electron ki khoj kisne ki ,धनात्मक आयनों की पहचान

अगर आप विज्ञान के विधायर्थी हैं तो आपने इलेक्ट्रॉन का नाम तो सुना ही होगा क्योंकि यह विज्ञान की बहुत महत्वपूर्ण कड़ी है और लगभग विज्ञान इसी पर आधारित है लेकिन क्या आपको पता है कि electron ki khoj kisne ki तो आज हम इस पोस्ट में आपको बताएंगे कि electron ki khoj kisne ki और कुछ वैज्ञानिकों के इलेक्ट्रान के विषय में तथ्य व खोज तो जानने के लिए पोस्ट को अंत तक पढ़े ।

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electron ki khoj kisne ki – electron ki khoj जे॰ जे॰ थॉमसन ने की थी 

1880 और ’90 के दशक के दौरान वैज्ञानिकों ने मामले में विद्युत गुणों के वाहक के लिए कैथोड किरणों की खोज की।  उनकी खोज में अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जे.जे. थॉमसन 1897 में  इलेक्ट्रॉन के अस्तित्व का  पता चला है कि एक सजातीय कण के रूप में परमाणु की 2,000 साल पुरानी अवधारणा गलत थी और वास्तव में परमाणु की एक जटिल संरचना है।

कैथेड्रल-रे अध्ययन 1854 में शुरू हुआ जब हेनरिक गिसलर, ग्लास  और जर्मन भौतिक विज्ञानी जूलियस प्लकर के तकनीकी सहायक, ने वैक्यूम ट्यूब में सुधार किया।  प्ल्यूकर ने 1858 में ट्यूब के अंदर दो इलेक्ट्रोड को सील करके, हवा को खाली करने और इलेक्ट्रोड के बीच विद्युत प्रवाह को मजबूर करके कैथोड किरणों की खोज की।  उन्होंने अपने ग्लास ट्यूब की दीवार पर एक हरे रंग की चमक पाई और इसे कैथोड से निकलने वाली किरणों के लिए जिम्मेदार ठहराया। 

1869 में, बेहतर रिक्तियों के साथ, प्ल्यूकर के शिष्य जोहान डब्लू हिटॉर्फ ने एक छाया डाली जिसे कैथोड के सामने रखी गई एक वस्तु ने देखा।  छाया ने साबित कर दिया कि कैथोड किरणों की उत्पत्ति कैथोड से हुई थी।  अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी और रसायनज्ञ विलियम क्रुक ने 1879 में कैथोड किरणों की जांच की और पाया कि वे एक चुंबकीय क्षेत्र द्वारा मुड़े हुए थे;  विक्षेपण की दिशा ने सुझाव दिया कि वे नकारात्मक रूप से आवेशित कण थे।

  चूंकि ल्यूमिनेसिसेंस इस बात पर निर्भर नहीं करता था कि वैक्यूम में कौन सी गैस थी या इलेक्ट्रोड किस धातु से बने थे, उन्होंने कहा कि किरणें विद्युत प्रवाह की एक संपत्ति थीं।  क्रोक्स के काम के परिणामस्वरूप, कैथोड किरणों का व्यापक रूप से अध्ययन किया गया था, और ट्यूबों को क्रोक्स ट्यूब कहा जाने लगा।


 हालांकि क्रोक्स का मानना ​​था कि कणों को विद्युतीय आवेशित कण थे, लेकिन उनके काम ने इस मुद्दे को नहीं सुलझाया कि कैथोड किरणें कणों या प्रकाश के समान विकिरण थीं।  1880 के दशक के अंत तक कैथोड किरणों की प्रकृति के विवाद ने भौतिकी समुदाय को दो शिविरों में विभाजित कर दिया था।  ज्यादातर फ्रांसीसी और ब्रिटिश भौतिकविदों, क्रुक से प्रभावित थे, उन्होंने सोचा कि कैथोड किरणों को विद्युत आवेशित कण थे क्योंकि वे मैग्नेट से प्रभावित थे। 

दूसरी ओर, अधिकांश जर्मन भौतिकविदों का मानना ​​था कि किरणें तरंगें थीं क्योंकि वे सीधी रेखाओं में यात्रा करती थीं और गुरुत्वाकर्षण द्वारा अप्रभावित रहती थीं।  कैथोड किरणों की प्रकृति का एक महत्वपूर्ण परीक्षण यह था कि वे विद्युत क्षेत्रों से कैसे प्रभावित होंगे।  जर्मन भौतिकविज्ञानी हेनरिक हर्ट्ज ने बताया कि 1892 के प्रयोग में दो विपरीत आवेशित प्लेटों के बीच से गुजरने पर कैथोड किरणों को विक्षेपित नहीं किया गया था।  इंग्लैंड में जे.जे.  थॉमसन ने सोचा कि हर्ट्ज़ की निर्वात दोषपूर्ण हो सकती है और अवशिष्ट गैस ने कैथोड किरणों पर विद्युत क्षेत्र के प्रभाव को कम कर दिया है।


थॉमसन ने 1897 में एक बेहतर वैक्यूम के साथ हर्ट्ज़ के प्रयोग को दोहराया। उन्होंने दो समानांतर एल्यूमीनियम प्लेटों के बीच कैथोड किरणों को एक ट्यूब के अंत में निर्देशित किया, जहां उन्हें ग्लास पर luminescence के रूप में देखा गया था।  जब शीर्ष एल्यूमीनियम प्लेट नकारात्मक थी, किरणें नीचे चली गईं;  जब ऊपरी प्लेट सकारात्मक थी, किरणें ऊपर चली गईं।  विक्षेपण प्लेटों के बीच की क्षमता के अंतर का आनुपातिक था।  चुंबकीय और विद्युत दोनों प्रकार के विक्षेपणों के साथ, यह स्पष्ट था कि कैथोड किरणें नकारात्मक रूप से आवेशित कण थीं।  थॉमसन की खोज ने बिजली के कण प्रकृति को स्थापित किया।  तदनुसार, उन्होंने अपने कणों को इलेक्ट्रॉन कहा।


 विद्युत और चुंबकीय विक्षेपण के परिमाण से, थॉमसन इलेक्ट्रॉनों के लिए चार्ज करने के लिए द्रव्यमान के अनुपात की गणना कर सकता है।  यह अनुपात विद्युत रासायनिक अध्ययन से परमाणुओं के लिए जाना जाता था।  मापने और एक परमाणु के लिए संख्या के साथ तुलना करते हुए, उन्होंने पाया कि इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान बहुत छोटा था, हाइड्रोजन आयन का केवल 1 / 1,836 था।  जब वैज्ञानिकों ने महसूस किया कि एक इलेक्ट्रॉन वस्तुतः सबसे छोटे परमाणु से 1,000 गुना हल्का था, तो वे समझ गए कि कैथोड किरणें धातु की चादरों में कैसे प्रवेश कर सकती हैं और तांबे के तारों से विद्युत प्रवाह कैसे हो सकता है। 

मास-टू-चार्ज अनुपात प्राप्त करने में, थॉमसन ने इलेक्ट्रॉन के वेग की गणना की थी।  यह प्रकाश की गति 1/10 थी, इस प्रकार लगभग 30,000 किमी (18,000 मील) प्रति सेकंड।  थॉमसन ने इस बात पर जोर दिया
इस प्रकार, इलेक्ट्रॉन पहले उपपरमाण्विक कण की पहचान किया गया था, जो उस समय ज्ञात सबसे छोटा और सबसे तेज़ पदार्थ था।

1909 में अमेरिकी भौतिक विज्ञानी रॉबर्ट एंड्रयूज मिलिकन ने इलेक्ट्रॉन चार्ज को सीधे मापने के लिए थॉमसन द्वारा नियोजित एक विधि में बहुत सुधार किया।  मिलिकन के तेल छोड़ने वाले प्रयोग में, उन्होंने सूक्ष्म तेल की बूंदों का उत्पादन किया और उन्हें दो विद्युत आवेशित प्लेटों के बीच की जगह में गिरते हुए देखा।  कुछ बूंदें चार्ज हो गईं और उन्हें विद्युत क्षेत्र के एक नाजुक समायोजन द्वारा निलंबित किया जा सकता है।  जब बिजली के क्षेत्र को बंद कर दिया गया था तब मिलिकन को अपने गिरने की दर से बूंदों का वजन पता था।

  गुरुत्वाकर्षण और विद्युत बलों के संतुलन से, वह बूंदों पर चार्ज निर्धारित कर सकता है।  सभी मापित प्रभार एक मात्रा के अभिन्न गुणक थे जो समकालीन इकाइयों में 1.602 × 10 charges19 कूपल है।  मिलिकन के इलेक्ट्रॉन-आवेश प्रयोग ने एक व्यक्ति के उपपरमाण्विक कण के प्रभाव का पता लगाने और मापने के लिए सबसे पहले किया था। 

बिजली के कण प्रकृति की पुष्टि करने के अलावा, उनके प्रयोग ने अवोगाद्रो की संख्या के पिछले निर्धारणों का भी समर्थन किया।  आवोगाद्रो की संख्या इकाई की इकाई फैराडे की स्थिरांक देती है, एक रासायनिक आयन के एक मोल को इलेक्ट्रोलाइज करने के लिए आवश्यक आवेश की मात्रा।

धनात्मक आयनों की पहचान (Identification of positive ions) –

इलेक्ट्रॉनों के अलावा, सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए कण भी एक एनर्जेटिक क्रोकस ट्यूब में एनोड से निकलते हैं।  जर्मन भौतिक विज्ञानी विल्हेम वीन ने 1898 में इन सकारात्मक किरणों का विश्लेषण किया और पाया कि कणों का इलेक्ट्रॉन की तुलना में द्रव्यमान-चार्ज अनुपात 1,000 गुना अधिक है।  क्योंकि कणों का अनुपात भी डिस्चार्ज ट्यूब में अवशिष्ट परमाणुओं के द्रव्यमान-प्रभारी अनुपात के बराबर होता है, वैज्ञानिकों को संदेह था कि किरणें वास्तव में ट्यूब में गैसों से आयन थीं।

1913 में थॉमसन ने विभिन्न आयनों को अलग करने और फोटोग्राफिक प्लेटों पर उनके द्रव्यमान-प्रभारी अनुपात को मापने के लिए वीन के उपकरण को परिष्कृत किया।  उन्होंने एक डिस्चार्ज ट्यूब में उत्पादित विभिन्न आवेश वाले राज्यों में कई आयनों को छांटा।

  जब उन्होंने नियॉन गैस के साथ अपने परमाणु संदेशवाहक का संचालन किया, तो उन्होंने पाया कि विद्युत और चुंबकीय बलों के अधीन नीयन परमाणुओं की एक किरण एक फोटोग्राफिक प्लेट पर एक के दो parabolasinstead में विभाजित होती है।  रसायनज्ञों ने माना था कि नियॉन का परमाणु भार 20.2 था, लेकिन थॉमसन की फ़ोटोग्राफ़िक प्लेट के निशान 20.0 और 22.0 के परमाणु भार का सुझाव देते हैं, जिसमें पूर्व परबोला बाद की तुलना में अधिक मजबूत था। 

उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि नियॉन में दो स्थिर समस्थानिक शामिल हैं: मुख्य रूप से नियोन -20, जिसमें नीयन -22 का एक छोटा प्रतिशत होता है।  अंततः एक तीसरा आइसोटोप, नियॉन -21, बहुत कम मात्रा में खोजा गया था।  अब यह ज्ञात है कि 1,000 नीयन परमाणुओं में औसतन 909 परमाणु -9, परमाणु -22 के 88, और नीयन -21 के 3 शामिल होंगे।  डाल्टन की धारणा है कि किसी तत्व के सभी परमाणुओं का द्रव्यमान समान होता है और किसी तत्व का परमाणु भार उसके द्रव्यमान का इस तरह से निष्फल हो जाता है।  आज किसी तत्व के परमाणु भार को उसके समस्थानिकों के द्रव्यमान के भारित औसत के रूप में पहचाना जाता है।


 फ्रांस के विलियम एस्टन, एक भौतिक विज्ञानी, ने थॉमसन की तकनीक में सुधार किया जब उन्होंने 1919 में बड़े पैमाने पर स्पेक्ट्रोग्राफ का विकास किया। इस उपकरण ने सकारात्मक आयनों के बीम को “मास स्पेक्ट्रम” लाइनों में फैलाया, जिस तरह से प्रकाश को एक स्पेक्ट्रम में अलग किया जाता है।  एस्टन ने अगले छह वर्षों में लगभग 50 तत्वों का विश्लेषण किया और पाया कि अधिकांश में आइसोटोप हैं।


रेडियोधर्मिता (radioactivity )की खोज –

थॉमसन की इलेक्ट्रॉन की खोज की तरह, 1896 में फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी हेनरी बेकरेल द्वारा यूरेनियम में रेडियोधर्मिता की खोज ने वैज्ञानिकों को परमाणु संरचना के बारे में अपने विचारों को मौलिक रूप से बदलने के लिए मजबूर किया।  रेडियोधर्मिता ने प्रदर्शित किया कि परमाणु न तो अविभाज्य था और न ही अपरिवर्तनीय।  इलेक्ट्रॉनों के लिए केवल एक अक्रिय मैट्रिक्स के रूप में सेवा करने के बजाय, परमाणु रूप बदल सकता है और ऊर्जा की एक विशाल मात्रा का उत्सर्जन कर सकता है।  इसके अलावा, रेडियोधर्मिता परमाणु के आंतरिक भाग को प्रकट करने के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण बन गया।

जर्मन भौतिक विज्ञानी विल्हेम कॉनराड रॉन्टगनहाद ने 1895 में एक्स-रे की खोज की, और बीकरेल ने सोचा कि वे प्रतिदीप्ति और फॉस्फोरेसेंस से संबंधित हो सकते हैं, ऐसी प्रक्रियाएं जिनमें पदार्थ अवशोषित होते हैं और ऊर्जा को प्रकाश के रूप में उत्सर्जित करते हैं।  अपनी जांच के क्रम में, बेकरेल ने एक डेस्क दराज में कुछ फोटोग्राफिक प्लेट और यूरेनियम लवण संग्रहीत किए।  प्लेटों को केवल हल्के ढंग से धूमिल करने की उम्मीद करते हुए, उन्होंने उन्हें विकसित किया और लवणों की तेज छवियों को देखकर आश्चर्यचकित थे। 

फिर उन्होंने ऐसे प्रयोग शुरू किए जिनसे पता चला कि यूरेनियम लवण बाहरी प्रभावों से स्वतंत्र एक मर्मज्ञ विकिरण का उत्सर्जन करता है।  बेकरेल ने यह भी प्रदर्शित किया कि विकिरण विद्युत निकायों का निर्वहन कर सकता है।  इस मामले में निर्वहन का मतलब है कि विद्युत आवेश को हटाना, और अब यह समझा गया है कि विकिरण, हवा के अणुओं को आयनित करके, हवा को विद्युत प्रवाह का संचालन करने की अनुमति देता है।  रेडियोधर्मिता के प्रारंभिक अध्ययन आयनीकरण शक्ति को मापने या फोटोग्राफिक प्लेटों पर विकिरण के प्रभाव को देखने पर निर्भर थे।

1898 में फ्रांसीसी भौतिकविदों पियरे और मैरी क्यूरी ने दृढ़ता से रेडियोधर्मी तत्वों पोलोनियम और रेडियम की खोज की, जो यूरेनियम खनिजों में स्वाभाविक रूप से होते हैं।  मैरी ने आयनिंग के सहज उत्सर्जन के लिए रेडियोधर्मिता शब्द गढ़ा, कुछ परमाणुओं द्वारा किरणों को भेदना।

जांचकर्ताओं ने पाया कि 1899 में बीटा किरणों को एक चुंबकीय क्षेत्र द्वारा विक्षेपित किया गया था कि वे कैथोड किरणों के समान नकारात्मक चार्ज कण हैं।  1903 में रदरफोर्ड ने पाया कि अल्फा किरणों को विपरीत दिशा में थोड़ा विक्षेपित किया गया था, जिससे पता चलता है कि वे बड़े पैमाने पर, सकारात्मक रूप से चार्ज होने वाले कण हैं।  बहुत बाद में रदरफोर्ड ने साबित किया कि एक खाली ट्यूब में किरणों को एकत्र करके और कई दिनों तक हीलियम गैसओवर के निर्माण का पता लगाकर अल्फा किरणें हीलियम के परमाणु हैं।


 एक तीसरे प्रकार के विकिरण की पहचान फ्रांसीसी रसायनज्ञ पॉल विलार्ड ने 1900 में की थी। इसे गामा किरण के रूप में नामित किया गया था, यह मैग्नेट द्वारा विक्षेपित नहीं है और अल्फा कणों की तुलना में बहुत अधिक मर्मज्ञ है।  गामा किरणों को बाद में प्रकाश या एक्स-रे के समान विद्युत चुम्बकीय विकिरण का एक रूप दिखाया गया, लेकिन बहुत कम तरंग दैर्ध्य के साथ।  इन छोटी तरंग दैर्ध्य के कारण, गामा किरणों में उच्च आवृत्तियाँ होती हैं और ये एक्स-रे की तुलना में अधिक मर्मज्ञ होती हैं

परमाणु संरचना के मॉडल –

जे.जे.  नकारात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रॉन की थॉमसन की खोज ने 1897 की शुरुआत में भौतिकविदों के लिए सैद्धांतिक समस्याएं खड़ी कर दी थीं, क्योंकि एक पूरे के रूप में परमाणु विद्युत रूप से तटस्थ होते हैं। 

सकारात्मक चार्ज को कहां बेअसर किया गया और इसे किस स्थान पर आयोजित किया गया?  1903 और 1907 के बीच थॉमसन ने एक परमाणु मॉडल को अपनाने के रहस्य को सुलझाने की कोशिश की, जो 1902 में स्कॉटिश वैज्ञानिक विलियम थॉमसन (लॉर्ड केल्विन) द्वारा पहली बार प्रस्तावित किया गया था। थॉमसन परमाणु मॉडल के अनुसार, अक्सर “प्लम-पुडिंग” मॉडल के रूप में जाना जाता है।  परमाणु व्यास में एक एंगस्ट्रॉम के बारे में समान रूप से वितरित सकारात्मक चार्ज का एक गोला है।  इलेक्ट्रॉनों को एक नियमित पैटर्न में एम्बेडेड किया जाता है, जैसे कि एक बेर के हलवे में किशमिश, सकारात्मक चार्ज को बेअसर करने के लिए।

  थॉमसन परमाणु का लाभ यह था कि यह स्वाभाविक रूप से स्थिर था: यदि इलेक्ट्रॉनों को विस्थापित किया गया था, तो वे अपने मूल पदों पर लौटने का प्रयास करेंगे।  एक अन्य समकालीन मॉडल में, परमाणु एक केंद्रित धनात्मक आवेश के आसपास के इलेक्ट्रॉनों के वलयों के साथ, सौर मंडल या ग्रह के आकार से मिलता जुलता है।  जापानी भौतिक विज्ञानी नागाओका हंटारो ने विशेष रूप से 1904 में “सैटर्नियन” प्रणाली विकसित की थी।

परमाणु, जैसा कि इस मॉडल में पोस्ट किया गया था, स्वाभाविक रूप से अस्थिर था क्योंकि, लगातार विकिरण करने से, इलेक्ट्रॉन धीरे-धीरे नाभिक में ऊर्जा और सर्पिल खो देगा।  इस प्रकार कोई भी इलेक्ट्रॉन अनिश्चित काल तक किसी विशेष कक्षा में नहीं रह सकता है।


रदरफोर्ड का परमाणु मॉडल –

रदरफोर्ड ने 1911 में अपने प्रसिद्ध गोल्ड-फ़ॉइल प्रयोग के साथ थॉमसन के मॉडल को पलट दिया, जिसमें उन्होंने प्रदर्शित किया कि परमाणु में एक छोटा, भारी नाभिक है।  पांच साल पहले रदरफोर्ड ने देखा था कि एक फोटोग्राफिक प्लेट पर एक छेद के माध्यम से अल्फा कणों की बौछार एक तेज धार वाली तस्वीर बनाती है, जबकि अल्फा कणों को केवल 20 माइक्रोमीटर (या लगभग 0.002 सेमी) मोटी शीट के माध्यम से मुस्कराते हुए धुंधली किनारों के साथ एक छाप बना देगा। 

कुछ कणों के लिए धुंधलापन दो डिग्री के विक्षेपण के अनुरूप होता है।  उन परिणामों को याद करते हुए, रदरफोर्ड के पास अपने पोस्टडॉक्टरल साथी, हंस गीगर और एक स्नातक छात्र, अर्नेस्ट मार्सडेन थे, जो प्रयोग को परिष्कृत करते हैं।  युवा भौतिकविदों ने सोने की पन्नी के माध्यम से अल्फा कणों को बीमरित किया और उन्हें एक स्क्रीन पर प्रकाश या चमक के चमक के रूप में पहचाना। 

सोने की पन्नी केवल 0.00004 सेमी मोटी थी।  अधिकांश अल्फा कण सीधे पन्नी के माध्यम से चले गए, लेकिन कुछ पन्नी से विक्षेपित हो गए और एक तरफ रखी स्क्रीन पर एक स्पॉट मारा।  गीगर और मार्सडेन ने पाया कि 20,000 अल्फा कणों में से एक को 45 ° या उससे अधिक विक्षेपित किया गया था।  रदरफोर्ड ने पूछा कि इतने सारे अल्फा कण सोने की पन्नी में से क्यों गुज़रे जबकि कुछ को बहुत अधिक विक्षेपित किया गया था।  रदरफोर्ड ने बाद में कहा, “यह लगभग उतना ही अविश्वसनीय था

जितना कि आपने टिशू पेपर के टुकड़े पर 15 इंच का गोला दाग दिया, और यह वापस आ गया।”
कई physicist  ने रदरफोर्ड परमाणु मॉडल का अविश्वास किया क्योंकि परमाणुओं के रासायनिक व्यवहार के साथ सामंजस्य स्थापित करना मुश्किल था।  मॉडल ने सुझाव दिया कि नाभिक पर चार्ज परमाणु की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता थी, इसकी संरचना का निर्धारण करना।  दूसरी ओर, तत्वों के मेंडेलीव की आवर्त सारणी को तत्वों के परमाणु द्रव्यमान के अनुसार व्यवस्थित किया गया था, जिसका अर्थ था कि द्रव्यमान परमाणुओं की संरचना और रासायनिक व्यवहार के लिए जिम्मेदार था।

निष्कर्ष –

इस लेख में होने आपको बताया की electron ki khoj kisne ki और इलेक्ट्रोन सम्बंधित सभी जानकारी आपको देने की कोशिश की है उम्मीद है की आपको जानकारी होगी।

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