పరమాణు సిద్ధాంతం మరియు గతిశాస్త్ర సిద్ధాంతం పదార్థం
వేల సంవత్సరాలుగా, ప్రాచీన గ్రీకులు ప్రతి స్వచ్ఛమైన పదార్థం (ఉదాహరణకు, స్వచ్ఛమైన బంగారం, స్వచ్ఛమైన ఇనుము మొదలైనవి) పరమాణువులతో కూడి ఉంటుందని నమ్మేవారు. వారి ప్రకారం, ఒక స్వచ్ఛమైన పదార్థాన్ని చిన్న చిన్న ముక్కలుగా కోసి, ఆ చిన్న ముక్కలను మళ్ళీ కోసి, ఆపై ఇంకోసారి... ఇలా చేస్తూ పోతే, ఇకపై కోయడానికి వీలుకాని ఒక అతి చిన్న ముక్క మిగులుతుంది. ఇకపై కోయడానికి వీలుకాని ఆ అతి చిన్న ముక్కనే పరమాణువు అని పిలిచేవారు. పరమాణువు అంటే ( గ్రీకు భాషలో) "విభజించలేనిది" అని అర్థం.
ఆ సమయంలో , పరమాణువులు అవిభాజ్యమైనవిగా భావించబడ్డాయి. అయితే, తరువాత శాస్త్రవేత్తలు ఎలక్ట్రాన్లు మరియు పరమాణు కేంద్రకాలను (ప్రోటాన్లు మరియు న్యూట్రాన్లు) కనుగొన్నారు, తద్వారా పరమాణువులు అవిభాజ్యమైనవి అనే భావనను తప్పు అని నిరూపించారు . పరమాణువులు ఎలక్ట్రాన్లు (రుణాత్మక ఆవేశం గలవి) మరియు ఒక కేంద్రకంతో కూడి ఉంటాయి. ఎలక్ట్రాన్లు కేంద్రకం చుట్టూ పరిభ్రమిస్తాయి. కేంద్రకం లోపల ప్రోటాన్లు (ధనావేశం గలవి) మరియు న్యూట్రాన్లు (తటస్థమైనవి, అంటే వాటికి ఆవేశం ఉండదు) ఉంటాయి.
అవిచ్ఛిన్నత సిద్ధాంతం (అవిచ్ఛిన్నం = కొనసాగుతూ ఉండటం) అని పిలువబడే మరొక సిద్ధాంతం ఉంది . ఈ సిద్ధాంతం ప్రకారం , స్వచ్ఛమైన పదార్థాన్ని అనంతంగా ఉపవిభజన చేయవచ్చు. ఈ సిద్ధాంతం ప్రకారం, అతి చిన్న ముక్క అంటూ ఏదీ ఉండదు. అతి చిన్న ముక్కను మరింత చిన్న ముక్కలుగా, అలా అనంతంగా విభజించవచ్చు.
ఈ రెండు సిద్ధాంతాలలో ఏది సరైనది? పరమాణు సిద్ధాంతమా లేక అవిచ్ఛిన్న సిద్ధాంతమా?
భౌతిక శాస్త్రంలో, ఏదైనా సిద్ధాంతాన్ని ప్రయోగాత్మకంగా నిరూపించగలిగితే అది శాస్త్రీయంగా ఆమోదించబడుతుంది. 18వ , 19వ మరియు 20 వ శతాబ్దాలలో , శాస్త్రవేత్తలు నిర్వహించిన ప్రయోగాల ద్వారా పరమాణు సిద్ధాంతం సరైనదని నిరూపించబడింది.
మొదట, ఈ క్రింది వివరణను అర్థం చేసుకోండి. మూలకాలు అనేవి రసాయనికంగా ఇతర పదార్థాలుగా విభజించలేని స్వచ్ఛమైన పదార్థాలు, ఉదాహరణకు, బంగారం (Au), ఇనుము (Fe), రాగి (Cu), జింక్ (Zn), సోడియం (Na), కాల్షియం (Ca), క్లోరిన్ (Cl), నైట్రోజన్ (N), ఆక్సిజన్ (O), హైడ్రోజన్ (H) మొదలైనవి. మూలకాలే కాకుండా, సమ్మేళనాలు కూడా ఉన్నాయి. సమ్మేళనాలు మూలకాలతో ఏర్పడతాయి. అవి మూలకాలతో ఏర్పడతాయి కాబట్టి, సమ్మేళనాలను కూడా మూలకాలుగా విభజించవచ్చు. నీరు ఒక సమ్మేళనానికి ఉదాహరణ.
మూలకంలో అతి చిన్న భాగం పరమాణువు, అదేవిధంగా సమ్మేళనంలో అతి చిన్న భాగం అణువు. అణువులు ఒకదానికొకటి బంధించబడిన పరమాణువులను కలిగి ఉంటాయి . స్వచ్ఛమైన బంగారం ఒక మూలకానికి ఉదాహరణ. స్వచ్ఛమైన బంగారం వాస్తవానికి బంగారు పరమాణువులతో (Au) కూడి ఉంటుంది. ఇనుము ముక్క కూడా ఒక మూలకానికి ఉదాహరణ. ఇనుము, ఇనుము పరమాణువులతో (Fe) కూడి ఉంటుంది. కాబట్టి, ఒకే రకమైన పరమాణువులతో కూడిన స్వచ్ఛమైన పదార్థమే మూలకం.
మీరు తరచుగా చూసే, పట్టుకునే మరియు తాగే నీరు నీటి అణువులతో (రసాయన ఫార్ములా H2O) తయారవుతుంది. నీటి అణువులలో రెండు హైడ్రోజన్ పరమాణువులు (H) మరియు ఒక ఆక్సిజన్ పరమాణువు (O) ఉంటాయి.
పరమాణు సిద్ధాంతానికి సంబంధించిన కొన్ని రుజువులు ఇక్కడ ఉన్నాయి:
మొదట, స్థిర నిష్పత్తుల నియమం.
నిర్దిష్ట నిష్పత్తుల నియమం ప్రకారం, మూలకాలు కలిసి సమ్మేళనాలను ఏర్పరిచినప్పుడు, ఫలితంగా ఏర్పడే సమ్మేళనాలు ఒకే ద్రవ్యరాశి నిష్పత్తిని కలిగి ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, ఉప్పు... మనం చూసే ఉప్పు అనేది ఉప్పు అణువులతో (రసాయన ఫార్ములా NaCl) కూడిన ఒక సమ్మేళనం. సహజంగా, ఉప్పు అణువులు ఎల్లప్పుడూ 23 భాగాల సోడియం (Na) మరియు 35 భాగాల క్లోరిన్ (Cl) నుండి ఏర్పడతాయి.
అవిచ్ఛిన్న సిద్ధాంతం దీనిని వివరించలేదు , కానీ పరమాణు సిద్ధాంతం వివరించగలదు . పరమాణు సిద్ధాంతం ప్రకారం, పరమాణువులు ఒక మూలకంలో అతి చిన్న భాగం , కాబట్టి పరమాణువులకు ద్రవ్యరాశి ఉంటుంది . ఒక సమ్మేళనాన్ని ఏర్పరిచే మూలకాల ద్రవ్యరాశుల పోలిక , ఆ మూలకాన్ని ఏర్పరిచే పరమాణువుల సాపేక్ష ద్రవ్యరాశులకు ఖచ్చితంగా సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. సమ్మేళనాన్ని ఏర్పరిచే ప్రతి మూలకం యొక్క పరిమాణం ఆధారంగా, శాస్త్రవేత్తలు పరమాణువు యొక్క సాపేక్ష ద్రవ్యరాశిని నిర్ధారిస్తారు. ఒక మూలకం యొక్క పరమాణువు సాపేక్ష ద్రవ్యరాశిని మరొక మూలకం యొక్క పరమాణువు సాపేక్ష ద్రవ్యరాశితో పోల్చడం వలన దీనిని సాపేక్షం అని అంటారు.
హైడ్రోజన్ అత్యంత తేలికైన పరమాణువు, అందువల్ల దీనిని ప్రామాణికంగా తీసుకుంటారు. హైడ్రోజన్ పరమాణువు (H) యొక్క సాపేక్ష ద్రవ్యరాశికి 1 విలువ ఇవ్వబడింది. హైడ్రోజన్ పరమాణువు యొక్క సాపేక్ష ద్రవ్యరాశిని ప్రామాణికంగా తీసుకుంటే, కార్బన్ పరమాణువు (C) యొక్క సాపేక్ష ద్రవ్యరాశికి 12, ఆక్సిజన్ పరమాణువు (O) యొక్క సాపేక్ష ద్రవ్యరాశికి 16 మరియు ఆ విధంగా విలువలు ఇవ్వబడ్డాయి (మూలకాల ఆవర్తన పట్టికను చూడండి). కార్బన్ పరమాణువు యొక్క సాపేక్ష ద్రవ్యరాశి = 12 అంటే, ఒక కార్బన్ పరమాణువు యొక్క ద్రవ్యరాశి ఒక హైడ్రోజన్ పరమాణువు (H) యొక్క ద్రవ్యరాశి కంటే 12 రెట్లు ఎక్కువ అని అర్థం. ఆక్సిజన్ పరమాణువు యొక్క సాపేక్ష ద్రవ్యరాశి = 16 అంటే, ఒక ఆక్సిజన్ పరమాణువు యొక్క ద్రవ్యరాశి ఒక హైడ్రోజన్ పరమాణువు (H) యొక్క ద్రవ్యరాశి కంటే 16 రెట్లు ఎక్కువ అని అర్థం.
అంతర్జాతీయ వ్యవస్థ (SI)లో, ఫ్రాన్స్లోని అంతర్జాతీయ తూనికలు మరియు కొలతల బ్యూరోలో ఉన్న ప్లాటినం-ఇరిడియం పరమాణువు ద్రవ్యరాశికి ఒక ప్రమాణంగా ఉంది. అంతర్జాతీయ ఒప్పందం ప్రకారం, ఈ ప్లాటినం-ఇరిడియం పరమాణువు ద్రవ్యరాశి 1 కిలోగ్రాము. ఇదే ప్రామాణిక కిలోగ్రాము. పరమాణు స్థాయిలో , కార్బన్-12C పరమాణువు ద్రవ్యరాశికి రెండవ ప్రమాణంగా ఉంది. అంతర్జాతీయ ఒప్పందం ప్రకారం, ఒక కార్బన్-12C పరమాణువు ద్రవ్యరాశి 12,0000 ఏకీకృత పరమాణు ద్రవ్యరాశి యూనిట్లు (u).
1 u = 1,66 x 10 ‐27 kg.
1 కార్బన్ (C) పరమాణువు ద్రవ్యరాశి = 12,0000 u, 1 హైడ్రోజన్ (H) పరమాణువు ద్రవ్యరాశి = 1,0078 u, 1 ఆక్సిజన్ (O) పరమాణువు ద్రవ్యరాశి = 15,9994 u, 1 సోడియం పరమాణువు ద్రవ్యరాశి = 22,9897 u మరియు మొదలైనవి. పరమాణు ద్రవ్యరాశికి సంబంధించిన వివరాలను మూలకాల ఆవర్తన పట్టికలో చూడవచ్చు.
పరమాణు ద్రవ్యరాశితో పాటు, అణు ద్రవ్యరాశి అని కూడా ఒకటి ఉంది. అణు ద్రవ్యరాశి అంటే ఒక అణువును ఏర్పరిచే పరమాణువుల మొత్తం ద్రవ్యరాశి. ఉదాహరణకు, ఉప్పు (NaCl) యొక్క అణు ద్రవ్యరాశి = ఒక సోడియం (Na) పరమాణువు ద్రవ్యరాశి + ఒక క్లోరిన్ (Cl) పరమాణువు ద్రవ్యరాశి. నీటి (H₂O ) యొక్క అణు ద్రవ్యరాశి = రెండు హైడ్రోజన్ (H) పరమాణువుల ద్రవ్యరాశి + ఒక ఆక్సిజన్ (O) పరమాణువు ద్రవ్యరాశి.
రెండవది, బ్రౌనియన్ చలనం
అనగనగా ఒకప్పుడు రాబర్ట్ బ్రౌన్ అనే ఒక ఆంగ్ల జీవశాస్త్రవేత్త ఉండేవాడు. Ia నీటిలో ఉంచిన పుప్పొడిని పరిశీలిస్తున్నాడు (1827). నీరు మరియు పుప్పొడి కనిపించాయి మెంగునకన్ సూక్ష్మదర్శిని. 
రాబర్ట్ బ్రౌన్ పుప్పొడి దానంతట అదే కదలడం చూశాక వింతగా అనిపించింది. నీటి వల్ల వింతగా అనిపించింది. ప్రస్తుతం నిశ్శబ్దం, ఎందుకు పుప్పొడి కదులుతుంది. పుప్పొడి కదలిక దిశ యాదృచ్ఛికమైనది కానీ నిరంతరమైనది. Ia కదలిక ఒక జీవ రూపం అని అనుమానిస్తున్నాను, ఎక్కడ సజీవ పుప్పొడి కాబట్టి అది కదులు. కానీ అతని అంచనా తప్పయింది, ఎందుకంటే పుప్పొడి వంటి చిన్న అకర్బన కణాలు కూడా చొప్పించినప్పుడు కదిలాయి. ke నీటిలో. ఈ రకమైన కదలికను నీటి కదలిక అంటారు. Bరౌన్.
గతిజ సిద్ధాంతం అభివృద్ధి చెందే వరకు ఈ ఆవిష్కరణను వివరించలేకపోయారు.
గతి సిద్ధాంతం
గతిజ అంటే కదలడం ( గ్రీకు ). గతిజ సిద్ధాంతం ప్రకారం, ప్రతి పదార్థం పరమాణువులు లేదా అణువులను కలిగి ఉంటుంది మరియు ఈ పరమాణువులు లేదా అణువులు నిరంతరం యాదృచ్ఛిక పద్ధతిలో కదులుతాయి.
కదులుతున్నప్పుడు, పరమాణువులు లేదా అణువులు memపుణ్యi వేగం. పరమాణువులు లేదా అణువులు కూడా memపుణ్యi ద్రవ్యరాశి. ఎందుకంటే memపుణ్యi పరమాణువుకు ద్రవ్యరాశి (m) మరియు వేగం (v) ఉంటే, దానికి గతిజ శక్తి (EK) మరియు ద్రవ్యవేగం (p) ఉంటాయి. గతిజ శక్తి: EK = 1⁄2 mv2. ద్రవ్యవేగం: p = m v. ద్రవ్యవేగంతో పాటు, బలం కూడా ఉంటుంది. కదులుతున్నప్పుడు, ఢీకొనే అవకాశం ఎప్పుడూ ఉంటుంది. కాబట్టి, ఢీకొన్నప్పుడు ద్రవ్యవేగంలో కలిగే మార్పు వలన బలం ఉత్పన్నమవుతుంది.
గతిజ సిద్ధాంతం వాస్తవానికి గతిజ శక్తి, ద్రవ్యవేగం మరియు బలంపై ఆధారపడి ఉంటుందని మనం చెప్పవచ్చు. ఈ మూడు విషయాలను చలన గతిశాస్త్రం (న్యూటన్ నియమాలు, ప్రచోదనం మరియు ద్రవ్యవేగం) అనే శాస్త్రంలో అధ్యయనం చేస్తారు. తేడా ఏమిటంటే, గతిజ సిద్ధాంతంలో మనం గతిశాస్త్రాన్ని పరమాణు లేదా అణు స్థాయిలో వర్తింపజేస్తాము. గతిజ సిద్ధాంతాన్ని బాయిల్ (1627–1691), డేనియల్ బెర్నౌలీ (1700–1782), జూల్ (1818–1889), క్రోనిగ్ (1822–1879), రుడాల్ఫ్ క్లాసియస్ (1822–1888) మరియు క్లర్క్ మాక్స్వెల్ (1831–1879) అభివృద్ధి చేశారు.
ఈ గతిజ సిద్ధాంతం యొక్క ఉనికి బ్రౌన్ యొక్క ఆవిష్కరణను వివరించగలదు . గతిజ సిద్ధాంతం ప్రకారం, వేగంగా కదులుతున్న నీటి అణువులచే నెట్టబడటం వల్ల పుప్పొడి కదులుతుంది. చాలా నీటి అణువులు ఉండటం వలన, పుప్పొడి వివిధ దిశల నుండి నెట్టబడుతుంది .
నిశ్చిత నిష్పత్తుల నియమం మరియు బ్రౌనియన్ చలనం యొక్క ఆవిష్కరణ ఆధారంగా, పరమాణు సిద్ధాంతం శాస్త్రవేత్తలచే ఎక్కువగా ఆమోదించబడింది. పరమాణువు అనేది ఏదైనా పదార్థం యొక్క అతి చిన్న భాగం. అందువల్ల, పరమాణువులకు పరిమాణం ఉంటుంది . పరమాణువు ఎంత పెద్దది?
1905లో, ఐన్స్టీన్ పరమాణువుల పరిమాణాన్ని సైద్ధాంతికంగా పరిశోధించారు. పరమాణు సిద్ధాంతం, గతిజ సిద్ధాంతం మరియు ప్రయోగాల ద్వారా పొందిన డేటా ఆధారంగా, ఒక పరమాణువు యొక్క వ్యాసం సుమారు 10⁻¹⁰ మీటర్లు అని ఆయన కనుగొన్నారు . ఈ విధంగా, గణనల ద్వారా పరమాణువు యొక్క వ్యాసం కనుగొనబడింది. పరమాణువు పరిమాణం కనుగొనబడటంతో, గతిజ సిద్ధాంతంతో పాటు పరమాణు సిద్ధాంతం కూడా గుర్తింపు పొందింది.
