உள்ளடக்கத்துக்குச் செல்

பக்கம்:அறிவியல் களஞ்சியம் 6.pdf/775

விக்கிமூலம் இலிருந்து
இப்பக்கம் மெய்ப்பு பார்க்கப்படவில்லை

ஒளி மின்னழுத்த விளைவு 751

耐 P-தகடு ஒரு மின்கல அடுக்கின் எதிர் மின்முனை யுடனும் C குழாய் அதன் நேர் மின்முனையுடனும் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. அவற்றுக்கிடையில் ஒரு கால்வனாமீட்டர் உள்ளது. பாதரச வில் விளக்குப் போன்ற ஏதாவது ஓர் ஒளி மூலத்திலிருந்து வரும் ஒளி P -தகட்டின் மேல் விழும்போது அதிலிருந்து ஒளி எலெக்ட்ரான்கள் வெளிப்படுகின்றன. அவற்றை நேர்மின்னுள்ள C உருளை கவர்ந்து இழுக்கிறது. இதனால் மின் சுற்றில் ஒரு மின்னோட்டம் தோன் றும்; அதைக் கால்வனா மீட்டரால் அளக்கலாம். இந்த ஆய்வில் பல அதிர்வெண்கள் கொண்ட ஒளி யால் உண்டாக்கப்படும் மின்னோட்டங்களைக் கண்டு பிடிக்கலாம். அதன் மூலம் பின் வரும் முடிவுகள் கிடைக்கின்றன. ஒரு குறிப்பிட்ட உலோகப் பரப்பிலிருந்து ஒளி எலெக்ட்ரான்களை வெளிப்படுத்த ஒளிக்கு ஒரு சிறும அளவுக்கு மேற்பட்ட அதிர்வெண் இருக்க வேண்டும். அதைவிடக் குறைந்த அதிர்வெண்ணுள்ள ஒளி களால் உலோகப் பரப்பிலிருந்து எலெக்ட்ரான்களை வெளிப்படுத்த முடியாது. உலோகப் பரப்பிலிருந்து வெளியேற்றப்படும் ஒளி எலெக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை படுகதிரின் செறி வைப் பொறுத்தது. எனவே ஒளி மின்னோட்டத்தின் வலிவும் படுகதிரின் செறிவைப் பொறுத்தே அமை கிறது. ஒரு குறிப்பிட்ட உலோகப் பரப்பிலிருந்து ஒளி எலெக்ட்ரான்களை வெளியேற்றக்கூடிய ஒளியின் சிறும அதிர்வெண் மாறு நிலை அதிர்வெண் (critical frequency) அல்லது செயல் தொடக்க அதிர்வெண் (threshold frequency) எனப்படும். அதைவிட மிகுந்த அதிர்வெண் கொண்ட ஒளி உலோகப் பரப்புகளிலிருந்து பல வகையான திசை வேகங்களைக் கொண்ட எலெக்ட்ரான்களை வெளிப் படுத்துகிறது. அவற்றின் பெருமத் திசைவேகம் படு கதிரின் அதிர்வெண்ணைப் பொறுத்திருக்கிறதே யன்றிப் படுகதிரின் அன்று, செயல் செறிவை தொடக்க அதிர்வெண்ணைவிடக் குறைவான அதிர் வெண் கொண்ட படுகதிர் எவ்வளவு செறிவுள்ள தாயிருந்தாலும், எவ்வளவு நேரத்துக்குச் செலுத்தப் பட்டாலும் அதனால் உலோகப் பரப்பிலிருந்து ஒளி எலெக்ட்ரான்களை வெளிப்படுத்த முடியாது. வெளிப்படுத்தப்படும் ஒளி எலெக்ட்ரான்களின் பெரும இயக்க ஆற்றல், படுகதிரின் அதிர்வெண்ணு டன் நேர்போக்கில் உயர்கிறது. அது படுகதிரின் செறி வைப் பொறுத்திருக்கவில்லை. விளக்க மேற்காணும் உண்மைகளை ஒளியின் அலைப் பண்புக் கொள்கையின் அடிப்படையில் முடியவில்லை.1905 ல் ஐன்ஸ்டீன் பிளாங்கின் ஒளிக் குவாண்டக் கொள்கையின் அடிப்படையில் ஒளி மின்விளைவை விளக்கினார்.குவாண்டடம் கொள்கை யின்படி ஒளி போன்ற மின்காந்த அலைகள் ஃபோட் ஒளி மின்னழுத்த விளைவு 751 டான்கள் எனப்படும் குவாண்ட்டங்களால் ஆனவை. ஒரு ஃபோட்டானின் ஆற்றல் hv, இதில் h என்பது பிளாங்கின் மாறிலி என்பது ஒளியின் அதிர்வெண் ஒரு ஃபோட்டான் உலோகத்திலுள்ள ஓர் எலெக்ட் ரானுடன் மோதும்போது, அது அந்த எலெக்ட் ரானுக்கு ஆற்றலைத் தரக்கூடும். ஒளி என்னும் அதிர்வெண்ணுள்ள போட்டான் ஓர் உலோகப் பரப்பின்மேல் படும்போது hy என்ற ஆற்றலை ஓர் எலெக்ட்ரானுக்கு அளிக்கிறது. அந்த ஆற்றல் எலெக்ட்ரானை உலோகத்திலிருந்து வெளி யேற்றப் போதுமானதாக இல்லாவிட்டால் எலெக்ட்ரான்கள் வெளி வாரா. எலெக்ட்ரானை உலோகத்திலிருந்து வெளியேற்றத் தேவையான சிறும ஆற்றல் hp ஆகும். இதில் V என்பது செயல் தொடக்க அதிர்வெண் எனப்படும். இது உலோகத் தின் தன்மையைப் பொறுத்தது. படுசுதிரின் அதிர் வெண் செயல் தொடக்க அதிர்வெண் V.க்குச் சமமாக இருக்கும்போது, எலெக்ட்ரான் இயக்க ஆற்றல் எதுவுமில்லாமல் வெளியில் மட்டும் தள்ளப் படுகிறது. படுகதிரின் அதிர்வெண் 7. ஐவிட மிகும் போது hv - ho என்னும் ஆற்றல் அளவு எலெக்ட்ரா னுக்கு இயக்க ஆற்றலை அளிக்கிறது. எலெக்ட்ரா னின் நிறை II, திசைவேகம் v எனில் hy-hv. = { mv'. இது ஐன்ஸ்டீனின் ஒளி மின் விளைவுச் சமன்பாடு எனப்படும்.1916 இல் மில்லிசுன் இச்சமன்பாட்டை ஆய்வு மூலம் மெய்ப்பித்தார். ஒளி மின் விளைவு நீர்மங்களிலும் வளிமங்களிலும் அறியப்பட்டுள்ளது. எக்ஸ் கதிர்கள், காமாக் கதிர்கள் ஆகியவற்றின் செயலால் வெளியேற்றப்படும் எலெக்ட்ரான்களுக்கும் ஐன்ஸ்டீனின் சமன்பாடு பொருத்தமாக உள்ளது. D 0 கே.என். ராமச்சந்திரன் நூலோதி-Brijlal & Subramanyam. N. A Text Book of Electricity and Magnetism, Ratan Prakashan Mandir, Delhi, 1983. ஒளி மின்னழுத்த விளைவு சிலிகான் போன்ற ஒரு படித்தான தன்மையில்லாத குறை கடத்தியில் ஒளி அல்லது வேறு மின்காந்தக் கதிர் பட்டு உட்கவரப்படும்போது ஒரு மின்னழுத்தம் தோன்றுகிறது. இதற்கு ஒளி மின்னழுத்த விளைவு (photovoltaic effect) என்று பெயர். சூரிய மின் கலங் கள், ஒளி அளவிகள் போன்ற கருவிகளில் பயன்படுத் தப்படும் ஒளி மின்னழுத்தக் கலங்களிலும் (photo voltaic cells) இவ்விளைவு ஏற்படுகிறது. ஓர் ஒளி மின்னழுத்தக் கலத்தில் இரண்டு வெவ்வேறு வகை யான குறை கடத்திகளுக்கு இடையில் ஒரு np சந்தி உள்ளது. அக்குறை கடத்திகளில் ஒன்று n பொருளால் ஆனது. அதில் மின்கடத்தல் வகைப்