పరమాణు నిర్మాణం
ద్రవ్యరాశి ఉండి కొంత ప్రదేశాన్ని ఆక్రమించే ధర్మమున్న దేనినైనా పదార్థం అంటారు. పురాతన కాలం నుంచే పదార్థ నిర్మాణాన్ని గురించి, పదార్థ మౌలిక కణాల గురించి వివిధ సిద్ధాంతాలు ప్రతిపాదించారు. పదార్థం అతిసూక్ష్మ కణాలైన ‘అణువు’, ‘పరమాణువు’ల సమ్మిళితమని ‘కణాదుడు’ అనే మహర్షి వేదకాలంలోనే ప్రతిపాదించాడు. తర్వాత గ్రీక్ తత్వవేత్త ‘డిమోక్రటిస్’ పదార్థాలు అతి సూక్ష్మమైన ‘పరమాణువులు’ కలిగి ఉంటాయని ప్రతిపాదించాడు. గ్రీక్ భాషలో ‘అౌ్టఝ (పరమాణువు)’ అంటే విభజించే వీలు కానిది అని అర్థం. ఒక సిద్ధాంత రూపంలో వివరించింది మాత్రం ‘జాన్ డాల్టన్’ (క్రీ.శ. 1808) అనే శాస్త్రవేత్త.
ఈ సిద్ధాంతం ప్రకారం పదార్థం ‘అవిభాజ్యమైన అత్యంత సూక్ష్మ కణమే’ పరమాణువు. ఒక మూలకానికి చెందిన పరమాణువులన్నీ ఒకేరకంగా ఉండి ఒకే ధర్మాలను కలిగి ఉంటాయి. 20వ శతాబ్దం లో జరిగిన అనేక పరిశోధనల ఫలితాల్లో పరమాణువులో ఎన్నో మౌలిక కణాలున్నాయని తేలింది. వాటిలో ముఖ్యమైనవి ఎలక్ట్రాన్, ప్రోటాన్, న్యూట్రాన్లు. వీటినే ప్రాథమిక లేదా మౌలిక కణాలంటారు.
* జె.జె. థామ్సన్ ‘విద్యుత్ ఉత్సర్గ నాళికా’ ప్రయోగంలో కనుగొన్న ‘రుణ విద్యుత్ కిరణాల’కు జె.జె. స్పోనీ అనే శాస్త్రవేత్త ‘ఎలక్ట్రాన్లు’అని నామకరణం చేశాడు. ఏకమాత్ర రుణావేశం ఉన్న ఈ కణాలు అత్యంత తేలికైనవి. ప్రోటాన్ ద్రవ్యరాశిలో 1/1836వ వంతు ఉంటుంది.
* గోల్డ్ స్టెయిన్ కనిపెట్టిన ధన ధృవకిరణాలే ప్రోటాన్లు. ఇవి ఏకమాత్ర ధనావేశం ఉన్న ఎలక్ట్రాన్ల ద్రవ్యరాశి కంటే 1837 రెట్లు అధిక ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటాయి.
* ప్రాథమిక కణాల్లో అత్యంత భారమైన, ఆవేశరహిత కణాలు న్యూట్రాన్లు. వీటిని జేమ్స్ చాడ్విక్ అనే శాస్త్రవేత్త కనుగొన్నాడు.
* పరమాణువులో ఎలక్ట్రాన్లు, ప్రోటాన్లు, న్యూట్రాన్ల అమరికను ‘పరమాణు నమూనా’ అంటారు. జె.జె. థామ్సన్, రూథర్ ఫర్‌‌డ, నీల్స్‌బోర్‌లు ప్రతిపాదించిన పరమాణు నమూనాలు ముఖ్యమైనవి.
* ‘పుచ్చపండు’ నమూనాగా ప్రసిద్ధి చెందిన థామ్సన్ నమూనాలో పుచ్చపండు గుజ్జు లో గింజలు పొదిగినట్లు ధనావేశ పూరిత పరమాణు కేంద్రకంలో ఎలక్ట్రాన్‌లన్నీ పొ దిగి ఉంటాయని ప్రతిపాదించారు. వ్యతిరేక ఆవేశాలు ఉన్న ఎలక్ట్రానులు, ప్రోటాన్లను కలిపి ఉంచడం సాధ్యం కాదు. కా బట్టి ఈ నమూనా తిరస్కారానికి గురైంది.
* ‘గ్రహమండల నమూనా’గా పేరు గాంచిన రూథర్‌ఫర్‌‌డ నమూనా ప్రకారం పరమాణు ద్రవ్యరాశి, ధనావేశ పరమాణు కేంద్రం వద్ద కేంద్రీకృతమై ఉంటుంది. దీన్నే పరమాణు కేంద్రకం అంటారు. దాని చుట్టూ ఎలక్ట్రాన్లు వృత్తాకార కక్ష్యల్లో తిరుగుతూ ఉంటాయని ప్రతిపాదించారు. ఈ నమూనాలోని లోపాలను సవరిస్తూ కేంద్రకం చుట్టూ ఎలక్ట్రాన్లు సంచరించడానికి వృత్తాకార మార్గాల (కర్పరాలు)ను బోర్ నమూనా ప్రతిపాదించింది. బోర్ నమూ నా విజయవంతానికి కాంతి స్వభావం, పరమాణు వర్ణపటం, ప్లాంక్ క్వాంటం సిద్ధాంతం, ఐన్‌స్టీన్ కాంతి విద్యుత్ ఫలితం మొదలైన అంశాలు కారణమయ్యాయి.
కాంతి స్వభావం విద్యుదయస్కాంత వర్ణపటం
* కాంతికి కణ స్వభావంతో పాటు, తరంగ స్వభావం కూడా ఉంటుంది. కాంతి వివిధ విద్యుదయస్కాంత వికిరణాల సమూ హం. వీటి శక్తి తగ్గే క్రమం: కాస్మిక్ కిరణాలు ా జ కిరణాలు ా గీ ృ కిరణాలు ా అతి నీలలోహిత(్ఖగ) కిరణాలు ా దృగ్గోచర కిరణాలు ా పరారుణ (ఐఖ) కిరణాలు ా సూక్ష్మ తరంగాలు (కజీఛిటౌ ఠ్చీఠ్ఛిట) టి.వి. తరంగాలు ా రేడియో తరంగాలు.
* వీటి శక్తి తగ్గుతున్న కొద్దీ తరంగధైర్ఘ్యం పెరుగుతుంది. అంటే జ కిరణాల శక్తి ఎక్కు వ, తరంగధైర్ఘ్యం తక్కువ. రేడియో తరంగాలకు శక్తి తక్కువ,తరంగధైర్ఘ్యం ఎక్కువ.
* కోబాల్ట్-60 అనే రేడియో ధార్మిక మూలకం ఉద్గారం చేసే జ కిరణాలను క్యాన్సర్ కారక కణాలను నశింప చేయడానికి, కూరగాయలు, గింజధాన్యాలను ఎక్కువకాలం నిల్వ ఉంచేందుకు క్రిమిరహితం చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. లెడ్ నుంచి జ కిరణాలు ప్రయాణించవు.
* గీ కిరణాలను రాంట్‌జన్ కనిపెట్టాడు. కంటికి కనిపించని ఈ కిరణాలు మామూలు కాంతి చొచ్చుకుపోని పదార్థాల ద్వారా చొచ్చుకుని పోగలవు. విరిగిన ఎముకల గురించి, శరీరంలో ఇతర అంగవైకల్యాలు, పరిశ్రమల్లో పరికరాల్లోని పగుళ్ల గురించి తెలుసుకోవడానికి ఈ కిరణాలను విరివిగా వాడతారు. అణువుల నిర్మాణం, స్ఫటిక నిర్మాణం తెలుసుకోవచ్చు. కస్టమ్స్ శాఖ అధికారులు గీృకిరణాలను ఉపయోగించి దొంగ రవాణా చేస్తున్న వస్తువులు, ఆయుధాల గురించి తెలుసుకుంటారు.
* అతినీలలోహిత కిరణాల (్ఖగ)ను నీటిని క్రిమిరహితం చేయడానికి, నకిలీ కరెన్సీ నోట్లను గుర్తించడానికి ఉపయోగిస్తారు.
* దృగ్గోచర కాంతి కంటికి కనిపిస్తుంది. ఇది గఐఆఎ్గైఖ అనే ఏడురంగుల సమ్మిళితం.
* పరారుణ (ఐఖ) కిరణాలను టి.వి. రిమోట్‌లలో, చీకట్లో చూడడానికి ఉపయోగించే ‘నైట్ విజన్’ కళ్లద్దాలలో ఉపయోగిస్తారు.
* వంట చేయడానికి మైక్రో తరంగాలను ఉపయోగిస్తారు. నీరు, కొవ్వు కణాలను మైక్రో తరంగాలు కంపనం చెందించడం వల్ల వేడి జనించి పదార్థాలు ఉడుకుతాయి.
* అయనోస్ఫియర్ నుంచి అధిక తరంగ ధైర్ఘం ఉన్న రేడియో తరంగాలు పరివర్తనం చెందుతాయి. అందువల్ల వీటిని కమ్యూనికేషన్ల వ్యవస్థలో ఉపయోగిస్తారు.
మాదిరి ప్రశ్నలు
1. పరమాణు కేంద్రకంలో ప్రోటాన్లు ఉంటా యని తెలిపిన శాస్త్రవేత్త?
1) బోర్ 2) రూథర్‌ఫర్‌‌డ
3) థాంసన్ 4) చాడ్విక్
2. మానవ శరీర అంతర నిర్మాణాన్ని చూడ టానికి ఉపయోగించే కంప్యూటర్ టోమో గ్రఫీ (ఇఖీ)కి ఆధారం? (సివిల్స్ 2007)
1) గీృకిరణాలు 2) ధ్వని తరంగాలు
3) అయస్కాంత అనునాదం
4) రేడియో ఐసోటోపులు
3. రాత్రి చూడటానికి ఉపయోగించే పరికరాల్లో వాడే కిరణాలు?
(సివిల్స్ 2009)
1) రేడియో తరంగాలు
2) మైక్రో తరంగాలు
3) పరారుణ తరంగాలు 4) ఏవీ కావు
4. సిగ్నల్స్‌లో ఎరుపు రంగును వాడటానికి కారణం?
1) ఎరుపు డేంజర్‌ను సూచించడానికి సింబాలిక్‌గా వాడతారు
2) అల్ప తరంగధైర్ఘ్యం ఉండటం
3) అధిక తరంగధైర్ఘ్యం ఉండటం
4) చవకైంది
5. అయనోవరణం అనే భూ వాతావరణం లోని ఒక పొర, రేడియో కమ్యూనికేషన్లకు వీలు కలిగిస్తుంది. ఎందుకు?
(సివిల్స్ 2011)
ఎ) ఓజోన్ ఉనికి వల్ల రేడియో తరంగాలు భూమిపైకి పరావర్తనం చెందడం
బి) రేడియో తరంగాలకు సుదీర్ఘమైన తరంగధైర్ఘ్యం ఉండటం.
పై వాటిలో సరైంది?
1) ఎ మాత్రమే 2) బి మాత్రమే
3) ఎ, బి 4) రెండూ కాదు
6. రాడార్‌లో ఉపయోగించే విద్యుదయ స్కాంత కిరణాలు?
1) గీృకిరణాలు 2) పరారుణ
3) మైక్రో తరంగాలు 4) గామా
7. కాంతి విస్తరణను అధ్యయనం చేయడానికి ఉపయోగించే సాధనం?
1) మైక్రోస్కోప్ 2) స్పెక్ట్రోమీటర్
3) టెలిస్కోప్ 4) ఫొటోమీటర్
8. కిందివాటిలో సరైన వాక్యం?
ఎ) కాస్మిక్ కిరణాలు అతి తక్కువ తరంగ ధైర్ఘ్యం, అత్యధికశక్తి కలిగిన ఎలక్ట్రో మాగ్నటిక్ తరంగాలు
బి) అన్ని విద్యుదయస్కాంతాలు కాంతి వేగం (3ప108 మీ/సె)తో ప్రయాణి స్తాయి
సి) ఓజోన్ పొర కాస్మిక్ కిరణాలను, అతి నీలలోహిత కిరణాలను భూమిని చేరకుండా ఫిల్టర్ చేస్తుంది
డి) ఏదైనా పదార్థాన్ని మైక్రో తరంగాలు వేడి చేయాలంటే అందులో తప్పని సరిగా నీటి అణువులుండాలి
1) ఎ మాత్రమే 2) ఎ, బి
3) ఎ, బి, సి 4) ఎ, బి, సి, డి
9. సూక్ష్మ తరంగ భట్టీ (కజీఛిటౌఠ్చీఠ్ఛి ైఠ్ఛి) ఏ గుణకాన్ని ఉపయోగిస్తుంది?
(గ్రూప్-1, 1999)
1) నీళ్ల సూక్ష్మ తరంగ శోషణం
2) వంటచేసే పాత్ర సూక్ష్మ తరంగ శోషణం
3) వంట సూక్ష్మ తరంగ పరావర్తనం
4) ఏదీ కాదు
10. సెల్‌ఫోన్‌లలో ఉపయోగించే విద్యుద యస్కాంత తరంగాలు?
1) మైక్రో తరంగాలు
2) పరారుణ కాంతి
3) రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీ తరంగాలు
4) కాస్మిక్ కిరణాలు
సమాధానాలు
1) 2; 2) 1; 3) 3; 4) 3; 5) 2;
6) 3; 7) 2; 8) 4; 9) 1; 10) 3
