পরমাণু কাঠামোর ক্ষেত্রে আবিষ্কারগুলি পদার্থবিজ্ঞানের বিকাশের একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ হয়ে উঠেছে। রাদারফোর্ডের মডেলটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ছিল। একটি সিস্টেম হিসাবে পরমাণু এবং এটি তৈরিকারী কণাগুলি আরও সঠিকভাবে এবং বিশদভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে। এটি পারমাণবিক পদার্থবিদ্যার মতো বিজ্ঞানের সফল বিকাশের দিকে পরিচালিত করেছিল৷
পদার্থের গঠন সম্পর্কে প্রাচীন ধারণা
আশপাশের দেহগুলি ক্ষুদ্রতম কণা দ্বারা গঠিত এই অনুমানটি প্রাচীনকালে তৈরি হয়েছিল। তৎকালীন চিন্তাবিদরা পরমাণুকে যেকোনো পদার্থের ক্ষুদ্রতম এবং অবিভাজ্য কণা হিসেবে উপস্থাপন করতেন। তারা যুক্তি দিয়েছিলেন যে মহাবিশ্বে পরমাণুর চেয়ে ছোট কিছুই নেই। এই ধরনের মতামত মহান প্রাচীন গ্রীক বিজ্ঞানী এবং দার্শনিকদের দ্বারা অনুষ্ঠিত হয়েছিল - ডেমোক্রিটাস, লুক্রেটিয়াস, এপিকিউরাস। এই চিন্তাবিদদের অনুমান আজ "প্রাচীন পরমাণুবাদ" নামে একত্রিত হয়েছে।
মধ্যযুগীয় পারফরম্যান্স
প্রাচীনতার সময় পেরিয়ে গেছে, এবং মধ্যযুগেও এমন বিজ্ঞানী ছিলেন যারা পদার্থের গঠন সম্পর্কে বিভিন্ন অনুমান করেছিলেন। যাইহোক, ইতিহাসের সেই সময়কালে ধর্মীয় দার্শনিক দৃষ্টিভঙ্গির প্রাধান্য এবং চার্চের শক্তির মূলে রয়েছেবস্তুবাদী বৈজ্ঞানিক উপসংহার এবং আবিষ্কারের জন্য মানব মনের যেকোনো প্রচেষ্টা এবং আকাঙ্ক্ষাকে দমন করে। আপনি জানেন যে, মধ্যযুগীয় ইনকুইজিশন সেই সময়ের বৈজ্ঞানিক বিশ্বের প্রতিনিধিদের সাথে খুব বন্ধুত্বপূর্ণ আচরণ করেছিল। এটা বলাই বাহুল্য যে তৎকালীন উজ্জ্বল মনের ধারণা ছিল পরমাণুর অবিভাজ্যতা সম্পর্কে প্রাচীনকাল থেকে।
১৮-১৯ শতকের গবেষণা
18 শতকে বস্তুর প্রাথমিক কাঠামোর ক্ষেত্রে গুরুতর আবিষ্কার দ্বারা চিহ্নিত করা হয়েছিল। অ্যান্টোইন ল্যাভয়েসিয়ার, মিখাইল লোমোনোসভ এবং জন ডাল্টনের মতো বিজ্ঞানীদের প্রচেষ্টার জন্য ব্যাপকভাবে ধন্যবাদ। একে অপরের থেকে স্বাধীনভাবে, তারা প্রমাণ করতে সক্ষম হয়েছিল যে পরমাণু সত্যিই বিদ্যমান। কিন্তু তাদের অভ্যন্তরীণ কাঠামোর প্রশ্ন উন্মুক্ত থেকে যায়। 18 শতকের শেষের দিকে ডি.আই. মেন্ডেলিভের রাসায়নিক উপাদানগুলির পর্যায়ক্রমিক পদ্ধতির আবিষ্কারের মতো বৈজ্ঞানিক জগতে একটি উল্লেখযোগ্য ঘটনা দ্বারা চিহ্নিত করা হয়েছিল। এটি সেই সময়ের একটি সত্যিকারের শক্তিশালী অগ্রগতি ছিল এবং সমস্ত পরমাণুর একক প্রকৃতি রয়েছে, যে তারা একে অপরের সাথে সম্পর্কিত এই বোঝার উপর পর্দা তুলেছিল। পরবর্তীতে, 19 শতকে, পরমাণুর গঠন উন্মোচনের দিকে আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ ছিল প্রমাণ যে তাদের যে কোনোটিতে একটি ইলেকট্রন রয়েছে। এই সময়ের বিজ্ঞানীদের কাজ বিংশ শতাব্দীর আবিষ্কারের জন্য উর্বর ভূমি প্রস্তুত করেছিল।
থমসনের পরীক্ষা
ইংরেজ পদার্থবিদ জন থমসন ১৮৯৭ সালে প্রমাণ করেন যে পরমাণুতে ঋণাত্মক চার্জ সহ ইলেকট্রন থাকে। এই পর্যায়ে, পরমাণু যে কোনও পদার্থের বিভাজ্যতার সীমা যে ভ্রান্ত ধারণাগুলি অবশেষে ধ্বংস হয়ে গেল। কিভাবেথমসন ইলেকট্রনের অস্তিত্ব প্রমাণ করতে পেরেছিলেন? তার পরীক্ষায়, বিজ্ঞানী অত্যন্ত বিরল গ্যাসগুলিতে ইলেক্ট্রোড স্থাপন করেছিলেন এবং একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ পাস করেছিলেন। ফলাফল ছিল ক্যাথোড রশ্মি। থমসন সাবধানতার সাথে তাদের বৈশিষ্ট্যগুলি অধ্যয়ন করেছেন এবং দেখেছেন যে তারা চার্জযুক্ত কণার একটি প্রবাহ যা দুর্দান্ত গতিতে চলে। বিজ্ঞানী এই কণার ভর এবং তাদের চার্জ গণনা করতে সক্ষম হন। তিনি আরও আবিষ্কার করেছিলেন যে তারা নিরপেক্ষ কণাতে রূপান্তরিত হতে পারে না, যেহেতু বৈদ্যুতিক চার্জ তাদের প্রকৃতির ভিত্তি। এভাবেই ইলেকট্রন আবিষ্কৃত হয়। থমসন পরমাণুর গঠনের বিশ্বের প্রথম মডেলেরও স্রষ্টা। এটি অনুসারে, একটি পরমাণু হল ধনাত্মক চার্জযুক্ত পদার্থের একটি গুচ্ছ, যেখানে নেতিবাচক চার্জযুক্ত ইলেকট্রনগুলি সমানভাবে বিতরণ করা হয়। এই কাঠামোটি পরমাণুর সাধারণ নিরপেক্ষতা ব্যাখ্যা করে, যেহেতু বিপরীত চার্জ একে অপরের ভারসাম্য রাখে। জন থমসনের পরীক্ষাগুলি পরমাণুর গঠনের আরও অধ্যয়নের জন্য অমূল্য হয়ে ওঠে। তবে অনেক প্রশ্নের উত্তর পাওয়া যায়নি।
রাদারফোর্ড গবেষণা
থমসন ইলেকট্রনের অস্তিত্ব আবিষ্কার করেছিলেন, কিন্তু তিনি পরমাণুতে ইতিবাচক চার্জযুক্ত কণা খুঁজে পেতে ব্যর্থ হন। আর্নেস্ট রাদারফোর্ড 1911 সালে এই ভুল বোঝাবুঝি সংশোধন করেন। পরীক্ষার সময়, গ্যাসগুলিতে আলফা কণার কার্যকলাপ অধ্যয়ন করার সময়, তিনি আবিষ্কার করেছিলেন যে পরমাণুতে ইতিবাচক চার্জযুক্ত কণা রয়েছে। রাদারফোর্ড দেখেছিলেন যে যখন রশ্মি গ্যাসের মধ্য দিয়ে যায় বা একটি পাতলা ধাতব প্লেটের মধ্য দিয়ে যায়, তখন অল্প সংখ্যক কণা দ্রুত গতির গতিপথ থেকে বিচ্যুত হয়। তারা আক্ষরিক অর্থেই পিছনে ফেলে দেওয়া হয়েছিল। বিজ্ঞানী সেটা অনুমান করলেনএই আচরণটি ইতিবাচক চার্জযুক্ত কণার সাথে সংঘর্ষের দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়। এই ধরনের পরীক্ষাগুলি পদার্থবিদকে রাদারফোর্ডের পরমাণুর গঠনের মডেল তৈরি করার অনুমতি দেয়।
প্ল্যানেটারি মডেল
এখন বিজ্ঞানীর ধারণা জন থমসনের করা অনুমান থেকে কিছুটা ভিন্ন ছিল। তাদের পরমাণুর মডেলও ভিন্ন হয়ে গেছে। রাদারফোর্ডের অভিজ্ঞতা তাকে এই এলাকায় একটি সম্পূর্ণ নতুন তত্ত্ব তৈরি করতে দেয়। পদার্থবিজ্ঞানের আরও বিকাশের জন্য বিজ্ঞানীর আবিষ্কারগুলি গুরুত্বপূর্ণ ছিল। রাদারফোর্ডের মডেল একটি পরমাণুকে কেন্দ্রে অবস্থিত একটি নিউক্লিয়াস হিসাবে বর্ণনা করে এবং এর চারপাশে ইলেকট্রন চলাচল করে। নিউক্লিয়াসের একটি ধনাত্মক চার্জ আছে, এবং ইলেকট্রনের একটি ঋণাত্মক চার্জ আছে। রাদারফোর্ডের পরমাণুর মডেলটি নির্দিষ্ট ট্র্যাজেক্টোরি - কক্ষপথ বরাবর নিউক্লিয়াসের চারপাশে ইলেক্ট্রনগুলির ঘূর্ণন অনুমান করেছিল। বিজ্ঞানীর আবিষ্কার আলফা কণার বিচ্যুতির কারণ ব্যাখ্যা করতে সাহায্য করেছিল এবং পরমাণুর পারমাণবিক তত্ত্বের বিকাশের প্রেরণা হয়ে ওঠে। রাদারফোর্ডের পরমাণুর মডেলে, সূর্যের চারপাশে সৌরজগতের গ্রহগুলির গতিবিধির সাথে একটি সাদৃশ্য রয়েছে। এটি একটি খুব সঠিক এবং প্রাণবন্ত তুলনা। অতএব, রাদারফোর্ড মডেল, যেখানে পরমাণু একটি কক্ষপথে নিউক্লিয়াসের চারপাশে ঘোরাফেরা করে, তাকে গ্রহ বলা হয়।
নিলস বোহরের কাজ
দুই বছর পরে, ডেনিশ পদার্থবিদ নিলস বোর আলোক প্রবাহের কোয়ান্টাম বৈশিষ্ট্যের সাথে পরমাণুর গঠন সম্পর্কে ধারণাগুলি একত্রিত করার চেষ্টা করেছিলেন। রাদারফোর্ডের পরমাণুর পারমাণবিক মডেলটিকে বিজ্ঞানী তার নতুন তত্ত্বের ভিত্তি হিসাবে রেখেছিলেন। বোহরের মতে, পরমাণু বৃত্তাকার কক্ষপথে নিউক্লিয়াসের চারপাশে ঘোরে। গতির এই ধরনের গতিপথ ত্বরণের দিকে নিয়ে যায়ইলেকট্রন এছাড়াও, পরমাণুর কেন্দ্রের সাথে এই কণাগুলির কুলম্ব মিথস্ক্রিয়া ইলেকট্রনের গতিবিধি থেকে উদ্ভূত স্থানিক তড়িৎ চৌম্বকীয় ক্ষেত্র বজায় রাখার জন্য শক্তির সৃষ্টি এবং খরচের সাথে থাকে। এই ধরনের পরিস্থিতিতে, নেতিবাচক চার্জযুক্ত কণাগুলি অবশ্যই একদিন নিউক্লিয়াসের উপর পড়বে। কিন্তু এটি ঘটে না, যা সিস্টেম হিসাবে পরমাণুর বৃহত্তর স্থায়িত্ব নির্দেশ করে। নিলস বোর বুঝতে পেরেছিলেন যে ম্যাক্সওয়েলের সমীকরণ দ্বারা বর্ণিত ধ্রুপদী তাপগতিবিদ্যার সূত্রগুলি আন্তঃআণবিক অবস্থায় কাজ করে না। অতএব, বিজ্ঞানী নিজেকে নতুন প্যাটার্ন বের করার কাজ সেট করেছেন যা প্রাথমিক কণার জগতে বৈধ হবে।
বোহরের অনুমান
মূলত রাদারফোর্ডের মডেলের অস্তিত্বের কারণে, পরমাণু এবং এর উপাদানগুলি ভালভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছিল, নিলস বোর তার পোস্টুলেটগুলি তৈরি করতে সক্ষম হয়েছিলেন। তাদের মধ্যে প্রথমটি বলে যে পরমাণুর স্থির অবস্থা রয়েছে, যেখানে এটি তার শক্তি পরিবর্তন করে না, যখন ইলেকট্রনগুলি তাদের গতিপথ পরিবর্তন না করে কক্ষপথে চলে। দ্বিতীয় অবস্থান অনুসারে, যখন একটি ইলেকট্রন এক কক্ষপথ থেকে অন্য কক্ষপথে চলে যায়, তখন শক্তি নির্গত বা শোষিত হয়। এটি পরমাণুর পূর্ববর্তী এবং পরবর্তী অবস্থার শক্তির মধ্যে পার্থক্যের সমান। এই ক্ষেত্রে, যদি ইলেকট্রন নিউক্লিয়াসের কাছাকাছি একটি কক্ষপথে লাফ দেয়, তাহলে শক্তি (ফোটন) নির্গত হয় এবং এর বিপরীতে। ইলেকট্রনের গতিবিধি একটি বৃত্তে কঠোরভাবে অবস্থিত একটি কক্ষপথের গতিপথের সাথে সামান্য সাদৃশ্য বহন করে, বোহরের আবিষ্কার একটি শাসিত প্রাণীর অস্তিত্বের জন্য একটি চমৎকার ব্যাখ্যা প্রদান করেছে।হাইড্রোজেন পরমাণুর বর্ণালী। প্রায় একই সময়ে, জার্মানিতে বসবাসকারী পদার্থবিদ হার্টজ এবং ফ্রাঙ্ক, পরমাণুর স্থির, স্থিতিশীল অবস্থার অস্তিত্ব এবং পারমাণবিক শক্তির মান পরিবর্তনের সম্ভাবনা সম্পর্কে নিলস বোহরের শিক্ষা নিশ্চিত করেছিলেন।
দুই বিজ্ঞানীর সহযোগিতা
প্রসঙ্গক্রমে, রাদারফোর্ড দীর্ঘদিন ধরে নিউক্লিয়াসের চার্জ নির্ধারণ করতে পারেননি। বিজ্ঞানী মার্সডেন এবং গেইগার আর্নেস্ট রাদারফোর্ডের বিবৃতিগুলি পুনরায় পরীক্ষা করার চেষ্টা করেছিলেন এবং বিশদ এবং যত্নশীল পরীক্ষা-নিরীক্ষা এবং গণনার ফলস্বরূপ, এই সিদ্ধান্তে পৌঁছেছিলেন যে এটি নিউক্লিয়াস যা পরমাণুর সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য এবং এর সমস্ত চার্জ। এর মধ্যে কেন্দ্রীভূত হয়। পরে এটি প্রমাণিত হয়েছিল যে নিউক্লিয়াসের চার্জের মান ডি.আই. মেন্ডেলিভের উপাদানগুলির পর্যায়ক্রমিক পদ্ধতিতে উপাদানটির সাংখ্যিক সংখ্যার সমান। মজার ব্যাপার হল, নিলস বোর শীঘ্রই রাদারফোর্ডের সাথে দেখা করেন এবং তার মতামতের সাথে সম্পূর্ণ একমত হন। পরবর্তীকালে, বিজ্ঞানীরা একই গবেষণাগারে দীর্ঘকাল একসাথে কাজ করেছিলেন। রাদারফোর্ডের মডেল, প্রাথমিক চার্জযুক্ত কণার সমন্বয়ে গঠিত একটি সিস্টেম হিসাবে পরমাণু - এই সমস্তই নিলস বোর ন্যায্য বলে মনে করেছিলেন এবং চিরকালের জন্য তার ইলেকট্রনিক মডেলকে একপাশে রেখেছিলেন। বিজ্ঞানীদের যৌথ বৈজ্ঞানিক কার্যকলাপ অত্যন্ত সফল এবং ফলপ্রসূ ছিল। তাদের প্রত্যেকেই প্রাথমিক কণার বৈশিষ্ট্যগুলির অধ্যয়নের মধ্যে পড়েছিল এবং বিজ্ঞানের জন্য উল্লেখযোগ্য আবিষ্কার করেছিল। রাদারফোর্ড পরে আবিষ্কার করেন এবং পারমাণবিক পচনের সম্ভাবনা প্রমাণ করেন, কিন্তু এটি অন্য নিবন্ধের জন্য একটি বিষয়।
