1870 में, Lord Rayleigh ने तेल और पानी का उपयोग करके अणुओं के आकार की गणना करने वाला शोध

 (atomsonly.news)
1 पॉइंट द्वारा GN⁺ 2024-09-24 | 1 टिप्पणियां | WhatsApp पर शेयर करें

एकल अणु के आकार का अनुमान

Benjamin Franklin और Lord Rayleigh ने केवल तेल और पानी से अणु का आकार कैसे निकाला
  • X-ray की खोज और शक्तिशाली microscope के आविष्कार से कई दशक पहले, Lord Rayleigh ने केवल तेल, पानी और पेन से एकल अणु का आकार निकाला
  • उन्हें यह प्रेरणा Benjamin Franklin से मिली
Franklin का प्रयोग
  • लगभग 1770 में London की यात्रा के दौरान, Franklin ने Atlantic पार करते समय देखा कि जब जहाज़ से समुद्र में तेल फेंका जाता है तो लहरें शांत हो जाती हैं
  • उन्होंने London के Clapham Common तालाब में थोड़ी मात्रा में तेल डालकर प्रयोग किया
  • उन्होंने पुष्टि की कि तेल तालाब की सतह पर तेज़ी से फैल गया और पानी को चिकना बना दिया
  • Franklin ने यह प्रयोग कई बार दोहराया और विस्तार से दर्ज किया, लेकिन उसके आणविक अर्थ को नहीं समझ पाए
Lord Rayleigh की पुनर्व्याख्या
  • Cambridge University के विद्वान और प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानी Lord Rayleigh ने Franklin के प्रयोग को एक नए दृष्टिकोण से पुनर्व्याख्यायित किया
  • 1890 में, Lord Rayleigh ने सटीक रूप से मापी गई थोड़ी-सी olive oil को पानी पर टपकाया और तेल के फैलाव का क्षेत्रफल मापा
  • उन्होंने तेल के आयतन को क्षेत्रफल से विभाजित करके तेल की परत की मोटाई का अनुमान लगाया
  • यह मानकर कि तेल की परत एक single molecular layer है, उन्होंने उसकी मोटाई को एक अणु की लंबाई के रूप में गणना किया
Lord Rayleigh के परिणाम
  • Lord Rayleigh की गणना का परिणाम लगभग 1.63 nanometer था
  • olive oil के मुख्य घटक triacylglycerol अणु की वास्तविक लंबाई लगभग 1.67 nanometer है, यानी Lord Rayleigh का अनुमान केवल लगभग 2% की त्रुटि के भीतर था
  • उनके प्रयोग ने दिखाया कि साधारण औज़ारों से भी गहरी वैज्ञानिक अंतर्दृष्टि हासिल की जा सकती है
अतिरिक्त सामग्री
  • Charles Tanford की पुस्तक "Ben Franklin Stilled the Waves" इस oil-drop experiment के इतिहास की गहराई से पड़ताल करती है

GN⁺ का सार

  • यह लेख दिखाता है कि सरल प्रयोगात्मक औज़ारों से भी महत्वपूर्ण वैज्ञानिक खोजें की जा सकती हैं
  • Benjamin Franklin और Lord Rayleigh के प्रयोग इस बात पर ज़ोर देते हैं कि वैज्ञानिक जिज्ञासा और रचनात्मकता कितनी महत्वपूर्ण हैं
  • यह लेख विज्ञान के इतिहास और प्रयोगात्मक पद्धति में रुचि रखने वालों के लिए उपयोगी होगा
  • मिलते-जुलते कार्य वाले अन्य प्रोजेक्ट्स में "Science Experiments You Can Do At Home" शामिल हैं

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1 टिप्पणियां

 
GN⁺ 2024-09-24
Hacker News राय

  • विज्ञान शिक्षा में अक्सर नियमों और सिद्धांतों को बस याद कर लेने वाली चीज़ के रूप में पेश किया जाता है

    • वैज्ञानिक सिद्धांत पहली बार कैसे खोजे गए, उनकी कहानी ज़्यादा रोचक और प्रेरक होती है
    • जैव-रासायनिक pathways पढ़े, लेकिन वे कैसे खोजे गए, इसका कोई संकेत नहीं मिला
    • अन्य वैज्ञानिक सिद्धांतों की मूल खोज पर आधारित publications के सुझाव स्वागतयोग्य हैं

  • 1676 में Roemer ने बृहस्पति के उपग्रह Io की कक्षा मापकर प्रकाश की गति का अनुमान लगाया

    • जब पृथ्वी बृहस्पति के करीब जाती है, तो Io हर दिन थोड़ा पहले दिखाई देता है
    • जब पृथ्वी बृहस्पति से दूर जाती है, तो Io हर दिन थोड़ा देर से दिखाई देता है
    • एक साल में 22 मिनट का समय अंतर पैदा होता है
    • प्रकाश 22 मिनट में जितनी दूरी तय करता है, उसके आधार पर प्रकाश की गति 227,000 km/s आंकी गई
    • वास्तविक गति लगभग 300,000 km/s है

  • Rayleigh ने तेल के आयतन को क्षेत्रफल से भाग देकर तेल की परत की मोटाई का अनुमान लगाया

    • यह मान लिया गया कि तेल एक single-molecule layer बनाता है
    • तेल की परत की मोटाई एक तेल अणु की लंबाई के बराबर होती है
    • Rayleigh ने पहली बार एक अकेले अणु का आकार पता लगाया

  • इससे Millikan & Fletcher के oil drop experiment की याद आती है

    • यह इलेक्ट्रॉन के charge को मापने वाला प्रयोग था
    • सूक्ष्म तेल-बूंदों के गिरने का समय मापकर उनका आयतन निकाला गया
    • ज्ञात electric field का उपयोग करके तेल-बूंदों को हवा में रोका गया
    • गणना किए गए charge छोटे मानों के गुणकों के रूप में समूहित हुए
    • वही एकल इलेक्ट्रॉन का charge था

  • यह सवाल उठाया गया कि क्या तेल का एक-अणु-मोटाई तक फैलना सिर्फ़ एक अनुमान भर था

    • इस बात पर संदेह कि surface tension तेल को इससे अधिक मोटा बनाए रख सकती थी
    • यह जानने की जिज्ञासा कि single-molecule layer होने का संकेत देने वाले कोई और सुराग थे या नहीं

  • स्कूल में "वैज्ञानिक प्रयोग डिजाइन" पर एक कोर्स करना चाहा था

    • ऐतिहासिक प्रयोगों की प्रक्रिया समझाई जाए और छात्रों को चुनौतियाँ दी जाएँ
    • ऐसा कोर्स जिसमें पृथ्वी का आकार अनुमानित करना, phlogiston और luminiferous ether का खंडन करना, या प्रकाश की गति मापने जैसे प्रयोगों को डिजाइन और लागू करना सिखाया जाए

  • विश्वविद्यालय की भौतिकी कक्षा में इस प्रयोग को दोहराया गया

    • इसमें काफी काम लगा, लेकिन यह उपयोगी और दिलचस्प था
    • उपकरण की ज़रूरतें undergraduate physics lab के लिए उपयुक्त थीं
    • अगर संभव हो, तो इसे आज़माने की ज़ोरदार सिफारिश की जाती है