सारांश
कक्षा 12 भौतिकी एनसीईआरटी पाठ्यपुस्तक का अध्याय 12, "परमाणु", परमाणु के विभिन्न मॉडलों को समाहित करता है — थॉमसन के प्लम-पुडिंग मॉडल और रदरफोर्ड के नाभिकीय मॉडल (स्वर्ण-पर्ण α-कण प्रकीर्णन प्रयोग से प्राप्त) से बोर के क्वांटीकृत कक्षा मॉडल तक, जो हाइड्रोजन परमाणु के विविक्त रेखा स्पेक्ट्रम और 13.6 eV आयनन ऊर्जा की सफलतापूर्वक व्याख्या करता है।
- परमाणु के बदलते चित्र — यह अध्याय मॉडल के विकास का अनुसरण करता है — थॉमसन के एकसमान 'प्लम-पुडिंग' से रदरफोर्ड के नाभिकीय परमाणु तक, जो तब प्रकट हुआ जब α-कण एक अत्यंत छोटे, सघन, धनावेशित नाभिक से प्रकीर्णित हुए।
- शास्त्रीय परमाणु की विफलता — रदरफोर्ड के परिक्रमा करते इलेक्ट्रॉनों को शास्त्रीय सिद्धांत के अनुसार नाभिक में सर्पिलाकार गिरना चाहिए था। इस अस्थिरता ने परमाणु के एक क्रांतिकारी नए, क्वांटम वर्णन की आवश्यकता प्रस्तुत की।
- बोर की क्वांटीकृत कक्षाएँ — बोर के तीन अभिगृहीत — स्थायी कक्षाएँ, क्वांटीकृत कोणीय संवेग और संक्रमण पर फोटॉन उत्सर्जन — हाइड्रोजन की ऊर्जा स्तर, रेखा स्पेक्ट्रम और 13.6 eV आयनन ऊर्जा की सफलतापूर्वक व्याख्या करते हैं।
- कक्षाओं के पीछे तरंगें — दे-ब्रॉग्ली ने बाद में बोर के क्वांटीकरण को इलेक्ट्रॉन को अप्रगामी तरंग के रूप में चित्रित करके उचित ठहराया, जिसके लिए कक्षा में तरंगदैर्घ्य की पूर्ण संख्या समाई होनी चाहिए।
मुख्य बिंदु और सूत्र
- 01रदरफोर्ड का α-कण प्रकीर्णन प्रयोग (गाइगर-मार्सडेन, 1911) 5.5 MeV के α-कणों को पतली स्वर्ण-पर्ण पर आपतित करता था; लगभग 8000 में से केवल 1 ही 90° से अधिक विक्षेपित हुआ, जिससे सिद्ध हुआ कि नाभिक अत्यंत छोटा (~10⁻¹⁵ m) और सघन है।
- 02बोर का प्रथम अभिगृहीत: इलेक्ट्रॉन स्थायी स्थिर कक्षाओं में परिक्रमा करते हैं और विकिरण उत्सर्जित नहीं करते, जो शास्त्रीय विद्युतचुंबकीय सिद्धांत के विपरीत है।
- 03बोर का द्वितीय अभिगृहीत: परिक्रमा करते इलेक्ट्रॉन का कोणीय संवेग क्वांटीकृत है — L = nh/2π, जहाँ n मुख्य क्वांटम संख्या है।
- 04बोर का तृतीय अभिगृहीत: जब इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा अवस्था से निम्न ऊर्जा अवस्था में संक्रमण करता है, तो आवृत्ति ν का फोटॉन उत्सर्जित होता है, जहाँ hν = Ei − Ef।
- 05हाइड्रोजन में n-वीं कक्षा की ऊर्जा En = −13.6/n² eV है; भूमि अवस्था (n = 1) की ऊर्जा −13.6 eV है, इसलिए आयनन ऊर्जा 13.6 eV होती है।
- 06दे-ब्रॉग्ली ने बोर के क्वांटीकरण की व्याख्या परिक्रमा करते इलेक्ट्रॉन को अप्रगामी तरंग मानकर की: कक्षा की परिधि दे-ब्रॉग्ली तरंगदैर्घ्य की पूर्ण संख्या के बराबर होनी चाहिए (2πrn = nλ)।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
01रदरफोर्ड के α-कण प्रकीर्णन प्रयोग ने परमाणु संरचना के बारे में क्या सिद्ध किया?
गाइगर-मार्सडेन प्रयोग में अधिकांश α-कण पतली स्वर्ण-पर्ण से सीधे निकल गए, किंतु लगभग 8000 में से 1 ने 90° से अधिक विक्षेपण दिखाया। रदरफोर्ड ने निष्कर्ष निकाला कि परमाणु का लगभग सारा द्रव्यमान और समस्त धनावेश एक अत्यंत छोटे नाभिक (लगभग 10⁻¹⁵ m) में केंद्रित है, जबकि परमाणु का शेष भाग लगभग रिक्त स्थान है जिसमें इलेक्ट्रॉन नाभिक से दूर परिक्रमा करते हैं।
02हाइड्रोजन परमाणु के लिए बोर के तीन अभिगृहीत क्या हैं?
(1) इलेक्ट्रॉन कुछ निश्चित स्थायी स्थिर कक्षाओं में परिक्रमा करते हैं और विकिरण उत्सर्जित नहीं करते। (2) केवल वे कक्षाएँ अनुमत हैं जहाँ कोणीय संवेग L = nh/2π (n = 1, 2, 3…) हो — कोणीय संवेग क्वांटीकृत है। (3) जब इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा अवस्था Ei से निम्न ऊर्जा अवस्था Ef में संक्रमण करता है, तो आवृत्ति ν का फोटॉन उत्सर्जित होता है जहाँ hν = Ei − Ef।
03बोर के मॉडल के अनुसार हाइड्रोजन परमाणु की भूमि अवस्था ऊर्जा और आयनन ऊर्जा क्या है?
बोर के मॉडल के अनुसार n-वीं कक्षा की ऊर्जा En = −13.6/n² eV होती है। भूमि अवस्था (n = 1) के लिए E₁ = −13.6 eV है। इलेक्ट्रॉन को भूमि अवस्था से मुक्त करने के लिए आवश्यक न्यूनतम ऊर्जा, अर्थात् आयनन ऊर्जा, 13.6 eV है, जो प्रयोगात्मक रूप से प्रेक्षित मान से मेल खाती है।
04क्या कक्षा 12 भौतिकी अध्याय 12 की एनसीईआरटी PDF निःशुल्क डाउनलोड हो सकती है?
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