভাবে মিলিয়ে থাকে। এই মডেলকে অণুর পিলম পাড়া মডেল বলে উল্লেখ করা হয়। তবে এই মডেলে প্রস্তাবিত ব্যবস্থাপনার থেকে অনেক ভিন্ন হয়ে থাকে অণুগুলির ধনাত্মক ও নেতিবাচক চার্জের বিন্যাস।

আমরা জানি যে সব তাপমাত্রায় ঘন পদার্থ (দ্রাব্য ও তরল) এবং ঘন গ্যাসে ইলেকট্রম্যাগনেটিক তরঙ্গ বিক্রয় করে যা একটি অসীম দৈর্ঘ্যের তরঙ্গের সমন্বয়ে গঠিত হয়, যদিও সেগুলির মধ্যে তীব্রতা ভিন্ন হয়। এই তরঙ্গগুলি অণু ও আণুগতিক অবক্রমণের কারণে হয়ে থাকে যা প্রতিটি অণু বা আণুকে তার পার্শ্ববর্তীদের সাথে যোগাযোগের মাধ্যমে নিয়ন্ত্রিত করে। বিপরীতভাবে, কম ঘনত্বের গ্যাস যা একটি জ্বালায় উষ্ণ করা হয় অথবা একটি জ্বলনায় বিদ্যুৎপূর্ণ করা হয়, যেমন স্বজ্ঞাত নিউন সাইন বা পারদ তীব্রতার মতো জ্বলনায় বিদ্যুৎপূর্ণ করা হয়, তার তরঙ্গগুলি কেবল কিছু নির্দিষ্ট দৈর্ঘ্যের তরঙ্গ ধারণ করে। এই তরঙ্গের স্পেকট্রাম কেবল কিছু উজ্জ্বল লাইনের সমন্বয়ে গঠিত হয়। এই ধরনের গ্যাসে অণুগুলির মধ্যে গড় দূরত্ব বেশি। অতএব, এই তরঙ্গগুলি অণুগুলির মধ্যে বা আণুগুলির মধ্যে যোগাযোগের কারণে হয়ে থাকে বলে ধারণা করা যায় না। বরং এগুলি প্রাপ্তিস্থলের অণুগুলির কারণে হয়ে থাকে।

নবেন্টেন্টের প্রথম দশকে প্রতিটি উপাদানের সাথে একটি বৈশিষ্ট্যবলী তরঙ্গ স্পেকট্রাম সম্পর্কে একটি বিশেষ ধরনের তরঙ্গ স্পেকট্রাম সম্পর্কে প্রমাণাধীন হয়েছিল। উদাহরণস্বরূপ, হাইড্রোজেন সবসময় একটি নির্দিষ্ট স্থানপরিবর্তনের মাধ্যমে একটি নির্দিষ্ট লাইনের সমন্বয়ে তরঙ্গ বিক্রয় করে। এই বিষয়টি অণুর অভ্যন্তরীণ গঠনের সাথে তরঙ্গ বিক্রয়ের মধ্যে একটি দৃঢ় সম্পর্ক থাকার প্রমাণ হিসেবে বিবেচিত হয়। 1885 সালে জোহান জ্যাকোব বালমার (1825–1898) একটি সহজ অর্থবহ সূত্র প্রদান করেন যা অণু হাইড্রোজেন কর্তৃক বিক্রিত একটি লাইনের গোত্রের দৈর্ঘ্য দেখায়। যেহেতু হাইড্রোজেন পরিচিত উপাদানগুলির মধ্যে সবচেয়ে সহজ, তাই আমরা এই অধ্যায়ে এর তরঙ্গ বিশদভাবে বিশ্লেষণ করব।

এরনস্ট রাথারফেল্ড (1871–1937), জে. জে. থমসনের পূর্ববর্তী গবেষণা শিক্ষার্থী, কিছু বিকৃত উপাদান কর্তৃক বিক্রিত $\alpha$-কণাগুলির পরীক্ষায় জড়িত ছিলেন। 1906 সালে তিনি এই $\alpha$-কণাগুলিকে অণুদ্বারা প্রতিস্থাপিত হওয়ার পরীক্ষা প্রস্তাব করেন যাতে অণুর গঠন সম্পর্কে জ্ঞান অর্জন করা যায়। এই পরীক্ষাটি পরে প্রায় 1911 সালে হান্স গাইজার (1882–1945) এবং এরনস্ট মার্সডেন (1889–1970, যিনি 20 বছরের ছাত্র ছিলেন এবং এখনও ব্যাচেলর ডিগ্রি অর্জন করেননি) করেন। এর বিস্তারিত বিবরণ অধ্যায় 12.2 এ দেওয়া হয়েছে। পরীক্ষার ফলাফল ব্যাখ্যা করে রাথারফেল্ডের অণুর গ্রহগত মডেল (যা অণুর কেন্দ্রিক মডেল বলেও উল্লেখ করা হয়) এর জন্ম দেয়। এই মডেল অনুযায়ী সমগ্র ধনাত্মক চার্জ এবং অণুর বেশিরভাগ ভর একটি ছোট আয়তনে সমন্বয়মূলকভাবে সংঘটিত হয়েছে যা কেন্দ্রে সংঘটিত হয়েছে এবং ইলেকট্রনগুলি এই কেন্দ্রের চারপাশে চলাচল করে যেমন গ্রহগুলি সূর্যের চারপাশে চলাচল করে।

এরনস্ট রাথারফেল্ড (1871–1937)

এরনস্ট রাথারফেল্ড (1871–1937) নিউজিল্যান্ড জন্মগ্রহণকারী, ব্রিটিশ পদার্থবিজ্ঞানী যিনি বিকৃত তরঙ্গের গবেষণায় প্রথম পদক্ষেপ নেন। তিনি আলফা-তরঙ্গ এবং বেটা-তরঙ্গ আবিষ্কার করেন। ফেডারিক সড্ডির সাথে যৌথভাবে তিনি রেডিওয়েশনের আধুনিক তত্ত্ব তৈরি করেন। তিনি থরিয়ামের ‘এমানেশন’ গবেষণা করেন এবং একটি নতুন নবীন গ্যাস, রেড়নের একটি আইসোটোপ, যা এখন থরন বলে পরিচিত। ধাতুর ফিল্ম থেকে আলফা-তরঙ্গ প্রতিস্থাপিত করে তিনি অণুর কেন্দ্র আবিষ্কার করেন এবং অণুর গ্রহগত মডেল প্রস্তাব করেন। তিনি কেন্দ্রের প্রায় আকার অনুমান করেন।

রাথারফেল্ডের কেন্দ্রিক মডেল আজকের অণুর দৃশ্যের দিকে একটি বড় পদক্ষেপ ছিল। তবে এটি কেন অণুগুলি কেবল নির্দিষ্ট দৈর্ঘ্যের তরঙ্গ বিক্রি করে? হাইড্রোজেনের মতো সহজ অণু, যা একটি ইলেকট্রন এবং একটি প্রোটন ধারণ করে, কীভাবে নির্দিষ্ট দৈর্ঘ্যের তরঙ্গের একটি জটিল স্পেকট্রাম বিক্রি করতে পারে? অণুর শ্রাস্তার দৃশ্য, অণুতে ইলেকট্রন সূর্যের মতো সূর্যের চারপাশে চলাচল করে। তবে আমরা দেখব যে এই মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো একটি অণুর মডেল গ্রহগত মডেলের মতো এক�