Charged Particles in Matter Questions in Gujarati

(B) કેનાલ કિરણો એ ધનભારિત વિકિરણો છે જે છિદ્રાળુ કેથોડ પ્લેટમાંથી પસાર થઈ શકે છે.
આ કિરણો ધનભારિત કણોના બનેલા હોય છે જેને પ્રોટોન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તેમની શોધ યુજેન ગોલ્ડસ્ટીન દ્વારા $1886$ માં કરવામાં આવી હતી.

(C) ઇલેક્ટ્રોન એ ઋણ વીજભારિત કણ છે,જ્યારે પ્રોટોન એ ધન વીજભારિત કણ છે.
તેમના વીજભારનું મૂલ્ય સમાન $(1.602 \times 10^{-19} \ C)$ હોય છે.
પરમાણુમાં એક ઇલેક્ટ્રોન ($-1$ વીજભાર) અને એક પ્રોટોન ($+1$ વીજભાર) હોવાથી,કુલ વીજભાર $(-1) + (+1) = 0$ થાય છે.
તેથી,એક ઇલેક્ટ્રોન અને એક પ્રોટોન ધરાવતો પરમાણુ કોઈ વીજભાર ધરાવશે નહીં અને તે તટસ્થ પરમાણુ હશે.

(B) પરમાણુના ત્રણ અપરમાણ્વીય કણો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ પ્રોટોન: પરમાણુના કેન્દ્રમાં જોવા મળતા ધન વીજભારિત કણો.
$(ii)$ ઇલેક્ટ્રોન: પરમાણુના કેન્દ્રની આસપાસ પરિભ્રમણ કરતા ઋણ વીજભારિત કણો.
$(iii)$ ન્યુટ્રોન: પરમાણુના કેન્દ્રમાં જોવા મળતા તટસ્થ કણો.

(N/A) પરમાણુના મૂળભૂત કણો જેવા કે ઇલેક્ટ્રોન,પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન તેમના વીજભાર,દળ અને સ્થાનના આધારે નીચે મુજબ અલગ પડે છે:

કણ	વીજભારનો પ્રકાર	દળ	સ્થાન
ઇલેક્ટ્રોન	ઋણ વીજભારિત	$9.11 \times 10^{-31} \text{ kg}$	કેન્દ્રની બહાર (કક્ષામાં)
પ્રોટોન	ધન વીજભારિત	$1.672 \times 10^{-27} \text{ kg}$ (આશરે $1 \text{ amu}$)	કેન્દ્રમાં
ન્યુટ્રોન	તટસ્થ (વીજભાર રહિત)	$1.675 \times 10^{-27} \text{ kg}$ (આશરે $1 \text{ amu}$)	કેન્દ્રમાં

$1$. ઇલેક્ટ્રોન સૌથી હલકા કણો છે,જે ઋણ વીજભાર ધરાવે છે અને કેન્દ્રની આસપાસ ચોક્કસ કક્ષાઓમાં ફરે છે.
$2$. પ્રોટોન ધન વીજભારિત કણો છે જે પરમાણુના કેન્દ્રમાં આવેલા હોય છે અને પરમાણુના દળમાં મુખ્ય ફાળો આપે છે.
$3$. ન્યુટ્રોન વિદ્યુતની દ્રષ્ટિએ તટસ્થ કણો છે જે કેન્દ્રમાં આવેલા હોય છે અને તેનું દળ પ્રોટોનના દળની લગભગ સમાન હોય છે.

(N/A)

થોમસનનો નમૂનો	રધરફોર્ડનો નમૂનો	બોહરનો નમૂનો
પરમાણુ ધન વીજભારિત ગોળાનો બનેલો છે અને તેમાં ઇલેક્ટ્રોન જડિત થયેલા હોય છે.	પરમાણુમાં ધન વીજભારિત કેન્દ્ર હોય છે જેને કોષ (ન્યુક્લિયસ) કહેવાય છે. પરમાણુનું દળ મુખ્યત્વે આ કેન્દ્રને આભારી છે.	બોહરે રધરફોર્ડની લગભગ તમામ બાબતો સાથે સહમતી દર્શાવી હતી,સિવાય કે ઇલેક્ટ્રોનના પરિભ્રમણ અંગે. તેમણે ઉમેર્યું કે પરમાણુની અંદર માત્ર અમુક ચોક્કસ કક્ષાઓ જ હોય છે,જેને વિવિક્ત કક્ષાઓ કહેવાય છે,જેમાં ઇલેક્ટ્રોન કેન્દ્રની આસપાસ પરિભ્રમણ કરે છે.
ઋણ અને ધન વીજભારનું મૂલ્ય સમાન હોય છે. પરિણામે,પરમાણુ વિદ્યુતની દ્રષ્ટિએ તટસ્થ હોય છે.	પરમાણુના કદની સરખામણીમાં કેન્દ્રનું કદ ખૂબ જ નાનું હોય છે.	જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન તેની વિવિક્ત કક્ષાઓમાં પરિભ્રમણ કરે છે,ત્યારે તે ઉર્જાનું ઉત્સર્જન કરતા નથી.

(C) સોડિયમ પરમાણુ $(Na)$ અને સોડિયમ આયન $(Na^+)$ વચ્ચે બરાબર એક ઇલેક્ટ્રોનનો તફાવત હોય છે.
$100 \, mol$ સોડિયમ પરમાણુઓ અને $100 \, mol$ સોડિયમ આયનો માટે, દળમાં તફાવત $100 \, mol$ ઇલેક્ટ્રોનને કારણે હોય છે.
આપેલ છે કે, $100 \, mol$ ઇલેક્ટ્રોનનું દળ $= 5.48002 \, g$.
$1 \, mol$ ઇલેક્ટ્રોનનું દળ $= \frac{5.48002}{100} \, g = 0.0548002 \, g$.
$1 \, mol$ માં $6.022 \times 10^{23}$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે (એવોગેડ્રો આંક), તેથી એક ઇલેક્ટ્રોનનું દળ:
એક ઇલેક્ટ્રોનનું દળ $= \frac{0.0548002 \, g}{6.022 \times 10^{23}} \approx 9.1 \times 10^{-26} \, g = 9.1 \times 10^{-29} \, kg$.
નોંધ: પ્રમાણિત મૂલ્ય $9.1 \times 10^{-31} \, kg$ છે, જે ગણતરી મુજબ સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(A) પરમાણુ વિદ્યુતની દ્રષ્ટિએ તટસ્થ હોય છે કારણ કે તેમાં ધન વીજભારિત પ્રોટોન અને ઋણ વીજભારિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સમાન હોય છે. જોકે ન્યુટ્રોનની સંખ્યા અલગ-અલગ હોઈ શકે છે (જેને સમસ્થાનિકો કહેવાય છે),પરંતુ પરમાણુ તટસ્થ રહે તે માટે પ્રોટોન અને ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સમાન હોવી આવશ્યક છે.

(C) પરમાણુ પ્રોટોન,ન્યુટ્રોન અને ઇલેક્ટ્રોનનો બનેલો હોય છે.
પ્રોટોન ધન વીજભાર ધરાવે છે,જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન ઋણ વીજભાર ધરાવે છે.
તટસ્થ પરમાણુમાં,પ્રોટોનની સંખ્યા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા જેટલી જ હોય છે.
પ્રોટોનનો ધન વીજભાર અને ઇલેક્ટ્રોનનો ઋણ વીજભાર મૂલ્યમાં સમાન હોવાથી,તેઓ એકબીજાની અસરને નાબૂદ કરે છે.
તેથી,સમગ્ર પરમાણુ વિદ્યુતની દ્રષ્ટિએ તટસ્થ હોય છે.

(N/A) $J. Chadwick$ દ્વારા શોધાયેલ કણ ન્યુટ્રોન છે.
તે પરમાણુના કેન્દ્ર (ન્યુક્લિયસ) માં પ્રોટોન સાથે આવેલો હોય છે.

(D) ન્યુટ્રોનની શોધ જેમ્સ ચેડવિક દ્વારા $1932$ માં કરવામાં આવી હતી. તેમણે બેરિલિયમના પરમાણુઓ પર આલ્ફા કણોનો મારો ચલાવ્યો હતો,જેના પરિણામે તટસ્થ કણોનું ઉત્સર્જન થયું હતું જેને તેમણે ન્યુટ્રોન તરીકે ઓળખાવ્યા હતા.

(N/A) $(i)$ ન્યુટ્રોનની શોધ કરનાર વૈજ્ઞાનિક $J. Chadwick$ છે.
$(ii)$ ન્યુટ્રોન પર કોઈ વીજભાર હોતો નથી (તે તટસ્થ છે) અને તેનું દળ આશરે $1.67 \times 10^{-27} \text{ kg}$ છે, જે પ્રોટોનના દળની લગભગ સમાન છે.
$(iii)$ ન્યુટ્રોન પરમાણુના કેન્દ્ર (ન્યુક્લિયસ) માં પ્રોટોન સાથે આવેલા હોય છે.

(N/A) કેનાલ કિરણો એ વાયુ વિભાર નળીમાં ઉત્પન્ન થતા ધન વીજભારિત કિરણો છે. તેની શોધ $E. \text{ Goldstein}$ દ્વારા કરવામાં આવી હતી. કેનાલ કિરણોનો વીજભાર ધન હોય છે અને તેમનું દળ પ્રોટોનના દળ જેટલું $(1 \text{ atomic mass unit})$ હોય છે.
$(b)$ કેનાલ કિરણો ધન વીજભારિત હોય છે,જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન ઋણ વીજભારિત હોય છે. ઇલેક્ટ્રોનનું દળ ખૂબ જ ઓછું હોય છે,જે પ્રોટોન (કેનાલ કિરણ) ના દળના લગભગ $1/1837$ (અથવા આશરે $1/2000$) ભાગ જેટલું હોય છે.

(N/A)

મુદ્દો	ઇલેક્ટ્રોન, પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન વચ્ચેના તફાવતો
$1.$ વીજભાર	ઇલેક્ટ્રોન ઋણ વીજભાર ધરાવે છે, પ્રોટોન ધન વીજભાર ધરાવે છે અને ન્યુટ્રોન વીજભારરહિત છે.
$2.$ સ્થાન	ઇલેક્ટ્રોન પરમાણુના કેન્દ્રની આસપાસની કક્ષાઓમાં હોય છે, જ્યારે પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન બંને પરમાણુના કેન્દ્રમાં આવેલા હોય છે.
$3.$ દળ	ઇલેક્ટ્રોનનું દળ નહિવત ($\frac{1}{2000}$ ગણું) હોય છે, જ્યારે પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન બંનેનું દળ આશરે $1$ પરમાણ્વીય દળ એકમ $(amu)$ જેટલું હોય છે.

(N/A) ઇલેક્ટ્રોનનો વીજભાર $-1.602 \times 10^{-19} \text{ C}$ છે.
ઇલેક્ટ્રોનનું દળ આશરે $9.109 \times 10^{-31} \text{ kg}$ છે,જે પ્રોટોનના દળ કરતાં લગભગ $\frac{1}{1837}$ (ઘણીવાર $\frac{1}{2000}$ તરીકે લેવામાં આવે છે) ગણું ઓછું છે.

(C) તટસ્થ પરમાણુમાં,ઋણ વીજભારિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા હંમેશા કેન્દ્રમાં રહેલા ધન વીજભારિત પ્રોટોનની સંખ્યા જેટલી જ હોય છે. આ સંતુલન સુનિશ્ચિત કરે છે કે પરમાણુ વિદ્યુતની દ્રષ્ટિએ તટસ્થ રહે. જોકે ન્યુટ્રોનની સંખ્યા બદલાઈ શકે છે (જેનાથી આઈસોટોપ્સ બને છે),પરંતુ ઇલેક્ટ્રોન અને પ્રોટોન વચ્ચેની સમાનતા એ કોઈપણ તટસ્થ પરમાણુનો મૂળભૂત ગુણધર્મ છે.

(D) ઇલેક્ટ્રોનનો મૂળભૂત વીજભાર ભૌતિકવિજ્ઞાન અને રસાયણવિજ્ઞાનમાં એક અચળ મૂલ્ય છે.
પ્રાયોગિક રીતે તેનું મૂલ્ય આશરે $1.602 \times 10^{-19} \text{ C}$ નક્કી કરવામાં આવ્યું છે.
ઇલેક્ટ્રોન એ ઋણ વીજભારિત અપરમાણ્વીય કણ હોવાથી,તેનો વીજભાર $-1.6 \times 10^{-19} \text{ C}$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(B) પ્રોટોનની શોધ $E. Goldstein$ દ્વારા $1886$ માં તેમના કેનાલ કિરણોના પ્રયોગો દ્વારા કરવામાં આવી હતી.
ન્યુટ્રોનની શોધ $J. Chadwick$ દ્વારા $1932$ માં કરવામાં આવી હતી જ્યારે તેમણે બેરિલિયમ પર આલ્ફા કણોનો મારો ચલાવ્યો હતો.
તેથી,સાચો સંબંધ એ છે કે પ્રોટોન $E. Goldstein$ દ્વારા અને ન્યુટ્રોન $J. Chadwick$ દ્વારા ઓળખવામાં આવ્યા હતા.

(A) કાચના સળિયાને રેશમી કાપડ સાથે ઘસવું. જ્યારે કાચના સળિયાને રેશમી કાપડ સાથે ઘસવામાં આવે છે,ત્યારે સળિયો વીજભાર મેળવે છે. જ્યારે આ વીજભારિત કાચના સળિયાને ફુલાવેલા ફુગ્ગાની નજીક લાવવામાં આવે છે,ત્યારે તે ફુગ્ગાને આકર્ષે છે.
$(b)$ સમીર દ્વારા દર્શાવવામાં આવેલા ગુણો:
$(i)$ જિજ્ઞાસુ
$(ii)$ તીક્ષ્ણ અવલોકનકાર
$(iii)$ શિક્ષકો પ્રત્યે આદર