செ. செ. தாம்சனின் அணு மாதிரி

ஜெ. தாம்சன்">செ.செ.தாம்சனால் 1904 ஆம் ஆண்டில் வழங்கப்பட்ட அணு மாதிரியாகும். பல அணுமாதிர்ப் படிவங்கள் வெவ்வேறு காலங்களில் எடுத்துரைக்கப்பட்டன. அவற்றில் முதன்மையானது செ.செ. தாம்சனால் கூறப்பட்ட அணுமாதிரியாகும். எலக்ட்ரானைக் கண்டறிந்த உடனேயே செ.செ.தாம்சன் இந்த அணுமாதிரியை முன்மொழிந்தார். ஆனால் அணுவின் அணுக்கரு கண்டுபிடிப்பதற்கு முன்னர், அந்த நேரத்தில் அணுக்களின் அறியப்பட்ட பண்புகளை எல்லாம் ஒருங்கிணைப்பதற்கான ஒரு முயற்சியை தாம்சனின் இந்த அணுமாதிரி பிரதிபலித்தது. 1) எலக்ட்ரான்கள் என்பவை எதிர் மின்சுமை கொண்ட துகள்கள் ஆகும். 2) அணுக்கள் என்பவை மின்சுமையற்று நடுநிலையுடன் காணப்படுகின்றன.

செ.செ.தாம்சனின் அணு மாதிரி.

செ.செ.தாம்சனின் அணு மாதிரி.

அணுக்களில் எதிர்மின் சுமை கொண்ட எலக்ட்ரான்கள் இருப்பதாக அப்போது அறியப்பட்டிருந்தது. தாம்சன் அவற்றை துகள்கள் என்று அழைத்தார். 1894 ஆம் ஆண்டில் கி.செ.சுடோனி அவற்றை எலக்ட்ரான்கள் என்று அழைக்க முன்மொழிந்தார். அந்த நேரத்தில் அணுக்கள் நடுநிலையான மின்சுமை கொண்டவை என்பதும் அறியப்பட்டிருந்தது. இதைக் கணக்கில் எடுத்துக் கொண்ட தாம்சன் எலக்ட்ரான்களின் எதிர்மின் சுமையை சமப்பட்டுத்த அதற்குச் சமமான நேர்மின் சுமை கொண்ட ஒரு பொருள் இருந்தால்தான் அணு நடுநிலை மின்சுமையுடன் இருக்கமுடியும் என்பதை உணர்ந்து கொண்டார். அந்த நேரத்தில் அணுக்களின் அறியப்பட்ட பண்புகள் அனைத்தையும் பூர்த்தி செய்யும் மூன்று ஆதாரமான மாதிரிகளை அவர் முன்மொழிந்தார்.

1.எதிர் மின்சுமை கொண்ட எலக்ட்ரான்கள் ஒவ்வொன்றும் நேர் மின்சுமை கொண்ட பொருள் ஒன்றுடன் இணைகப்பட்டிருக்கும். அணுவுக்குள் எல்லா இடங்களிலும் அது எலக்ட்ரானைப் பின்தொடர்ந்து செல்லும்.

2.எதிர் மின்சுமை கொண்ட எலக்ட்ரான்கள் அனைத்தும் எலக்ட்ரானின் பரிமானத்திற்குச் சமமான நேர் மின்சுமை கொண்ட ஒரு மையப் பகுதியை சுற்றியுள்ளன.

3.அணுவில் சீராகப் பரவியுள்ள நேர் மின்சுமை கொண்ட துகள்களுக்கிடையில் எதிர் மின்சுமை கொண்ட எலக்ட்ரான்கள் பொதிந்துள்ளன.

இந்த மூன்று கோட்பாடுகளில் மூன்றாவது கோட்பாடு அணுமாதிரிக்கு மிகச் சரியாக இருக்கும் எனத் தாம்சன் தீர்மானித்தார். இக்கருத்து கிட்டத்தட்ட ஓர் அணுவின் கட்டமைப்பு மாதிரியாக இருப்பது போன்ற சாத்தியத்தை அவருக்குக் கொடுத்தது. தாம்சன் தனது முன்மொழியப்பட்ட அணு மாதிரியை, அக்காலத்தில் முன்னணியில் இருந்ததாக அவர் கருதிய தத்துவம் சார்ந்த ஒரு பிரித்தானிய முன்னணி அறிவியல் பத்திரிக்கையின் 1904 ஆம் ஆண்டு மார்ச்சு மாதப் பதிப்பில் வெளியிட்டார்.

தனிமங்களின் அணுக்கள் சீரான நேர் மின்சுமை கொண்ட துகள்களை உள்ளடக்கிய ஒரு கோளத்தில் எதிர் மின்சுமை கொண்ட துகள்களைக் கொண்டிருக்கும் என்பது தாம்சன் வெளியிட்ட அணுமாதிரியாகும் .

இந்த அணு மாதிரியை முன்நிறுத்திய தாம்சன் தனது முந்தைய நெபுலார் அணு கருதுகோளை கைவிட்டார், அதில் அணு என்பது உருவமற்ற சுழல்பாய்மங்களைக் கொண்டிருந்தது. ஒரு தற்செயலான மற்றும் நடைமுறை விஞ்ஞானி என்ற முறையில், அந்நாளில் அறிமுகமாகியிருந்த பரிசோதனைச் சான்றுகளின் மீது தனது அணு மாதிரியை அடிப்படையாகக் கொண்டார். அந்நாளில் அறிமுகமான பரிசோதனைச் சான்றுகளின் மீது தனது அணு மாதிரியை அடிப்படையாகக் கொண்டு பொருத்திப் பார்த்தார். நேர் மின்சுமையின் கன அளவு தொடர்பான அவரது முன்மொழிவு கண்டுபிடிப்பிற்கான அவரது விஞ்ஞான அணுகுமுறையின் தன்மையை பிரதிபலித்தது. எதிர்கால சோதனைகள் நடத்துவதற்கான வழிகாட்டுதல்களை முன்வைப்பதாகவும் அது இருந்தது. எலெக்ட்ரானானது நேர் மின்சுமை கொண்ட கோளத்தின் மையத்திலிருந்து விலகிச் சென்றபோது அம்மையம் ஒரு பெரிய நிகர உள்நோக்குச் சக்தியை சந்திக்க நேர்ந்தது. எனவே அந்த மாதிரிக்குள்ளேயே எலக்ட்ரான்களின் சுற்றுப்பாதைகள் நிலைப்படுத்தப்பட்டன. எலக்ட்ரான்கள் அச்சுற்றுப்பாதையில் சுற்றி வருவதற்கேற்ப சுதந்திரமாக இருந்தன என்றும் எலெக்ட்ரான்கள் தங்களுக்குள் இடைவினை புரிகின்றன என்ற கருத்தும் உறுதிப்படுத்தப்பட்டது. மற்றும் நிறமாலையியல் அளவீடுகளால் வெவ்வேறு எலக்ட்ரான் வளையங்களுடன் தொடர்புடைய ஆற்றல் வேறுபாடுகளும் கணக்கில் கொள்ளப்பட்டன. கோளத்தில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் அவற்றின் சமநிலையைப் பொருத்து இருபுறமும் சீரிசை இயக்கத்தில் அலைவுறுவதால் நிறமாலை வரிகள் தோன்றுகின்றன. பல தனிமங்களுக்கு பரிசோதனை முறையில் நிருபிக்கப்பட்ட நிறமாலை வரிகள் அறியப்பட்டிருந்ததால் தாம்சன் தனது மாதிரியை மறுவடிவமைப்பதில் தோல்வியுற்றார்.

தாம்சனின் அணு மாதிரியானது அவருடைய மாணவர் எர்னெசுட்டு ரூதர்போர்டுக்கு வழிகாட்டுதலாக அமைந்தது. அணுக்களின் அமைப்பை ஆராய்வதற்கான பரிசோதனைகளைத் திட்டமிடுவதற்காக உதவியது. அணுவின் மிகச் சரியான சூரியமண்டல அமைப்பு-போன்ற போர் மாதிரியின் முன்னோடிகளாக தாம்சனின் அணுமாதிரியும் யேம்சு கிளார்க் மேக்சுவெல்லின் சனி வளையங்கள் மாதிரி போன்றவை இருந்தன.

அணு மாதிரியில் நேர், எதிர் மின்னூட்டங்கள் அமைக்கப்பட்டுள்ள விதத்தை விளக்க தாம்சன் முயற்சித்தார். தாம்சன் கூற்றின்படி அணுவானது ஒரு நேர் மின்னூட்டக் கோளமாகும். எலக்ட்ரான்கள் அக்கோளத்தில் பொதிக்கப்பட்டுள்ளன. அணுவிலுள்ள மொத்த நேர் மின்னோட்டம் எலக்ட்ரான்கள் பெற்றுள்ள எதிர் மின்னோட்டத்திர்குச் சமமாக இருப்பதால் ஒவ்வொரு அணுவும் மின்நடுநிலைத்தன்மை பெறுகிறது. அணுவின் ஆரத்தை 10-¹⁰ மீட்டர் எனக் கணக்கிட்டார்.

தாம்சனின் கொள்கையின்படி ஐதரசன் போன்ற ஓர் எலக்ட்ரான் மட்டும் கொண்ட அணுவில் எலக்ட்ரானானது நேர் மின்னோட்டக் கோளத்தின் மையத்தில் இருக்கும். இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் கொண்ட ஈலியம் போன்ற அணுவில், கோளத்தின் இரு பக்கங்களிலும் ஆரத்தின் பாதி தொலைவில் எலக்ட்ரான்கள் சீராக அமைந்திருக்க வேண்டும். மூன்று எலக்ட்ரான்கள் கொண்ட இலித்தியம் போன்ற அணுவில் கோளத்தினுள் சமபக்க முக்கோணத்தில் அமையவேன்டும். பொதுவாக அணுவில் உள்ள ரஎலக்ட்ரான்கள் கோணத்தின் மையத்தை நோக்கி சமச்சீர் வடிவில் பொதிக்கப்பட்டிருக்கும்.

மின் காந்தக் கொள்கையின்படி அதிர்வுறும் எலக்ட்ரான் வெளிவிடும் கதிர்வீச்சின் அதிர்வெண், வெளிவிடப்படும் நிறமாலை வரியின் அதிர்வெண்ணிற்குச் சமமாக இருக்க வேண்டும். தாம்சன் கொள்கையின்படி ஐதரசன் தரும் நிறமாலை வரியின் அலைநீளம் 1300 ஆம்சுட்ராங் ஆகும். ஆனால் ஐதரசன் வெவ்வேறு வரிகள் கொண்ட ஐந்து நிறமாலை வரிகளை வெளிவிடுகிறது என்பது சோதனை மூலம் அறியப்பட்டது. ஆல்ஃபா துகள் சிதறடிப்பு மற்றும் நிறமாலை வரிகளின் வரிசைகள் ஆகியவற்றை விளக்காததால் தாம்சனின் அணு மாதிரி தோல்வியடைந்தது.