Prabuddha Jivan 1965 Year 26 Ank 17 to 24 and Year 27 Ank 01 to 16

SR No.: 525950
Original Sutra Author: N/A
Author: Parmanand Kunvarji Kapadia
Publisher: Mumbai Jain Yuvak Sangh
Publication Year: 1965
Total Pages: 252
Language: Gujarati
Classification: Magazine, India_Prabuddha Jivan, & India
File Size: 31 MB

Page 144

૫
પ્રબુદ્ધ જીવન
અણુરચના કેવી છે ?
ભારત અણુયુગમાં પ્રવેશી ચૂકયું છે, એટલું જ નહિ પણ, અણુ વિજ્ઞાનમાં મેખરે રહેલા દેશોની હરોળમાં છે. આથી અણુના વિસ્મય કારક વિશ્વમાં ડોકાઈને તેનાથી પરિચિત થવામાં મજા પડશે.
દરેક પદાર્થ એક યા વધુ તત્ત્વોનો બનેલા છે. દા. ત. પાણી; બે ભાગે હાઈડ્રોજન અને એક ભાગે આકસીજન વડે બનેલા છે. દરેક તત્ત્વ રેણુ અથવા કણ (Molecules ) નું બનેલું છે, અને દરેક રણુ અણુનું બનેલ છે. એમ માનવામાં આવતું હતું કે અણુ (Atom)નું વિભાજન ન થઈ શકે, પરંતુ અણુનું વિભાજન કરીને જ્યારે વિજ્ઞાનશાસ્ત્રીએ તેમાં ડોકાયા અને તેમાં પરમાણુઓનું દર્શન કર્યું ત્યારે તેઓ ચકિત થઈ ગયા. અણુમાં રહેલી અમાપ શકિત જોઈ, પ્રત્યેક અણુમાં તેમણે સૂર્યમંડળની સૂક્ષ્મ આવૃત્તિ જોઈ. જેમ સૂર્યની આસપાસ ગ્રહો ફરે છે તેમ અણુના કેન્દ્ર (Nucleus) ની આસપાસ પરમાણુઓ ઘૂમે છે.
ગાગરમાં સાગર સમાઈ જાય તેમ અણુમાં સૂર્યમંડળ સમાઈ જાય છે! તેમ છતાં પ્રત્યેક અણુ એવડો નાના છે કે શકિતશાળી સૂક્ષ્મદર્શક યંત્ર વડે પણ અણુ જોવા મુશ્કેલ છે. એક રાણુમાં અસંખ્ય અણુઓ હોય છે. છતાં રોણુ પણ નરી આંખે જોઈ શકાય નહિ, તો અણુ અને પરમાણુ ત કયાંથી જોઈ શકાય ?
સાનું, રૂપું, તાંબુ, હાઈડ્રોજન, ઓકસીજન, પારો એ બધાં તત્ત્વાના વજનમાં ફેર છે. રૂપ અને ગુણમાં ફેર છે તેનું કારણ તેમના અણુઓના પરમાણુઓની સંખ્યા અને વજન છે. આ પરમાણુઓ ત્રણ પ્રકારના છે: પ્રોટોન, ન્યુટ્રોન અને ઈલેકટ્રોન. દરેક આણુને તેનું કેન્દ્ર (Nucleus) છે અને કેન્દ્રમાં પ્રોટોન તથા ન્યુટ્રોન નામના પરમાણુ છે. ( હાઈડ્રોજનના અણુકેન્દ્રમાં
ન્યુટ્રોન નથી) કેન્દ્ર બહુ નાનું છે, પણ બહુ ભારે છે. પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનનું વજન લગભગ સરખું છે. અણુને કાંઈ ત્રાજવામાં જોખી શકાય નહિ. આથી કેન્દ્રના પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની સંખ્યા વજનના એકમ તરીકે ગણવામાં આવે છે. દા. ત. આકસીજનના અણુ કેન્દ્રમાં આઠ પ્રોટોન અને આઠ ન્યુટ્રોન છે. માટે કસીજનના અણુનું વજન ૧૬ છે. એવી રીતે યુરેનિયમના અણુમાં ૯૨ પ્રોટોન અને ૧૪૬ ન્યુટ્રોન છે. માટે યુરેનિયમના અણુનું વજન (Atomic weight) ૨૩૮ છે.
વીજળીની સમતુલા
પ્રોટોનમાં ધન (Positive) વીજળી છે. એટલે કે તે પોતાના જેવી વીજળી ધરાવનારથી દૂર ભાગે છે અને ૠણ (Negative) વીજળી ધરાવનાર તરફ આકર્ષાય છે. ન્યુટ્રોનમાં વીજળી જ નથી. અણુમાં વધુમાં વધુ વજન તેના કેન્દ્રમાં છે, છતાં કેન્દ્ર ઓછામાં ઓછી જગ્યા રોકે છે. તેને બાદ કરતાં લગભગ આખા અણુ ખાલી છે અને તે ખાલી જગ્યામાં ઇલેકટ્રોન કેન્દ્રની આસપાસ ઝડપથી ફરે છે. બે હાર ઈલેકટ્રોન ભેગા કરો ત્યારે એક પ્રોટોન કે ન્યુટ્રોન જેટલું વજન થાય! ઈલેકટ્રોનમાં પ્રોટ્રોનની વિરુદ્ધ ૠણ (Negative) વીજળી છે. અણુમાં જેટલા પ્રોટોન હોય તેટલા જ ઈલેકટ્રોન કેન્દ્રની આસપાસ ફરતા હોય છે. આમ પ્રોટોનની અને ઈલેકટ્રોનની વીજળી પરસ્પર વિરુદ્ધ જાતની હોવાથી તેમની વચ્ચે સમતુલા જળવાઈ રહે છે. આમ કસીજનના અણુ કેન્દ્રમાં આઠ પ્રોટોન છે તેથી તેની આસપાસ આઠ ઈલેકટ્રોન ધૂમે છે. યુરેનિયમના કેન્દ્રમાં ૯૨ પ્રોટોન છે તેથી તેના કેન્દ્રની આસપાસ ૯૨ ઈલેકટ્રોન ફરે છે.
પરમાણુનું ભ્રમણ
એવું પણ બને કે ઈલેકટ્રોનની વધુ સંખ્યાને લીધે તેઓ એક સપાટીએ સમાય નહિ, તા બીજી ત્રીજી અને ચોથી સપાટી પણ હોય, ડુંગળીના કાંદા પર એક ઉપર બીજું પડ હોય છે તેમ. એ દરેક સપાટીએ કેન્દ્રની આસપાસ એ સપાટીના ઈલેકટ્રોન ઘૂમતા હેય છે, સૂર્યમંડળ અને અણુમંડળની વચ્ચે તફાવત એ છે કે સૂર્યમંડળના કેન્દ્રમાં સૂર્ય બહુ જ મોટો છે અને ગ્રહો નાના છે. અણુમંડળમાં કેન્દ્ર બહુ નાનું છે, પણ બહુ ભારે છે, પરંતુ ઈલેકટ્રોન તે વળી એટલા બધા નાના છે અને એટલા બધા હળવા છે કે અણુના વજનમાં તેના
તા. ૧૬-૪-૬
ઈલેકટ્રોનની કશી ગણના જ કરવામાં આવતી નથી. જેમ દરેક ગ્રહને પોતાની ભ્રમણકક્ષા છે તેમ દરેક ઈલેકટ્રોનને પોતાની ભ્રમણકક્ષા છે. કેવી ઝડપ
અણુના અદશ્ય જગતમાં ડોકાવાની શરૂઆત બ્રિટનના સર વિલિયમ ફૂંુ ુકસે કરી. ખરેખર ડોકાયા કેમ્બ્રિજ વિદ્યાપીઠના જોસેફ જોન થેામસન (૧૮૫૬ - ૧૯૪૦) અને તેના શિષ્ય અને સ્ટ થરફોર્ડ. રૂથરફોર્ડનો સાથી હતા હંસ ગાઈગર (૧૮૮૨-૧૯૪૫) જેણે અણુના કિરણોત્સર્ગ માપવાનું ગાઈગર યંત્ર બનાવ્યું.
જે આણુને સૂક્ષ્મદર્શક યંત્ર વડે જોતાં પણ મુશ્કેલી પડે છે તેમાં ઈલેકટ્રોન પરમાણુએ અણુના કેન્દ્રની આસપાસ કેવી અજબ ઝડપથી ફરે છે! બધા પરમાણુની ઝડપ સરખી નથી. કારણ કે તેઓ કેન્દ્રની ઓછાવત્તા અંતરે છે. જે ઈલેકટ્રોન કેન્દ્રથી વધુમાં વધુ દૂર છે તે સેકન્ડના ૬૦૦ માઈલની ઝડપથી ફરે છે, જે ઈલેકટ્રોન કેન્દ્રની નજીક છે તેએ સેકન્ડના ૯૦,૦૦૦ માઈલની ઝડપે એટલે પ્રકાશની ઝડપથી અરધી ઝડપે ફરે છે!
સૌથી સાદા અણુ હાઈડ્રોજનના છે. તેના કેન્દ્રમાં એક જ પ્રોટોન છે, પણ ન્યુટ્રોન નથી અને એક જ ઈલેકટ્રોન પ્રોટોનરૂપી કેન્દ્રની આસપાસ ફરે છે.
એક વિચિત્રતા
રૂથરફોર્ડના બીજા એક શિષ્ય નીલ્સ બારેં (૧૮૮૫-૧૯૬૨) બતાવ્યું કે સૂર્યની આસપાસ ફરતા ગ્રહો વિદ્યુતમય નથી, ત્યારે અણુના કેન્દ્રની આસપાસ ફરતા ઈલેકટ્રોન વિદ્યુતમય છે. જ્યારે વિદ્યુતમય પદાર્થ ફરતા હોય ત્યારે તેમાંથી શકિત (Energy)નાં માજા ફેલાય છે. હવે જો વિદ્યુતમય ઈલેકટ્રોન ભ્રમણકક્ષામાં ફરતાં ફરતાં શંકતનાં માજાં પસાર્યા કરે તે આખરે તે તેની વીજળી ક્ષીણ થઈને તેના અંત આવવા જોઈએ. તેની વીજળીના અંત આવતાં ઈલેકટ્રોન કેન્દ્રમાં જઈ પડવા જોઈએ. નીલ્સ બારે ગણતરી કરી કે એક સેકન્ડના દસ કરોડમા ભાગમાં આમ બનવું જોઈએ. જો એમ હોય તો અણુનું અસ્તિત્વ જ ન હોય. નીલ્સ બારે મેકસ પ્લેન્ક અને આઈન્સ્ટાઈનના સિદ્ધાંતોના આશરો લઈને ખુલાસો આપ્યો કે જ્યાં સુધી ઈલેકટ્રોન પોતપોતાની ભ્રમણકક્ષામાં રહીને ફરે છે ત્યાં સુધી પોતાની શકિત ગુમાવતા નથી.
આવું અલ્પાયુ !
અણુના કેન્દ્રમાં શું છે તેની શોધ જગતમાં જુદે જુદે ઠેકાણે વિજ્ઞાનશાસ્ત્રીઓ કરી રહ્યા હતા. બ્રિટનમાં રૂથરફોર્ડ, અમેરિકામાં વિલિયમ હાર્કિન્સે અને ઑસ્ટ્રેલિયામાં એસ્મત મેસાને એકબીજાથી સ્વતંત્ર રીતે શોધી કાઢયું કે આણુના કેન્દ્રમાં પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન છે.
ઈ. સ. ૧૯૦૫માં કેલિફોર્નિયા (અમેરિકા)માં કાર્લ એન્ડરસને નવી જાતના ઈલેકટ્રોનની શેાધ કરી, ઈલેકટ્રોનને ૠણ (Negative) વીજળી હોય છે. એન્ડરસને શોધ કરી કે જ્યારે કેટલાક આણુ પર વિશ્ર્વકિરણા (Cosmic Rays) પડે છે ત્યારે તેમાંથી એવા પરમાણુ નીકળે છે, જે ઈલેકટ્રોનની જેમ વર્તે છે. છતાં તેમાં ઋણને બદલે ધનવિદ્યુત હોય છે. આથી એન્ડરસને તેને પોઝીટ્રોન એટલે પોઝીટીવ (ધન) વિદ્ય ત ધરાવનાર ઈલેકટ્રોન નામ આપ્યું. પોઝીટ્રોનનું આયુષ્ય એક સેકન્ડના એક અબજના ભાગ જેટલું જ હોય છે પ્રતિપરમાણુ
અણુના કેન્દ્રમાં આપણે ઊંડા ઊતરીએ તે ખોવાઈ જઈએ ! ઈ. સ. ૧૯૩૫ માં જાપાનના હિંડેકી યુકાવાએ (અને એન્ડર્સને પણ ) શોધ કરી કે અણુના કેન્દ્રમાં આણુના પરમાણુઓને એકત્ર રાખનાર બળ મેસન નામના પરમાણુ છે! તે ગુંદરનું કામ કરે છે! પછી જણાયું કે મેસન પણ બે પ્રકારનાં છે.
૧૯૩૧માં ઍસ્ટ્રિયાના વાળાંગ પાઉલીએ (૧૯૦૦-૧૮) કેટલાંક તત્ત્વાનાં અણુઓમાંથી એક વિશિષ્ટ પ્રકારના પરમાણુ નીકળે છે એવું શાધ્યું. તેમને ન્યૂટ્રીનોસ નામ આપવામાં આવ્યું.
જ્યારે પોઝીટ્રોન અને ઈલેક્ટ્રોન અથડાય છે ત્યારે બંનેના નાશ થાય છે અને શકિત છૂટી પડૅ છે. અણુના ગર્ભમાં વધુ ને વધુ ઊંડે ઊતરતાં જણાયું કે પરમાણુઓના નાશ કરે ( અને પોતે પણ (અનુસંધાન ૬૧ મા પાને)