10th Class Physics Chapter 11 Notes

Definition

رتھرفورڈ کے الفا ذرہ بکھراؤ تجربے میں پتلی سونے کی ورق پر الفا ذرات پھینکے گئے۔ زیادہ تر سیدھے گزر گئے، مگر ایک چھوٹا حصہ بڑے زاویوں پر منحرف ہوا، اور بہت کم تقریباً سیدھے واپس اچھلے — یہ ظاہر کرتا ہے کہ ایٹم کی کمیت اور مثبت چارج ایک چھوٹے، گھنے مرکزی مرکزے میں مرتکز ہیں، باقی ایٹم زیادہ تر خالی جگہ ہے جس میں گھومتے الیکٹران ہیں۔

مرکزے میں پروٹون (مثبت چارج) اور نیوٹران (بغیر چارج) ہوتے ہیں، جنہیں ملا کر نیوکلیون کہتے ہیں۔ اس کی دو اہم خصوصیات اس کا چارج (پروٹونوں سے) اور اس کی کمیت (پروٹون اور نیوٹران دونوں سے، کیونکہ الیکٹران نہ ہونے کے برابر کمیت رکھتے ہیں) ہیں۔

جوہری عدد ($Z$) $=$ پروٹونوں کی تعداد، جو عنصر کی شناخت اور کیمیائی خصوصیات طے کرتی ہے، کیونکہ کیمیائی رویہ الیکٹرانوں کی ترتیب پر منحصر ہے، جو غیرجانبدار ایٹم میں پروٹونوں کی تعداد کے برابر ہوتے ہیں۔

نظائر (Isotopes) ایک ہی عنصر کے ایٹم ہیں (یکساں پروٹون، لہٰذا یکساں کیمیائی خصوصیات) مگر مختلف نیوٹران تعداد کے ساتھ — یہ مختلف نیوٹران تعداد ایٹم کی کمیت اور نویاتی استحکام بدل دیتی ہے بغیر اس کے کیمیائی جڑاؤ کے طریقے کو بدلے، اسی لیے نظائر کیمیائی رویہ مشترک رکھتے ہیں مگر کمیت اور تابکاریت جیسی طبعی خصوصیات میں مختلف ہوتے ہیں۔

Definition

تابکار انحطاط وہ عمل ہے جس میں غیرمستحکم مرکزہ شعاعیں خارج کر کے زیادہ مستحکم مرکزے میں تبدیل ہو جاتا ہے۔

الفا شعاعیں: مثبت چارج، $2$ پروٹون اور $2$ نیوٹران پر مشتمل (ہیلیم مرکزہ) — تینوں میں سب سے بھاری اور مضبوط ترین چارج والی، اس لیے صرف کاغذ کی ایک شیٹ یا چند سینٹی میٹر ہوا سے روک دی جاتی ہے، مگر جسم کے اندر پہنچنے پر سب سے زیادہ نقصان دہ۔

بیٹا شعاعیں: مرکزے سے خارج ہونے والا تیز رفتار الیکٹران (جب نیوٹران پروٹون میں بدلتا ہے) — الفا سے ہلکی اور زیادہ گھسنے والی، چند ملی میٹر المونیم سے روکی جاتی ہے۔

گاما شعاعیں: زیادہ توانائی والی برقی مقناطیسی شعاعیں، بغیر کسی کمیت یا چارج کے، اس لیے یہ مرکزے کی پروٹون یا نیوٹران تعداد نہیں بدلتیں — پھر بھی خطرناک ہیں کیونکہ، خالص زیادہ توانائی والی شعاع کے طور پر، یہ جسم میں گہرائی تک گھستی ہیں اور اپنے پورے راستے میں خلیوں اور DNA کو آئنائز (نقصان) کر سکتی ہیں، الفا اور بیٹا کے برعکس جو زیادہ تر بہت مقامی طور پر نقصان کرتی ہیں۔

Definition

نصف عمر وہ وقت ہے جو کسی تابکار نمونے کے آدھے مرکزوں کے انحطاط میں لگتا ہے — کسی خاص نظیر کی ایک مقررہ، مستقل خاصیت، جو درجہ حرارت، دباؤ، یا کیمیائی حالت سے متاثر نہیں ہوتی۔

Definition

کاربن ڈیٹنگ کبھی زندہ رہی چیز کی عمر کا تخمینہ کاربن-14 استعمال کر کے لگاتی ہے، ایک تابکار نظیر جو فضا میں مسلسل بنتی ہے اور زندہ جانداروں کے ذریعے عام کاربن-12 کی نسبت تقریباً مستقل تناسب سے جذب ہوتی ہے۔ جاندار کے مرنے کے بعد، یہ نیا کاربن-14 جذب کرنا بند کر دیتا ہے، اور پہلے سے موجود کاربن-14 اپنی معلوم نصف عمر ($\approx 5,730$ سال) پر انحطاط پذیر ہوتا ہے — باقی کاربن-14 کا اصل متوقع مقدار سے موازنہ موت کے بعد کا وقت بتاتا ہے۔

Definition

نویاتی انشقاق (Fission): ایک بھاری مرکزہ (عموماً نیوٹران جذب کرنے کے بعد) دو ہلکے مرکزوں میں تقسیم ہو جاتا ہے، بہت زیادہ توانائی خارج کرتا ہے — یہ عمل نیوکلیائی پاور سٹیشنوں میں استعمال ہوتا ہے۔

نویاتی ائتلاف (Fusion): دو ہلکے مرکزے مل کر ایک بھاری مرکزہ بناتے ہیں، توانائی خارج کرتے ہیں — مثلاً ہائیڈروجن مرکزوں کا مل کر ہیلیم بننا۔ یہی سورج اور دیگر ستاروں کی بنیادی توانائی کا ماخذ ہے، جہاں بے پناہ کششی دباؤ اور درجہ حرارت مرکزوں کو ان کے باہمی برقی دھکیلاؤ کے باوجود ملنے پر مجبور کرتا ہے۔

اہم فرق: انشقاق بھاری مرکزے تقسیم کرتا ہے، ائتلاف ہلکے مرکزے جوڑتا ہے؛ دونوں توانائی خارج کرتے ہیں کیونکہ بننے والے مرکزوں کی کل کمیت ابتدائی مادے سے تھوڑی کم ہوتی ہے، وہ غائب کمیت توانائی میں بدل جاتی ہے۔

Definition

نویاتی شعاعوں کے عملی استعمال میں طبی تشخیص اور کینسر کا علاج (ریڈیوتھراپی)، طبی آلات کو جراثیم سے پاک کرنا، کاربن ڈیٹنگ، اور نویاتی انشقاق سے بجلی پیدا کرنا شامل ہیں۔

آئنائزنگ شعاعیں خلیوں (بشمول DNA) بنانے والے سالموں سے الیکٹران نکال کر حیاتیاتی بافت کو نقصان پہنچا سکتی ہیں، جو خلیوں کو براہ راست مار سکتا ہے یا تبدیلیاں (Mutations) پیدا کر سکتا ہے — اسی لیے شعاعوں کی نمائش کو احتیاط سے کنٹرول اور اس سے بچاؤ ضروری ہے، حتیٰ کہ ان اقسام کے لیے بھی (جیسے گاما) جو پیچھے کوئی باقیات نہیں چھوڑتیں۔