উচ্চমাধ্যমিক
থেকে আমরা জানি স্বর্ণপাত তড়িৎবীক্ষণ পরীক্ষার পর থমসনের পরমানু মডেলটি বাতিল হয়ে
গিয়েছিল। প্রশ্ন হচ্ছে এই বাতিলের পিছনের যুক্তিগুলো প্রকৃতপক্ষে কেমন ছিল। একটু
যদি দেখে নেয়া যায়।
ধরে নিতে
পারি থমসনের পরমানু মডেল সকলের মাথায় আছে।
তাহলে আলফা
কণা বিক্ষেপন পরীক্ষার ফলাফল এবার দুই দিক থেকে বিশ্লেষণ করার চেষ্টা করা যেতে
পারে। বলে নেওয়া দরকার যে, থমসন পরমানু মডেল আলফা কণার বৃহত্তর কোণে বিচ্যুতি
ব্যাখ্যা করতে ব্যর্থ ছিল।
প্রথমত দেখি
যদি আলফা কণা ইলেকট্রন দ্বারা বিক্ষেপিত হয় তাহলে কি হবে।
ধরা যাক M
ভরের এবং V বেগ সম্পন্ন আলফা কণা m ভরের
স্থির ইলেকট্রন দ্বারা “হেড-অন” সংঘর্ষে লিপ্ত হল। কাজেই এক নাম্বার চিত্রে আমরা
শক্তির সমতার সমীকরণ লিখতে পারি। যেখান থেকে সামান্য বীজগণিতের সাহায্যে
ইলেকট্রনের শেষ বেগ v এর দুইটি সমীকরণ পাওয়া যাবে। তাহলে
ইলেকট্রনের ভরবেগের পরিবর্তন হল প্রায় mv = 2mV কেননা আলফা কণার ভর ইলেকট্রন থেকে
7000 গুন বেশী।
এখন এমন
একটি সংঘর্ষে আলফা কণা অবশ্যই বিক্ষিপ্ত হবে না। তাহলে বিক্ষেপনের হিসাবের জন্য
আমরা এই সংঘর্ষকে গ্লান্সিং টাইপ ধরে নিলাম। এবং আলফা কণার সর্বাধিক বিক্ষেপনের জন্য ইলেকট্রনের বিক্ষপনের মান ৯০ ডিগ্রি ধরে
নিয়ে আমরা আলফা কণার বিক্ষেপনের মান চিত্র অনুযায়ী আলফা কণার ভরবেগের পরিবর্তন এবং
আদি ভরবেগের অনুপাত থেকে বের করে নিতে পারি। আলফা কণা দ্বারা ইলেকট্রনের প্রাপ্ত
ভরবেগ গ্লান্সিং সংঘর্ষের ক্ষেত্রে 2mV এর অধিক হবে না।
তাহলে চিত্র
এক থেকে দেখি পারমানবিক ইলেকট্রন দ্বারা আলফা কণা বিক্ষেপনের মান 0.02 ডিগ্রি থেকে
কম হবে। (M এর মান প্রায় 7000m ধরে নিয়ে )
এবার দেখি
ধনাত্মক আধান মেঘ দ্বারা আলফা কণার বিচ্যুতি কেমন হবে।
চিত্র দুইয়ে
তাকাই। আধান মেঘের ব্যাসার্ধ R । আধান মেঘ থেকে r
দূরত্বে এবং আধান মেঘের অভ্যন্তরে বিভবের মান E আমরা গাউসের নীতি থেকে পেতে পারি।
ধনাত্মক আধান দ্বারা আলফা কণার বিকর্ষণ বলের মান মেঘের পৃষ্ঠের উপর সর্বাধিক হবে
নিঃসন্দেহে।এখন ধরে নেওয়া যাক, আধান মেঘের পাশে 2R পরিমান
দীর্ঘ দূরত্বে বলের সর্বোচ্চ মান বলবৎ ছিল। তাহলে
দ্বিতীয় চিত্র প্রদর্শিত সুত্রের সাহায্যে এক্ষেত্রে ভরবেগের পরিবর্তন এবং সেখান
থেকে থমসন পরমানু দ্বারা বিচ্যুতি আমরা নির্ণয় করে ফেলতে পারি। এক্ষেত্রেও
প্রচলিত মানসমূহ থেকে পরিমাণটা 0.02 ডিগ্রি অপেক্ষা কম পাওয়া যায়।
এইবার তাহলে
আসা যাক আসল জায়গাতে। চিত্রে একটি সুত্র আছে গড়ে প্রতি সংঘর্ষে বিচ্যুতির মান থেকে
মোট গড় বিচ্যুতি নির্ণয় করার, সবগুলো পারমানবিক স্তর অতিক্রম করার পর। এর দ্বারা পরীক্ষাতে ব্যবহৃত ফয়েলের
জন্য মানটি আসে ১ ডিগ্রির মত ( E14 টি পারমানবিক স্তর বিবেচনায় )। গাইগার এবং
মারসডেনের পরীক্ষাতে গড়ে মোট বিচ্যুতি 1 ডিগ্রির মত হলেও, কিছু কিছু বিচ্যুতি ছিল
বেশ বড়। যেমন প্রতি ৮০০০ এর মধ্যে একটি আলফা কণার বিচ্যুতি ছিল ৯০ ডিগ্রি এবং তার অধিক।
কিন্তু
সম্ভাব্যতার সুত্র থেকে দেখা যাচ্ছে, নির্দিষ্ট একটি কোণ (এক্ষেত্রে ৯০ ডিগ্রি)
থেকে অধিক মানে বিচ্চুতির সম্ভাব্যতা যেখানে গড়ে প্রতিটিতে বিচ্যুতি (সবগুলো স্তরে
মোট) ১ ডিগ্রি- তা হল প্রতি E3500 তে একটি। অর্থাৎ থমসনের মডেল থেকে আলফা কণা
বিক্ষেপণ পরীক্ষার ফলাফলের ব্যাখ্যা দেওয়া গেল না।
Turjo
Jaman, BUET EEE-10
No comments:
Post a Comment