परमाणु की कोशिका

1. परमाणु संरचना

• कोशिका का संघटन: प्रोटॉन और न्यूट्रॉन परमाणु के मूल निर्माण तत्व हैं। प्रोटॉन पॉजिटिव विद्युत आवेश लिए हुए होते हैं, जबकि न्यूट्रॉन विद्युतापी न्यूत्रल होते हैं। परमाणु में प्रोटॉन की संख्या महत्वपूर्ण रूप से तत्व की पहचान तय करती है, जबकि न्यूट्रॉनों की संख्या अलग-अलग आयसोटोप्स को उत्पन्न करती है।

संदर्भ: NCERT पाठशाला 12वीं, भौतिकी, अध्याय 12: परमाणु

• परमाणु बले: मजबूत परमाणु बल परमाणु में प्रोटॉन और न्यूट्रॉनों को साथ में रखता है। यह चार मौलिक बलों में से सबसे शक्तिशाली है लेकिन केवल बहुत कम दूरी पर प्रभाव करती है। कमजोर परमाणु बल किसी विशेष प्रकार के विक्रमी संपर्क के लिए जिम्मेदार है।

संदर्भ: NCERT कक्षा 12वीं, भौतिकी, अध्याय 12: परमाणु

• परमाणु का आकार और घनत्व: परमाणु अणु से बहुत छोटा होता है। इसका त्रिज्या आमतौर पर फेम्टोमीटर (एफएम) में मापा जाता है, जहां 1 फेम्टोमीटर = 10^-15 मीटर होता है। इसके छोटे आकार के बावजूद, परमाणु अणु अविश्वसनीय घन होता है, जिसका घनत्व आमतौर पर 10¹⁴ ग्राम प्रति घनवर्ग सेमी होता है।

संदर्भ: NCERT कक्षा 11वीं, भौतिकी, अध्याय 11: परमाणु का विश्व

• परमाणु स्थिरता और बाँधनीय ऊर्जा: मजबूत परमाणु बल परमाणु को साथ में रखने के लिए जिम्मेदार है, लेकिन यह इसे पॉजिटिव आवेश वाले प्रोटॉनों के बीच आपसी केंद्रग्रहण को भी पार करना होता है। इन बलों के बीच संतुलन पर निर्भर करके परमाणु स्थिरता तय होती है। बाधनीय ऊर्जा वह ऊर्जा है जो प्रत्येक परमाणु में स्थित सभी प्रोटॉन और न्यूट्रॉनों को एक-दूसरे से अलग करने के लिए आवश्यक होती है। जितनी ज्यादा कसी हुई परमाणु, उसकी बाँधनीय ऊर्जा उत्पन्न होगी, उसी मापदंड के साथ उसकी संवर्धित ऊर्जा होगी।

संदर्भ: NCERT कक्षा 12वीं, भौतिकी, अध्याय 12: परमाणु

• द्रव्यमान कमी और परमाणु क्रियाएँ: परमाणु में संयुक्त रूप में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के व्यक्तिगत द्रव्यमान को जोड़ा जाए, तो यह पाया जाता है कि यह वास्तविक द्रव्यमान से अधिक होता है। इस द्रव्यमान की कमी को भी आंसटाइन के मशहूर समीकरण, ई = mc², के अनुसार ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है, जहां ई ऊर्जा, एम द्रव्यमान और सी प्रकाश की गति होता है। यह ऊर्जा परमाणु क्रियाओं, जैसे परमाणु विखंडन और संमिलन में निर्मित होती है।

संदर्भ: NCERT कक्षा 12वीं, भौतिकी, अध्याय 12: परमाणु

2. परमाणु मॉडल

• परमाणु खोल मॉडल: इस मॉडल में, परमाणु में प्रोटॉन और न्यूट्रॉनों के व्यवस्थापन को ऊर्जा स्तरों या खोलों के रूप में वर्णित किया जाता है। प्रत्येक खोल एक निश्चित संख्या के प्रोटॉन और न्यूट्रॉनों को धारण कर सकता है, और परमाणु स्थिर होता है जब खोल भरे होते हैं।

संदर्भ: NCERT कक्षा 12वीं, भौतिकी, अध्याय 12: परमाणु

• तरल प्रेक्षा मॉडल: इस मॉडल में परमाणु को एक असंकुचित तरल की एक बूंद के रूप में देखा जाता है। बूंद की सतह संतृप्ति परमाणु बल का प्रतिष्ठान करती है, और परमाणु ऊर्जा में स्थिर होता है जब यह गोलाकार आकार धारण करता है।

संदर्भ: NCERT कक्षा 12वीं, भौतिकी, अध्याय 12: परमाणु

3. रेडियोएक्टिविटी

• Types of radioactive decay: नाभिकीय अपक्षय के तीन प्रमुख प्रकार होते हैं: अल्फा अपक्षय, बीटा अपक्षय और गामा अपक्षय। अल्फा अपक्षय में एक अल्फा कण का उगम होता है, जो दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन से मिलकर बने होते हैं। बीटा अपक्षय में एक न्यूट्रॉन को प्रोटॉन या प्रतिवर्ती होने के साथ-साथ एक बीटा कण के उगम के साथ रूपांतरण किया जाता है, जो या तो इलेक्ट्रॉन या पॉजिट्रॉन हो सकता है। गामा अपक्षय में एक गामा किरण का उगम होता है, जो ऊची ऊर्जा वाला फोटॉन होता है।

विज्ञान, बाल भारती, कक्षा १२, भौतिकी, अध्याय १३: परमाणु

• Radioactive decay law: नाभिकीय अपक्षय की दर नाभिकीय परमाणुओं की संख्या के अनुपातित होती है। नाभिकीय पदार्थ की अर्ध-जीवन का अर्थ है कि समय जिसमें आधी अणुओं की अपक्षय होती है। नाभिकीय अवशेष कन्स्टेंट एक ऐसी स्थिरांक है जो नाभिकीय पदार्थ की अपक्षय दर का चरित्रण करती है।

विज्ञान, बाल भारती, कक्षा १२, भौतिकी, अध्याय १३: परमाणु

• Applications of radioactivity: नाभिकीय पदार्थों की अनेकों अनुप्रयोग होते हैं, जिनमें कार्बन-14 पर तारीख लगाने, चिकित्सा छवि प्रदर्शन, और परमाणु ऊर्जा शामिल होती है। कार्बन डेटिंग आयोजित विज्ञान का उपयोग करके जैविक औजारों की आयु निर्धारित करने के लिए किया जाता है जहां कार्बन-14 की मात्रा को मापा जाता है। एक्स-रे, सीटी स्कैन और पीईटी स्कैन जैसी चिकित्सा दर्पण तकनीकों में नाभिकीय अपवणीयां इस्तेमाल की जाती हैं जिससे शरीर के अलग-अलग हिस्सों की विजुअलाइज़ेशन की जा सकती है। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में परमाणु विघटन का उपयोग बिजली उत्पादित करने के लिए किया जाता है।

विज्ञान, बाल भारती, कक्षा १२, भौतिकी, अध्याय १३: परमाणु

४. परमाणु प्रतिक्रियाएँ

• परमाणु संक्षेपण: परमाणु संक्षेपण एक प्रक्रिया है जिसमें एक भारी परमाणु, जैसे यूरेनियम-२३५ या प्लूटोनियम-२३९, दो या उससे अधिक छोटे परमाणुओं में विभाजित होता है, जिसके फलस्वरूप गर्मी और प्रकाश के रूप में एक बड़ी मात्रा में ऊर्जा मुक्त होती है। परमाणु संक्षेपण परमाणु ऊर्जा और परमाणु हथियारों की आधार है।

विज्ञान, बाल भारती, कक्षा १२, भौतिकी, अध्याय १४: परमाणु ऊर्जा

• परमाणु संयोजन: परमाणु संयोजन एक प्रक्रिया है जिसमें दो या दो से अधिक हल्के परमाणु एक ही गर्भपाति बनाने के लिए मिलते हैं, जिसके फलस्वरूप गर्मी और प्रकाश के रूप में एक बड़ी मात्रा में ऊर्जा मुक्त होती है। परमाणु संयोजन सूरज और अन्य तारों की ऊर्जा प्रशंसा करता है। नियंत्रित परमाणु संयोजन साफ ऊर्जा का संभावित स्रोत है, लेकिन इसका विकास अभी तक प्रगति कर रहा है।

विज्ञान, बाल भारती, कक्षा १२, भौतिकी, अध्याय १४: परमाणु ऊर्जा

• परमाणु परिवर्तन: परमाणु परिवर्तन उस प्रक्रिया में होने वाले रासायनिक अणुओं में परिवर्तन है जिसमें एक तत्व को दूसरे तत्व में रूपांतरित किया जाता है। परमाणु परिवर्तन न्यूक्लियर चिकित्सा और रेडियोधर्मी जीवाणुओं के निर्माण में प्रयोग किए जाते हैं।

विज्ञान, बाल भारती, कक्षा १२, भौतिकी, अध्याय १४: परमाणु ऊर्जा

५. परमाणु ऊर्जा

• परमाणु रिएक्टर: परमाणु रिएक्टर उर्जा उत्पादन के लिए परमाणु संघटन प्रतिक्रियाओं को नियंत्रित करने वाले उपकरण हैं। परमाणु रिएक्टर परमाणु ईंधन का उपयोग करते हैं, जैसे कि यूरेनियम या प्लुटोनियम, जो ईंधन रॉड में रखा जाता है। ईंधन रॉड एक रिएक्टर कोर में व्यवस्थित होते हैं, जहां परमाणु संघटन प्रतिक्रियाएं होती हैं। परमाणु संघटन प्रतिक्रियाओं द्वारा उत्पन्न गर्मी का उपयोग भाप उत्पन्न करने के लिए किया जाता है, जो बिजली उत्पन्न करने वाला टरबाइन चलाता है।

संदर्भ: NCERT कक्षा 12वीं, भौतिक विज्ञान, अध्याय 14: परमाणु ऊर्जा

• परमाणु ईंधन: सबसे सामान्य परमाणु ईंधन यूरेनियम-235 और प्लुटोनियम-239 हैं। यूरेनियम-235 प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला यूरेनियम का आइसोटोप है, लेकिन यह अनुपात में दुसरे द्रव्यमान होता है। प्लुटोनियम-239 मनुष्य निर्मित प्लुटोनियम का एक आइसोटोप है जो न्यूट्रॉन के प्रतिक्रियात्मकिता के द्वारा यूरेनियम-238 को विकीर्ण करके उत्पन्न होता है।

संदर्भ: NCERT कक्षा 12वीं, भौतिक विज्ञान, अध्याय 14: परमाणु ऊर्जा

• परमाणु अपशिष्ट प्रबंधन: परमाणु अपशिष्ट नाभिकीय ऊर्जा संयंत्रों और अन्य परमाणु सुविधाओं द्वारा उत्पन्न किया जाने वाला रेडियोधर्मी अपशिष्ट है। परमाणु अपशिष्ट प्रबंधन में अपशिष्ट को सुरक्षित रखने और पर्यावरण को रेडियोधर्मी प्रदूषण के जोखिम को कम करने के लिए प्रयास किया जाता है।

संदर्भ: NCERT कक्षा 12वीं, भौतिक विज्ञान, अध्याय 14: परमाणु ऊर्जा

6. पार्टिकल त्वरक

• पार्टिकल त्वरक के प्रकार: पार्टिकल त्वरक उपकरण हैं जो धारित चार्जित कणों को बहुत ऊँची ऊर्जा तक बढ़ाने के लिए विद्युतचुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करते हैं। साइक्लोट्रॉन, सिंक्रोट्रॉन और रेखांकी त्वरक जैसे विभिन्न प्रकार के पार्टिकल त्वरक हैं।

संदर्भ: NCERT कक्षा 12वीं, भौतिक विज्ञान, अध्याय 15: सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रॉनिक्स: सामग्री, उपकरण और सरल सर्किट

• पार्टिकल त्वरक के उपयोग: पार्टिकल त्वरकों के कई उपयोग हैं, जिनमें ऊच्च ऊर्जा भौतिकी अनुसंधान, चिकित्सा उपचार और सामग्री विश्लेषण शामिल हैं। ऊच्च ऊर्जा भौतिकी अनुसंधान में, पार्टिकल त्वरकों का उपयोग करके पदार्थ के मुख्य कणों और उनके बीच के बलों की अध्ययन किया जाता है। चिकित्सा उपचार में, पार्टिकल त्वरकों का उपयोग कैंसर के इलाज के लिए उच्च ऊर्जा की किरणों के तार प्रदर्शन के लिए किया जाता है। सामग्री विश्लेषण में, पार्टिकल त्वरकों का उपयोग करके पदार्थों की गुणवत्ता का अध्ययन किया जाता है, जिन्हें उच्च ऊर्जा कणों के द्वारा प्रहारित करके।

संदर्भ: NCERT कक्षा 12वीं, भौतिक विज्ञान, अध्याय 15: सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रॉनिक्स: सामग्री, उपकरण और सरल सर्किट

7. परमाणु खगोलविज्ञान

• न्यूक्लियोसिन्थेसिस: न्यूक्लियोसिन्थेसिस वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा तत्व ब्रह्मांड में उत्पन्न होते हैं। न्यूक्लियोसिन्थेसिस तारों में होती है, जहां उच्च तापमान और दबाव में न्यूक्लियर द्विधारण प्रतिक्रियाओं के लिए माहौल बनता है। सबसे हल्के पदार्थ, जैसे हाइड्रोजन और हिलियम, बिग बैंग के दौरान बनाए गए थे, जबकि भारी तत्व तारों में न्यूक्लियोसिन्थेसिस के माध्यम से उत्पन्न हुए थे।

संदर्भ: NCERT कक्षा 12वीं, भौतिक विज्ञान, अध्याय 14: परमाणु ऊर्जा

• सुपरनोवा: सुपरनोवा भारी तारामंडलीय विस्फोट हैं जो एक तारा अपने जीवन के अंत तक पहुंचने पर होते हैं। सुपरनोवा न्यूक्लियोसिन्थेसिस में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, क्योंकि वे अंतरस्त्री औष्मिकता में भारी तत्वों को छोड़ देते हैं। ये भारी तत्व फिर नए तारे और ग्रहों में सम्मिलित किए जा सकते हैं।

संदर्भ: NCERT कक्षा 12वीं, भौतिकी, अध्याय 14: पारमाणविक ऊर्जा

• काले गहनागार और न्यूट्रॉन सितारे: काले गहनागार और न्यूट्रॉन सितारे भारी तारों के विस्फोट का परिणाम होने वाले संकुचित अवशेष हैं। काले गहनागार इतनी मजबूत गुरुत्वाकर्षणीय आकर्षण रखते हैं कि कुछ भी, चाहे वो प्रकाश हो या न हो, इनसे बाहर नहीं निकल सकता। न्यूट्रॉन सितारे बहुत घनिष्ठ वस्तुओं से बने होते हैं। न्यूट्रॉन सितारों के पास एक बहुत मजबूत चुंबकीय क्षेत्र होता है और वे शक्तिशाली तरंगें उत्पन्न कर सकते हैं।

संदर्भ: NCERT कक्षा 11वीं, भौतिकी, अध्याय 10: गुरुत्वाकर्षण