পরমানু মডেলের বিবর্তন

গ্রিকদের সময় থেকেই দার্শনিকদের ধারণা ছিলো সকল পদার্থ, পরমানু (Atom) নামক অতিক্ষুদ্র, অবিভাজ্য কণা দ্বারা গঠিত। অর্থাৎ যেকোনো পদার্থকে ভাঙ্গতে ভাঙ্গতে সর্বশেষ যে অবস্থা পাওয়া সম্ভব তাই পরমানু। কিন্তু বর্তমানে আমাদের ভাঙ্গার দৌড় পরমানু পর্যন্ত আটকে থেকে নেই। পরমানুকে ভেঙ্গে আমরা এর ভেতর থেকে বের করে এনেছি ইলেকট্রন, নিউক্লি (Nuclei)। তবে পরমাণুকে যে বিভাজ্য করা সম্ভব অর্থাৎ, পরমানুও আরো ক্ষুদ্র কণাদের দ্বারা তৈরি তা আমরা জেনেছি মাত্র ১২০ বছর হল ! বিভিন্ন সময় পরমানুর গঠন নিয়ে বিভিন্ন মডেল উপস্থাপন করেছেন বিজ্ঞানিরা ।

ডালটনের পরমানু মডেলঃ ইংরেজ পদার্থ ও রসায়ন বিজ্ঞানী জন ডাল্টন ১৮০৩ সালে পরমাণু সম্পর্কে একটি তত্ত্ব প্রকাশ করেন যা ডাল্টনের পরমাণুবাদ নামে পরিচিত। তাঁর প্রদত্ত পরমাণুবাদের স্বীকার্য গুলি হলো–

# প্রত্যেক মৌলই অত্যন্ত ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র পরমাণু দিয়ে তৈরি, যা চোখে দেখা যায় না।
# একই মৌলের প্রতিটি পরমাণুর ভর ও ধর্ম একই।
# ভিন্ন ভিন্ন মৌলের পরমাণুর ভর ও ধর্ম ভিন্ন।
# পরমাণুকে সৃষ্টি বা ধ্বংস করা যায় না। পরমাণু অবিভাজ্য।
# রাসায়নিক বিক্রিয়ায় একাধিক পরমাণু পরস্পরের সাথে সংযুক্ত হয় বা পরস্পর থেকে বিচ্ছিন্ন হয়।
# পরমাণু সাধারণ পূর্ণ সংখ্যার অনুপাতে পরস্পরের সাথে যুক্ত হয়ে যৌগ গঠন করে।

থমসনের পরমানু মডেলঃইলেকট্রন যে একটি মৌলিক কণিকা তা সর্বপ্রথম বিজ্ঞানী স্যার জোসেফ জন থমসন ১৮৯৭ সালে আবিস্কার করেন। ইলেকট্রন আবিস্কারের পরে থমসন পরমানুর গঠন সম্পর্কে প্লাম-পুডিং মডেল নামে এক মডেল দাড় করান । পুডিংয়ের ভিতরে কিশমিশ যেমন বিক্ষিপ্ত ভাবে ছড়িয়ে থাকে পরমাণুতে ঠিক তেমনি নিরবিচ্ছিন্ন ভাবে বন্টিত ধনাত্মক আধানের মধ্যে ইলেকট্রন ছড়িয়ে আছে। দেশজভাবে এ মডেলকে তরমুজ মডেল বলা যেতে পারে। তরমুজের রসালো অংশকে যদি ধনাত্মক আধান বিবেচনা করা হয় এবং তরমুজের বিচিকে যদি ঋনাত্মক আধানযুক্ত ইলেকট্রন মনে করা হয় তাহলে তরমুজের রসালো অংশের মধ্যে এর বীচিগুলো বিক্ষিপ্তভাবে ছড়িয়ে থাকাকে থমসন পরমাণু মডেলের সাথে তুলনা করা যেতে পারে।

রাডারফোর্ডের পরমাণু মডেলঃ ১৯০৯ সালে বিজ্ঞানী আর্নেস্ট রাদারফোর্ড আলফা কণিকা বিক্ষেপণ পরীক্ষা সম্পাদন করেন। পরীক্ষালব্দ্ধ ফলাফল থেকে ১৯১১ সালে তিনি এই সিদ্ধান্তে উপনীত হন যে, পরমাণুর কেন্দ্রে ধনাত্মক আধানযুক্ত অত্যন্ত ভারী একটি মূলবস্তু আছে। একে পরবর্তিতে নাম দেওয়া হয় নিউক্লিয়াস। পরমাণুর বাকি অংশ জুড়ে রয়েছে ইলেক্ট্রন আর ইলেক্ট্রনগুলো নিউক্লিয়াসকে কেন্দ্র করে ঘুরছে।

বোরের পরমানু মডেলঃ রাডারফোর্ডের পরমাণু মডেলকে কিছুটা উন্নতি করে পরবর্তিতে ১৯১৩ সালে বোর তার এ মডেল উপস্থাপন করেন। রাদারফোর্ড মডেলের উন্নতি সাধনের মাধ্যমে এবং কোয়ান্টাম পদার্থবিদ্যা সমন্বয়ে তিনি এ তত্ব দেন।
তার এই তত্ত্ব অনুযায়ী,

১)পরমাণুতে ইলেক্ট্রন নিউক্লিয়াসকে কেন্দ্র করে প্রদক্ষিন করে । ঠিক সূর্যকে ঘিরে গ্রহরা যেমনি করে ।

২)নির্দিষ্ট কক্ষপথে অবস্থানকালে এরা স্থিতিশীল থাকবে, কোন বিকিরন করবে না। বোর এদেরকে "stationary orbits" বা নিশ্চল কক্ষপথ হিসেবে আখ্যায়িত করেন এসকল কক্ষপথের নিজস্ব শক্তি বর্তমান। এদেরকে শক্তিশেল বা শক্তিস্তর বলা হয়। এসকল শক্তিস্তরে পরিভ্রমনকালে ইলেকট্রন কোন প্রকার শক্তি অর্জন বা বিকিরন করে না। পরমাণুর বোর-মডেলের ভিত্তি মূলত, বিকিরন সম্পর্কিত প্ল্যাঙ্কের কোয়ান্টাম তত্ব।

৩)এক কক্ষপথ থেকে অন্য কক্ষপথে অবস্থান পরিবর্তনকালে ইলেকট্রন নির্দিষ্ট পরিমাণ শক্তি অর্জন বা বিকিরন করে যা ওই দুই কক্ষপথের শক্তির পার্থক্যের সমান।

হাইজেনবার্গের অনিশ্চয়তা নীতিঃ 'কোন কণিকার অবস্থান এবং ভরবেগ, একইসাথে নিখুঁতভাবে নিরূপণ সম্ভব না। অবস্থান নিখুঁতভাবে পরিমাপ করতে গেলে ভরবেগের মানে ভুলের পরিমাণ বাড়বে, আবার ভরবেগ নিখুঁতভাবে পরিমাপ করতে গেলে অবস্থানের মানে ভুলের পরিমাণ বাড়বে ।' -- এই নীতিটিকে অনিশ্চয়তা নীতি বলা হয়। হাইজেনবার্গের এই নীতি অনুযায়ী , আমরা যদি একটা সময়ে কনাটির অবস্থান নিশ্চিত করতে যাই আমাদের বলতে হবে কনাটি এই এই অবস্থানে থাকতে পারে ,নিশ্চিতভাবে বলা সম্ভব না , (বিশেষ পরিস্থিতিতে) । তখন আমাদের সম্ভাবনার কথা বলতে হয় ,
এখন আমরা একটা কাজ করি , পরমাণুর নিউক্লিয়াসের চারিপাশে , ইলেকট্রন কোন জায়গায় থাকার সম্ভাবনা কতটুকু সেটা যদি আমরা কালি দিয়ে ঘন করে দেখাই অর্থাৎ যেই জায়গায় ইলেকট্রনের থাকার সম্ভাবনা বেশি সেই জায়গাটিকে বেশি কালো করি তবে দেখা যাবে নিউক্লিয়াসের চারিপাশে কালো রঙ্গা অংশটুকু সবচাইতে বেশি , আর সেখান থেকে যতই দূরে যাওয়া যায় কালির ঘনত্ব ততই কমতে থাকে ।
সামগ্রিক চিত্রটিকে অনেকটা মেঘের মত মনে হয় । এটাই ইলেকট্রনের মেঘ । যা আসলে ইলেকট্রনের প্রবাবিলিটি ফাংশন ...