2 પરમાણુ નુું બુંધારણ
• અવપરમાણીય કણોની શોધ
• વીજભારીત કણોની વતતણૂક વવશેનો પાયાનો વનયમ
• સમાન વીજભાર એકબીજાના અપાકર્ષે છે અને અસમાન વવજભાર એકબીજાને આકર્ષે છે
• ઇલેક્ટ્ર ોન ની શોધ
• ઈ.સ 1850 મ ાં મ ઈકલ ફે ર ડે શૂન્યવક શ નળીમ ાંથી વવદ્યુત વવભ ર નો અભ્ય સ કરેલો.
• આવી નળીઓ કે થોડ વકરણ વવભ ર નળીઓ તરીકે ઓળખ ય છે . કે થોડ વકરણ નળી ક ચની બનેલી હોય છે
જેમ ાં ધ તુન બે પ તળ ટુ કડ હોય જેને વવદ્યુત ધ્રુવ કહે છે જેને સીલ કરેલ હોય છે .
,• વ યુમ ાંથી વવદ્યુત વવભ ર મ ત્ર ખૂબ જ નીચ દબ ણે અને ખૂબ જ ઊાંચ વોલ્ટે જ અવલોકી શક ય છે .
• જ્ય રે પૂરતુાં વીજ દબ ણ વવદ્યુત ધ્રુવો ની વચ્ચે દ ખલ કરવ મ ાં આવે છે ત્ય રે પ્રવ હ વહેવ મ ાંડે છે .
• આ કણોનો પ્રવ હ ઋણ વવદ્યુત ધ્રુવ કે થોડ થી ધન વવદ્યુત ધ્રુવ એનોડ તરફ વહેવ મ ાંડે છે . આ પ્રવ હને કે થોડ વકરણો અથવ
કે થોડ વકરણ કણો તરીકે ઓળખવ મ ાં આવે છે .
• અહીાં કે થોડ થી એનોડ તરફન પ્રવ હની તપ સ કરવ મ ટે એનોડ મ ાં એક વછદ્ર પ ડી એનોડ પ છળ ઝીાંક સલ્ફ ઈડ જેવ
સ્ફૂરદીપ્ત નુાં પડ ચડ વવ મ ાં આવે છે ’
• આથી જ્ય રે વકરણો એનોડમ ાંથી પસ ર થઈ ઝીાંક સલ્ફ ઇડ વ ળ પ્રસ્ફૂરક ને અથડ ય છે ત્ય રે ચઢ વેલ પડ પર એક તેજસ્વી
ધબ્બો જોવ મળે છે .
આ પ્રયોગોન પવરણ મનો સ ર ાંશ
• કે થોડ વકરણ કે થોડ થી શરૂ થ ય છે અને એનોડ તરફ ખસે છે .
• આ વકરણો પોતે દ્રશ્યમ ન નથી પરાં તુ તેમની વતતણૂક અમુક પ્રક રન પદ થતની મદદથી
જાણી શક ય છે જેમ કે ઝીાંક સલ્ફ ઇડનો સ્ફુરદીપ્ત પડદો.
• વવદ્યુતીય અથવ ચુાંબકીય ક્ષેત્રની ગેરહ જરીમ ાં આ વકરણો સીધી લીટીમ ાં પસ ર થ ય
છે .
• વવદ્યુતીય અથવ ચુાંબકીય ક્ષેત્રની હ જરીમ ાં કે થોડ વકરણોની વતતણક ુ ઋણ વીજભ ર
ધર વત કણો જેવી હોય છે જે સૂચવે છે કે કે થોડ વકરણો ઋણ વીજભ ર ધર વત કણો છે
જેની ઈલેક્ટટર ોન કહેવ મ ાં આવે છે .
• કે થોડ વકરણો (ઇલેક્ટટર ોનની) લ ક્ષવણકત વવદ્યુત ધ્રુવોન પદ થત પર અને કે થોડ વકરણ
નળીમ ાં રહેલ વ યુન સ્વભ વ પર આધ ર ર ખતી નથી આથી આપણે એમ ત રણ કરી
શકીએ કે ઇલેક્ટટર ોન બધ જ પ્રક રન પરમ ણુઓ ન પ ય ન ઘટક કણો છે .
,ઇલેક્ટટર ોન નો વીજભ ર અને દળ નો ગુણોત્તર
• 1897 મ ાં વિવટશ ભૌવતકશ સ્ત્રી જે જે થોમસને ઇલેક્ટટર ોન ન વીજભ ર e અને ઇલેક્ટટર ોન ન દળ me ગુણોત્તરનુાં મ પન કયુું.
• આ મ ટે કે થોડ વકરણ નળી નો ઉપયોગ કયો જેમ ાં વવદ્યુતીય અને ચુાંબકીય ક્ષેત્રને એકબીજાને લાંબ વદશ મ ાં ઈલેક્ટટર ોનન મ ગત પર
લ ગુ પ ડયુાં હતુ.ાં
• હવે જ્ય રે મ ત્ર વવદ્યુતીય ક્ષેત્ર લ ગુ પ ડવ મ ાં આવયુાં ત્ય રે ઇલેક્ટટર ોન તેન મૂળ પથ મ ાંથી વવચવલત થયુાં અને કે થોડ વકરણ નળીમ ાં
વબાંદુ A પ સે અથડ ય છે .
• તે જ પ્રમ ણે જ્ય રે મ ત્ર ચુાંબકીય ક્ષેત્ર લ ગુ પ ડવ મ ાં આવે છે ત્ય રે કે થોડ વકરણ નળીમ ાં વબાંદુ C પ સે અથડ ય છે .
• અને વવદ્યુતીય અને ચુાંબકીય ક્ષેત્રોની પ્રબળત ને ક ળજીપૂવતક સમતોવલત કરવ મ ાં આવે ત્ય રે કે થોડ વકરણો આ બાંને ક્ષેત્રની
ગેરહ જરીમ ાં જે પથ પર જત હત તે જ પથ પર જાય છે અને કે થોડ વકરણ નળીમ ાં વબાંદુ B પ સે અથડ ય છે .
• આન પરથી થોમસને જણ વયુાં કે કે થોડ વકરણની વવચલનની મ ત્ર 3 બ બતો પર આધ ર ર ખે છે
, • કણો પરન વીજભ ર પર. કણો પર જેમ વીજભ ર વધ રે તેમ ચુાંબકીય અને વવદ્યુતીય ક્ષેત્ર સ થે પ રસ્પવરક વિય વધ રે એમ વવચલન
વધ રે.
• કણોન દળ પર. કણો જેમ હલક તેટલુાં વધુ વવચલન.
• વવદ્યુતીય અથવ ચુાંબકીય ક્ષેત્રન બળ પર. મૂળ પથમ ાંથી ઇલેક્ટટર ોનનુાં વવચલન વવદ્યુત ધ્રુવો વચ્ચેન વોલ્ટે જન વધ ર સ થે વધે છે
અથવ ચુાંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળત સ થે પણ વધે છે .
• વવદ્યુતીય અથવ ચુાંબકીય ક્ષેત્ર પૈકી કોઈ એકની હ જરીમ ાં ઇલેક્ટટર ોનની વવચલનની મ ત્ર નુાં ચોકસ ઈ પૂવતક મ પન કરીને થોમસને e
/me નો ગુણોત્તર આપ્યો .
• e /me = 1.758820 ×1011 c/kg જ્ય ાં me ઇલેક્ટટર ોન નુાં દળ kg એકમમ ાં છે . અને e ઇલેક્ટટર ોન પરન વીજભ રની મ ત્ર કુ લાંબમ ાં છે .
• ઇલેક્ટટર ોન પરનો વીજભ ર
• આર એ વમવલકને ઇલેક્ટટર ોન નો વીજભ ર નક્કી કરવ મ ટે એક પદ્ધવત વવકસ વી જે તેલ વબાંદુ પદ્ધવત તરીકે જાણીતી છે .
• એમણે જણ વયુાં કે ઇલેક્ટટર ોન પરનો વીજભ ર -1.6 × 10-19 C છે . હ લ મ ાં સ્વીક ર યેલ મૂલ્ય -1.6022 × 10-19 C
• જેને થોમસન ન નક્કી કરેલ e /me ન ગુણોત્તર સ થે જોડત ઇલેક્ટટર ોન નુાં દળ નક્કી કરી શક યુ.
𝑒 1.6022×10−19 𝑐
• me= =
e /me 1.758820×1011 c/kg
• = 9.1094 ×10−31 Kg
• અવપરમાણીય કણોની શોધ
• વીજભારીત કણોની વતતણૂક વવશેનો પાયાનો વનયમ
• સમાન વીજભાર એકબીજાના અપાકર્ષે છે અને અસમાન વવજભાર એકબીજાને આકર્ષે છે
• ઇલેક્ટ્ર ોન ની શોધ
• ઈ.સ 1850 મ ાં મ ઈકલ ફે ર ડે શૂન્યવક શ નળીમ ાંથી વવદ્યુત વવભ ર નો અભ્ય સ કરેલો.
• આવી નળીઓ કે થોડ વકરણ વવભ ર નળીઓ તરીકે ઓળખ ય છે . કે થોડ વકરણ નળી ક ચની બનેલી હોય છે
જેમ ાં ધ તુન બે પ તળ ટુ કડ હોય જેને વવદ્યુત ધ્રુવ કહે છે જેને સીલ કરેલ હોય છે .
,• વ યુમ ાંથી વવદ્યુત વવભ ર મ ત્ર ખૂબ જ નીચ દબ ણે અને ખૂબ જ ઊાંચ વોલ્ટે જ અવલોકી શક ય છે .
• જ્ય રે પૂરતુાં વીજ દબ ણ વવદ્યુત ધ્રુવો ની વચ્ચે દ ખલ કરવ મ ાં આવે છે ત્ય રે પ્રવ હ વહેવ મ ાંડે છે .
• આ કણોનો પ્રવ હ ઋણ વવદ્યુત ધ્રુવ કે થોડ થી ધન વવદ્યુત ધ્રુવ એનોડ તરફ વહેવ મ ાંડે છે . આ પ્રવ હને કે થોડ વકરણો અથવ
કે થોડ વકરણ કણો તરીકે ઓળખવ મ ાં આવે છે .
• અહીાં કે થોડ થી એનોડ તરફન પ્રવ હની તપ સ કરવ મ ટે એનોડ મ ાં એક વછદ્ર પ ડી એનોડ પ છળ ઝીાંક સલ્ફ ઈડ જેવ
સ્ફૂરદીપ્ત નુાં પડ ચડ વવ મ ાં આવે છે ’
• આથી જ્ય રે વકરણો એનોડમ ાંથી પસ ર થઈ ઝીાંક સલ્ફ ઇડ વ ળ પ્રસ્ફૂરક ને અથડ ય છે ત્ય રે ચઢ વેલ પડ પર એક તેજસ્વી
ધબ્બો જોવ મળે છે .
આ પ્રયોગોન પવરણ મનો સ ર ાંશ
• કે થોડ વકરણ કે થોડ થી શરૂ થ ય છે અને એનોડ તરફ ખસે છે .
• આ વકરણો પોતે દ્રશ્યમ ન નથી પરાં તુ તેમની વતતણૂક અમુક પ્રક રન પદ થતની મદદથી
જાણી શક ય છે જેમ કે ઝીાંક સલ્ફ ઇડનો સ્ફુરદીપ્ત પડદો.
• વવદ્યુતીય અથવ ચુાંબકીય ક્ષેત્રની ગેરહ જરીમ ાં આ વકરણો સીધી લીટીમ ાં પસ ર થ ય
છે .
• વવદ્યુતીય અથવ ચુાંબકીય ક્ષેત્રની હ જરીમ ાં કે થોડ વકરણોની વતતણક ુ ઋણ વીજભ ર
ધર વત કણો જેવી હોય છે જે સૂચવે છે કે કે થોડ વકરણો ઋણ વીજભ ર ધર વત કણો છે
જેની ઈલેક્ટટર ોન કહેવ મ ાં આવે છે .
• કે થોડ વકરણો (ઇલેક્ટટર ોનની) લ ક્ષવણકત વવદ્યુત ધ્રુવોન પદ થત પર અને કે થોડ વકરણ
નળીમ ાં રહેલ વ યુન સ્વભ વ પર આધ ર ર ખતી નથી આથી આપણે એમ ત રણ કરી
શકીએ કે ઇલેક્ટટર ોન બધ જ પ્રક રન પરમ ણુઓ ન પ ય ન ઘટક કણો છે .
,ઇલેક્ટટર ોન નો વીજભ ર અને દળ નો ગુણોત્તર
• 1897 મ ાં વિવટશ ભૌવતકશ સ્ત્રી જે જે થોમસને ઇલેક્ટટર ોન ન વીજભ ર e અને ઇલેક્ટટર ોન ન દળ me ગુણોત્તરનુાં મ પન કયુું.
• આ મ ટે કે થોડ વકરણ નળી નો ઉપયોગ કયો જેમ ાં વવદ્યુતીય અને ચુાંબકીય ક્ષેત્રને એકબીજાને લાંબ વદશ મ ાં ઈલેક્ટટર ોનન મ ગત પર
લ ગુ પ ડયુાં હતુ.ાં
• હવે જ્ય રે મ ત્ર વવદ્યુતીય ક્ષેત્ર લ ગુ પ ડવ મ ાં આવયુાં ત્ય રે ઇલેક્ટટર ોન તેન મૂળ પથ મ ાંથી વવચવલત થયુાં અને કે થોડ વકરણ નળીમ ાં
વબાંદુ A પ સે અથડ ય છે .
• તે જ પ્રમ ણે જ્ય રે મ ત્ર ચુાંબકીય ક્ષેત્ર લ ગુ પ ડવ મ ાં આવે છે ત્ય રે કે થોડ વકરણ નળીમ ાં વબાંદુ C પ સે અથડ ય છે .
• અને વવદ્યુતીય અને ચુાંબકીય ક્ષેત્રોની પ્રબળત ને ક ળજીપૂવતક સમતોવલત કરવ મ ાં આવે ત્ય રે કે થોડ વકરણો આ બાંને ક્ષેત્રની
ગેરહ જરીમ ાં જે પથ પર જત હત તે જ પથ પર જાય છે અને કે થોડ વકરણ નળીમ ાં વબાંદુ B પ સે અથડ ય છે .
• આન પરથી થોમસને જણ વયુાં કે કે થોડ વકરણની વવચલનની મ ત્ર 3 બ બતો પર આધ ર ર ખે છે
, • કણો પરન વીજભ ર પર. કણો પર જેમ વીજભ ર વધ રે તેમ ચુાંબકીય અને વવદ્યુતીય ક્ષેત્ર સ થે પ રસ્પવરક વિય વધ રે એમ વવચલન
વધ રે.
• કણોન દળ પર. કણો જેમ હલક તેટલુાં વધુ વવચલન.
• વવદ્યુતીય અથવ ચુાંબકીય ક્ષેત્રન બળ પર. મૂળ પથમ ાંથી ઇલેક્ટટર ોનનુાં વવચલન વવદ્યુત ધ્રુવો વચ્ચેન વોલ્ટે જન વધ ર સ થે વધે છે
અથવ ચુાંબકીય ક્ષેત્રની પ્રબળત સ થે પણ વધે છે .
• વવદ્યુતીય અથવ ચુાંબકીય ક્ષેત્ર પૈકી કોઈ એકની હ જરીમ ાં ઇલેક્ટટર ોનની વવચલનની મ ત્ર નુાં ચોકસ ઈ પૂવતક મ પન કરીને થોમસને e
/me નો ગુણોત્તર આપ્યો .
• e /me = 1.758820 ×1011 c/kg જ્ય ાં me ઇલેક્ટટર ોન નુાં દળ kg એકમમ ાં છે . અને e ઇલેક્ટટર ોન પરન વીજભ રની મ ત્ર કુ લાંબમ ાં છે .
• ઇલેક્ટટર ોન પરનો વીજભ ર
• આર એ વમવલકને ઇલેક્ટટર ોન નો વીજભ ર નક્કી કરવ મ ટે એક પદ્ધવત વવકસ વી જે તેલ વબાંદુ પદ્ધવત તરીકે જાણીતી છે .
• એમણે જણ વયુાં કે ઇલેક્ટટર ોન પરનો વીજભ ર -1.6 × 10-19 C છે . હ લ મ ાં સ્વીક ર યેલ મૂલ્ય -1.6022 × 10-19 C
• જેને થોમસન ન નક્કી કરેલ e /me ન ગુણોત્તર સ થે જોડત ઇલેક્ટટર ોન નુાં દળ નક્કી કરી શક યુ.
𝑒 1.6022×10−19 𝑐
• me= =
e /me 1.758820×1011 c/kg
• = 9.1094 ×10−31 Kg
