रदरफोर्ड मॉडल

रदरफोर्ड मॉडल एक परमाणु का वर्णन करने के लिए न्यूजीलैंड में जन्मे भौतिक विज्ञानी अर्नेस्ट रदरफोर्ड द्वारा तैयार किया गया था। रदरफोर्ड ने 1909 में गीजर-मार्सडेन प्रयोग का निर्देशन किया, जिसने रदरफोर्ड के 1911 के विश्लेषण पर सुझाव दिया कि परमाणु का जे जे थॉमसन का बेर का हलवा मॉडल गलत था। रदरफोर्ड का नया मॉडल परमाणु के लिए, प्रयोगात्मक परिणामों के आधार पर, परमाणु के बाकी हिस्सों की तुलना में बहुत कम मात्रा में केंद्रित एक अपेक्षाकृत उच्च केंद्रीय आवेश की नई विशेषताएं शामिल थीं और इस केंद्रीय मात्रा में परमाणु के परमाणु द्रव्यमान का बड़ा हिस्सा भी था। इस क्षेत्र को परमाणु के परमाणु नाभिक के रूप में जाना जाएगा।

मॉडल के लिए प्रायोगिक आधार
रदरफोर्ड ने 1911 में अपने प्रसिद्ध सोने की पन्नी के प्रयोग से थॉमसन के मॉडल को उलट दिया, जिसमें उन्होंने दिखाया कि परमाणु में एक छोटा और भारी नाभिक होता है। रदरफोर्ड ने परमाणु संरचना की अनदेखी दुनिया की जांच के रूप में एक रेडियोधर्मी तत्व द्वारा उत्सर्जित अल्फा कणों का उपयोग करने के लिए एक प्रयोग तैयार किया। यदि थॉमसन सही थे, तो किरण सीधे सोने की पन्नी से होकर जाएगी। अधिकांश बीम पन्नी के माध्यम से चले गए, लेकिन कुछ विक्षेपित हो गए।

रदरफोर्ड ने अप्रत्याशित प्रयोगात्मक परिणामों के लिए एक व्याख्या के रूप में, उप-परमाणु संरचना के लिए अपना स्वयं का भौतिक मॉडल प्रस्तुत किया। इसमें, परमाणु एक केंद्रीय आवेश से बना होता है (यह आधुनिक परमाणु नाभिक है, हालांकि रदरफोर्ड ने अपने पेपर में नाभिक शब्द का उपयोग नहीं किया था) इलेक्ट्रॉनों की परिक्रमा (संभवतः) के एक बादल से घिरा हुआ है। इस मई 1911 के पेपर में, रदरफोर्ड ने परमाणु में बहुत उच्च सकारात्मक या नकारात्मक चार्ज के एक छोटे से केंद्रीय क्षेत्र के लिए खुद को प्रतिबद्ध किया।

संक्षिप्तता के लिए, एक सकारात्मक केंद्रीय आवेश N e वाले परमाणु के माध्यम से एक उच्च गति α कण के पारित होने पर विचार करें, और N इलेक्ट्रॉनों के क्षतिपूर्ति आवेश से घिरा हुआ है। 

ज्ञात गति के कण 100 e के केंद्रीय आवेश की ओर कितनी दूर तक प्रवेश करने में सक्षम होंगे, इस विशुद्ध रूप से ऊर्जावान विचारों से, रदरफोर्ड यह गणना करने में सक्षम थे कि उनके सोने के केंद्रीय आवेश की त्रिज्या कम होनी चाहिए (कितना कम नहीं बताया जा सकता है ) 3.4 × 10 से-14 मीटर। यह एक सोने के परमाणु में था जिसे 10 के रूप में जाना जाता है−10 मीटर या त्रिज्या में—एक बहुत ही आश्चर्यजनक खोज, क्योंकि इसमें परमाणु के व्यास के 1/3000वें हिस्से से कम एक मजबूत केंद्रीय आवेश शामिल था।

रदरफोर्ड मॉडल ने परमाणु के आवेश और द्रव्यमान को एक बहुत छोटे कोर में केंद्रित करने का काम किया, लेकिन शेष इलेक्ट्रॉनों और शेष परमाणु द्रव्यमान के लिए किसी भी संरचना का श्रेय नहीं दिया। इसमें हंतारो नागाओका के परमाणु मॉडल का उल्लेख किया गया था, जिसमें शनि के स्थिर छल्ले की विशिष्ट रूपक संरचना के साथ इलेक्ट्रॉनों को एक या एक से अधिक छल्ले में व्यवस्थित किया जाता है। जे. जे. थॉमसन के प्लम पुडिंग मॉडल में इलेक्ट्रॉनों की परिक्रमा करने वाले छल्ले भी थे। जीन-बैप्टिस्ट पेरिन ने अपने नोबेल व्याख्यान में दावा किया कि वह 1901 के अपने पेपर में मॉडल का सुझाव देने वाले पहले व्यक्ति थे। लेकिन वास्तव में उत्तरी आयरिश भौतिक विज्ञानी, जोसेफ लारमोर ने 1897 में परमाणु का पहला सौर मंडल मॉडल बनाया था। रदरफोर्ड पेपर ने सुझाव दिया कि एक परमाणु का केंद्रीय आवेश परमाणु द्रव्यमान इकाई यू (रदरफोर्ड के मॉडल में इसका लगभग 1/2) में इसके परमाणु द्रव्यमान के समानुपाती हो सकता है। सोने के लिए, यह द्रव्यमान संख्या 197 है (तब अधिक सटीकता के लिए ज्ञात नहीं थी) और इसलिए रदरफोर्ड द्वारा संभवतः 196 यू होने के लिए प्रतिरूपित किया गया था। हालांकि, रदरफोर्ड ने परमाणु संख्या के लिए केंद्रीय आवेश का सीधा संबंध बनाने का प्रयास नहीं किया, क्योंकि सोने की परमाणु संख्या (उस समय आवर्त सारणी में केवल इसकी स्थान संख्या) 79 थी, और रदरफोर्ड ने लगभग +100 इकाइयों के लिए आवेश का मॉडल तैयार किया था। (उन्होंने वास्तव में सकारात्मक चार्ज की 98 इकाइयों का सुझाव दिया था, 196 का आधा बनाने के लिए)। इस प्रकार, रदरफोर्ड ने औपचारिक रूप से दो संख्याओं (आवर्त सारणी स्थान, 79, और परमाणु आवेश, 98 या 100) का सुझाव बिल्कुल समान नहीं दिया।

रदरफोर्ड का पेपर सामने आने के एक महीने बाद, परमाणु संख्या और परमाणु चार्ज की सटीक पहचान के बारे में प्रस्ताव एंथोनी वैन डेन ब्रोक द्वारा किया गया था, और बाद में हेनरी मोस्ले द्वारा दो साल के भीतर प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि की गई थी।

ये प्रमुख संकेतक हैं:
 * परमाणु का परमाणु कक्षीय रदरफोर्ड प्रकीर्णन को प्रभावित नहीं करता है।
 * परमाणु का अधिकांश धनात्मक आवेश परमाणु के केंद्र में अपेक्षाकृत छोटे आयतन में केंद्रित होता है, जिसे आज नाभिक (परमाणु संरचना) के रूप में जाना जाता है। इस आवेश का परिमाण परमाणु के परमाणु द्रव्यमान के समानुपाती होता है (एक आवेश संख्या तक जो लगभग आधा हो सकता है) - शेष द्रव्यमान को अब ज्यादातर न्यूट्रॉन के लिए जाना जाता है। यह केंद्रित केंद्रीय द्रव्यमान और आवेश अल्फा और बीटा कण कणों दोनों को विक्षेपित करने के लिए जिम्मेदार है।
 * सोने जैसे भारी परमाणुओं का द्रव्यमान ज्यादातर केंद्रीय आवेश क्षेत्र में केंद्रित होता है, क्योंकि गणना से पता चलता है कि यह उच्च गति वाले अल्फा कणों द्वारा विक्षेपित या स्थानांतरित नहीं होता है, जिनमें इलेक्ट्रॉनों की तुलना में बहुत अधिक गति होती है, लेकिन एक के संबंध में नहीं एक पूरे के रूप में भारी परमाणु।
 * परमाणु स्वयं लगभग 100,000 (105) नाभिक के व्यास का गुना। यह एक फुटबॉल मैदान (क्षेत्र) के बीच में रेत का एक दाना डालने से संबंधित हो सकता है।

आधुनिक विज्ञान में योगदान
रदरफोर्ड की खोज के बाद, वैज्ञानिकों ने महसूस करना शुरू कर दिया कि परमाणु अंततः एक कण नहीं है, बल्कि बहुत छोटे उप-परमाण्विक कणों से बना है। बाद के शोध ने सटीक परमाणु संरचना का निर्धारण किया जिसके कारण रदरफोर्ड का गीजर-मार्सडेन प्रयोग हुआ। वैज्ञानिकों ने अंततः पता लगाया कि परमाणुओं के केंद्र में लगभग 1.2 × 10 के त्रिज्या के साथ एक सकारात्मक रूप से आवेशित नाभिक (आवेशों की एक सटीक परमाणु संख्या के साथ) होता है।−15 मीटर × [परमाणु द्रव्यमान संख्या] $1/3$। इलेक्ट्रॉन और भी छोटे पाए गए।

बाद में, वैज्ञानिकों ने एक्स-रे का उपयोग करके एक परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की अपेक्षित संख्या (परमाणु संख्या के समान) की खोज की। जब एक एक्स-रे एक परमाणु से होकर गुजरती है, तो इसका कुछ भाग बिखर जाता है, जबकि शेष परमाणु से होकर गुजरता है। चूंकि एक्स-रे मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉनों पर बिखरने के कारण अपनी तीव्रता खो देता है, एक्स-रे तीव्रता में कमी की दर को ध्यान में रखते हुए, एक परमाणु में निहित इलेक्ट्रॉनों की संख्या का सटीक अनुमान लगाया जा सकता है।

प्रतीकवाद
नागाओका के अनुसार, रदरफोर्ड का मॉडल छल्ले में कई इलेक्ट्रॉनों के विचार को स्थगित कर दिया। हालांकि, एक बार नील्स बोह्र ने इस दृश्य को प्रकाश परमाणुओं के लिए कुछ ग्रह-जैसे इलेक्ट्रॉनों की तस्वीर में संशोधित किया, रदरफोर्ड-बोह्र मॉडल ने जनता की कल्पना को पकड़ लिया। इसके बाद से लगातार परमाणुओं और यहां तक ​​कि परमाणु ऊर्जा के लिए एक प्रतीक के रूप में उपयोग किया जाता रहा है (भले ही यह अधिक उचित रूप से परमाणु ऊर्जा माना जाता है)। पिछली शताब्दी में इसके उपयोग के उदाहरणों में शामिल हैं, लेकिन इन तक सीमित नहीं हैं:
 * संयुक्त राज्य परमाणु ऊर्जा आयोग का लोगो, जो विशेष रूप से परमाणु विखंडन प्रौद्योगिकी के संबंध में इसके बाद के उपयोग के लिए जिम्मेदार था।
 * अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी का ध्वज एक रदरफोर्ड परमाणु है, जो जैतून की शाखाओं में घिरा हुआ है।
 * यूएस माइनर लीग बेसबॉल अल्बुकर्क आइसोटोप्स का लोगो एक रदरफोर्ड परमाणु है, जिसमें इलेक्ट्रॉन कक्षाएँ A बनाती हैं।
 * एक समान प्रतीक, परमाणु भंवर, अमेरिकी नास्तिकों के प्रतीक के रूप में चुना गया था, और सामान्य रूप से नास्तिकता के प्रतीक के रूप में उपयोग किया जाने लगा है।
 * यूनिकोड विविध प्रतीक कोड बिंदु U+269B (⚛) रदरफोर्ड परमाणु का उपयोग करता है।
 * टेलीविजन शो द बिग बैंग थ्योरी अपने लोगो के रूप में रदरफोर्ड परमाणु का उपयोग करता है।
 * जावास्क्रिप्ट लाइब्रेरी प्रतिक्रिया (जावास्क्रिप्ट पुस्तकालय) अपने लोगो के रूप में रदरफोर्ड परमाणु का उपयोग करती है।
 * नक्शों पर, इसका इस्तेमाल आम तौर पर परमाणु ऊर्जा संस्थापन को इंगित करने के लिए किया जाता है।

बाहरी संबंध

 * Rutherford's Model by Raymond College
 * Rutherford's Model by Kyushu University