පරමාණුක න්යාය සහ චාලක න්යාය පිළිබඳ ලිපිය
පරමාණුක න්යාය
වසර දහස් ගණනක් පුරා, පුරාණ ග්රීකයෝ විශ්වාස කළේ සෑම පිරිසිදු ද්රව්යයක්ම (රන්, යකඩ ආදිය) පරමාණු වලින් සමන්විත බවයි. ඔවුන්ට අනුව, පිරිසිදු ද්රව්යයක් කුඩා කැබලිවලට කපා දැමුවහොත්, කුඩා කොටස් නැවත කපා, පසුව කපා දමනු ලැබේ... යනාදී වශයෙන්, නැවත කපා ගත නොහැකි කුඩාම කැබලි ඇති වේ. නැවත කපා ගත නොහැකි කුඩාම කැබලි පරමාණු ලෙස හැඳින්වේ. පරමාණුව යන්නෙහි තේරුම "බෙදිය නොහැක" (ග්රීක භාෂාව)
ඒ කාලයේදී පරමාණුව තවදුරටත් බෙදී නොමැති බව සැලකේ. නමුත් පසුව සමහර විද්යාඥයින් ඉලෙක්ට්රෝන සහ පරමාණුක න්යෂ්ටීන් (ප්රෝටෝන සහ නියුට්රෝන) සොයා ගත් බැවින් පරමාණු බෙදිය නොහැකි බවට කළ උපකල්පනය වැරදිය. එබැවින්, පරමාණු ඉලෙක්ට්රෝන (සෘණ ආරෝපිත) සහ පරමාණුක න්යෂ්ටි වලින් සමන්විත වේ. ඉලෙක්ට්රෝන න්යෂ්ටිය වටා රවුම් කරයි. න්යෂ්ටිය තුළ, ප්රෝටෝන (ධන ආරෝපිත) සහ නියුට්රෝන (උදාසීන හෝ ආරෝපිත නොවේ) ඇත.
තවත් න්යායක් තිබේ; එහි නම අඛණ්ඩ න්යායයි. මෙම න්යායෙන් කියැවෙන්නේ පිරිසිදු ද්රව්ය අනන්තය දක්වා බෙදිය හැකි බවයි. මෙම න්යායට අනුව, කුඩාම කැබැල්ලක් වැනි දෙයක් නොමැත. කුඩාම කැබලි තවමත් කුඩා කැබලිවලට කපා ගත හැකිය. ඉතින්, එය අනන්ත බවට පත්වේ. මෙම න්යායන් දෙකෙන් නිවැරදි කුමක්ද? නිවැරදි පරමාණුක න්යාය හෝ අඛණ්ඩ න්යාය?
භෞතික විද්යාවේදී, සෑම න්යායක්ම විද්යාත්මකව හඳුනාගනු ලබන්නේ එම න්යාය අත්හදා බැලීම් මගින් ඔප්පු කළ හැකි නම් පමණි. 18, 19 සහ 20 වන සියවස් වලදී, විද්යාඥයින් විසින් සිදු කරන ලද අත්හදා බැලීම් හරහා, පරමාණුක න්යාය සත්ය විය.
පළමුව, පහත සමාලෝචන තේරුම් ගන්න. මූලද්රව්ය යනු රසායනිකව වෙනත් ද්රව්යවලට බෙදිය නොහැකි පිරිසිදු ද්රව්ය වේ, උදාහරණයක් ලෙස රන් (Au), යකඩ (Fe), තඹ (Cu), සින්ක් (Zn), සෝඩියම් (Na), කැල්සියම් (Ca), ක්ලෝරීන් (Cl), නයිට්රජන් (N), ඔක්සිජන් (O), හයිඩ්රජන් (H) යනාදිය. මූලද්රව්යවලට අමතරව, සංයෝග ද ඇත. සංයෝග මූලද්රව්ය වලින් සමන්විත වේ. එය මූලද්රව්ය වලින් සමන්විත වන බැවින්, සංයෝගය තවමත් මූලද්රව්යවලට බෙදිය හැකිය. සංයෝග සඳහා උදාහරණ වන්නේ ජලයයි.
මූලද්රව්යයක කුඩාම කොටස පරමාණුවක් වන අතර සංයෝගයක කුඩාම කොටස අණුවකි. අණු එකට ඇලී සිටින පරමාණු වලින් සමන්විත වේ. පිරිසිදු රත්රන් යනු මූලද්රව්යයක උදාහරණයකි. පිරිසිදු රත්රන් රන් (Au) පරමාණු වලින් සමන්විත වේ. යකඩ කැබලි ද මූලද්රව්යවල උදාහරණයකි. යකඩ යකඩ (Fe) පරමාණු වලින් සමන්විත වේ. එබැවින්, මූලද්රව්යය සමාන පරමාණු වලින් සමන්විත පිරිසිදු ද්රව්යයකි.
ඔබ නිතර දකින, අල්ලාගෙන පානය කරන ජලය ජල අණු වලින් සමන්විත වේ (රසායනික සූත්රය H වේ2ඕ). ජල අණු හයිඩ්රජන් පරමාණු දෙකකින් (H) සහ ඔක්සිජන් පරමාණුවකින් (O) සමන්විත වේ.
පරමාණුක සිද්ධාන්තයේ සාක්ෂි කිහිපයක් මෙන්න:
පළමුව, නියත සංසන්දනය කිරීමේ නීතිය.
සංසන්දනාත්මක නියමයේ සඳහන් වන්නේ මූලද්රව්ය ඒකාබද්ධ වී සංයෝග බවට පත් වුවහොත්, සෑදෙන සංයෝගවලට එකම ස්කන්ධ අනුපාතයක් ඇති බවයි. උදාහරණයක් ලෙස ලුණු. අප දකින ලුණු යනු ලුණු අණු (NaCl) වලින් සමන්විත සංයෝගයකි. ස්වාභාවිකවම, ලුණු අණු සෑම විටම සෝඩියම් (Na) කොටස් 23 කින් සහ ක්ලෝරීන් කොටස් 35 කින් (Cl) සෑදී ඇත.
අඛණ්ඩ න්යායට එය පැහැදිලි කළ නොහැකි නමුත් පරමාණුක න්යායට එය පැහැදිලි කළ හැකිය. පරමාණුක න්යායට අනුව, පරමාණු යනු මූලද්රව්යයක කුඩාම කොටස් වන බැවින් පරමාණුවලට ස්කන්ධයක් ඇත. සංයෝගයක මූලද්රව්යවල ස්කන්ධ අනුපාතය මූලද්රව්යය නිර්මාණය කරන පරමාණුවල සාපේක්ෂ ස්කන්ධයට සම්බන්ධ විය යුතුය. සංයෝග නිර්මාණය කරන සෑම මූලද්රව්යයකම සංඛ්යාව මත පදනම්ව, විද්යාඥයින් පරමාණුවල සාපේක්ෂ ස්කන්ධය තීරණය කරයි. මූලද්රව්යයක සාපේක්ෂ ස්කන්ධය අනෙකුත් මූලද්රව්ය පරමාණුවල සාපේක්ෂ ස්කන්ධයට සංසන්දනය කරන බැවින් එය සාපේක්ෂ යැයි කියනු ලැබේ.
හයිඩ්රජන් යනු සැහැල්ලුම පරමාණුව වන බැවින් එය මිණුම් ලකුණක් ලෙස භාවිතා කරයි. හයිඩ්රජන් පරමාණුවක (H) සාපේක්ෂ ස්කන්ධයට 1 ක අගයක් ලබා දී ඇත. හයිඩ්රජන් පරමාණුවක සාපේක්ෂ ස්කන්ධය මිණුම් ලකුණක් ලෙස භාවිතා කිරීමෙන්, කාබන් පරමාණුවේ (C) සාපේක්ෂ ස්කන්ධයට 12 ක අගයක් ලබා දී ඇත,
ඔක්සිජන් පරමාණුවේ (O) සාපේක්ෂ ස්කන්ධයට 16 ක අගයක් පවරා ඇත (මූලද්රව්යවල ආවර්තිතා වගුව බලන්න). කාබන් පරමාණුවක සාපේක්ෂ ස්කන්ධය = 12 යන්නෙන් අදහස් කරන්නේ එක් කාබන් පරමාණුවක ස්කන්ධය එක් හයිඩ්රජන් පරමාණුවක (H) ස්කන්ධයට වඩා 12 ගුණයකින් වැඩි බවයි. ඔක්සිජන් පරමාණුවක සාපේක්ෂ ස්කන්ධය = 16 යන්නෙන් අදහස් කරන්නේ ඔක්සිජන් පරමාණුවක ස්කන්ධය එක් හයිඩ්රජන් පරමාණුවක (H) ස්කන්ධයට වඩා 16 ගුණයකින් වැඩි බවයි.
ජාත්යන්තර පද්ධතිය (SI) තුළ අපට ස්කන්ධ ප්රමිතියක් ඇත, එනම් ඉරිඩියම් ප්ලැටිනම්, එය ප්රංශයේ ජාත්යන්තර බර සහ ප්රමාණයේ ආයතනවල ගබඩා කර ඇත. ජාත්යන්තර ගිවිසුම යටතේ, ඉරිඩියම් ප්ලැටිනම් ස්කන්ධය කිලෝග්රෑම් 1 කි, මෙය සම්මත කිලෝග්රෑමයකි. පරමාණුක පරිමාණයෙන්, අපට දෙවන ස්කන්ධ ප්රමිතියක් ද ඇත, එනම් 12 C කාබන් පරමාණු වේ. ජාත්යන්තර ගිවිසුම් මත පදනම්ව, 1 කාබන් පරමාණුව 12 C හි ස්කන්ධය ඒකාබද්ධ පරමාණුක ස්කන්ධ ඒකක 12,0000 කි (කෙටියෙන් u).
1 යූ = 1.66 x 10-27 kg.
කාබන් පරමාණුවක (C) ස්කන්ධය = 12.0000 u, හයිඩ්රජන් පරමාණුවක (H) ස්කන්ධය = 1,0078 u, ඔක්සිජන් පරමාණුවක (O) ස්කන්ධය = 15.9994 u, සෝඩියම් පරමාණුවක ස්කන්ධය = 22.9897 u යනාදිය. පරමාණුක ස්කන්ධය සම්බන්ධයෙන්, එය මූලද්රව්යවල ආවර්තිතා වගුවේ සම්පූර්ණයෙන්ම දැකිය හැකිය.
පරමාණුක ස්කන්ධයට අමතරව, අණුක ස්කන්ධයක් ද ඇත. අණුක ස්කන්ධය යනු අණුවක පරමාණුවල මුළු ස්කන්ධයයි. උදාහරණයක් ලෙස, ලුණු අණුවක ස්කන්ධය (NaCl) = සෝඩියම් පරමාණුවක ස්කන්ධය (Na) + ක්ලෝරීන් පරමාණුවක ස්කන්ධය (Cl). ජල අණු වල ස්කන්ධය (H2O) = හයිඩ්රජන් පරමාණු 2 ක ස්කන්ධය (H) + එක් ඔක්සිජන් පරමාණුවක ස්කන්ධය (O).
දෙවනුව, දුඹුරු චලිතය
පුරාණ කාලයේ, රොබට් බ්රවුන් නම් ඉංග්රීසි ජීව විද්යාඥයෙක් ජීවත් විය. ඔහු ජලයට දැමූ පරාග පිළිබඳව පර්යේෂණ කරමින් සිටියේය (1827). අන්වීක්ෂයක් භාවිතයෙන් ජලය සහ පරාග දෘශ්යමාන වේ. පරාග තනිවම චලනය වන බව දුටු රොබට් බ්රවුන්ට එය අමුතු දෙයක් විය. පරාග චලනය වන නිසා එය අමුතුයි. පරාග චලනය වන දිශාව අත්තනෝමතික නමුත් අඛණ්ඩ ය. චලනය යනු ජීවිතයක් බවත්, පරාග චලනය විය හැකි වන පරිදි එහි ජීවත් වන බවත් ඔහු සැක කරයි. නමුත් ඔහුගේ අනුමානය වැරදියි, මන්ද පරාග වැනි කුඩා කාබනික අංශු ජලයට දැමූ විට ද චලනය වේ. මෙම චලනය බ්රව්නියානු චලිතය ලෙස හැඳින්වේ.
චාලක සිද්ධාන්තය වර්ධනය වන තුරු මෙම සොයාගැනීම පැහැදිලි කළ නොහැක.
චාලක න්යාය
චාලක යන්නෙන් අදහස් කරන්නේ චලනය යන්නයි (ග්රීක). චාලක න්යායේ සඳහන් වන්නේ සෑම ද්රව්යයක්ම පරමාණු හෝ අණු වලින් සමන්විත වන බවත් පරමාණු හෝ අණු අඛණ්ඩව අහඹු ලෙස චලනය වන බවත්ය.
චලනය වන විට, පරමාණු හෝ අණු වේගවත් විය යුතුය. පරමාණු හෝ අණු වලට ස්කන්ධයක් ද ඇත. එයට ස්කන්ධය (m) සහ ප්රවේගය (v) ඇති බැවින්, පරමාණුව හෝ අණුවට චාලක ශක්තිය (EK) සහ ගම්යතාව (p) ඇත. චාලක ශක්තිය: EK = 1/2 mv2. ගම්යතාව අතරතුර: p = m v. ගම්යතාවයට අමතරව, බල ඇත. චලනය වන විට, ගැටීමේ හැකියාවක් ඇත. එබැවින්, ගැටීමක් සිදුවන විට ගම්යතාවයේ වෙනස්වීම් නිසා බල ඇතිවේ.
චාලක න්යාය චාලක ශක්තිය, ගම්යතාවය සහ බලය මත පදනම් වී ඇති බව අපට පැවසිය හැකිය. මෙම කරුණු තුන අධ්යයනය කරනු ලබන්නේ චලිත ගතිකය (නිව්ටන්ගේ නියමයන්, ආවේගය සහ ගම්යතාවය) යන විෂය තුළ ය. වෙනස වන්නේ චාලක න්යායේ දී අපි පරමාණු හෝ අණු මට්ටමින් ගතිකය යොදන බවයි. චාලක න්යාය බොයිල් (1627-1691), ඩැනියෙල් බර්නූලි (1700-1782), ජූල් (1818-1889), ක්රොනිග් (1822-1879), රුඩොල්ෆ් ක්ලෝසියස් (1822-1888) සහ ක්ලර්ක් මැක්ස්වෙල් (1831-1879) විසින් වර්ධනය කරන ලදී.
මෙම චාලක න්යායේ පැවැත්ම බ්රවුන්ගේ සොයාගැනීම පැහැදිලි කළ හැකිය. චාලක න්යායට අනුව, පරාග චලනය වන්නේ වේගයෙන් චලනය වන ජල අණු එය ධාවනය කරන බැවිනි. ජල අණු ගණන අති විශාල බැවින් පරාග විවිධ දිශාවන්ගෙන් තල්ලු කරනු ලැබේ.
නියත සංසන්දනය කිරීමේ නියමය සහ දුඹුරු චලිතය සොයා ගැනීම මත පදනම්ව, පරමාණුක න්යාය විද්යාඥයින් විසින් වැඩි වැඩියෙන් විශ්වාස කරනු ලැබේ. පරමාණු යනු ඕනෑම ද්රව්යයක කුඩාම කොටස් වේ. මේ අනුව, පරමාණුවට ප්රමාණයක් ඇත. පරමාණුවක ප්රමාණය කොපමණද?
1905 දී අයින්ස්ටයින් පරමාණුවල ප්රමාණය න්යායාත්මකව විමර්ශනය කළේය. පරමාණුක න්යාය, චාලක න්යාය සහ අත්හදා බැලීම් හරහා ලබාගත් දත්ත මත පදනම්ව, පරමාණුක විෂ්කම්භය 10 ක් පමණ බව ඔහු සොයා ගත්තේය.-10 m. ඉතින්, පරමාණුවේ විෂ්කම්භය ගණනය කිරීම හරහා ලබා ගනී. පරමාණුවල ප්රමාණය සොයාගෙන ඇති බැවින්, පරමාණුක න්යාය මෙන්ම චාලක න්යාය ද පිළිගැනේ.
