सन १९११मध्ये अर्नेस्ट रुदरफर्डने सूर्यमालेशी साधम्र्य असलेली अणूरचना सुचवली. या रचनेनुसार अणूतील ऋण प्रभारित इलेक्ट्रॉन हे अणूच्या धन प्रभारित केंद्रकाभोवती विविध कक्षांमधून फिरत असतात. रुदरफोर्डच्या या प्रारूपात दोन प्रमुख उणिवा होत्या. प्रस्थापित विज्ञानानुसार, वर्तुळाकार कक्षेत फिरणारे इलेक्ट्रॉन सतत ऊर्जा उत्सर्जति करत राहिले पाहिजेत. यामुळे या इलेक्ट्रॉनची ऊर्जा कमी होत होत त्यांच्या कक्षा लहान व्हायला हव्यात आणि हे इलेक्ट्रॉन अखेर अणुकेंद्रकावर आदळायला हवेत. पण वास्तवात अणू हा स्थिर असतो. दुसरी गोष्ट म्हणजे अणूंना ऊष्णता मिळाली, की ते विशिष्ट तरंगलांबींचा प्रकाश उत्सर्जति करतात. यामुळे त्यांचा रेषांच्या स्वरूपातील वर्णपट पाहायला मिळतो. रुदरफर्डच्या प्रारूपानुसार, इलेक्ट्रॉनच्या सततच्या ऊर्जा उत्सर्जनामुळे मूलद्रव्याचा वर्णपट हा रेषांच्या नव्हे, तर अखंड स्वरूपात असायला हवा. रुदरफोर्डच्या प्रारूपामध्ये असलेल्या या उणिवा दूर करणारे प्रारूप १९१३ साली डेन्मार्कच्या नील्स बोहरने मांडले. यासाठी त्याने क्वांटम मेकॅनिक्स, या नुकत्याच विकसित होऊ घातलेल्या शाखेतील संकल्पनांचा आधार घेतला. बोहरच्या अणूप्रारूपानुसार, इलेक्ट्रॉन अणूच्या केंद्रकाभोवती ठरावीक कक्षांमधूनच फिरतात. ते दोन कक्षांच्या मधल्या भागात कोणत्याही परिस्थितीत वावरू शकत नाहीत. तसेच प्रत्येक कक्षेतील इलेक्ट्रॉनची ऊर्जा ठरलेली असते. यातील प्रत्येक कक्षेची इलेक्ट्रॉन सामावून घेण्याची मर्यादाही ठरलेली असते. जोपर्यंत हे इलेक्ट्रॉन एका ठरावीक कक्षेत फिरत आहेत, तोपर्यंत ऊर्जेचे उत्सर्जन होत नाही व इलेक्ट्रॉनची ऊर्जाही कमी होत नाही. मात्र जेव्हा या अणूला बाहेरून ऊर्जा पुरवली जाते, तेव्हा मात्र एखादा इलेक्ट्रॉन आपली कक्षा सोडून बाहेरील कक्षेत उडी मारतो. मात्र हे घडण्यासाठी अणूला पुरवली जाणारी ऊर्जा ही ठराविकच असावी लागते. जेव्हा हा बाहेरील कक्षेत गेलेला इलेक्ट्रॉन पुन आपल्या मूळच्या कक्षेत येतो, तेव्हा अणूकडून आधी शोषली गेलेली ही विशिष्ट ऊर्जा एका विशिष्ट तरंगलांबीच्या प्रकाशाच्या स्वरूपात उत्सर्जति केली जाते. वर्णपटात दिसणाऱ्या प्रकाशरेषा या याच विशिष्ट तरंगलांबींच्या प्रकाशरेषा असतात. ‘फिलॉसॉफिकल मॅगॅझिन’मध्ये प्रसिद्ध झालेल्या या संशोधनामुळे, नील्स बोहर १९२२ सालच्या नोबेल पारितोषिकास पात्र ठरला. नील्स बोहरच्या या अणुप्रारूपात कालांतराने जरी बदल झाले असले, तरी त्याचा ढाचा मात्र तोच राहिला. हेमंत लागवणकर मराठी विज्ञान परिषद, वि. ना. पुरव मार्ग, चुनाभट्टी, मुंबई २२ office@mavipamumbai.org
