246 காந்த ஒலியியல் வீளைவு
246 காந்த ஒலியியல் விளைவு செலுத்தும்போது இக்கோட்பாடு அலைகளைச் எளிதாக நிறைவு செய்யப்பட்டு விடுகிறது. மோதலிடைத் தொலைவு கேளா ஒலி அலை நீளத்தைவிட மிகவும் பெரிதாக இருக்கும்போது. கேளா ஒலி அலையின் திசைக்குச் செங்குத்தாக நக ரும் எலெக்ட்ரான்கள் மட்டுமே ஆற்றலை நன்கு உட் கவர்கின்றன. ஒலி அலையைவிட எலெக்ட்ரான்கள் மிகப்பெரும் வேகத்துடன் இயங்குவதே இதற்குக்கார ணம். உலோகங்களில் ஃபெர்மி திசை வேகத்துடன் (fermi velocity) இயங்கும் எலெக்ட்ரான்களே ஆற்றல் கடத்தல் செயல்முறைகளில் பங்கு கொள்கின்றன. ஃபெர்மி திசை வேகம் ஒலியின் திசை வேகத்தைப் பொல நூற்றுக்கணக்கான மடங்கு மிகுதியானது. எலெக்ட்ரான்களின் இயக்கத்துடன் ஒப்பிடுகையில் ஒலி அலைகள் உலோகத்திற்குள் அசைவற்று இருப்ப தாகவே கொள்ளலாம். ஓர் எலெக்ட்ரான், ஒலி அலையின் திசையில் நகரும்போது அது அலைவு செய்யும் மின்புலத்தை உணருகிறது. ஆனால் அலைவு மின் புலம் அதன்மேல் கூடுதலாகச் செயல் (work) எதையும் செய்வதில்லை. ஆனாலும் எலெக்ட்ரான் ஒலி அலைக்குச் செங்குத்தாக அலை யின் முகட்டின் (crest) வழியாக நகருமானால் அது ஒரு மா றாத மின் புலமுள்ள பகுதியில் இயங்கும். அப்போது அதன்மேல் ஒரு கூடுதல் அளவுள்ள செயல் செய்யப்படும். முக்கியமாக ஒலி அலையின் திசைக்குச் செங்குத்தாக இயங்கும் கடத்தல் எலெக்ட்ரான்களால் மட்டும் நலிவு ஏற்படுத்தப் படுவதற்கு இதுவே காரணம். உலோகத்தின்மேல் ஒரு காந்தப் புலம் செலுத்தப் படும்போது சூழ்நிலை முழு மையாக மாறிவிடும். இயக்கத் திசை இடைவிடாமல் மாறிக்கொண்டி ருக்கும் வகையில் எலெக்ட்ரான்கள் ஓடுபாதைகளில் வலிந்து செலுத்தப்படுகின்றன. ஓடு பாதைகளில் ஒலி அலை முகப்புக்கு இணையாக உள்ள பகுதிகளில் எலெக்ட்ரான்கள் நகரும்போது ஒலிப் புலத்திலிருந்து ஆற்றலை உட்கவருகின்றன. ஓடுபாதைகளின் பிற பகுதிகளில் எலெக்ட்ரான்களுக்கும் ஒலிப் புலத்திற்கு மிடையில் ஆற்றல் பரிமாற்றம் எதுவும் நிகழ்வ தில்லை. கூடுதல் விளைவாக ஒரு காந்தப் புலம் சார்ந்த நலிவு ஏற்படுகிறது. உலோகத்தின் தன்மை யையும், ஆய்வு வடிவமைப்பையும் பொறுத்து இந்த நலிவு ஒற்றைச் சுருதியுள்ளதாசுவோ (monotonic), அலைவு செய்வதாகவோ, ஒத்ததிர்வுத் (resonant தன்மை கொண்டதாகவோ இருக்கலாம். ஒலி அலையின் திசைக்குச் செங்குத்தாகக் காந்தப் புலம் இருக்குமாறு அமைப்பதே பொது வான ஆய்வு முறையாக உள்ளது. பொட்டாசியம் போன்ற உலோகங்களில் ஃபெர்மி பரப்பு (Fermi surface) Gan GT வடிவானது. அதாவது அதிலுள்ள பிணைவுறாத எலெக்ட்ரான்கள் வட்டமான ஓடு பாதைகளில் ஓடுகின்றன. அத்தகைய உலோகங் களில் எலெக்ட்ரான் ஓடுபாதைகளைக் காந்தப் புலத்திற்குச் செங்குத்தான தளங்களில் வீழ்த்திப் (project) பார்த்தால் அவை வட்டமாக இருக்கும். அந்த வட்டங்களின் ஆரம் R = pleB என இருக்கும். இதில் p என்பது எலெக்ட்ரான் உந்தத்தின் காந்தப் புலத்திற்குச் செங்குத்தான ஆக்கக்கூறு; e என்பது எலெக்ட்ரானின் மின்னூட்டம் (charge); B என்பது காந்தப் பாயம் (flux); 1 என்பது எலெக்ட்ரான் மோதலிடைத் தொலைவு. காந்தப் புல் வலிமை மாற்றப்படும்போது எலெக்ட்ரான் ஓடு பாதையின் விட்டம் n - க்குச் சமமாக இருக்குமானால், எலெக்ட்ரான் ஒளிப்புலத்தி லிருந்து ஒருபடித்தாக (coherent) ஆற்றலை உட் கவரும். இதில் A என்பது ஒலி அலையின் அலை நீளம்;n என்பது ஏதாவது ஒரு முழு எண் (integer) ஓடுபாதை விட்டம் காந்தப்புலச் செறிவுக்குத் (B) தலைகீழ் விகிதத்திலிருக்கும். ஒலியின் அளவைக் காந்தப் புலச்செறிவின் தலை கீழ் மதிப்புடன் ஒப்பிட்டு ஒரு வரைபடம் வரைந் தால் ஒரு சீரான அலைவடிவம் கிடைக்கும். அதாவது ஒரு குறிப்பிட்ட அலைவு நேரத்துடன் தலிவு ஏறி இறங்குகிறது. நலிவின் அத்தகைய ஏற்ற இறக்கங் களைப் பிற காந்த ஒலியியல் விளைவுகளிலிருந்து வேறுபடுத்திக் குறிப்பிடுவதற்காக அவற்றை வடி வியல் அலைவுகள் (geometric oscillations) என்று கூறுவர். A,E,B ஆகியவற்றின் மதிப்புத் தெரியு மானால் இத்தகைய அதிர்வுகளுக்குக் காரணமாகிற எலெக்ட்ரான்களுக்கு p மதிப்பைக் கணக்கிட்டு விடலாம். ஒலியின் அதிர்வெண் 50 மெகாஹெர்ட்ஸ் எனில் 0.01-0.1 டெஸ்லா வரை மதிப்புள்ள காந்தப் புலங்களுக்கு வடிவியல் அலைவுகள் உண்டாகும். கோள விட்டங்கள் வடிவமுள்ள ஒரு ஃபெர்மி பரப்பின் ஆரம் [ எனில் p =r Sin ரி, இதில் 1 என்பது காந்தப் புலச் செறிவின் திசைக்கும் எலெக்ட்ரானின் திசை வேகத்திற்கும் இடையிலுள்ள கோணம். B ஒரு குறிப்பிட்ட மதிப்புள்ளதாயிருக்கும் போது ஓடு பாதைகளின் சுழியிலிருந்து :ஜப் பொறுத்த ஒரு மதிப்பு வரை மாறும். அனைத்து ஓடு பாதைகளாலும் ஏற்படும் விளைவுகளைக் கூட்டினால் மொத்த நலிவின் மதிப்புக் கிடைக்கும். 90° க்கு நெருங்கியுள்ள l மதிப்புகளுக்கான விளை வுகள் மேம்பட்டதாயிருக்கும். ஏனெனில் 90°க்கு நெருங்கியுள்ள மதிப்புள்ள டுபாதைகளின் எண்ணிக்கை பிற ஓடுபாதைகளின் விட மிகுந்துள்ளது. எண்ணிக்கையை ஃபெர்மி பரப்புகள் கோள வடிவில்லாத உலோ கங்களிலும் வடிவியல் அலைவுகள் காணப்பட் டுள்ளன. அத்தகைய உலோகங்களில் காந்தப் புலத்
