Class 12 · Physics · Ch 12 Atomsकक्षा 12 · भौतिकी · अध्याय 12 परमाणुClass 12 · Physics · Ch 12 Atoms

Rutherford α-Scattering & the Nuclear Atomरदरफ़ोर्ड α-प्रकीर्णन एवं नाभिकीय परमाणुRutherford α-Scattering & the Nuclear Atom

Geiger–Marsden set-up · gold foil · 0.14% beyond 1° · 1 in 8000 beyond 90° · impact parameterगाइगर–मार्सडन व्यवस्था · स्वर्ण पन्नी · 1° से अधिक 0.14% · 90° से अधिक 8000 में 1 · संघट्ट प्राचलGeiger–Marsden set-up · gold foil · 0.14% beyond 1° · 1 in 8000 beyond 90° · impact parameter

Key points ✍️मुख्य बातें ✍️Key points ✍️

• Experiment — Geiger and Marsden (1911, at Rutherford’s suggestion) fired 5.5 MeV α-particles from ²¹⁴₈₃Bi at a thin gold foil.प्रयोग — गाइगर और मार्सडन (1911, रदरफ़ोर्ड के सुझाव पर) ने ²¹⁴₈₃Bi से 5.5 MeV α-कण पतली स्वर्ण पन्नी पर डाले।Experiment — Geiger aur Marsden (1911, Rutherford ke kehne par) ne ²¹⁴₈₃Bi se 5.5 MeV α-particles patli gold foil par daale.
• Set-up — lead bricks collimate; foil 2.1 × 10⁻⁷ m thick; rotatable ZnS screen + microscope counts scintillations; all in vacuum.व्यवस्था — सीसे की ईंटें संरेखित करती हैं; पन्नी 2.1 × 10⁻⁷ m मोटी; घूर्णनशील ZnS परदा + सूक्ष्मदर्शी स्फुरण गिनते हैं; सब निर्वात में।Set-up — lead bricks collimate karti hain; foil 2.1 × 10⁻⁷ m moti; rotatable ZnS screen + microscope scintillations ginte hain; sab vacuum mein.
• Most go through — many α-particles pass the foil without any collision.अधिकांश पार — बहुत से α-कण बिना किसी टक्कर के पन्नी पार कर जाते हैं।Most go through — bahut se α-particles bina kisi takkar ke foil paar kar jaate hain.
• Few deflect — only about 0.14% scatter by more than 1°; about 1 in 8000 by more than 90°.कुछ विचलित — केवल लगभग 0.14% 1° से अधिक प्रकीर्णित; लगभग 8000 में से 1, 90° से अधिक।Few deflect — sirf lagbhag 0.14% 1° se zyada scatter; lagbhag 8000 mein se 1, 90° se zyada.
• Conclusion — large backward deflection needs a large repulsive force: positive charge and most of the mass are concentrated at the centre.निष्कर्ष — पीछे की ओर बड़े विचलन के लिए बड़ा प्रतिकर्षण बल चाहिए: धनावेश और अधिकांश द्रव्यमान केंद्र पर संकेंद्रित।Conclusion — peeche ki taraf bade deflection ke liye bada repulsive force chahiye: positive charge aur zyadatar mass centre par concentrated.
• Nuclear model — electrons revolve around a tiny nucleus like planets around the sun.नाभिकीय मॉडल — इलेक्ट्रॉन छोटे नाभिक के चारों ओर वैसे घूमते हैं जैसे ग्रह सूर्य के चारों ओर।Nuclear model — electrons chhote nucleus ke chaaron taraf waise ghoomte hain jaise planets sun ke chaaron taraf.
• Sizes — nucleus about 10⁻¹⁵ m to 10⁻¹⁴ m; atom 10⁻¹⁰ m, i.e. 10,000 to 100,000 times larger; atom is mostly empty.आकार — नाभिक लगभग 10⁻¹⁵ m से 10⁻¹⁴ m; परमाणु 10⁻¹⁰ m, यानी 10,000 से 100,000 गुना बड़ा; परमाणु अधिकतर रिक्त।Sizes — nucleus lagbhag 10⁻¹⁵ m se 10⁻¹⁴ m; atom 10⁻¹⁰ m, yaani 10,000 se 100,000 guna bada; atom zyadatar khaali.
• Fig 12.3 — the data points match the curve predicted for a small, dense, positively charged nucleus.चित्र 12.3 — आँकड़ों के बिंदु छोटे, सघन, धनावेशित नाभिक के लिए अनुमानित वक्र से मेल खाते हैं।Fig 12.3 — data points chhote, dense, positive nucleus ke liye predicted curve se match karte hain.
• Impact parameter b — ⊥ distance of the initial velocity vector from the nucleus centre; small b → large scattering.संघट्ट प्राचल b — प्रारंभिक वेग सदिश की नाभिक केंद्र से लंबवत दूरी; कम b → अधिक प्रकीर्णन।Impact parameter b — initial velocity vector ki nucleus centre se ⊥ doori; kam b → zyada scattering.
• Head-on — b minimum, α rebounds (θ ≈ π); large b, θ ≈ 0. Few rebound ⇒ nucleus is small.आमने-सामने — b न्यूनतम, α वापस (θ ≈ π); अधिक b, θ ≈ 0। कम कण लौटते हैं ⇒ नाभिक छोटा।Head-on — b minimum, α wapas (θ ≈ π); zyada b, θ ≈ 0. Kam particles lautte hain ⇒ nucleus chhota.
• Closest approach — d = 2Ze²/(4πε₀K) gives an upper limit to nuclear size (≈ 30 fm for gold at 7.7 MeV).निकटतम पहुँच — d = 2Ze²/(4πε₀K) नाभिक के आकार की ऊपरी सीमा देता है (सोने के लिए 7.7 MeV पर ≈ 30 fm)।Closest approach — d = 2Ze²/(4πε₀K) nucleus ke size ki upper limit deta hai (gold ke liye 7.7 MeV par ≈ 30 fm).
• Limitation — the model could not explain why atoms emit only discrete wavelengths.सीमा — यह मॉडल नहीं समझा सका कि परमाणु केवल विविक्त तरंगदैर्घ्य ही क्यों उत्सर्जित करते हैं।Limitation — ye model nahi samjha saka ki atoms sirf discrete wavelengths hi kyon nikalte hain.

Source: NCERT Physics Class 12, Ch 12 Atoms (Fig 12.1, 12.2 Geiger–Marsden scattering experiment; Fig 12.4 trajectory of α-particles; Example 12.2). Notes and drawing: original work by Simple Learning Hub.स्रोत: NCERT भौतिकी कक्षा 12, अध्याय 12 परमाणु (चित्र 12.1, 12.2 गाइगर–मार्सडन प्रकीर्णन प्रयोग; चित्र 12.4 α-कणों के प्रक्षेप-पथ; उदाहरण 12.2)। नोट्स और चित्र: Simple Learning Hub का मौलिक कार्य।Source: NCERT Physics Class 12, Ch 12 Atoms (Fig 12.1, 12.2 Geiger–Marsden scattering experiment; Fig 12.4 trajectory of α-particles; Example 12.2). Notes aur drawing: Simple Learning Hub ka original kaam.