परमाणु एक सामान्य तत्व की सबसे छोटी घटक इकाई है जो एक रासायनिक तत्व का निर्माण करती है। प्रत्येक ठोस, तरल, गैस और प्लाज्मा तटस्थ या आयनित परमाणुओं से बना होता है। परमाणु छोटे होते हैं; विशिष्ट आकार लगभग 100 पिक्सोमीटर (1 × 10−10 मीटर, दस मिलीमीटर का एक मिलियन या 1 / 254,000,000 इंच का) होता है। वे इतने छोटे हैं कि शास्त्रीय भौतिकी का उपयोग करके अपने व्यवहार का सटीक अनुमान लगाते हैं - जैसे कि वे बिलियर्ड बॉल थे, उदाहरण के लिए - संभव नहीं है। यह क्वांटम प्रभावों के कारण है। वर्तमान परमाणु मॉडल अब क्वांटम सिद्धांतों का उपयोग बेहतर तरीके से समझाने और इस व्यवहार की भविष्यवाणी करने के लिए करते हैं।



हर परमाणु एक नाभिक से बना होता है और कोर से बंधे एक या अधिक इलेक्ट्रॉनों से बना होता है। नाभिक एक या एक से अधिक प्रोटॉन और कई न्यूट्रॉन से बना होता है। केवल सबसे सामान्य किस्म के हाइड्रोजन में कोई न्यूट्रॉन नहीं होता है। प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को नाभिक कहा जाता है। परमाणु के द्रव्यमान का 99.94% से अधिक नाभिक में होता है। प्रोटॉन में एक सकारात्मक विद्युत आवेश होता है, जबकि इलेक्ट्रॉनों में एक ऋणात्मक विद्युत आवेश होता है। न्यूट्रॉन का कोई विद्युत आवेश नहीं होता है। यदि प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान है, तो परमाणु विद्युत रूप से तटस्थ है। यदि किसी परमाणु में प्रोटॉन की तुलना में अधिक या कम इलेक्ट्रॉन होते हैं, तो इसका क्रमशः एक समग्र नकारात्मक या सकारात्मक चार्ज होता है। इन परमाणुओं को आयन कहा जाता है।

एक परमाणु के इलेक्ट्रॉनों को विद्युत चुम्बकीय बल द्वारा एक परमाणु नाभिक में प्रोटॉन के लिए आकर्षित किया जाता है। कोर में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन परमाणु शक्ति द्वारा एक दूसरे के प्रति आकर्षित होते हैं। यह बल आमतौर पर विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा से अधिक मजबूत होता है जो एक दूसरे से सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए प्रोटॉन को दोहराता है। कुछ विशेष परिस्थितियों में, विद्युत विद्युत चुम्बकीय बल परमाणु शक्ति से अधिक मजबूत हो जाता है। इस मामले में, नाभिक अलग-अलग तत्वों को पीछे छोड़ देता है। यह एक प्रकार का परमाणु क्षय है। सभी इलेक्ट्रॉन, नाभिक और नाभिक एक जैसे उप-परमाणु कण होते हैं। परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों का व्यवहार एक कण की तुलना में एक तरंग के करीब होता है।
नाभिक में प्रोटॉन की संख्या, जिसे परमाणु संख्या कहा जाता है, यह निर्धारित करता है कि परमाणु किस रासायनिक तत्व से संबंधित है। उदाहरण के लिए, प्रत्येक तांबे के परमाणु में 29 प्रोटॉन होते हैं। न्यूट्रॉन की संख्या तत्व के समस्थानिक का प्रतिनिधित्व करती है। पार्टिकल रासायनिक बांड द्वारा एक या एक से अधिक अन्य परमाणुओं को अणु या क्रिस्टल जैसे रासायनिक यौगिकों से जोड़ सकते हैं। प्रकृति में देखे गए अधिकांश शारीरिक परिवर्तनों के लिए परमाणुओं को संबद्ध और अलग करने की क्षमता जिम्मेदार है। रसायन विज्ञान वह अनुशासन है जो इन परिवर्तनों का अध्ययन करता है।


हम में से कई लोग जानते हैं कि एटम कैसा दिखता है, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन इलेक्ट्रॉनों के साथ मिलकर उनके चारों ओर चक्कर लगाते हैं। यदि हम एक परमाणु की तस्वीर लेते, तो क्या यह हम देखते हैं? या हमने उन्हें गलत पाया है?
परमाणुओं की हमारी समझ पिछले 100 वर्षों में नाटकीय रूप से बदल गई है। न्यूट्रॉन पर रदरफोर्ड के प्रयोगों से लेकर न्यूट्रॉन की खोज तक, हमने ब्रह्मांड के निर्माण खंडों की प्रकृति को उजागर किया है। लेकिन, स्कूल में हम सभी को सिखाया जाता था कि परमाणु ज्यादातर खाली होते थे, जिसमें घने कोर और छोटे इलेक्ट्रॉन विभिन्न ऊर्जा स्तरों में परिक्रमा करते थे।
लेकिन यह तस्वीर गलत है, मुख्यतः क्योंकि इलेक्ट्रॉन बिंदु-जैसे कण नहीं हैं। आप देखते हैं, इलेक्ट्रॉनों की तुलना में बहुत अधिक 'फजी' हैं। वे पिन करने के लिए कठिन हैं।
यह उनके 'क्वांटम वेव फंक्शन' के कारण है, जो यह कहने का एक जटिल तरीका है कि वे एक संभावना क्षेत्र के रूप में मौजूद हैं, एक व्यक्तिगत कण के रूप में नहीं। यह बहुत, बहुत अजीब लगता है, लेकिन मुझे समझाने की।
मान लीजिए कि हमारे पास एक इलेक्ट्रॉन है, आस-पास कोई परमाणु नहीं है या उस पर काम करने वाले विद्युत चुम्बकीय बल हैं। इलेक्ट्रॉन 'स्थित' है जहां यह होने की सबसे अधिक संभावना है; इस बिंदु से आगे दूर, इलेक्ट्रॉन होने की संभावना काफी कम है। जिस दर पर यह संभावना कम हो जाती है, वह दूर हो जाती है, जिसे कण के क्वांटम वेव फंक्शन के रूप में जाना जाता है।
इसका मतलब यह है कि एक बहुत ही कम संभावना है कि एक इलेक्ट्रॉन यहां अस्तित्व से बाहर निकल सकता है और तुरंत ब्रह्मांड के दूसरी तरफ फिर से प्रकट हो सकता है। हालांकि, संभावना इतनी पतली है कि यह वास्तव में कभी नहीं होगा।
आप कह सकते हैं कि इलेक्ट्रॉन गायब हो जाता है और एक तरीके से फिर से प्रकट होता है, इसका मतलब है कि यह संभावना के इस क्षेत्र को बनाता है (जो कि इलेक्ट्रॉन क्लाउड के लिए एक सामान्य स्पष्टीकरण है)। लेकिन यह पूरी तरह सच नहीं है, क्योंकि डबल-स्लिट प्रयोग दिखाया गया है।
डबल-स्लिट प्रयोग प्रकाश या इलेक्ट्रॉनों के फोटॉन का उपयोग कर सकता है क्योंकि सिद्धांत दोनों कणों के साथ समान है। फोटॉन भी बिंदु जैसे कणों के रूप में मौजूद नहीं हैं, लेकिन संभावना के क्षेत्र।
प्रयोग एक स्क्रीन में दो बहुत करीबी स्लिट्स के माध्यम से एक सिंगल फोटॉन / इलेक्ट्रॉन भेजता है, फिर दूसरी स्क्रीन पर प्रकाश / इलेक्ट्रॉन बीम को चमकने देता है (नीचे की छवि में दिखाया गया है)। यह सही है - एक बार में एक ही कण।



डबल भट्ठा प्रयोग - WIKICC
वे तेजी से उत्तराधिकार में ऐसा करते हैं, इसलिए आपको डबल स्लिट्स के माध्यम से एकल फोटॉन / इलेक्ट्रॉनों की एक धारा मिलती है। स्क्रीन पर उनके सभी पदों को रिकॉर्ड किया जाता है, इसलिए आपको दूसरी स्क्रीन पर उनके वितरण का एक रीडआउट मिलता है।
यदि ये बिंदु-जैसे कणों के रूप में काम करते हैं, तो आप स्क्रीन के पीछे एक निर्बाध उज्ज्वल पैच प्राप्त करने की उम्मीद करेंगे। ऐसा इसलिए है क्योंकि कणों को एक या दूसरे भट्ठा के माध्यम से जाना चाहिए, और इसलिए उनके पास बातचीत करने के लिए कुछ भी नहीं है।
लेकिन आप यह बिल्कुल नहीं देखते हैं। इसके बजाय, आपको नीचे की तरह एक हस्तक्षेप पैटर्न मिलता है।

डबल स्लिट हस्तक्षेप पैटर्न - WIKICC
ऐसा इसलिए है क्योंकि कणों का क्वांटम वेव फंक्शन दोनों स्लिट्स से होकर गुजरता है, जिससे यह रचनात्मक और विनाशकारी रूप से स्वयं में हस्तक्षेप करता है, जैसा कि नीचे दिए गए वीडियो में दिखाया गया है।


डबल भट्ठा सिमुलेशन

यह सब फिर से बहुत अजीब लगता है, क्योंकि क्वांटम भौतिकी हमेशा लगती है!
तो चलिए इसे शुरू से ही समझाते हैं। जैसा कि एक इलेक्ट्रॉन या फोटॉन आपके पास से गुजरता है, हम इसे 'क्वांटम वेव फंक्शन' के कारण एक बिंदु जैसे कण के रूप में नहीं देखते हैं। इसके बजाय, यह एक लहर की तरह अधिक देता है, क्योंकि इसे खोजने की संभावना धीरे-धीरे बढ़ रही है और फिर कम हो रही है। इसका मतलब है कि ये कण तरंगों की तरह काम करते हैं (इसके क्वांटम वेव फंक्शन द्वारा निर्धारित तरंग दैर्ध्य के साथ, इसलिए नाम)।
और लहरों की तरह, वे एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप कर सकते हैं। यदि आपके पास कणों की दो धाराएँ हैं जहाँ चोटियाँ और कुंड मिलते हैं, तो आपको एक रचनात्मक रूप से एक मजबूत संकेत दिखाई देगा। लेकिन अगर फूल अन्य चैनलों के साथ लाइन-अप करते हैं, तो आपको विनाशकारी हस्तक्षेप मिलता है, और संकेत पूरी तरह से रद्द हो जाता है। यह नीचे GIF में दिखाया गया है।

वेव इंटरफेरेंस - WIKICC

इसका कारण यह है कि डबल-स्लिट प्रयोग में देखा गया हस्तक्षेप पैटर्न, भले ही एक ही फोटॉन / इलेक्ट्रॉन हो। क्वांटम वेव फ़ंक्शन दोनों स्लिट्स के माध्यम से जाता है, एक तरंग के रूप में कार्य करता है, एक कण नहीं, प्रभावी रूप से एक ही कण से दो तरंगें बनाता है! ये तब एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप करते हैं, और हमें दूसरी स्क्रीन पर सुंदर बैंड मिलते हैं।
इससे पता चलता है कि हम इलेक्ट्रॉनों को अंकों के रूप में नहीं सोच सकते हैं; वे एक अस्पष्ट संभावना क्षेत्र पर कब्जा कर लेते हैं। तो परमाणु के लिए इसका क्या मतलब है? क्या ये अलग-अलग इलेक्ट्रॉनों की स्वच्छ परिक्रमा गलत हैं? विभिन्न ऊर्जा स्तर की कक्षाओं के बारे में क्या है जो हमें रसायन विज्ञान में सिखाया गया था? क्या वह सब भी गलत था?
चलिए इसे तोड़ते हैं और इसे आसान बनाते हैं। चलो शुरू करते हैं कि इलेक्ट्रॉन परमाणुओं के चारों ओर कैसे दिखते हैं, फिर विभिन्न ऊर्जा कक्षाएं और आखिरकार, परमाणु क्या दिखते हैं।




तो, संभाव्यता की एक फजी कल्पना एक परमाणु की कक्षा कैसे करती है? खैर, याद रखें कि तरंग दैर्ध्य इलेक्ट्रॉन ने हस्तक्षेप पैटर्न का कारण बना है? यहाँ भी वही होता है; यह एटम के चारों ओर लिपटा हुआ है।
इलेक्ट्रॉन अपने आवेश से नाभिक से चिपक जाता है; वह हिस्सा हमेशा समान होता है।

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