A. বোর পরমাণু মডেল অনুসারে, পরমাণুর নিউক্লিয়াসের চারপাশে ইলেকট্রনসমূহ কতগুলো নির্দিষ্ট বৃত্তাকার কক্ষপথে আবর্তন করে। এই নির্দিষ্ট বৃত্তাকার কক্ষপথ বা শক্তিস্তরগুলোকে অরবিট বলা হয়।

B. আমরা জানি, বোর পরমাণু মডেল শুধুমাত্র একটি ইলেকট্রনবিশিষ্ট পরমাণু বা আয়নের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য। যেমন হাইড্রোজেন (H), হিলিয়াম আয়ন (He⁺), লিথিয়াম আয়ন (Li²⁺) ইত্যাদি।

এখানে, হিলিয়াম (He) পরমাণুর ইলেকট্রন বিন্যাস হলো 1s², অর্থাৎ দুটি ইলেকট্রন থাকে। কিন্তু He⁺ আয়ন গঠনের সময় He একটি ইলেকট্রন ত্যাগ করে, ফলে এর ইলেকট্রন বিন্যাস হয় 1s¹, অর্থাৎ He⁺ আয়নের একটি মাত্র ইলেকট্রন থাকে। যেহেতু বোর মডেল এক-ইলেকট্রন সিস্টেমের জন্য উপযুক্ত, তাই He⁺ এর ক্ষেত্রে বোর তত্ত্ব প্রযোজ্য।

C. বোর পরমাণু মডেল অনুসারে, ইলেকট্রনের কৌণিক ভরবেগ হলো:

\(\) mvr = \frac{nh}{2\pi} \(\)

যেখানে,

m = ইলেকট্রনের ভর
v = ইলেকট্রনের বেগ
r = কক্ষপথের ব্যাসার্ধ
n = প্রধান শক্তিস্তরের সংখ্যা (n = 1, 2, 3...)
h = প্ল্যাঙ্কের ধ্রুবক (6.626 \times 10^{-34} \text{ Js})
\( \pi \) = পাই (3.1416)

উদ্দীপকের চিত্র অনুযায়ী, ইলেকট্রনটি নিউক্লিয়াসের চারপাশে প্রথম শক্তিস্তরে (n=1) আবর্তন করছে।

সুতরাং, প্রথম শক্তিস্তরে ইলেকট্রনের কৌণিক ভরবেগ হবে:

\(\) mvr = \frac{1 \times h}{2\pi} = \frac{h}{2\pi} \(\)

মান বসিয়ে পাই:

\(\) mvr = \frac{6.626 \times 10^{-34} \text{ Js}}{2 \times 3.1416} \(\)

\(\) mvr \approx \frac{6.626 \times 10^{-34} \text{ Js}}{6.2832} \(\)

\(\) mvr \approx 1.054 \times 10^{-34} \text{ Js} \(\)

সুতরাং, উদ্দীপকের ইলেকট্রনের কৌণিক ভরবেগ হলো প্রায় \( 1.054 \times 10^{-34} \text{ Js} \)।

D. উদ্দীপকে M হলো \( \alpha \) (আলফা) কণা এবং Q হলো পরমাণুর নিউক্লিয়াস। M কণার সাহায্যে Q বস্তুটি শনাক্তকরণের মাধ্যমে পরমাণুর গঠন ব্যাখ্যা করতে রাদারফোর্ডের আলফা কণা বিচ্ছুরণ পরীক্ষা ব্যবহৃত হয়।

পরীক্ষার বর্ণনা:

রাদারফোর্ড একটি পাতলা সোনার পাতের (প্রায় 0.0004 cm পুরু) উপর অত্যন্ত দ্রুতগামী ধনাত্মক চার্জযুক্ত \( \alpha \) কণাকে (হিলিয়াম নিউক্লিয়াস) নিক্ষেপ করেন। সোনার পাতের চারপাশে তিনি একটি জিংক সালফাইড (ZnS) প্রলেপযুক্ত পর্দা স্থাপন করেন, যেখানে \( \alpha \) কণা আঘাত করলে উজ্জ্বল আলোকচ্ছটা সৃষ্টি হয়।

পর্যবেক্ষণ:

অধিকাংশ \( \alpha \) কণা কোনো রকম বিচ্যুতি ছাড়াই সোজা পথে সোনার পাত ভেদ করে চলে যায়।
খুব অল্প সংখ্যক \( \alpha \) কণা সামান্য কোণে বিচ্যুত হয়।
প্রায় ২০,০০০ এর মধ্যে মাত্র ১টি \( \alpha \) কণা যে পথে গিয়েছিল, তার প্রায় ১৮০° কোণে পিছন দিকে ফিরে আসে।

সিদ্ধান্ত ও পরমাণুর গঠন ব্যাখ্যা:

পরমাণুর অধিকাংশ স্থান ফাঁকা: যেহেতু প্রায় 99% \( \alpha \) কণা সোজা পথে চলে যায়, এর থেকে সিদ্ধান্ত নেওয়া যায় যে, পরমাণুর বেশিরভাগ স্থানই ফাঁকা। ইলেকট্রনের ভর \( \alpha \) কণার তুলনায় অতি নগণ্য হওয়ায় তারা \( \alpha \) কণার গতিপথে কোনো পরিবর্তন ঘটাতে পারে না।
পরমাণুর কেন্দ্রে ভারী ও ধনাত্মক অংশ: খুব কম সংখ্যক \( \alpha \) কণা তীব্রভাবে বিচ্যুত হয় বা বিপরীত দিকে ফিরে আসে। এর অর্থ হলো, পরমাণুর কেন্দ্রে অতি ক্ষুদ্র আয়তনে সমস্ত ধনাত্মক চার্জ এবং প্রায় সমস্ত ভর কেন্দ্রীভূত থাকে। এই ভারী ও ধনাত্মক চার্জযুক্ত কেন্দ্রকে নিউক্লিয়াস (Q) বলা হয়। যেহেতু \( \alpha \) কণা ধনাত্মক, এটি কেন্দ্রের ধনাত্মক চার্জ দ্বারা বিকর্ষিত হয়।
ইলেকট্রনের অবস্থান: এই পরীক্ষা থেকে বোঝা যায় যে, ঋণাত্মক চার্জযুক্ত ইলেকট্রনগুলো নিউক্লিয়াসের (ধনাত্মক Q) চারপাশে বৃত্তাকার কক্ষপথে আবর্তন করে।

এভাবে, M (আলফা কণা) কণার বিচ্ছুরণের মাধ্যমে Q (পরমাণুর নিউক্লিয়াস) বস্তুটি শনাক্তকরণের মাধ্যমে রাদারফোর্ড পরমাণুর গঠন ব্যাখ্যা করেন, যা রাদারফোর্ডের পরমাণু মডেল নামে পরিচিত।