44 குவாண்டம் வேதியியல்
44 குவாண்டம் வேதியியல் அளவு குவாண்டம் மின்னியக்கவியலில் உள்ள ஏதோ சில அடிப்படைக் குறைகளினால் உண்டாவ தாகக் கருதப்படுகிறது. அறிவியல் கொள்கை ஆய்வர் கள் அக்குறைகளைக் கண்டறிந்து நீக்கும் முறை களைக் கண்டுபிடிக்க முயன்று வருகிறார்கள். கே.என். ராமச்சந்திரன் இருக்கை நன்கு அறியப்பட்ட எலெக்ட்ரானின் உந்தமும் (monmentum), உந்தம் நன்கு அறியப்பட்ட எலெக்ட்ரானின் இருக்கையுப் துல்லியமாக அறியப் படமாட்டா என்பதே ஐயப்பாட்டுக் கொள்கை ஆகும். இக்கொள்கையில் ஒளிக்கும், எலெக்ட்ரானுக் கும் இடையே உந்தமாற்றம் நிகழ்ந்துள்ளதாகக் கூறப்படுவதால், ஒளி, எலெக்ட்ரான் இரண்டுமே துகள் வடிவிலானவை என்றும், ஒளி இருமைப் பண்பு கொண்டிருந்தால் எலெக்ட்ரானும் ருமைப் பண்பு கொண்டிருத்தல் வேண்டும் என்றும் தெளிவாகும். h குவாண்டம் வேதியியல் பொருள்களிலும் செயல்களிலும் தொடர்ச்சியில்லை என்றும், பொருள்கள் தனித்தனி அடிப்படைத் துகள்களாலானவை என்றும், எந்த வாரு செயலும் இடைவிட்டு இயங்கும் துடிப்புகளின் சேர்க்கை என்றும் கூறும் அறிவியல் துறை குவாண்டம் இயக்க வியல் (quantum mechanics) எனப்படும். சூடேற்றப் பட்ட பொருள்களிலிருந்து வெளிவரும் கதிர்வீச்சின் நிரலை விளக்கும் பொருட்டு 1900இல் மாக்ஸ் பிளாங்க் என்பார் முதன் முதலாகக் குவாண்டம் கொள்கையை நிறுவினார். எவ்வகை ஆற்றலை ஒரு பொருள் உட்கொண்டாலும், வெளியிட்டாலும் குறிப்பிட்டதொரு சிறும அளவிலோ அதன் முழு எண் மடங்காகவோதான் அவ்வாற்றல் அமையும் என்பதே பொதுக் கொள்கை; இக்கொள்கை முதன் முதலாக ஒளியியலில் பயன்பட்டது. ஒளி என்பது அலை வடிவிலானது என்று ஒரு சாராரும், துகள் களாலானது என வேறொரு சாராரும் கருதி வந்த காலத்தில் டி பிராக்லி என்பார் ஒளி இரு வடிவங் களையும் ஒருங்கே பெற்றது என்ற இருமைப் பண்புக் கொள்கையை (dual theory) அறிவித்தார். முது பழங் கொள்கையான நியூட்டனின் இயக்கக் கொள்கை அணுக்களிலுள்ள துகள்களுக்குப் பொருந்தா தெனத் தெரிந்த பின்பு, ஹைசன்பெர்க் என்பாரும் சுரோடிஞ்சர் என்பாரும் குவாண்டம் இயக்க இயல் என்ற புதிய கொள்கையை நிறுவினர். ஹைசன்பெர்கின் ஐயப்பாட்டுத் தத்துவம் (Hisenberg's principle of uncertainty) என்ற கொள் கையே முதன் முதலாக எலெக்ட்ரானுக்கும் இருமைப் பண்பு இருக்கக்கூடும் என்ற கருத்தை உருவாக்கியது. எந்தவொரு பொருளைப் பார்க்க வேண்டு மென்றாலும், ஒளியை அப்பொருளின் மீது செலுத்தி, அப்பொருளால் சிதறடிக்கப்பட்ட அல்லது எதி ரொளிக்கப்பட்ட ஒளி சுண்ணின் மீது படுமாறு அமைக்க வேண்டும். ஒரு பொருள் எலெக்ட்ரானைப் போன்ற நுண்ணிய துகளாசு இருப்பின், பயன் படுத்தப்படும் ஒளியின் ஆற்றல் கூடுதலாக இருத்தல் தேவை ஆற்றல்மிக்க ஒளி எலெக்ட்ரான் மீது பட்ட வுடன் எலெக்ட்ரான் ஒளியின் ஆற்றலை இயக்க ஆற்றலாகப் பெற்று இடம் பெயர்கிறது. இடம் பெயர்ந்த எலெக்ட்ரானைப் பார்க்க முடியாது. இங்கு 1 - ஒளி அல்லது எலெக்ட்ரான் அலை நீளம்; m- ஒளித் துகள் அல்லது எலெக்ட்ரானின் பொருண்மை; ஒளி அல்லது எலெக்ட்ரானின் திசைவேகம்; n - பிளாங்க் மாறிலி. 9 இச்சமன்பாடு இருமைப் பண்பை அளவறிய உதவுகிறது. பிளாங்கின் குவாண்டம் கொள்கை E 1 என்ற சமன்பாட்டின் அடிப்படையில் அமைந்தது. E- ஆற்றல் : y - அதிர்வெண்: h - பிளாங்க் மாறிலி. பிளாங்கின் கொள்கையை ஆதரிக்கும் வகையில் ஐன்ஸ்டீன் ஒளிமின்னியல் afaneray (photoelectric effect) எனும் தோற்றப்பாட்டை நிறுவினார். எத் துணைக் கதிர்களைக் கொண்ட ஒளிக்கற்றையாயினும் ஒவ்வொரு கதிரும் (அதாவது ஒளித்துகளும்) ஒரு குறிப்பிட்ட சிறும அளவு ஆற்றலைப் பெற்றிருந் தாலன்றி, ஓர் உலோகப் பரப்பிலிருந்து எலெக்ட்ரான் களை வெளியேற்ற இயலாது என்பதே ஒளி மின்னியல் விளைவின் உட்கருவாகும். சிறும் அளவு ஆற்றலுடன் தொடர்பு கொண்ட சிறும அதிர்வெண் பயன் தொடக்க அதிர்வெண் ( threshold frequency) எனப்படும். ஒளியின் அளவைவிட ஒளியின் அடிப் படைத் துகள்களின் ஆற்றலே முதன்மை வாய்ந்தது என்பது மெய்ப்பிக்கப்பட்டுவிட்டதால் ஒளி,போட்டான் களாலானது (photons) என்பதும், இத்துகள்கள் ஒன்றோடொன்று தொடர்பற்றவை என்பதும் அறியப்பட்டன. இது குவாண்டம் கொள்கையின் அடிப்படையாகும். டேவிஸன், ஜெர்மர் என்ற இரு அறிவியலார் எலெக்ட்ரான்களும் எக்ஸ் கதிர்களைப் போன்றே விளிம்பு வளைவுக்கு (diffraction) ஏற்றவை என்பதை ஆய்லின் மூலம் மெய்ப்பித்தனர். ஒளியின் பண்புகளை விளக்குவதற்குப் பயன்படும் சமன்பாடு களை எலெக்ட்ரானின் பண்புகளை விளக்குவதற்கும் பயன்படுத்தலாம் என்ற நிலை தோன்றிய பின்புதான் குவாண்டம் வேதியியல் (quantum chemistry) என்ற பிரிவு உருவாக்கப்பட்டது.
