അദ്ധ്യായം 3-ൽ, പദാർത്ഥത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന ഘടകങ്ങൾ അണുക്കളും തന്മാത്രകളുമാണെന്ന് നാം പഠിച്ചു. വ്യത്യസ്ത തരം പദാർത്ഥങ്ങളുടെ അസ്തിത്വം അവയെ ഉണ്ടാക്കുന്ന വ്യത്യസ്ത അണുക്കളുടെ ഫലമാണ്. ഇപ്പോൾ ചോദ്യങ്ങൾ ഉയരുന്നു: (i) ഒരു മൂലകത്തിന്റെ അണുവിനെ മറ്റൊരു മൂലകത്തിന്റെ അണുവിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമാക്കുന്നത് എന്താണ്? (ii) ഡാൽട്ടൺ നിർദ്ദേശിച്ചതുപോലെ അണുക്കൾ ശരിക്കും അവിഭാജ്യമാണോ, അതോ അണുവിനുള്ളിൽ ചെറിയ ഘടകങ്ങളുണ്ടോ? ഈ അദ്ധ്യായത്തിൽ ഈ ചോദ്യങ്ങളുടെ ഉത്തരങ്ങൾ നമുക്ക് കണ്ടെത്താം. ഉപ-ആറ്റോമിക കണങ്ങളെക്കുറിച്ചും, ഈ കണങ്ങൾ അണുവിനുള്ളിൽ എങ്ങനെ ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്നുവെന്ന് വിശദീകരിക്കാൻ നിർദ്ദേശിക്കപ്പെട്ടിട്ടുള്ള വിവിധ മാതൃകകളെക്കുറിച്ചും നമ്മൾ പഠിക്കും.

19-ാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ അവസാനത്തിൽ ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ മുന്നിലുള്ള ഒരു പ്രധാന വെല്ലുവിളി അണുവിന്റെ ഘടന വെളിപ്പെടുത്തുകയും അതിന്റെ പ്രധാന ഗുണങ്ങൾ വിശദീകരിക്കുകയും ചെയ്യുക എന്നതായിരുന്നു. അണുക്കളുടെ ഘടനയുടെ വിശദീകരണം ഒരു പരമ്പര പരീക്ഷണങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്.

അണുക്കൾ അവിഭാജ്യമല്ലെന്നുള്ള ആദ്യ സൂചനകളിലൊന്ന്, സ്ഥിതവൈദ്യുതിയെയും വിവിധ പദാർത്ഥങ്ങൾ വഴി വൈദ്യുതി എന്ത് അവസ്ഥയിൽ കടത്തിവിടുന്നു എന്നതിനെയും പഠിക്കുന്നതിൽ നിന്നാണ് ലഭിക്കുന്നത്.

4.1 പദാർത്ഥത്തിലെ ചാർജ്ജ് ചെയ്ത കണങ്ങൾ

പദാർത്ഥത്തിലെ ചാർജ്ജ് ചെയ്ത കണങ്ങളുടെ സ്വഭാവം മനസ്സിലാക്കാൻ, നമുക്ക് ഇനിപ്പറയുന്ന പ്രവർത്തനങ്ങൾ നടത്താം:

പ്രവർത്തനം 4.1

A. ഉണങ്ങിയ തലമുടി ചീകുക. ചീകിയ ശേഷം ചീകൽ ചെറിയ കടലാസ് കഷണങ്ങളെ ആകർഷിക്കുന്നുണ്ടോ?

B. ഒരു സിൽക്ക് തുണിയുപയോഗിച്ച് ഒരു ഗ്ലാസ് ദണ്ഡ് തടവുക, തുടർന്ന് ഊതിവീർപ്പിച്ച ഒരു ബലൂണിന് സമീപം ദണ്ഡ് കൊണ്ടുവരിക. എന്ത് സംഭവിക്കുന്നുവെന്ന് നിരീക്ഷിക്കുക. ഈ പ്രവർത്തനങ്ങളിൽ നിന്ന്, രണ്ട് വസ്തുക്കൾ തമ്മിൽ തടവുമ്പോൾ അവ വൈദ്യുത ചാർജ്ജ് ഉള്ളതായി മാറുന്നുവെന്ന് നമുക്ക് നിഗമനം ചെയ്യാമോ? ഈ ചാർജ് എവിടെ നിന്നാണ് വരുന്നത്? ഒരു അണു വിഭാജ്യവും ചാർജ്ജ് ചെയ്ത കണങ്ങൾ അടങ്ങിയതുമാണെന്ന് അറിയുന്നതിലൂടെ ഈ ചോദ്യത്തിന് ഉത്തരം നൽകാം.

ഒരു അണുവിൽ ചാർജ്ജ് ചെയ്ത കണങ്ങളുടെ സാന്നിധ്യം വെളിപ്പെടുത്തുന്നതിൽ പല ശാസ്ത്രജ്ഞരും സംഭാവന നൽകി.

1900 ഓടെ അണു ഒരു അവിഭാജ്യ കണമാണെന്ന് അറിയാമായിരുന്നു, പക്ഷേ അതിൽ കുറഞ്ഞത് ഒരു ഉപ-ആറ്റോമിക കണമെങ്കിലും ഉണ്ടായിരുന്നു - ജെ.ജെ. തോംസൺ തിരിച്ചറിഞ്ഞ ഇലക്ട്രോൺ. ഇലക്ട്രോൺ തിരിച്ചറിയപ്പെടുന്നതിന് മുമ്പുതന്നെ, 1886-ൽ ഇ. ഗോൾഡ്സ്റ്റൈൻ ഒരു വാതക ഡിസ്ചാർജിൽ പുതിയ വികിരണങ്ങളുടെ സാന്നിധ്യം കണ്ടെത്തി അവയെ കനാൽ കിരണങ്ങൾ എന്ന് വിളിച്ചു. ഈ കിരണങ്ങൾ പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്ത വികിരണങ്ങളായിരുന്നു, അവ ഒടുവിൽ മറ്റൊരു ഉപ-ആറ്റോമിക കണത്തിന്റെ കണ്ടുപിടിത്തത്തിലേക്ക് നയിച്ചു. ഈ ഉപ-ആറ്റോമിക കണത്തിന് ഇലക്ട്രോണിന്റെ ചാർജിന് തുല്യമായ എന്നാൽ വിപരീത ചിഹ്നമുള്ള ഒരു ചാർജ് ഉണ്ടായിരുന്നു. അതിന്റെ പിണ്ഡം ഇലക്ട്രോണിന്റെ പിണ്ഡത്തിന്റെ ഏകദേശം 2000 മടങ്ങായിരുന്നു. അതിന് പ്രോട്ടോൺ എന്ന പേര് നൽകി. പൊതുവേ, ഒരു ഇലക്ട്രോണിനെ ’ $e$ ’ എന്നും ഒരു പ്രോട്ടോണിനെ ’ $p$ ’ എന്നും പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. ഒരു പ്രോട്ടോണിന്റെ പിണ്ഡം ഒരു യൂണിറ്റായും അതിന്റെ ചാർജ് പ്ലസ് വൺ ആയും കണക്കാക്കുന്നു. ഒരു ഇലക്ട്രോണിന്റെ പിണ്ഡം നിസ്സാരമാണെന്ന് കണക്കാക്കുകയും അതിന്റെ ചാർജ് മൈനസ് വൺ ആണെന്ന് കണക്കാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഒരു അണു പ്രോട്ടോണുകളും ഇലക്ട്രോണുകളും കൊണ്ട് നിർമ്മിതമാണെന്നും അവ പരസ്പരം അവയുടെ ചാർജുകൾ സന്തുലിതമാക്കുന്നുവെന്നും തോന്നി. പ്രോട്ടോണുകൾ അണുവിന്റെ ആന്തരിക ഭാഗത്തായിരുന്നുവെന്നും തോന്നി, കാരണം ഇലക്ട്രോണുകൾ എളുപ്പത്തിൽ നീക്കംചെയ്യാൻ കഴിയുമായിരുന്നുവെങ്കിലും പ്രോട്ടോണുകൾ അങ്ങനെ ചെയ്യാൻ കഴിയില്ലായിരുന്നു. ഇപ്പോൾ വലിയ ചോദ്യം: ഈ അണു കണങ്ങൾ എന്ത് തരത്തിലുള്ള ഘടനയാണ് രൂപപ്പെടുത്തിയത്? ഈ ചോദ്യത്തിനുള്ള ഉത്തരം ചുവടെ നമുക്ക് കണ്ടെത്താം.

4.2 ഒരു അണുവിന്റെ ഘടന

അദ്ധ്യായം 3-ൽ ഡാൽട്ടണിന്റെ അണു സിദ്ധാന്തം നാം പഠിച്ചു, അത് അണു അവിഭാജ്യവും നശിപ്പിക്കാൻ കഴിയാത്തതുമാണെന്ന് നിർദ്ദേശിച്ചു. എന്നാൽ അണുവിനുള്ളിൽ രണ്ട് അടിസ്ഥാന കണങ്ങളുടെ (ഇലക്ട്രോണുകളും പ്രോട്ടോണുകളും) കണ്ടെത്തൽ, ഡാൽട്ടണിന്റെ അണു സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ഈ വശത്തിന്റെ പരാജയത്തിലേക്ക് നയിച്ചു. അതിനുശേഷം ഇലക്ട്രോണുകളും പ്രോട്ടോണുകളും അണുവിനുള്ളിൽ എങ്ങനെ ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്നുവെന്ന് അറിയേണ്ടത് ആവശ്യമായി കണക്കാക്കി. ഇത് വിശദീകരിക്കുന്നതിന്, പല ശാസ്ത്രജ്ഞരും വിവിധ അണു മാതൃകകൾ നിർദ്ദേശിച്ചു. ഒരു അണുവിന്റെ ഘടനയ്ക്കായി ഒരു മാതൃക നിർദ്ദേശിച്ച ആദ്യത്തെയാളായിരുന്നു ജെ.ജെ. തോംസൺ.

4.2.1 ഒരു അണുവിന്റെ തോംസൺ മാതൃക

തോംസൺ ഒരു അണുവിന്റെ മാതൃക ക്രിസ്മസ് പുഡ്ഡിംഗിന് സമാനമായി നിർദ്ദേശിച്ചു. പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജിന്റെ ഒരു ഗോളത്തിലെ ഇലക്ട്രോണുകൾ, ഒരു ഗോളാകൃതിയിലുള്ള ക്രിസ്മസ് പുഡ്ഡിംഗിലെ കറന്റുകൾ (ഉണങ്ങിയ പഴങ്ങൾ) പോലെയായിരുന്നു. നമുക്ക് ഒരു കൊമ്മട്ടിയെക്കുറിച്ചും ചിന്തിക്കാം, അണുവിലെ പോസിറ്റീവ് ചാർജ് കൊമ്മട്ടിയുടെ ചുവന്ന ഭക്ഷ്യയോഗ്യമായ ഭാഗം പോലെ എല്ലായിടത്തും വ്യാപിച്ചിരിക്കുന്നു, അതേസമയം ഇലക്ട്രോണുകൾ പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്ത ഗോളത്തിൽ കൊമ്മട്ടിയിലെ വിത്തുകൾ പോലെ (ചിത്രം 4.1) പതിച്ചിരിക്കുന്നു.

ചിത്രം 4.1: ഒരു അണുവിന്റെ തോംസൺ മാതൃക

ജെ.ജെ. തോംസൺ (1856-1940), ഒരു ബ്രിട്ടീഷ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞൻ, 1856 ഡിസംബർ 18-ന് മാഞ്ചസ്റ്ററിന്റെ ഒരു പ്രാന്തപ്രദേശമായ ചീതം ഹില്ലിൽ ജനിച്ചു. ഇലക്ട്രോണുകളുടെ കണ്ടുപിടിത്തത്തിലെ പ്രവർത്തനത്തിന് 1906-ൽ അദ്ദേഹത്തിന് ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിനുള്ള നോബൽ സമ്മാനം ലഭിച്ചു. അദ്ദേഹം 35 വർഷം കേംബ്രിഡ്ജിലെ കാവൻഡിഷ് ലബോറട്ടറി നയിച്ചു, അദ്ദേഹത്തിന്റെ ഏഴ് ഗവേഷണ സഹായികൾ പിന്നീട് നോബൽ സമ്മാനങ്ങൾ നേടി.

തോംസൺ നിർദ്ദേശിച്ചത്:

(i) ഒരു അണു പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്ത ഒരു ഗോളത്താൽ നിർമ്മിതമാണ്, ഇലക്ട്രോണുകൾ അതിൽ ഉൾക്കൊള്ളിച്ചിരിക്കുന്നു.

(ii) നെഗറ്റീവ്, പോസിറ്റീവ് ചാർജുകൾ പരിമാണത്തിൽ തുല്യമാണ്. അതിനാൽ, അണു മൊത്തത്തിൽ വൈദ്യുതപരമായി നിഷ്പക്ഷമാണ്.

തോംസണിന്റെ മാതൃക അണുക്കൾ വൈദ്യുതപരമായി നിഷ്പക്ഷമാണെന്ന് വിശദീകരിച്ചെങ്കിലും, മറ്റ് ശാസ്ത്രജ്ഞർ നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങളുടെ ഫലങ്ങൾ ഈ മാതൃകയിലൂടെ വിശദീകരിക്കാൻ കഴിഞ്ഞില്ല, താഴെ കാണുന്നതുപോലെ.

4.2.2 ഒരു അണുവിന്റെ റുഥർഫോർഡ് മാതൃക

അണുവിനുള്ളിൽ ഇലക്ട്രോണുകൾ എങ്ങനെ ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്നുവെന്ന് അറിയാൻ എർനസ്റ്റ് റുഥർഫോർഡ് താൽപ്പര്യപ്പെട്ടു. ഇതിനായി റുഥർഫോർഡ് ഒരു പരീക്ഷണം രൂപകൽപ്പന ചെയ്തു. ഈ പരീക്ഷണത്തിൽ, വേഗതയേറിയ ആൽഫ $(\alpha)$-കണങ്ങൾ ഒരു നേർത്ത സ്വർണ്ണ ഫോയിലിൽ വീഴ്ത്തി.

• അദ്ദേഹം ഒരു സ്വർണ്ണ ഫോയിൽ തിരഞ്ഞെടുത്തു, കാരണം കഴിയുന്നത്ര നേർത്ത പാളി അദ്ദേഹം ആഗ്രഹിച്ചു. ഈ സ്വർണ്ണ ഫോയിൽ ഏകദേശം 1000 അണുക്കൾ കനമുണ്ടായിരുന്നു.
• $\alpha$-കണങ്ങൾ ഇരട്ട ചാർജ്ജ് ചെയ്ത ഹീലിയം അയോണുകളാണ്. അവയ്ക്ക് $4 u$ പിണ്ഡമുള്ളതിനാൽ, വേഗതയേറി ചലിക്കുന്ന $\alpha$-കണങ്ങൾക്ക് ഗണ്യമായ അളവിൽ ഊർജ്ജം ഉണ്ട്.
• $\alpha$-കണങ്ങൾ സ്വർണ്ണ അണുക്കളിലെ ഉപ-ആറ്റോമിക കണങ്ങളാൽ വ്യതിചലിക്കപ്പെടുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിച്ചു. $\alpha$-കണങ്ങൾ പ്രോട്ടോണുകളേക്കാൾ വളരെ ഭാരമുള്ളതിനാൽ, വലിയ വ്യതിചലനങ്ങൾ കാണുമെന്ന് അദ്ദേഹം പ്രതീക്ഷിച്ചില്ല.

ചിത്രം 4.2: ഒരു സ്വർണ്ണ ഫോയിൽ ചെയ്ത $\alpha$-കണങ്ങളുടെ വിസരണം

എന്നാൽ, $\alpha$-കണ വിസരണ പരീക്ഷണം പൂർണ്ണമായും അപ്രതീക്ഷിത ഫലങ്ങൾ നൽകി (ചിത്രം 4.2). ഇനിപ്പറയുന്ന നിരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തി:

(i) വേഗതയേറി ചലിക്കുന്ന $\alpha$-കണങ്ങളിൽ മിക്കതും സ്വർണ്ണ ഫോയിലിലൂടെ നേരെ കടന്നുപോയി.

(ii) $\alpha$-കണങ്ങളിൽ ചിലത് ഫോയിൽ ചെറിയ കോണുകളിൽ വ്യതിചലിച്ചു.

(iii) ആശ്ചര്യകരമെന്നു പറയട്ടെ, ഓരോ 12000 കണങ്ങളിൽ ഒന്ന് പുറകോട്ട് പ്രതിഫലിക്കുന്നതായി തോന്നി.

റുഥർഫോർഡിന്റെ വാക്കുകളിൽ പറഞ്ഞാൽ, “ഈ ഫലം ഒരു ടിഷ്യു പേപ്പറിലേക്ക് 15 ഇഞ്ച് ഷെൽ വെടിവയ്ക്കുകയും അത് തിരിച്ചുവന്ന് നിങ്ങളെ തട്ടുകയും ചെയ്യുന്നത് പോലെയായിരുന്നു”.

ഇ. റുഥർഫോർഡ് (1871-1937) 1871 ഓഗസ്റ്റ് 30-ന് സ്പ്രിംഗ് ഗ്രോവിൽ ജനിച്ചു. അണുകേന്ദ്ര ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ ‘പിതാവ്’ എന്നറിയപ്പെട്ടു. റേഡിയോ ആക്ടിവിറ്റിയിലും സ്വർണ്ണ ഫോയിൽ പരീക്ഷണത്തിലൂടെ ഒരു അണുവിന്റെ നൂക്ലിയസിന്റെ കണ്ടുപിടിത്തത്തിലുമുള്ള പ്രവർത്തനത്തിന് അദ്ദേഹം പ്രസിദ്ധനാണ്. 1908-ൽ അദ്ദേഹത്തിന് രസതന്ത്രത്തിനുള്ള നോബൽ സമ്മാനം ലഭിച്ചു.

ഈ പരീക്ഷണത്തിന്റെ പ്രത്യാഘാതങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കാൻ ഒരു തുറന്ന മൈതാനത്തിൽ ഒരു പ്രവർത്തനത്തെക്കുറിച്ച് നമുക്ക് ചിന്തിക്കാം. ഒരു കുട്ടി കണ്ണുകൾ അടച്ചുകൊണ്ട് ഒരു മതിലിന് മുന്നിൽ നിൽക്കട്ടെ. അവൻ ഒരു ദൂരത്തിൽ നിന്ന് മതിലിലേക്ക് കല്ലുകൾ എറിയട്ടെ. ഓരോ കല്ലും മതിലിൽ തട്ടുമ്പോൾ അവൻ ഒരു ശബ്ദം കേൾക്കും. അവൻ ഇത് പത്ത് തവണ ആവർത്തിച്ചാൽ, അവൻ പത്ത് തവണ ശബ്ദം കേൾക്കും. എന്നാൽ കണ്ണ് കെട്ടിയ ഒരു കുട്ടി ഒരു കമ്പിവേലിയിലേക്ക് കല്ലുകൾ എറിഞ്ഞാൽ, മിക്ക കല്ലുകളും വേലിയിൽ തട്ടുകയില്ല, ശബ്ദവും കേൾക്കില്ല. കാരണം, വേലിയിൽ ധാരാളം വിടവുകളുണ്ട്, അവ കല്ലിനെ അവയിലൂടെ കടന്നുപോകാൻ അനുവദിക്കുന്നു.

സമാനമായ യുക്തി പിന്തുടർന്ന്, $\alpha$-കണ വിസരണ പരീക്ഷണത്തിൽ നിന്ന് റുഥർഫോർഡ് ഇങ്ങനെ നിഗമനം ചെയ്തു-

(i) അണുവിനുള്ളിലെ മിക്ക സ്ഥലവും ശൂന്യമാണ്, കാരണം മിക്ക $\alpha$-കണങ്ങളും വ്യതിചലിക്കാതെ സ്വർണ്ണ ഫോയിലിലൂടെ കടന്നുപോയി.

(ii) വളരെ കുറച്ച് കണങ്ങൾ മാത്രമേ അവയുടെ പാതയിൽ നിന്ന് വ്യതിചലിച്ചുള്ളൂ, ഇത് അണുവിന്റെ പോസിറ്റീവ് ചാർജ് വളരെ കുറച്ച് സ്ഥലമേ ഉൾക്കൊള്ളുന്നുള്ളൂ എന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

(iii) $\alpha$-കണങ്ങളിൽ വളരെ ചെറിയ ഒരു ഭാഗം $180^{\circ}$ വഴി വ്യതിചലിച്ചു, ഇത് സ്വർണ്ണ അണുവിന്റെ എല്ലാ പോസിറ്റീവ് ചാർജും പിണ്ഡവും അണുവിനുള്ളിൽ വളരെ ചെറിയ വ്യാപ്തത്തിൽ കേന്ദ്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നുവെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

ഡാറ്റയിൽ നിന്ന് അദ്ദേഹം നൂക്ലിയസിന്റെ ആരം അണുവിന്റെ ആരത്തേക്കാൾ ഏകദേശം $10^{5}$ മടങ്ങ് കുറവാണെന്നും കണക്കാക്കി.

തന്റെ പരീക്ഷണത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ, റുഥർഫോർഡ് ഒരു അണുവിന്റെ ന്യൂക്ലിയർ മാതൃക മുന്നോട്ട് വച്ചു, അതിന് ഇനിപ്പറയുന്ന സവിശേഷതകൾ ഉണ്ടായിരുന്നു:

(i) അണുവിനുള്ളിൽ നൂക്ലിയസ് എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്ത കേന്ദ്രം ഉണ്ട്. ഒരു അണുവിന്റെ ഏതാണ്ട് മുഴുവൻ പിണ്ഡവും നൂക്ലിയസിൽ കേന്ദ്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നു.

(ii) ഇലക്ട്രോണുകൾ വൃത്താകൃതിയിലുള്ള പാതകളിൽ നൂക്ലിയസിന് ചുറ്റും പരിക്രമണം ചെയ്യുന്നു.

(iii) അണുവിന്റെ വലുപ്പവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ നൂക്ലിയസിന്റെ വലുപ്പം വളരെ ചെറുതാണ്.

റുഥർഫോർഡിന്റെ അണു മാതൃകയുടെ പോരായ്മകൾ

ഒരു വൃത്താകൃതിയിലുള്ള ഭ്രമണപഥത്തിലെ ഇലക്ട്രോണിന്റെ പരിക്രമണം സ്ഥിരമായിരിക്കുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നില്ല. ഒരു വൃത്താകൃതിയിലുള്ള ഭ്രമണപഥത്തിലെ ഏത് കണികയും ത്വരണത്തിന് വിധേയമാകും. ത്വരണ സമയത്ത്, ചാർജ്ജ് ചെയ്ത കണങ്ങൾ ഊർജ്ജം വികിരണം ചെയ്യും. അങ്ങനെ, പരിക്രമണം ചെയ്യുന്ന ഇലക്ട്രോൺ ഊർജ്ജം നഷ്ടപ്പെടുത്തി ഒടുവിൽ നൂക്ലിയസിലേക്ക് വീഴും. ഇങ്ങനെയാണെങ്കിൽ, അണു വളരെ അസ്ഥിരമായിരിക്കണം, അതിനാൽ നമുക്കറിയാവുന്ന രൂപത്തിൽ പദാർത്ഥം നിലനിൽക്കില്ല. അണുക്കൾ തികച്ചും സ്ഥിരമാണെന്ന് നമുക്കറിയാം.

4.2.3 ഒരു അണുവിന്റെ ബോർ മാതൃക

ഒരു അണുവിന്റെ റുഥർഫോർഡ് മാതൃകയ്ക്കെതിരെ ഉയർത്തിയ എതിർപ്പുകൾ മറികടക്കുന്നതിന്, നീൽസ് ബോർ ഒരു അണുവിന്റെ മാതൃകയെക്കുറിച്ച് ഇനിപ്പറയുന്ന അനുമാനങ്ങൾ മുന്നോട്ട് വച്ചു:

(i) അണുവിനുള്ളിൽ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ വിവിക്ത ഭ്രമണപഥങ്ങൾ എന്നറിയപ്പെടുന്ന ചില പ്രത്യേക ഭ്രമണപഥങ്ങൾ മാത്രമേ അനുവദനീയമാകൂ.

(ii) വിവിക്ത ഭ്രമണപഥങ്ങളിൽ പരിക്രമണം ചെയ്യുമ്പോൾ ഇലക്ട്രോണുകൾ ഊർജ്ജം വികിരണം ചെയ്യുന്നില്ല.

നീൽസ് ബോർ (1885-1962) 1885 ഒക്ടോബർ 7-ന് കോപ്പൻഹേഗനിൽ ജനിച്ചു. 1916-ൽ കോപ്പൻഹേഗൻ സർവകലാശാലയിൽ ഭൗതികശാസ്ത്ര പ്രൊഫസറായി നിയമിതനായി. 1922-ൽ അണുവിന്റെ ഘടനയിലെ പ്രവർത്തനത്തിന് അദ്ദേഹത്തിന് നോബൽ സമ്മാനം ലഭിച്ചു. പ്രൊഫസർ ബോറിന്റെ നിരവധി രചനകളിൽ, പുസ്തകങ്ങളായി പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്ന മൂന്നെണ്ണം: (i) സ്പെക്ട്രയുടെ സിദ്ധാന്തവും അണു ഭരണഘടനയും, (ii) അണു സിദ്ധാന്തവും, (iii) പ്രകൃതിയുടെ വിവരണവും.

ഈ ഭ്രമണപഥങ്ങളോ ഷെല്ലുകളോ ഊർജ്ജ നിലകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഒരു അണുവിലെ ഊർജ്ജ നിലകൾ ചിത്രം 4.3-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.

ചിത്രം 4.3: ഒരു അണുവിലെ ചില ഊർജ്ജ നിലകൾ

ഈ ഭ്രമണപഥങ്ങളോ ഷെല്ലുകളോ K,L,M,N,… അക്ഷരങ്ങളാലോ $n=1,2,3,4, \ldots$ സംഖ്യകളാലോ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു.

4.2.4 ന്യൂട്രോണുകൾ

1932-ൽ, ജെ. ചാഡ്വിക്ക് മറ്റൊരു ഉപ-ആറ്റോമിക കണം കണ്ടെത്തി, അതിന് ചാർജ് ഇല