ਅਧਿਆਇ 3 ਵਿੱਚ, ਅਸੀਂ ਸਿੱਖਿਆ ਹੈ ਕਿ ਪਰਮਾਣੂ ਅਤੇ ਅਣੂ ਪਦਾਰਥ ਦੇ ਮੂਲ ਬਿਲਡਿੰਗ ਬਲਾਕ ਹਨ। ਵੱਖ-ਵੱਖ ਕਿਸਮਾਂ ਦੇ ਪਦਾਰਥਾਂ ਦੀ ਮੌਜੂਦਗੀ ਉਹਨਾਂ ਦੇ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਕਾਰਨ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਹੁਣ ਸਵਾਲ ਉੱਠਦੇ ਹਨ: (i) ਇੱਕ ਤੱਤ ਦਾ ਪਰਮਾਣੂ ਦੂਜੇ ਤੱਤ ਦੇ ਪਰਮਾਣੂ ਤੋਂ ਕਿਵੇਂ ਵੱਖਰਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ? ਅਤੇ (ii) ਕੀ ਪਰਮਾਣੂ ਸੱਚਮੁੱਚ ਅਵਿਭਾਜਿਤ ਹਨ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਡਾਲਟਨ ਨੇ ਪ੍ਰਸਤਾਵਿਤ ਕੀਤਾ ਸੀ, ਜਾਂ ਕੀ ਪਰਮਾਣੂ ਦੇ ਅੰਦਰ ਛੋਟੇ ਘਟਕ ਹਨ? ਅਸੀਂ ਇਸ ਅਧਿਆਇ ਵਿੱਚ ਇਨ੍ਹਾਂ ਸਵਾਲਾਂ ਦੇ ਜਵਾਬ ਲੱਭਾਂਗੇ। ਅਸੀਂ ਉਪ-ਪਰਮਾਣੂ ਕਣਾਂ ਅਤੇ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਮਾਡਲਾਂ ਬਾਰੇ ਸਿੱਖਾਂਗੇ ਜੋ ਇਹ ਦੱਸਣ ਲਈ ਪ੍ਰਸਤਾਵਿਤ ਕੀਤੇ ਗਏ ਹਨ ਕਿ ਇਹ ਕਣ ਪਰਮਾਣੂ ਦੇ ਅੰਦਰ ਕਿਵੇਂ ਵਿਵਸਥਿਤ ਹਨ।

19ਵੀਂ ਸਦੀ ਦੇ ਅੰਤ ਵਿੱਚ ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਦੇ ਸਾਹਮਣੇ ਇੱਕ ਵੱਡੀ ਚੁਣੌਤੀ ਪਰਮਾਣੂ ਦੀ ਬਣਤਰ ਨੂੰ ਪ੍ਰਗਟ ਕਰਨ ਦੇ ਨਾਲ-ਨਾਲ ਇਸਦੇ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਗੁਣਾਂ ਦੀ ਵਿਆਖਿਆ ਕਰਨਾ ਸੀ। ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਦੀ ਬਣਤਰ ਦੀ ਵਿਆਖਿਆ ਪ੍ਰਯੋਗਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਲੜੀ ‘ਤੇ ਅਧਾਰਿਤ ਹੈ।

ਇਹ ਸੰਕੇਤ ਕਿ ਪਰਮਾਣੂ ਅਵਿਭਾਜਿਤ ਨਹੀਂ ਹਨ, ਸਥਿਰ ਬਿਜਲੀ ਅਤੇ ਉਹਨਾਂ ਹਾਲਤਾਂ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਕਰਨ ਤੋਂ ਆਉਂਦਾ ਹੈ ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਹੇਠ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਪਦਾਰਥਾਂ ਦੁਆਰਾ ਬਿਜਲੀ ਦੀ ਚਾਲਕਤਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।

4.1 ਪਦਾਰਥ ਵਿੱਚ ਚਾਰਜਿਤ ਕਣ

ਪਦਾਰਥ ਵਿੱਚ ਚਾਰਜਿਤ ਕਣਾਂ ਦੀ ਪ੍ਰਕਿਰਤੀ ਨੂੰ ਸਮਝਣ ਲਈ, ਆਓ ਹੇਠਾਂ ਦੀਆਂ ਗਤੀਵਿਧੀਆਂ ਕਰੀਏ:

ਗਤੀਵਿਧੀ 4.1

A. ਸੁੱਕੇ ਵਾਲਾਂ ਨੂੰ ਕੰਘੀ ਕਰੋ। ਕੀ ਕੰਘੀ ਫਿਰ ਕਾਗਜ਼ ਦੇ ਛੋਟੇ ਟੁਕੜਿਆਂ ਨੂੰ ਆਕਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦੀ ਹੈ?

B. ਰੇਸ਼ਮੀ ਕੱਪੜੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਕੱਚ ਦੀ ਛੜ ਨੂੰ ਰਗੜੋ ਅਤੇ ਛੜ ਨੂੰ ਫੁੱਲੇ ਹੋਏ ਗੁਬਾਰੇ ਦੇ ਨੇੜੇ ਲੈ ਕੇ ਆਓ। ਵੇਖੋ ਕੀ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਨ੍ਹਾਂ ਗਤੀਵਿਧੀਆਂ ਤੋਂ, ਕੀ ਅਸੀਂ ਇਹ ਨਿਸ਼ਕਰਸ਼ ਕੱਢ ਸਕਦੇ ਹਾਂ ਕਿ ਦੋ ਵਸਤੂਆਂ ਨੂੰ ਇਕੱਠੇ ਰਗੜਨ ‘ਤੇ, ਉਹ ਬਿਜਲੀ ਚਾਰਜ ਹੋ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ? ਇਹ ਚਾਰਜ ਕਿੱਥੋਂ ਆਉਂਦਾ ਹੈ? ਇਸ ਸਵਾਲ ਦਾ ਜਵਾਬ ਇਹ ਜਾਣ ਕੇ ਦਿੱਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਕਿ ਪਰਮਾਣੂ ਵਿਭਾਜਿਤ ਹੈ ਅਤੇ ਚਾਰਜਿਤ ਕਣਾਂ ਨਾਲ ਬਣਿਆ ਹੈ।

ਬਹੁਤ ਸਾਰੇ ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਨੇ ਪਰਮਾਣੂ ਵਿੱਚ ਚਾਰਜਿਤ ਕਣਾਂ ਦੀ ਮੌਜੂਦਗੀ ਪ੍ਰਗਟ ਕਰਨ ਵਿੱਚ ਯੋਗਦਾਨ ਪਾਇਆ।

1900 ਤੱਕ ਇਹ ਜਾਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਸੀ ਕਿ ਪਰਮਾਣੂ ਇੱਕ ਅਵਿਭਾਜਿਤ ਕਣ ਸੀ ਪਰ ਇਸ ਵਿੱਚ ਘੱਟੋ-ਘੱਟ ਇੱਕ ਉਪ-ਪਰਮਾਣੂ ਕਣ ਸੀ - ਜੇ.ਜੇ. ਥੌਮਸਨ ਦੁਆਰਾ ਪਛਾਣਿਆ ਗਿਆ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ। ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਦੀ ਪਛਾਣ ਹੋਣ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਵੀ, ਈ. ਗੋਲਡਸਟੀਨ ਨੇ 1886 ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਗੈਸ ਡਿਸਚਾਰਜ ਵਿੱਚ ਨਵੀਆਂ ਕਿਰਨਾਂ ਦੀ ਮੌਜੂਦਗੀ ਦੀ ਖੋਜ ਕੀਤੀ ਅਤੇ ਉਹਨਾਂ ਨੂੰ ਕੈਨਾਲ ਰੇਜ਼ ਕਿਹਾ। ਇਹ ਕਿਰਨਾਂ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਚਾਰਜਿਤ ਕਿਰਨਾਂ ਸਨ ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਨੇ ਅੰਤ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਹੋਰ ਉਪ-ਪਰਮਾਣੂ ਕਣ ਦੀ ਖੋਜ ਵੱਲ ਅਗਵਾਈ ਕੀਤੀ। ਇਸ ਉਪ-ਪਰਮਾਣੂ ਕਣ ਦਾ ਚਾਰਜ, ਪਰਿਮਾਣ ਵਿੱਚ ਬਰਾਬਰ ਪਰ ਚਿੰਨ੍ਹ ਵਿੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਦੇ ਉਲਟ ਸੀ। ਇਸਦਾ ਪੁੰਜ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਦੇ ਪੁੰਜ ਤੋਂ ਲਗਭਗ 2000 ਗੁਣਾ ਸੀ। ਇਸਨੂੰ ਪ੍ਰੋਟੋਨ ਦਾ ਨਾਮ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ। ਆਮ ਤੌਰ ‘ਤੇ, ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਨੂੰ ’ $e$ ’ ਅਤੇ ਇੱਕ ਪ੍ਰੋਟੋਨ ਨੂੰ ’ $p$ ’ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਦਰਸਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਪ੍ਰੋਟੋਨ ਦੇ ਪੁੰਜ ਨੂੰ ਇੱਕ ਇਕਾਈ ਅਤੇ ਇਸਦੇ ਚਾਰਜ ਨੂੰ ਪਲੱਸ ਇੱਕ ਮੰਨਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਦੇ ਪੁੰਜ ਨੂੰ ਨਗਣਿਆ ਮੰਨਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸਦਾ ਚਾਰਜ ਮਾਈਨਸ ਇੱਕ ਹੈ।

ਇਹ ਲੱਗਦਾ ਸੀ ਕਿ ਪਰਮਾਣੂ ਪ੍ਰੋਟੋਨ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਾਂ ਨਾਲ ਬਣਿਆ ਹੈ, ਜੋ ਆਪਸ ਵਿੱਚ ਆਪਣੇ ਚਾਰਜਾਂ ਨੂੰ ਸੰਤੁਲਿਤ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਇਹ ਵੀ ਪ੍ਰਤੀਤ ਹੁੰਦਾ ਸੀ ਕਿ ਪ੍ਰੋਟੋਨ ਪਰਮਾਣੂ ਦੇ ਅੰਦਰੂਨੀ ਹਿੱਸੇ ਵਿੱਚ ਸਨ, ਕਿਉਂਕਿ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਾਂ ਨੂੰ ਆਸਾਨੀ ਨਾਲ ਹਟਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਸੀ ਪਰ ਪ੍ਰੋਟੋਨ ਨਹੀਂ। ਹੁਣ ਵੱਡਾ ਸਵਾਲ ਇਹ ਸੀ: ਪਰਮਾਣੂ ਦੇ ਇਹ ਕਣ ਕਿਸ ਕਿਸਮ ਦੀ ਬਣਤਰ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ? ਅਸੀਂ ਹੇਠਾਂ ਇਸ ਸਵਾਲ ਦਾ ਜਵਾਬ ਲੱਭਾਂਗੇ।

4.2 ਪਰਮਾਣੂ ਦੀ ਬਣਤਰ

ਅਸੀਂ ਅਧਿਆਇ 3 ਵਿੱਚ ਡਾਲਟਨ ਦੇ ਪਰਮਾਣੂ ਸਿਧਾਂਤ ਬਾਰੇ ਸਿੱਖਿਆ ਹੈ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਸੁਝਾਅ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ ਸੀ ਕਿ ਪਰਮਾਣੂ ਅਵਿਭਾਜਿਤ ਅਤੇ ਅਵਿਨਾਸ਼ੀ ਸੀ। ਪਰ ਪਰਮਾਣੂ ਦੇ ਅੰਦਰ ਦੋ ਮੂਲ ਕਣਾਂ (ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਅਤੇ ਪ੍ਰੋਟੋਨ) ਦੀ ਖੋਜ ਨੇ ਡਾਲਟਨ ਦੇ ਪਰਮਾਣੂ ਸਿਧਾਂਤ ਦੇ ਇਸ ਪਹਿਲੂ ਦੀ ਅਸਫਲਤਾ ਵੱਲ ਅਗਵਾਈ ਕੀਤੀ। ਫਿਰ ਇਹ ਜਾਣਨਾ ਜ਼ਰੂਰੀ ਸਮਝਿਆ ਗਿਆ ਕਿ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਅਤੇ ਪ੍ਰੋਟੋਨ ਪਰਮਾਣੂ ਦੇ ਅੰਦਰ ਕਿਵੇਂ ਵਿਵਸਥਿਤ ਹਨ। ਇਸਨੂੰ ਸਮਝਾਉਣ ਲਈ, ਬਹੁਤ ਸਾਰੇ ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਨੇ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਪਰਮਾਣੂ ਮਾਡਲ ਪ੍ਰਸਤਾਵਿਤ ਕੀਤੇ। ਜੇ.ਜੇ. ਥੌਮਸਨ ਪਰਮਾਣੂ ਦੀ ਬਣਤਰ ਲਈ ਇੱਕ ਮਾਡਲ ਪ੍ਰਸਤਾਵਿਤ ਕਰਨ ਵਾਲਾ ਪਹਿਲਾ ਵਿਅਕਤੀ ਸੀ।

4.2.1 ਪਰਮਾਣੂ ਦਾ ਥੌਮਸਨ ਮਾਡਲ

ਥੌਮਸਨ ਨੇ ਪਰਮਾਣੂ ਦਾ ਮਾਡਲ ਕ੍ਰਿਸਮਸ ਪੁਡਿੰਗ ਦੇ ਸਮਾਨ ਪ੍ਰਸਤਾਵਿਤ ਕੀਤਾ। ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਚਾਰਜ ਦੇ ਗੋਲੇ ਵਿੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ, ਇੱਕ ਗੋਲਾਕਾਰ ਕ੍ਰਿਸਮਸ ਪੁਡਿੰਗ ਵਿੱਚ ਕਰੰਟਾਂ (ਸੁੱਕੇ ਫਲਾਂ) ਵਰਗੇ ਸਨ। ਅਸੀਂ ਇੱਕ ਤਰਬੂਜ਼ ਬਾਰੇ ਵੀ ਸੋਚ ਸਕਦੇ ਹਾਂ, ਪਰਮਾਣੂ ਵਿੱਚ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਚਾਰਜ ਤਰਬੂਜ਼ ਦੇ ਲਾਲ ਖਾਣਯੋਗ ਹਿੱਸੇ ਵਾਂਗ ਸਾਰੇ ਪਾਸੇ ਫੈਲਿਆ ਹੋਇਆ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਚਾਰਜਿਤ ਗੋਲੇ ਵਿੱਚ ਜੜੇ ਹੋਏ ਹਨ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਤਰਬੂਜ਼ ਵਿੱਚ ਬੀਜ (ਚਿੱਤਰ 4.1)।

ਚਿੱਤਰ 4.1: ਪਰਮਾਣੂ ਦਾ ਥੌਮਸਨ ਮਾਡਲ

ਜੇ.ਜੇ. ਥੌਮਸਨ (1856-1940), ਇੱਕ ਬ੍ਰਿਟਿਸ਼ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨੀ, 18 ਦਸੰਬਰ 1856 ਨੂੰ ਮੈਨਚੇਸਟਰ ਦੇ ਇੱਕ ਉਪਨਗਰ ਚੀਥਮ ਹਿੱਲ ਵਿੱਚ ਪੈਦਾ ਹੋਇਆ ਸੀ। ਉਸਨੂੰ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਾਂ ਦੀ ਖੋਜ ‘ਤੇ ਕੰਮ ਲਈ 1906 ਵਿੱਚ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਦਾ ਨੋਬਲ ਪੁਰਸਕਾਰ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਉਸਨੇ ਕੈਮਬ੍ਰਿਜ ਵਿਖੇ ਕੈਵੇਂਡਿਸ਼ ਲੈਬੋਰੇਟਰੀ ਦੀ 35 ਸਾਲਾਂ ਤੱਕ ਅਗਵਾਈ ਕੀਤੀ ਅਤੇ ਉਸਦੇ ਸੱਤ ਖੋਜ ਸਹਾਇਕਾਂ ਨੇ ਬਾਅਦ ਵਿੱਚ ਨੋਬਲ ਪੁਰਸਕਾਰ ਜਿੱਤੇ।

ਥੌਮਸਨ ਨੇ ਪ੍ਰਸਤਾਵਿਤ ਕੀਤਾ ਕਿ:

(i) ਇੱਕ ਪਰਮਾਣੂ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਚਾਰਜਿਤ ਗੋਲਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਇਸ ਵਿੱਚ ਜੜੇ ਹੋਏ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।

(ii) ਨਕਾਰਾਤਮਕ ਅਤੇ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਚਾਰਜ ਪਰਿਮਾਣ ਵਿੱਚ ਬਰਾਬਰ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਇਸ ਲਈ, ਪਰਮਾਣੂ ਸਮੁੱਚੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਬਿਜਲੀ ਨਿਰਪੱਖ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।

ਹਾਲਾਂਕਿ ਥੌਮਸਨ ਦੇ ਮਾਡਲ ਨੇ ਸਮਝਾਇਆ ਕਿ ਪਰਮਾਣੂ ਬਿਜਲੀ ਨਿਰਪੱਖ ਹਨ, ਹੋਰ ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਦੁਆਰਾ ਕੀਤੇ ਗਏ ਪ੍ਰਯੋਗਾਂ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਇਸ ਮਾਡਲ ਦੁਆਰਾ ਸਮਝਾਏ ਨਹੀਂ ਜਾ ਸਕੇ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਅਸੀਂ ਹੇਠਾਂ ਦੇਖਾਂਗੇ।

4.2.2 ਪਰਮਾਣੂ ਦਾ ਰਦਰਫੋਰਡ ਮਾਡਲ

ਅਰਨੈਸਟ ਰਦਰਫੋਰਡ ਇਹ ਜਾਣਨ ਵਿੱਚ ਦਿਲਚਸਪੀ ਰੱਖਦਾ ਸੀ ਕਿ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਪਰਮਾਣੂ ਦੇ ਅੰਦਰ ਕਿਵੇਂ ਵਿਵਸਥਿਤ ਹਨ। ਰਦਰਫੋਰਡ ਨੇ ਇਸ ਲਈ ਇੱਕ ਪ੍ਰਯੋਗ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ। ਇਸ ਪ੍ਰਯੋਗ ਵਿੱਚ, ਤੇਜ਼ ਗਤੀ ਵਾਲੇ ਅਲਫਾ $(\alpha)$-ਕਣਾਂ ਨੂੰ ਇੱਕ ਪਤਲੀ ਸੋਨੇ ਦੀ ਪਰਤ ‘ਤੇ ਡਿੱਗਣ ਲਈ ਬਣਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ।

• ਉਸਨੇ ਸੋਨੇ ਦੀ ਪਰਤ ਚੁਣੀ ਕਿਉਂਕਿ ਉਹ ਜਿੰਨਾ ਸੰਭਵ ਹੋ ਸਕੇ ਪਤਲੀ ਪਰਤ ਚਾਹੁੰਦਾ ਸੀ। ਇਹ ਸੋਨੇ ਦੀ ਪਰਤ ਲਗਭਗ 1000 ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਮੋਟੀ ਸੀ।
• $\alpha$-ਕਣ ਦੋਹਰੇ-ਚਾਰਜਿਤ ਹੀਲੀਅਮ ਆਇਨ ਹਨ। ਕਿਉਂਕਿ ਉਹਨਾਂ ਦਾ ਪੁੰਜ $4 u$ ਹੈ, ਤੇਜ਼ ਗਤੀ ਵਾਲੇ $\alpha$-ਕਣਾਂ ਕੋਲ ਕਾਫ਼ੀ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਊਰਜਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।
• ਇਹ ਉਮੀਦ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ ਕਿ ਸੋਨੇ ਦੇ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਵਿੱਚ ਉਪ-ਪਰਮਾਣੂ ਕਣਾਂ ਦੁਆਰਾ $\alpha$-ਕਣਾਂ ਨੂੰ ਵਿਚਲਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾਵੇਗਾ। ਕਿਉਂਕਿ $\alpha$-ਕਣ ਪ੍ਰੋਟੋਨਾਂ ਨਾਲੋਂ ਬਹੁਤ ਭਾਰੇ ਸਨ, ਉਸਨੂੰ ਵੱਡੇ ਵਿਚਲਨ ਦੇਖਣ ਦੀ ਉਮੀਦ ਨਹੀਂ ਸੀ।

ਚਿੱਤਰ 4.2: ਸੋਨੇ ਦੀ ਪਰਤ ਦੁਆਰਾ $\alpha$-ਕਣਾਂ ਦਾ ਪ੍ਰਕੀਰਣ

ਪਰ, $\alpha$-ਕਣ ਪ੍ਰਕੀਰਣ ਪ੍ਰਯੋਗ ਨੇ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਅਣਅਪੇਖਿਤ ਨਤੀਜੇ ਦਿੱਤੇ (ਚਿੱਤਰ 4.2)। ਹੇਠ ਲਿਖੀਆਂ ਟਿੱਪਣੀਆਂ ਕੀਤੀਆਂ ਗਈਆਂ:

(i) ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ ਤੇਜ਼ ਗਤੀ ਵਾਲੇ $\alpha$-ਕਣ ਸਿੱਧੇ ਸੋਨੇ ਦੀ ਪਰਤ ਵਿੱਚੋਂ ਲੰਘ ਗਏ।

(ii) ਕੁਝ $\alpha$-ਕਣ ਪਰਤ ਦੁਆਰਾ ਛੋਟੇ ਕੋਣਾਂ ਨਾਲ ਵਿਚਲਿਤ ਹੋ ਗਏ।

(iii) ਹੈਰਾਨੀ ਦੀ ਗੱਲ ਇਹ ਹੈ ਕਿ ਹਰ 12000 ਕਣਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਇੱਕ ਵਾਪਸ ਉਛਲਿਆ ਪ੍ਰਤੀਤ ਹੋਇਆ।

ਰਦਰਫੋਰਡ ਦੇ ਸ਼ਬਦਾਂ ਵਿੱਚ, “ਇਹ ਨਤੀਜਾ ਲਗਭਗ ਉਨਾ ਹੀ ਅਵਿਸ਼ਵਸਨੀ ਸੀ ਜਿਵੇਂ ਤੁਸੀਂ ਟਿਸ਼ੂ ਪੇਪਰ ਦੇ ਇੱਕ ਟੁਕੜੇ ‘ਤੇ 15-ਇੰਚ ਦਾ ਗੋਲਾ ਚਲਾਓ ਅਤੇ ਇਹ ਵਾਪਸ ਆ ਕੇ ਤੁਹਾਨੂੰ ਮਾਰੇ”।

ਈ. ਰਦਰਫੋਰਡ (1871-1937) 30 ਅਗਸਤ 1871 ਨੂੰ ਸਪ੍ਰਿੰਗ ਗਰੋਵ ਵਿਖੇ ਪੈਦਾ ਹੋਇਆ ਸੀ। ਉਸਨੂੰ ਨਿਊਕਲੀਅਰ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਦਾ ‘ਪਿਤਾ’ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਸੀ। ਉਹ ਰੇਡੀਓਐਕਟੀਵਿਟੀ ਅਤੇ ਸੋਨੇ ਦੀ ਪਰਤ ਪ੍ਰਯੋਗ ਨਾਲ ਪਰਮਾਣੂ ਦੇ ਨਾਭਿਕ ਦੀ ਖੋਜ ਲਈ ਆਪਣੇ ਕੰਮ ਲਈ ਮਸ਼ਹੂਰ ਹੈ। ਉਸਨੂੰ 1908 ਵਿੱਚ ਰਸਾਇਣ ਵਿਗਿਆਨ ਦਾ ਨੋਬਲ ਪੁਰਸਕਾਰ ਮਿਲਿਆ।

ਆਓ ਇਸ ਪ੍ਰਯੋਗ ਦੇ ਨਿਹਿਤਾਰਥਾਂ ਨੂੰ ਸਮਝਣ ਲਈ ਇੱਕ ਖੁੱਲੇ ਮੈਦਾਨ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਗਤੀਵਿਧੀ ਬਾਰੇ ਸੋਚੀਏ। ਇੱਕ ਬੱਚੇ ਨੂੰ ਆਪਣੀਆਂ ਅੱਖਾਂ ਬੰਦ ਕਰਕੇ ਇੱਕ ਕੰਧ ਦੇ ਸਾਹਮਣੇ ਖੜ੍ਹਾ ਹੋਣ ਦਿਓ। ਉਸਨੂੰ ਕੁਝ ਦੂਰੀ ਤੋਂ ਕੰਧ ‘ਤੇ ਪੱਥਰ ਸੁੱਟਣ ਦਿਓ। ਜਦੋਂ ਹਰੇਕ ਪੱਥਰ ਕੰਧ ਨੂੰ ਲੱਗਦਾ ਹੈ ਤਾਂ ਉਹ ਇੱਕ ਆਵਾਜ਼ ਸੁਣੇਗਾ। ਜੇ ਉਹ ਇਸਨੂੰ ਦਸ ਵਾਰ ਦੁਹਰਾਏਗਾ, ਤਾਂ ਉਹ ਆਵਾਜ਼ ਦਸ ਵਾਰ ਸੁਣੇਗਾ। ਪਰ ਜੇ ਕਿਸੇ ਅੰਨ੍ਹੇ ਬੱਚੇ ਨੂੰ ਕੰਡਿਆਂ ਵਾਲੀ ਤਾਰ ਦੀ ਵਾੜ ‘ਤੇ ਪੱਥਰ ਸੁੱਟਣੇ ਹੋਣ, ਤਾਂ ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ ਪੱਥਰ ਵਾੜ ਨੂੰ ਨਹੀਂ ਲੱਗਣਗੇ ਅਤੇ ਕੋਈ ਆਵਾਜ਼ ਨਹੀਂ ਸੁਣਾਈ ਦੇਵੇਗੀ। ਇਹ ਇਸ ਲਈ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਵਾੜ ਵਿੱਚ ਬਹੁਤ ਸਾਰੇ ਛੇਕ ਹਨ ਜੋ ਪੱਥਰ ਨੂੰ ਉਹਨਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਲੰਘਣ ਦਿੰਦੇ ਹਨ।

ਇਸੇ ਤਰ੍ਹਾਂ ਦੇ ਤਰਕ ਦਾ ਪਾਲਣ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, ਰਦਰਫੋਰਡ ਨੇ $\alpha$-ਕਣ ਪ੍ਰਕੀਰਣ ਪ੍ਰਯੋਗ ਤੋਂ ਨਿਸ਼ਕਰਸ਼ ਕੱਢਿਆ ਕਿ-

(i) ਪਰਮਾਣੂ ਦੇ ਅੰਦਰ ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ ਜਗ੍ਹਾ ਖਾਲੀ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ $\alpha$-ਕਣ ਵਿਚਲਿਤ ਹੋਏ ਬਿਨਾਂ ਸੋਨੇ ਦੀ ਪਰਤ ਵਿੱਚੋਂ ਲੰਘ ਗਏ।

(ii) ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਕਣ ਆਪਣੇ ਰਸਤੇ ਤੋਂ ਵਿਚਲਿਤ ਹੋਏ, ਇਹ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹੋਏ ਕਿ ਪਰਮਾਣੂ ਦਾ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਚਾਰਜ ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਜਗ੍ਹਾ ਘੇਰਦਾ ਹੈ।

(iii) $\alpha$-ਕਣਾਂ ਦਾ ਬਹੁਤ ਛੋਟਾ ਹਿੱਸਾ $180^{\circ}$ ਦੁਆਰਾ ਵਿਚਲਿਤ ਹੋਇਆ, ਇਹ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹੋਏ ਕਿ ਸੋਨੇ ਦੇ ਪਰਮਾਣੂ ਦਾ ਸਾਰਾ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਚਾਰਜ ਅਤੇ ਪੁੰਜ ਪਰਮਾਣੂ ਦੇ ਅੰਦਰ ਬਹੁਤ ਛੋਟੇ ਆਇਤਨ ਵਿੱਚ ਕੇਂਦਰਿਤ ਸੀ।

ਡੇਟਾ ਤੋਂ ਉਸਨੇ ਇਹ ਵੀ ਗਣਨਾ ਕੀਤੀ ਕਿ ਨਾਭਿਕ ਦਾ ਅਰਧ-ਵਿਆਸ ਪਰਮਾਣੂ ਦੇ ਅਰਧ-ਵਿਆਸ ਤੋਂ ਲਗਭਗ $10^{5}$ ਗੁਣਾ ਘੱਟ ਹੈ।

ਆਪਣੇ ਪ੍ਰਯੋਗ ਦੇ ਆਧਾਰ ‘ਤੇ, ਰਦਰਫੋਰਡ ਨੇ ਪਰਮਾਣੂ ਦਾ ਨਾਭਿਕੀ ਮਾਡਲ ਸਾਹਮਣੇ ਰੱਖਿਆ, ਜਿਸਦੀਆਂ ਹੇਠ ਲਿਖੀਆਂ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਸਨ:

(i) ਪਰਮਾਣੂ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਚਾਰਜਿਤ ਕੇਂਦਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜਿਸਨੂੰ ਨਾਭਿਕ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਪਰਮਾਣੂ ਦਾ ਲਗਭਗ ਸਾਰਾ ਪੁੰਜ ਨਾਭਿਕ ਵਿੱਚ ਰਹਿੰਦਾ ਹੈ।

(ii) ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਨਾਭਿਕ ਦੇ ਚਾਰੇ ਪਾਸੇ ਚੱਕਰਾਕਾਰ ਪੱਥਾਂ ਵਿੱਚ ਘੁੰਮਦੇ ਹਨ।

(iii) ਨਾਭਿਕ ਦਾ ਆਕਾਰ ਪਰਮਾਣੂ ਦੇ ਆਕਾਰ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ ਬਹੁਤ ਛੋਟਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।

ਰਦਰਫੋਰਡ ਦੇ ਪਰਮਾਣੂ ਮਾਡਲ ਦੀਆਂ ਕਮੀਆਂ

ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਦੀ ਇੱਕ ਚੱਕਰਾਕਾਰ ਕਰਵ ਵਿੱਚ ਘੁੰਮਣ ਨੂੰ ਸਥਿਰ ਨਹੀਂ ਮੰਨਿਆ ਜਾਂਦਾ। ਇੱਕ ਚੱਕਰਾਕਾਰ ਕਰਵ ਵਿੱਚ ਕੋਈ ਵੀ ਕਣ ਪ੍ਰਵੇਗ ਦਾ ਅਨੁਭਵ ਕਰੇਗਾ। ਪ੍ਰਵੇਗ ਦੇ ਦੌਰਾਨ, ਚਾਰਜਿਤ ਕਣ ਊਰਜਾ ਦਾ ਉਤਸਰਜਨ ਕਰਨਗੇ। ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਘੁੰਮਦਾ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਊਰਜਾ ਗੁਆ ਦੇਵੇਗਾ ਅਤੇ ਅੰਤ ਵਿੱਚ ਨਾਭਿਕ ਵਿੱਚ ਡਿੱਗ ਜਾਵੇਗਾ। ਜੇਕਰ ਅਜਿਹਾ ਹੁੰਦਾ, ਤਾਂ ਪਰਮਾਣੂ ਬਹੁਤ ਅਸਥਿਰ ਹੋਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਸੀ ਅਤੇ ਇਸ ਲਈ ਪਦਾਰਥ ਉਸ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਮੌਜੂਦ ਨਹੀਂ ਹੋਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਸੀ ਜਿਸ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਅਸੀਂ ਜਾਣਦੇ ਹਾਂ। ਅਸੀਂ ਜਾਣਦੇ ਹਾਂ ਕਿ ਪਰਮਾਣੂ ਕਾਫ਼ੀ ਸਥਿਰ ਹਨ।

4.2.3 ਪਰਮਾਣੂ ਦਾ ਬੋਹਰ ਮਾਡਲ

ਪਰਮਾਣੂ ਦੇ ਰਦਰਫੋਰਡ ਮਾਡਲ ਦੇ ਵਿਰੁੱਧ ਉਠਾਏ ਗਏ ਇਤਰਾਜ਼ਾਂ ਨੂੰ ਦੂਰ ਕਰਨ ਲਈ, ਨੀਲਸ ਬੋਹਰ ਨੇ ਪਰਮਾਣੂ ਦੇ ਮਾਡਲ ਬਾਰੇ ਹੇਠ ਲਿਖੇ ਸਿਧਾਂਤ ਸਾਹਮਣੇ ਰੱਖੇ:

(i) ਪਰਮਾਣੂ ਦੇ ਅੰਦਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਾਂ ਦੀਆਂ ਕੁਝ ਖਾਸ ਕਰਵਾਂ, ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਨੂੰ ਵਿਵਕਤ ਕਰਵਾਂ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਦੀ ਇਜਾਜ਼ਤ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।

(ii) ਵਿਵਕਤ ਕਰਵਾਂ ਵਿੱਚ ਘੁੰਮਦੇ ਹੋਏ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਊਰਜਾ ਦਾ ਉਤਸਰਜਨ ਨਹੀਂ ਕਰਦੇ।

ਨੀਲਸ ਬੋਹਰ (1885-1962) 7 ਅਕਤੂਬਰ 1885 ਨੂੰ ਕੋਪਨਹੇਗਨ ਵਿੱਚ ਪੈਦਾ ਹੋਇਆ ਸੀ। ਉਸਨੂੰ 1916 ਵਿੱਚ ਕੋਪਨਹੇਗਨ ਯੂਨੀਵਰਸਿਟੀ ਵਿੱਚ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਦੇ ਪ੍ਰੋਫੈਸਰ ਨਿਯੁਕਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਉਸਨੂੰ 1922 ਵਿੱਚ ਪਰਮਾਣੂ ਦੀ ਬਣਤਰ ‘ਤੇ ਕੰਮ ਲਈ ਨੋਬਲ ਪੁਰਸਕਾਰ ਮਿਲਿਆ। ਪ੍ਰੋਫੈਸਰ ਬੋਹਰ ਦੀਆਂ ਬਹੁਤ ਸਾਰੀਆਂ ਲਿਖਤਾਂ ਵਿੱਚੋਂ, ਤਿੰਨ ਕਿਤਾਬਾਂ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਗਟ ਹੋਈਆਂ ਹਨ: (i) ਸਪੈਕਟ੍ਰਾ ਅਤੇ ਪਰਮਾਣੂ ਸੰਵਿਧਾਨ ਦਾ ਸਿਧਾਂਤ, (ii) ਪਰਮਾਣੂ ਸਿਧਾਂਤ ਅਤੇ, (iii) ਕੁਦਰਤ ਦਾ ਵਰਣਨ।

ਇਹ ਕਰਵ ਜਾਂ ਸ਼ੈੱਲਾਂ ਨੂੰ ਊਰਜਾ ਪੱਧਰ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਪਰਮਾਣੂ ਵਿੱਚ ਊਰਜਾ ਪੱਧਰ ਚਿੱਤਰ 4.3 ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਏ ਗਏ ਹਨ।

ਚਿੱਤਰ 4.3: ਪਰਮਾਣੂ ਵਿੱਚ ਕੁਝ ਊਰਜਾ ਪੱਧਰ

ਇਹ ਕਰਵ ਜਾਂ ਸ਼ੈੱਲਾਂ ਨੂੰ ਅੱਖਰਾਂ K,L,M,N,… ਜਾਂ ਨੰਬਰਾਂ, $n=1,2,3,4, \ldots$ ਦੁਆਰਾ ਦਰਸਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

4.2.4 ਨਿਊਟ੍ਰੋਨ

1932 ਵਿੱਚ, ਜੇ. ਚੈਡਵਿਕ ਨੇ ਇੱਕ ਹੋਰ ਉਪ-ਪਰਮਾਣੂ ਕਣ ਦੀ ਖੋਜ ਕੀਤੀ ਜਿਸਦਾ ਕੋਈ ਚਾਰਜ ਨਹੀਂ ਸੀ ਅਤੇ ਪੁੰਜ ਲਗਭਗ ਪ੍ਰੋਟੋਨ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਸੀ। ਇਸਨੂੰ ਅੰਤ ਵਿੱਚ ਨਿਊਟ੍ਰੋਨ ਦਾ ਨਾਮ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ। ਨਿਊਟ੍ਰੋਨ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਨੂੰ ਛੱਡ ਕੇ ਸਾਰੇ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਦੇ ਨਾਭਿਕ ਵਿੱਚ ਮ