NDA (I) 2024 सामान्य योग्यता परीक्षा · प्रश्न 130 / 96

सही — C, नील्स बोर। परमाणु के अपने 1913 के प्रतिरूप में डेनिश भौतिकविद् नील्स बोर ने प्रस्तावित किया कि इलेक्ट्रॉन केवल कुछ अनुमत, स्थिर कक्षाओं में ही निश्चित ऊर्जा के साथ गति करते हैं, और जब तक इलेक्ट्रॉन ऐसी किसी कक्षा में रहता है वह ऊर्जा का विकिरण नहीं करता — वह ऊर्जा तभी उत्सर्जित या अवशोषित करता है जब कक्षाओं के बीच छलांग लगाता है। इस अभिगृहीत ने रदरफोर्ड के प्रतिरूप की उस समस्या को हल कर दिया, जिसके अनुसार परिक्रमा करते इलेक्ट्रॉन को लगातार ऊर्जा विकिरित करते हुए नाभिक में सर्पिल होकर गिर जाना चाहिए था। अतः वह वैज्ञानिक बोर हैं, विकल्प (c)।

• (a)अर्नेस्ट रदरफोर्ड — रदरफोर्ड के नाभिकीय प्रतिरूप (1911) में इलेक्ट्रॉन एक अत्यंत छोटे सघन नाभिक की परिक्रमा करते हैं, परंतु चिरसम्मत भौतिकी के अनुसार ऐसे इलेक्ट्रॉनों को ऊर्जा विकिरित कर भीतर गिर जाना चाहिए — और ठीक इसी कमी को बोर के स्थिर-कक्षा विचार ने दूर किया।
• (b)जे.जे. थॉमसन — थॉमसन ने इलेक्ट्रॉन की खोज की और 'प्लम पुडिंग' प्रतिरूप दिया, जिसमें इलेक्ट्रॉन धनावेश के गोले में जड़े रहते हैं; उन्होंने नियत, अविकिरणकारी कक्षाओं का प्रस्ताव नहीं दिया।
• (d)अल्बर्ट आइंस्टाइन — आइंस्टाइन ने प्रकाश-विद्युत प्रभाव की व्याख्या की और सापेक्षता का विकास किया, परंतु स्थिर, अविकिरणकारी इलेक्ट्रॉन कक्षाओं का विशिष्ट अभिगृहीत बोर का है, आइंस्टाइन का नहीं।

आरंभिक परमाणु प्रतिरूप तेज़ी से विकसित हुए। रदरफोर्ड ने इलेक्ट्रॉनों को नाभिक के चारों ओर रखा, परंतु यह नहीं समझा सके कि वे ऊर्जा विकिरित करके भीतर क्यों नहीं गिरते। बोर ने क्वांटित, स्थिर कक्षाओं का अभिगृहीत देकर यह ठीक किया: किसी अनुमत कक्षा में इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा निश्चित होती है और वह विकिरण नहीं करता, तथा प्रकाश केवल कक्षाओं के बीच संक्रमण के समय उत्सर्जित या अवशोषित होता है, जिसकी ऊर्जा दोनों स्तरों के अंतर के बराबर होती है।

विचार को वैज्ञानिक से मिलाइए। 'बिना विकिरण के स्थिर कक्षाएँ' बोर के 1913 के प्रतिरूप की पहचान है। रदरफोर्ड ने नाभिक दिया पर स्थायित्व नहीं, थॉमसन ने उससे पहले का प्रतिरूप दिया, और आइंस्टाइन ने प्रकाश क्वांटा तथा सापेक्षता पर काम किया — अतः केवल बोर ही उपयुक्त हैं।

• नील्स बोर ने हाइड्रोजन परमाणु का अपना प्रतिरूप 1913 में प्रस्तावित किया।
• इलेक्ट्रॉन केवल निश्चित ऊर्जा वाली कुछ अनुमत कक्षाओं में रहते हैं, जिन्हें स्थायी अवस्थाएँ कहते हैं, और उनमें रहते हुए विकिरण नहीं करते।
• ऊर्जा तभी उत्सर्जित या अवशोषित होती है जब इलेक्ट्रॉन कक्षाओं के बीच छलांग लगाता है, और वह ऊर्जा-अंतर के बराबर फोटॉन के रूप में होती है।
• बोर के प्रतिरूप ने रदरफोर्ड के नाभिकीय परमाणु की अस्थिरता को हल किया, और बोर को 1922 का भौतिकी नोबेल पुरस्कार मिला।

• स्थिर-कक्षा वाले विचार का श्रेय रदरफोर्ड (नाभिक) या थॉमसन (इलेक्ट्रॉन और प्लम-पुडिंग प्रतिरूप) को दे देना।
• यह सोचना कि इलेक्ट्रॉन परिक्रमा करते हुए लगातार विकिरण करते हैं — बोर ने कहा कि किसी अनुमत कक्षा के भीतर वे विकिरण नहीं करते।
• यह भूल जाना कि ऊर्जा केवल तभी उत्सर्जित होती है जब इलेक्ट्रॉन कक्षाओं के बीच जाता है, किसी एक कक्षा में रहते हुए नहीं।

वैज्ञानिक का नाम बताने वाला स्मरण-प्रश्न — 'बिना ऊर्जा विकिरित किए स्थिर कक्षाएँ' वाला अभिगृहीत बोर की ओर संकेत करता है।

• अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं

  बोर के प्रतिरूप के अनुसार, कोई परमाणु प्रकाश का फोटॉन तब उत्सर्जित करता है जब इलेक्ट्रॉन:

  • (a)अपनी कक्षा में बना रहता है
  • (b)उच्च ऊर्जा कक्षा से निम्न ऊर्जा कक्षा में छलांग लगाता है
  • (c)परमाणु से हटा दिया जाता है
  • (d)नाभिक से टकराता है

  Answer(b) उच्च ऊर्जा कक्षा से निम्न ऊर्जा कक्षा में छलांग लगाता है — फोटॉन दोनों स्तरों का ऊर्जा-अंतर ढोता है।

• अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं

  रदरफोर्ड के परमाणु प्रतिरूप की वह सीमा, जिसे बोर के प्रतिरूप ने संबोधित किया, यह थी कि परिक्रमा करते इलेक्ट्रॉनों को:

  • (a)नाभिक को प्रतिकर्षित करना चाहिए
  • (b)लगातार ऊर्जा विकिरित करते हुए नाभिक में सर्पिल होकर गिर जाना चाहिए
  • (c)कभी गति ही नहीं करनी चाहिए
  • (d)कोई विद्युत आवेश नहीं रखना चाहिए

  Answer(b) लगातार ऊर्जा विकिरित करते हुए नाभिक में सर्पिल होकर गिर जाना चाहिए — बोर की स्थिर कक्षाओं ने इस अस्थिरता को दूर कर दिया।