1:32:17
Atoms | Full Marathon Part 1 | Physics | Class 12 CBSE 2026 🔥Shimon Sir
Vedantu Master Tamil
Overview
இந்த வீடியோ அணுக்களின் (atoms) அமைப்பு மற்றும் அதன் பரிணாம வளர்ச்சியைப் பற்றி விளக்குகிறது. டால்டன், தாம்சன், ரூதர்போர்ட் மற்றும் போர் போன்ற விஞ்ஞானிகளின் அணு மாதிரிகள், அவற்றின் கண்டுபிடிப்புகள் மற்றும் வரம்புகள் விவாதிக்கப்படுகின்றன. குறிப்பாக, ரூதர்போர்டின் ஆல்பா துகள் சிதறல் சோதனை (alpha particle scattering experiment) விரிவாக விளக்கப்பட்டு, அணுவின் மையத்தில் உள்ள நேர்மின்சுமை கொண்ட உட்கரு (nucleus) பற்றிய கண்டுபிடிப்புக்கு வழிவகுத்தது.
How was this?
Save this permanently with flashcards, quizzes, and AI chat
Chapters
- அணு என்பது அடிப்படைத் துகள் என்ற டால்டனின் ஆரம்பகாலக் கருத்திலிருந்து, எலக்ட்ரான்கள், புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட வரலாறு.
- அணு மாதிரிகளின் வளர்ச்சி ஒரு நீண்ட கால செயல்முறை, இது பல கண்டுபிடிப்புகளின் மூலம் படிப்படியாக நிகழ்ந்தது.
- இந்த அத்தியாயத்தில் தாம்சன், ரூதர்போர்ட் மற்றும் போர் ஆகியோரின் முக்கிய அணு மாதிரிகள் விவாதிக்கப்படும்.
அணுவின் கட்டமைப்பைப் பற்றிய நமது புரிதல் எவ்வாறு படிப்படியாக வளர்ந்தது என்பதை அறிவது, அறிவியல் முன்னேற்றத்தின் தன்மையைப் புரிந்துகொள்ள உதவுகிறது.
டால்டன் அணுவை பிரிக்க முடியாதது என்று கூறியது, பின்னர் தாம்சன் எலக்ட்ரானைக் கண்டுபிடித்தது ஒரு முக்கிய திருப்புமுனையாகும்.
- தாம்சனின் மாதிரி, அணு என்பது சீராக பரவியுள்ள நேர்மின்சுமை கொண்ட கோளம் என்றும், அதில் எலக்ட்ரான்கள் பதிக்கப்பட்டுள்ளன என்றும் கூறுகிறது.
- இது 'பிளம் புட்டிங் மாதிரி' அல்லது 'தர்பூசணி மாதிரி' என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, இதில் தர்பூசணியின் சிவப்புப் பகுதி நேர்மின்சுமையாகவும், விதைகள் எதிர்மின்சுமை கொண்ட எலக்ட்ரான்களாகவும் கருதப்படுகின்றன.
- இந்த மாதிரி அணுவின் ஒட்டுமொத்த மின் நடுநிலைமையை (electrical neutrality) விளக்கியது.
- ஆனால், அணுவின் நிலைத்தன்மை (stability) மற்றும் ஆல்பா துகள் சிதறல் போன்றவற்றை விளக்கத் தவறியது.
தாம்சனின் மாதிரி, அணுவின் கட்டமைப்பைப் பற்றிய முதல் அறிவியல்ரீதியான முயற்சியாக இருந்தது, இருப்பினும் அதன் வரம்புகள் அடுத்தடுத்த கண்டுபிடிப்புகளுக்கு வழிவகுத்தன.
பிளம் புட்டிங் கேக்கில் உள்ள பழங்கள் (plums) கேக்கில் பதிக்கப்பட்டிருப்பது போல, அணுவில் எலக்ட்ரான்கள் நேர்மின்சுமை கொண்ட பரப்பில் பதிக்கப்பட்டுள்ளன.
- ரூதர்போர்ட் மற்றும் அவரது மாணவர்கள் (கைகர் மற்றும் மார்ஸ்டன்) மெல்லிய தங்கத் தகட்டில் ஆல்பா துகள்களைச் செலுத்தி சோதனையை நடத்தினர்.
- பெரும்பாலான ஆல்பா துகள்கள் எந்த விலகலும் இன்றி தங்கத் தகடு வழியாகச் சென்றன, இது அணுவில் பெரும்பகுதி வெற்றிடம் என்பதைக் குறிக்கிறது.
- சில ஆல்பா துகள்கள் சிறிய கோணங்களில் விலகின, மேலும் மிகச் சில துகள்கள் பெரிய கோணங்களில் (90 டிகிரிக்கு மேல்) சிதறடிக்கப்பட்டன, சில நேராகத் திரும்பின.
- இந்த சோதனை, அணுவின் மையத்தில் ஒரு சிறிய, அடர்த்தியான, நேர்மின்சுமை கொண்ட உட்கரு (nucleus) இருப்பதைக் கண்டறிந்தது.
ரூதர்போர்டின் சோதனை, அணுவின் கட்டமைப்பைப் பற்றிய நமது புரிதலில் ஒரு புரட்சியை ஏற்படுத்தியது, அணுவின் மையத்தில் உட்கரு இருப்பதைக் கண்டறிந்தது.
ஒரு 15 அங்குல பீரங்கி குண்டு ஒரு டிஷ்யூ பேப்பரில் பட்டு பின்னோக்கி வருவது போன்ற ஒரு ஆச்சரியமான நிகழ்வாக, சில ஆல்பா துகள்கள் நேராகத் திரும்பின.
- அணுவின் பெரும்பகுதி வெற்றிடம் என்றும், நேர்மின்சுமை மற்றும் அணுவின் நிறை அனைத்தும் அணுவின் மையத்தில் உள்ள மிகச் சிறிய உட்கருவில் குவிந்துள்ளன என்றும் ரூதர்போர்ட் கூறினார்.
- எலக்ட்ரான்கள் உட்கருவைச் சுற்றி வருகின்றன, ஆனால் அவை எந்த ஆர்பிட்டிலும் இருக்கலாம் (இது பின்னர் போர் மாதிரியால் மேம்படுத்தப்பட்டது).
- இந்த மாதிரி அணுவின் நிலைத்தன்மையை விளக்கத் தவறியது, ஏனெனில் சுற்றும் எலக்ட்ரான்கள் ஆற்றலை இழந்து உட்கருவில் விழ வேண்டும்.
ரூதர்போர்டின் மாதிரி, அணுவின் உட்கருவைக் கண்டறிந்தது, ஆனால் எலக்ட்ரான்களின் சுற்றுப்பாதை மற்றும் அணுவின் நிலைத்தன்மை பற்றிய கேள்விகளை எழுப்பியது.
சூரியனைச் சுற்றி கோள்கள் சுற்றுவது போல, எலக்ட்ரான்கள் உட்கருவைச் சுற்றி வருகின்றன என்ற ஒப்புமை.
- அணுவின் பெரும்பகுதி வெற்றிடம் (empty space).
- அணுவின் நேர்மின்சுமை மற்றும் நிறை அனைத்தும் ஒரு சிறிய இடத்தில் குவிந்துள்ளன (உட்கரு).
- உட்கருவின் அளவு அணுவின் அளவை விட மிகச் சிறியது (சுமார் 10^-15 மீ).
- ஆல்பா துகள்களின் விலகல் கோணம் (scattering angle) மற்றும் உட்கருவின் மையத்திலிருந்து அதன் தூரம் (impact parameter) ஆகியவற்றுக்கு இடையே உள்ள தொடர்பு.
இந்த முடிவுகள் அணுவின் கட்டமைப்பைப் பற்றிய நமது புரிதலை ஆழமாக்கியதுடன், அணுவின் அளவு மற்றும் உட்கருவின் முக்கியத்துவத்தை உணர்த்தியது.
அணுவின் ஆரம் 10^-10 மீ ஆகவும், உட்கருவின் ஆரம் 10^-15 மீ ஆகவும் இருப்பது, உட்கரு அணுவின் மிகச் சிறிய பகுதியையே ஆக்கிரமித்துள்ளது என்பதைக் காட்டுகிறது.
- ஆல்பா துகள் சிதறல் சோதனையில், மொத்த இயந்திர ஆற்றல் (total mechanical energy) பாதுகாக்கப்படுகிறது, ஏனெனில் செயல்படும் விசைகள் (forces) அனைத்தும் பழமைவாதமானவை (conservative).
- ஆல்பா துகளின் ஆரம்ப கைனெடிக் ஆற்றல் (kinetic energy) மற்றும் உட்கருவின் மின்புல ஆற்றல் (electrostatic potential energy) ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் கணக்கீடுகள் செய்யப்படுகின்றன.
- குறைந்தபட்ச அணுகு தூரம் (least distance of approach) என்பது ஆல்பா துகள் உட்கருவை எவ்வளவு நெருக்கமாக அணுக முடியும் என்பதைக் குறிக்கிறது.
ஆற்றல் அழிவின்மை விதியைப் பயன்படுத்துவது, அணுவின் உட்கரு மற்றும் ஆல்பா துகள்களுக்கு இடையிலான தொடர்புகளைப் புரிந்துகொள்ளவும், குறைந்தபட்ச அணுகு தூரத்தைக் கணக்கிடவும் உதவுகிறது.
ஆல்பா துகளின் ஆரம்ப கைனெடிக் ஆற்றல் (K) மற்றும் உட்கருவின் சார்ஜ் (Ze) ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி, குறைந்தபட்ச அணுகு தூரம் (d) கணக்கிடப்படுகிறது, இது K உடன் நேர்மாறாக தொடர்புடையது.
Key takeaways
- அணுவின் கட்டமைப்பு பற்றிய நமது புரிதல், டால்டன், தாம்சன், ரூதர்போர்ட் போன்ற விஞ்ஞானிகளின் தொடர்ச்சியான ஆய்வுகள் மற்றும் மாதிரிகளின் மூலம் வளர்ந்துள்ளது.
- தாம்சனின் பிளம் புட்டிங் மாதிரி, அணுவின் மின் நடுநிலைமையை விளக்கியது, ஆனால் அதன் நிலைத்தன்மை மற்றும் உட்கருவின் இருப்பை விளக்கத் தவறியது.
- ரூதர்போர்டின் ஆல்பா துகள் சிதறல் சோதனை, அணுவின் பெரும்பகுதி வெற்றிடம் என்றும், அதன் மையத்தில் ஒரு சிறிய, அடர்த்தியான, நேர்மின்சுமை கொண்ட உட்கரு இருப்பதாகவும் கண்டறிந்தது.
- அணுவின் உட்கருவின் அளவு, அணுவின் ஒட்டுமொத்த அளவை விட மிக மிகச் சிறியது.
- ஆற்றல் அழிவின்மை விதி, ஆல்பா துகள் சிதறல் சோதனையில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது, இது உட்கரு மற்றும் ஆல்பா துகள்களுக்கு இடையிலான தொடர்புகளைப் புரிந்துகொள்ள உதவுகிறது.
- ஆல்பா துகள்களின் சிதறல் கோணம், உட்கருவிலிருந்து அதன் தூரம் (impact parameter) மற்றும் அதன் ஆரம்ப ஆற்றல் ஆகியவற்றைப் பொறுத்தது.
Key terms
அணு (Atom)எலக்ட்ரான் (Electron)புரோட்டான் (Proton)நியூட்ரான் (Neutron)அணு மாதிரி (Atomic Model)தாம்சன் மாதிரி (Thomson's Model)பிளம் புட்டிங் மாதிரி (Plum Pudding Model)ரூதர்போர்ட் சோதனை (Rutherford Experiment)ஆல்பா துகள் சிதறல் (Alpha Particle Scattering)உட்கரு (Nucleus)நேர்மின்சுமை (Positive Charge)எதிர்மின்சுமை (Negative Charge)மின் நடுநிலைமை (Electrical Neutrality)ஆற்றல் அழிவின்மை விதி (Law of Conservation of Energy)குறைந்தபட்ச அணுகு தூரம் (Least Distance of Approach)தாக்க அளவுரு (Impact Parameter)
Test your understanding
- தாம்சனின் அணு மாதிரி ஏன் 'பிளம் புட்டிங் மாதிரி' என்று அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் அதன் முக்கிய வரம்புகள் யாவை?
- ரூதர்போர்டின் ஆல்பா துகள் சிதறல் சோதனையின் முக்கிய அவதானிப்புகள் யாவை, அவை அணுவின் கட்டமைப்பு பற்றி என்ன கூறுகின்றன?
- அணுவின் பெரும்பகுதி ஏன் வெற்றிடமாக உள்ளது என்பதை ரூதர்போர்டின் சோதனை எவ்வாறு விளக்குகிறது?
- ஆற்றல் அழிவின்மை விதியைப் பயன்படுத்தி, ஆல்பா துகள் உட்கருவை எவ்வளவு நெருக்கமாக அணுக முடியும் என்பதைக் கணக்கிடுவது எப்படி?
- தாக்க அளவுரு (impact parameter) மற்றும் சிதறல் கோணம் (scattering angle) ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான தொடர்பு என்ன?