Friday, January 4, 2013

ವಿದ್ಯುತ್ತು ಹೇಗೆ ಹರಿಯುತ್ತದೆ? ನನಗೆ ಆಶ್ಚರ್ಯ ತಂದ ಒಂದು ಸಂಗತಿ


ವಿದ್ಯುತ್ತು ಲೋಹದಲ್ಲಿ ಹೇಗೆ ಹರಿಯುತ್ತದೆ? ಅದರಲ್ಲಿ ಮುಕ್ತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳಿವೆ, ಅಂದರೆ ಅವು ಒಂದೊಂದೇ ಅಣುಗಳಿಗೆ ಕಟ್ಟಲ್ಪಟ್ಟಿಲ್ಲ. ಅವು ಋಣ ಆವೇಶ ಹೊಂದಿವೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ಕ್ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಧನ ಆವೇಶದ ಕಣಗಳ ಕಡೆ ಆಕರ್ಷಿತವಾಗಿ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ, ಉದಾ: ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಧನ ತುದಿಯ ಕಡೆಗೆ. ಇದೇ ವಿದ್ಯುತ್ತು ಎಂದು ನಮಗೆ ಗೊತ್ತಿರಬಹುದು.

ಆದರೆ ಲೋಹದಲ್ಲಿರುವ ಕುಂದುಗಳಿಂದಾಗಿ (...ಒಂದೇ ನಿಮಿಷ, ಈ ಕುಂದುಗಳೆಂದರೆ ಲೋಹದ ಅಣುಜಾಲದಲ್ಲಿನ ಕುಂದುಗಳು. ಅಲ್ಲೊಂದು ಅಣು ಇಲ್ಲ, ಇಲ್ಲೊಂದು ಹೆಚ್ಚಿದೆ, ಇತ್ಯಾದಿ. ಅಣುಜಾಲ ಅಂದರೆ, ಎಲ್ಲ ಲೋಹಗಳೂ ಉಪ್ಪು ಮತ್ತು ಸಕ್ಕರೆಯಂತೆ ವ್ಯವಸ್ಥಿತವಾಗಿ ಸಾಲುಸಾಲಾಗಿ ಜೋಡಿಸಿಟ್ಟ ಅಣುಗಳಿಂದಾಗಿವೆ -ಇದನ್ನೇ ನಾನು ಅಣುಜಾಲ ಎಂದಿದ್ದೇನೆ :) ) ಮತ್ತು ಲೋಹದ ಅಣುಗಳ ಬಿಸಿ ಅಡ್ಡಾದಿಡ್ಡಿ ಚಲನೆಯಿಂದಾಗಿ ಅವುಗಳಿಗೆ ಢಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆಯುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳು ತಮ್ಮ ಏಕಮುಖ ಚಲನೆಯನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳತೊಡಗುತ್ತವೆ, ಈ ಏಕಮುಖ ಚಲನ ಶಕ್ತಿ ಅಡ್ಡಾದಿಡ್ಡಿ ಚಲನಶಕ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ತಂತಿಗಳು ಬಿಸಿಯಾಗುತ್ತವೆ, ಬಲ್ಬುಗಳು ಉರಿಯುತ್ತವೆ ಇತ್ಯಾದಿ ಸಂಗತಿಗಳೂ ನಮ್ಮಲ್ಲಿ ಕೆಲವರಿಗೆ ಗೊತ್ತು. ಆದರೆ ಈ ಕುಂದುಗಳಿಲ್ಲದಿದ್ದರೆ ವಿದ್ಯುತ್ತ್ತೇ ಹರಿಯುವುದಿಲ್ಲ ಎಂಬ ಸಂಗತಿ ನನಗೆ ಇತ್ತೀಚಿನವರೆಗೂ ಗೊತ್ತಿರಲಿಲ್ಲ.

ವಿಷಯ ಏನೆಂದರೆ, ನಿಮಗೆ ಗೊತ್ತಿರಬಹುದು, ಅಥವಾ ಇಲ್ಲದಿರಬಹುದು, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳು ಮಾಮೂಲಿ ಕಣಗಳನ್ತಲ್ಲ- ಕಲ್ಲು, ಧೂಳಿನ ಕಣ- ಇವುಗಳಂತಲ್ಲ. ಕಲ್ಲನ್ನು ಮೇಲಿನಿಂದ ಬಿಟ್ಟರೆ ಕೆಳಗೆ ಬೀಳುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಒಂದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಬೇರೆಯೇ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಅದು ಮೊದಲು ಕೆಳಗೆ ಬಿದ್ದಂತೆ ಚಲಿಸಿದರೂ- ಹರಡಿದರೂ ಎನ್ನುವುದು ಹೆಚ್ಚು ಸೂಕ್ತ- ನಂತರ ಕೆಳಗೆ ಹರಡಿದ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಇರುತ್ತದೆ. ಹರಡುತ್ತದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಅದು ಒಂದು ರೀತಿಯ ತರಂಗ, ಅಲೆ, ಆದರೆ ಅದು ಯಾವಾಗಲೂ ಚಲಿಸಲೆಬೇಕೆನ್ದೇನೂ ಇಲ್ಲ. ಕಲ್ಲು ಹೇಗೆ ನೆಲಕ್ಕೆ ಬಿದ್ದು ಸ್ಥಿರವಾಗುತ್ತದೆಯೋ, ಹಾಗೆ ಈ ತರಂಗ ಕೆಳಗೆ ಬಂದು ಒಂದು ಹರಡಿದ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರವಾಗುತ್ತದೆ. ಇದೆಲ್ಲ ತುಂಬಾ ಗೊಂದಲಕಾರಿಯಾಗಿ ಕಂಡಲ್ಲಿ ಕ್ಷಮಿಸಿ, ಇವುಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಮುಂದೆ ಮಾತನಾಡುವ ಸಾಧ್ಯತೆ ಇದೆ ಎಂದುಕೊಂಡಿದ್ದೇನೆ :).

ಹೀಗೆ ಈ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ತರಂಗಗಳು ಲೋಹವೊಂದರಲ್ಲಿ ಹರಡಿಕೊಂಡಿರುತ್ತವೆ. ಅವು ಲೋಹದಲ್ಲಿರದೇ, ಮುಕ್ತ ಅವಕಾಶದಲ್ಲಿದ್ದರೆ, ಆಗ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಹಾಕಿದರೆ ಅವು ಧನ ಆವೇಶದ ಕಡೆ ಚಲಿಸತೊಡಗುತ್ತವೆ. ಆದರೆ ಅವು ಕುಂದುಗಳಿಲ್ಲದ ಲೋಹದಲ್ಲಿರುವಾಗ ನಾವು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಹಾಕಿದರೆ, ಅವು ನಾವು ನಿರೀಕ್ಷಿಸುವಂತೆ ಮುಂದೆ ಮುಂದೆ ಹೋಗದೇ, ಹಿಂದೆ ಮುಂದೆ ಅಲ್ಲಾಡಲಾರಂಭಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ತರಂಗಗಳು ಹೇಗೆ ವರ್ತಿಸುತ್ತವೆ ಎನ್ನುವುದು ಅವುಗಳು ಯಾವ ರೀತಿಯ ಪರಿಸರದ ಪ್ರಭಾವದಲ್ಲಿ ಹೇಗಿವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಲೋಹದ ಆಣುಜಾಲದ ಪ್ರಭಾವದಲ್ಲಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳು, ಮುಕ್ತಾವಕಾಶದಲ್ಲಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳಿಗಿಂತ ಬೇರೆಯೇ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ವರ್ತಿಸುತ್ತವೆ.

ಲೋಹದಲ್ಲಿರುವ ಕುಂದುಗಳು ಅವುಗಳ ಈ ಅಲ್ಲಾಡುವಿಕೆಗೆ ಅಡ್ಡಿ ಉಂಟುಮಾಡಿ, ಅವು ಒಂದೇ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲ್ಲಿ ಹೋಗುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ಇದೇ ಏಕಮುಖ ವಿದ್ಯುತ್ತು.

ಈ ಕುಂದುಗಳ ಬದಲು ಶಾಖದಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಅಡ್ಡಾದಿಡ್ಡಿ ಚಲನೆಯಿದ್ದರೂ ಸರಿಯೇ ಎಂದು ಅಂದುಕೊಂಡಿದ್ದೇನೆ, ತಿಳಿದುಕೊಂಡು ಹೇಳುವೆ...

ಒಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ, ವಿದ್ಯುತ್ತಿಗೆ ವಿರೋಧ ಒಡ್ಡುವ ಕುಂದುಗಳೇ ವಿದ್ಯುತ್ತು ಹರಿಯಲೂ ಕಾರಣ ಎಂದಾಯಿತು...ಅಂದರೆ ಆದರ್ಶ ಲೋಹದಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ತು ಹರಿಯುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದಾಯಿತು!? ನಾನು ಅದು ಒಂದು ಆದರ್ಶ ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹಕ -ಐಡಿಯಲ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ ಆಗುತ್ತದೆ ಎಂದುಕೊಂಡಿದ್ದೆ.

ಸ್ವಾರಸ್ಯ ಅದು ಹೇಗೆ ಎಂದು ತಿಳಿಯುವುದರಲ್ಲಿದೆ, ಆದರೆ ನಾನದನ್ನು ನಿಮಗೆ ಹೇಳಲು ಸದ್ಯಕ್ಕೆ ಅಸಮರ್ಥ. ಸಾಧ್ಯವಾದರೆ ಇಂಗ್ಲೀಷಿನಲ್ಲಿರುವ ಪುಸ್ತಕಗಳನ್ನು ಓದಿ. ಯಾವ ಪುಸ್ತಕ? ನನಗಿನ್ನೂ ಗೊತ್ತಿಲ್ಲ, ಇದು ಕ್ಲಾಸಿನಲ್ಲಿ ಕೇಳಿದ್ದು.