રધરફર્ડનું પરમાણુ મૉડલ

રધરફર્ડનું પરમાણુ મૉડલ : પરમાણુ-સંરચનાના અભ્યાસક્ષેત્રે રધરફર્ડે પ્રારંભમાં રજૂ કરેલ પરમાણુ પરિરૂપ. ઓગણીસમી સદીના અસ્તકાળે રસાયણશાસ્ત્રીઓએ નિશ્ચિતપણે સ્વીકારી લીધું હતું કે તત્વો પરમાણુઓ ધરાવે છે, પણ તે સમયે કોઈને ખ્યાલ ન હતો કે આ પરમાણુઓ કેવા છે અને તત્વમાં કેવી રીતે ગોઠવાયેલા છે, પણ એટલું સુનિશ્ચિત થયું હતું કે આ પ્રકારના પરમાણુઓ તેમની અંદર ઇલેક્ટ્રૉન ધરાવે છે. આને લીધે પરમાણુ-સંરચના સમજવા માટેનો માર્ગ મોકળો થયો.

એ હકીકત છે કે ઇલેક્ટ્રૉન ઋણ વિદ્યુતભાર ધરાવે છે અને પરમાણુ સમગ્રતયા વિદ્યુત-તટસ્થતા ધરાવે છે. આથી પરમાણુની વિદ્યુત-તટસ્થતા માટે તેની અંદર ઋણ વિદ્યુતભાર જેટલો જ ધન વિદ્યુતભાર હોવો અનિવાર્ય છે. આ વિદ્યુતભાર કેવા પ્રકારનો અને કેવી રીતે વિતરિત થયેલો હોવો જોઈએ તે બાબતે અનિશ્ચિતતા પ્રવર્તતી રહી.

1898માં બ્રિટિશ ભૌતિકવિજ્ઞાની જે. જે. ટૉમસને સૂચન કર્યું કે પરમાણુઓ સામાન્ય રીતે દ્રવ્ય અને વિદ્યુતભારના લોંદારૂપ હોય છે; જેમાં ઇલેક્ટ્રૉન પુરાયેલા હોય છે. ઇલેક્ટ્રૉનની શોધમાં ટૉમસને મહત્વની ભૂમિકા ભજવી હતી. તેથી તેમના આ ખ્યાલને ગંભીરતાથી લેવામાં આવ્યો, પણ વાસ્તવિક પરમાણુ તો કંઈક જુદો હતો.

ગાઇગર અને મૉસેડને 1911માં રધરફર્ડના સૂચનથી રેડિયો-ઍક્ટિવ તત્ત્વોમાંથી નીકળતા આલ્ફા કણનો અન્વેષક (prober) તરીકે ઉપયોગ કરીને ધાતુના પાતળા પતરા ઉપર મારો કર્યો. આલ્ફા કણ હિલિયમની ન્યૂક્લિયસ છે, જે +2e વિદ્યુતભાર ધરાવે છે. e એ ઇલેક્ટ્રૉનનો વિદ્યુતભાર છે. રધરફર્ડે નોંધ્યું કે કેટલાક આલ્ફા કણો જે માર્ગે ગયા હતા તે જ માર્ગે પાછા વળ્યા, જ્યારે કેટલાક મૂળ દિશાથી ફંટાયા. આવું ત્યારે જ બને જ્યારે પરમાણુના કેન્દ્રમાં ધન વિદ્યુતભાર હોય અને આલ્ફા કણો અપાકર્ષાય, પાછા પડે અથવા ફંટાય. તે સાથે ધન વિદ્યુતભાર સૂક્ષ્મ વિસ્તારમાં સીમિત થયેલો હોય તો જ આવું બને. ધન વિદ્યુતભાર ધરાવતા પરમાણુના આ કેન્દ્રને ન્યૂક્લિયસ કહે છે. ઇલેક્ટ્રૉન આ ન્યૂક્લિયસથી દૂર દૂર રહેલા માલૂમ પડ્યા; જેથી તેમની આલ્ફા કણો ઉપર કોઈ અસર વર્તાઈ નહિ. આ રીતે રધરફર્ડે પરમાણુના કેન્દ્રમાં ધન વિદ્યુતભારિત ન્યૂક્લિયસ અને તેનાથી દૂર રહેલા ઇલેક્ટ્રૉનનો ખ્યાલ રજૂ કર્યો, તેની રચના નીચેની આકૃતિમાં દર્શાવી છે.

ન્યૂક્લિયસ અતિ સૂક્ષ્મ હોય છે. તેનો વ્યાસ 10^–15 મીટર જેટલો હોય છે. તેમની વચ્ચે પુષ્કળ ખાલી અવકાશ રહેલો હોય છે. લોખંડ કે લાકડા કે પથ્થરના પરમાણુઓમાં આ રીતે પ્રચંડ રિક્ત અવકાશ રહેલો હોય છે. મનુષ્યના શરીરમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રૉન અને ન્યૂક્લિયસ વચ્ચે બિલકુલ અવકાશ (જગા) ન રહે તે રીતે પૅક કરવામાં આવે તો આખુંય શરીર એક સૂક્ષ્મ ટપકામાં પરિણમે, જેને જોવા માટે માઇક્રોસ્કોપનો ઉપયોગ અનિવાર્ય બને !

આનંદ પ્ર. પટેલ