யூரேக்கா! (2) அறிவியலில் படைப்புத் தருணங்கள்

This entry is part of 18 in the series 20010610_Issue

சி குமாரபாரதி


போகன் தன் கதை பகர்ந்த சோகன் பாதம்

பாகான மருந்து சொன்ன பாணி பாதம்

வேகாதி வேகத்தால் காலந்தன்னை

வென்றிடலாம் என்ற ஐயன் அயன்சுதைன்பாதம்

வாகாகப் பூமிதனை வலறே வந்து

வளமான காட்சி சொன்ன ககாரின் பாதம்

சாகாத இச் சித்தர் பாதம் போற்றி

சந்திர பயணக்கதை சாற்றுவேனே (ஆ.நடராசா ‘அம்பு ‘ அறிவியல் சஞ்சிகை 1974)

மைக்கல் பரடேயும் மின்காந்தவியலும்

குளிக்கும் தொட்டியில் ஒரு நொடியிலும், பகல் கனாவில் ஒரு காட்சியிலும், பழம் பூமியை நோக்கி விழும் கணத்திலும் அறிவியல் உண்மைகள் பளிச்சிட்டிருக்கின்றன என்பது யூரேக்கா (1) (13/05/2001 – திண்ணை ) வாசகர்களுக்குத் தெரிந்ததே. என்றாலும் இப்படியான வாலாயமான தருணத்திற்காக சில சந்தர்ப்பஙங்களில் 10 வருடங்கள் கூடக் காத்திருக்க வேண்டி ஏற்படலாம். நிச்சயமாக ஏதோ ஒன்று உண்டு என்ற ஒரு உள்ளுணர்வில் அதற்காகக் கருத்துான்றிக் காத்திருக்கும் மரபுக்கு (பிற்போக்கு) அகராதியில் தவம் என்று கூறுவார்கள். இந்தக் கட்டுரையில் மைக்கேல் பரடே யின் (1791 – 1867) சில பரிசோதனைகளைப் பற்றிப் பார்ப்போம். அணுவியல் வளரச்சி வரலாற்றில் முக்கிய முன்நகர்வுகளுக்குக் காரணமாயிருந்தவர் பரடே.

குறிப்பிடத்தக்க ஒரு முப்பது விஞ்ஞானிகளின் தனிப்பட்ட ஆர்வத்தின் விளைவுதான் பெளதீகத்தின் வளர்ச்சி என்று கூறினால் மிகையாகாது. செலவு என்னவோ அவர்கள் நேரம் மட்டுமே. ஆனால் உண்மை இதுதான். இவையெல்லாம் கூட பெரும்பாலும் அரச நிறுவன ஆதரவுகளில்லாமல் நடை பெற்றவைதான். வல்லவனுக்குப் புல்லும் ஆயுதம்.

பத்து வருடங்களாக சமய சந்தர்ப்பம் பாராமல் ஒரு கம்பிச் சுருள், ஒரு காந்தம் ஒரு கல்வனோமானி ஆகியவற்றை வைத்து நினைத்த நினைத்த மாதிரி பரிசோதனை நிகழ்த்தினார். கம்பிச் சுருளை கல்வனோ மானியுடன் இணைத்து விட்டு காந்தத்தை அங்குமிங்குமாக வைத்து கல்வனோமானி துடிக்கிறதா எனப் பார்த்துக் கொண்டிருந்தார். ஒரு முறை காந்தத்தை தற்செயலாக சற்று வேகமாகவே சுருளருகில் கொண்டு செல்லும் பொழுது கல்வனோமானி அசைந்தது! காந்தத்திலிருந்து முதன் முதலாக மின்சாரம் பிறப்பிக்கப் பட்டுவிட்டது. இனிமேல் உலகம் முன்போல் இருக்கப் போவதில்லை. இதன்

தாக்கத்தை பரடே உணர்ந்திருக்க மாட்டார் என்றே ஊகிக்க முடிகிறது. இந்த அசைவுதான் இன்று நாம் சர்வசாதாரணாக ஏற்றுக் கொண்டுவிட்ட மின்சார உலகத்தின் மூலாதாரமான அசைவாகும். தெடர்ந்தும் பல பரிசோதனைத் தொடர்களை நடத்தனார்.

மின்காந்த அருட்டல் விதிகள்

மிகவும் பிரபலமான பரடேயின் மின்காந்த அருட்டல் விதிகள் (Laws of Electromagnetic Induction) இந்த எளிய பரிசோதனைகளின் விளைவாக நிறுவப் பட்டன. இந்த விதிகளின் பொழிப்பு வருமாறு. சுருளை வெட்டும் காந்தப் புலங்களின் எண்ணிக்கை (கோடுகள்) மாறிக் கொண்டிருக்கும் வரை மட்டுமே சுருளில் மினசார ஓட்டம் அருட்டப்படுகிறது(Induced). படங்களைப் பார்க்கவும். அதுவும் சுருளை செங்குத்தாக வெட்டும் கோடுகளின் எண்ணிக்கையின் மாற்ற விகிதம்தான் மின்சாரத்தை துாண்ட வல்லது. ஆனால் புலக் கோடுகளின் எண்ணிக்கை மாறாமல் இருந்தால் (காந்தம் நிலையாக இருந்தால்), எவ்வளவு வலுவான காந்தமாயினும், மின்சாரம் தோன்றுவதில்லை என்பதும் கவனிக்கப் பட வேண்டும். ஒரு சமயத்தில் (instance) வெட்டும் காந்தக் கோடுகளின் எண்ணிக்கை B (Flux density)என்பதாகக் கொள்வோம். (காந்தக் கோடுகள் Pic 2). செங்குத்தாக வெட்டும் கூறுகள் (component) மட்டும் மின்காந்த விளைவை ஏற்படுத்த வல்லன என்பதை மறந்துவிடக் கூடாது.

மாறும் காந்தப்புலங்கள் சுருளில் மின்புலங்களை (மின்ஆழுத்தம்) தோற்றுவிக்கிறது. இந்த மின்புல செறிவை (Field Intensity) E என்போம். இந்த E என்பது, எஙகளுக்கு பரிச்சியமான மின் அழுத்தம் (Potential), மின்ஓட்டம் (Current) ஆகியற்றிற்கு நேரடியான தொடர்புள்ளது என்ற மட்டில் வைத்துக் கொள்வோம். மின்புலம், மின்ஓட்டம், மின் அழுத்தம் ஆகியவற்றை முக்கியமான மின்சாரவியல் உடமைகள் (Properties) என்ற மட்டில் பேசிக் கொள்வோம். மீண்டும்: E என்பது ஒரு சதுர மீட்டருக்குள் இருக்கும் மின்புலக் கோடுகளின் எண்ணிக்கை.

‘மாறும் புலங்கள் ‘ என்னும் பொழுது நேரத்துடனான மாற்றத்தையே இங்கு குறிப்பிடுகிறோம். அதாவது சமயத்துக்குச் சமயம் மாறுதலடைதல். இந்தப் பரிசோதனையில் காந்தம் முன்னுக்கோ பின்னுக்கோ நகர்வதால் வெட்டும் புலங்களின் எண்ணிக்கை மாறுகிறது. ஆனால் நகர்வு காந்தத்தை நாம் நகர்த்தும் வேகத்தில்தான் தங்கியிருக்கிறது. திருத்தமாகக்கூறுவதாயின் ஒரு இத்தினுாண்டு நேரம் dt செக்கனில் காந்தப்புலச் செறிவு B1 இல் இருந்து B2 க்கு மாறுகின்றன. முதல்ச் சமயம் சுருளை வெட்டும் புலச் செறிவு B1 எனவும் அடுத்த சில செக்கன்களின் இது B2 ஆக மாறுகிறது என இருக்கட்டுமே. எனவே புலச் செறிவு மாற்றம் (B2 – B1). இந்தக் கணநேர மாற்றத்தை வசதிக்காக dB என்போம். எனவே குறியீடுகள்படி மாற்ற விகிதம் dB/dt ஆகிறது. பரடேகூறியது e = dB/dt. உண்மையில் e = – ANdB/dt என்பதே சீரான விதியாகும். இங்கு e என்பது சுருள் முனையில் துாண்டப்படும் மின்அழுத்தம் (நடைமுறை அலகு வோல்ட்), N என்பது ஒரு சுருளில் எத்தனை சுற்று உண்டு என்பதாகும். முக்கியமான ஒரு காந்த உடமையை (magnetic property) அறிமுகப் படுத்த வேண்டிய நிர்ப்பந்தம் கட்டுரையில் எழுகிறது. ஒரு சதுரமீட்டருக்குள் எத்தனை காந்தபுல கோடுகள் என்பதை B என்று குறிப்பதாகக் கொள்வோம். புலத்திற்கு முகம் கொடுக்கும் சுருளின் பரப்பளவு A எனக் கொண்டால் அப்போ சுருளை வெட்டும் கோடுகளின் முழு எண்ணிக்கை = BA என்றாகிறது. அட தம்பி! எழும்பாதை இப்பிடித் திண்ணையில் குந்தும், இதெல்லாம் சும்மா மங்களகரமாக இருக்கட்டும் எண்டு ஒரு நாலு சமன்பாடு போடும் ஆலாபனைதான்.

சுருங்கக்கூறின். மின்சாரமும் காந்தமும் ஒன்றையொன்று பாதிக்கும் விளைவுகளை இனம் கண்டாயிற்று. இவற்றைப் பொதுப் படையாகக் மின்காந்த விளைவுகள் எனக் குறிப்பிடலாம். இந்த விளைவுகள் ஒன்றிற் கொன்று தம்முள் (mutual) செங்குத்தாகவே நடை பெறுகின்றன என்பதை அதிகம் விளக்காமல் விட்டு விடுகிறேன். காந்தத்தினால் மின்விளைவு ஏற்படுவது பற்றிக் கூறுவதே பரடேயின் விதிகள். ஆனால் மறுதலையும் (Reverse) உண்மை என்பதைப் பின்னால் பார்க்கலாம். இந்த விளைவுகளை உசாவும் புதிய துறையாக மின்காந்தவியல் அறிமுகமாகியது. மின்அழுத்தம் (Potential) கடத்தியின் முனைகளில் துாண்டப்படுகின்றன. மின்சுற்று (Circuit) முழுமையாக இருந்தால் இந்த அழுத்தம் மின் ஓட்டத்தை ஏற்படுத்துகிறது. இப் பரிசோதனைகளின் பின் ஒரு சிறிய மின்மோட்டரையும் ஒரு சிறிய டைனமோவையும் பரடே உருவாக்கினார்.

இங்கு ஒரு விஷயம் உங்களைக் குழப்பலாம். கல்வனோமானி மின்சாரம் பற்றி தெரிவதற்கு முன்னால் எப்படிச் சாத்தியமாயிற்று ? என்ற கேள்வியை நீங்கள் கேட்கவேண்டியதுதான் முறை. கல்வானி என்னும் உயிரியல் விஞ்ஞானி ஒரு செத்த தவளையை இரசாயனக் கலவையின் கீழ் வெட்டும் பொழுது, அதன் கால்கள் துடித்த பரபரப்பான செய்தி நேயர்கள் அறிந்ததே. இதைத் தொடர்ந்து கல்வானியைச் சுற்றி ஒரு குழு மிருக காந்தம் என்ற ஒரு வகை விஞ்ஞானத்தை வளர்த்தது. ஆனால் வோல்டா ஒரு கட்டத்தில், இது மிருகங்களில் இருக்கும் காந்தமன்று இயற்கையின் அடிப்படையான ஓடும் மின்சாரமாயிருக்கலாம் என உணர்ந்து அத் திசையில் ஆராய்ந்தார். செப்பு சல்பேட் கரைசலில் தோய்த்த அட்டைத்தாள்களை அடுக்கி ஒரு புராதன மின்கலத்தை (வோல்ட்டிக் செல்) கண்டுபிடித்தார். இரு உலோகத் தகடுகளை உப்புக் கரைசல்களில் வைக்கும் போது முனகளினிடையே மின்அழுத்தம் (Potential Difference) ஏற்படுகிறது என்ற பரிசோதனையின் அடிப்படையில் வோல்டா நிர்மாணித்த முதல் பற்றறி. இவரின் நினைவாகவே மின்அழுத்தத்திற்கு (Potential) அளவை அலகாக (Unit) வோல்டஸ் என்று பெயர் சூட்டப்பட்டது. இது இப்படியிருக்க.

மின்சார்தினால் ஏற்படும் காந்தவிளைவுகள்

சில வருடங்களுக்கு முன்னர்தான் ஒயர்ஸ்ரட் (Hans Christian Oersterd 1820) மின் ஓட்டமுள்ள ஒரு கடத்தியின் (கம்பி – Conductor) அண்மையில் காந்தத் திசைகாட்டும் கருவி (கொம்பாஸ்) பாதிக்கப் படுகிறது என்பதை நிறுவினார். இங்கு கவனிக்க வேண்டியது மின்சாரத்தின் ஓட்டத்தால் காந்த விளைவு ஏற்படுகிறது என்பதே. பரடேயின் விளைவுக்கு இந்த விளைவு மறுதலை. இதைத் தொடர்ந்து மின்சாரத்தை அளக்க ஏற்பட்ட கருவி கல்வனோமானி. அண்ணளவானது (approximate). அவரவர் செய்து கொள்ள வேண்டிய எளிய கருவி. வட்டச் சுருளும் மையத்தில் தடையின்றிச் சுழலக்கூடிய காந்த ஊசியும். ஆக ஒயஸ்ரட் பரிசோதனைகள் மின்ஓட்டமுள்ள கம்பியின் (கடத்தி) அண்மையில் காந்தப்புலங்கள் ஏற்படுத்தப் படுகின்றன என்பதை விளக்கியது. மின் ஓட்டம் நிறுத்தப் பட்டவுடன் புலங்கள் இன்மையாகிவிடுகின்றன என்ற விஷயங்களை சமன்பாடுகளுடன் எடுத்தியம்பினார். கட்டுரையில் மிகுதியாகச் சொல் வழி விளக்கம் தருகிறேன். ஆனால் சமன்பாடுகள் என்னும் பொழுது துல்லியமான உறவுகள் கணிதக் குறியீடுகளில் சொல்லப் படுகின்றன. இத்தனை மின் ஓட்டத்திற்கு இவ்வளவு காந்தப்புலம் இன்ன திசையில் நிறுவப்படுகின்றன என்றவாறு. இவை முப்பரிமாணத்தில் நிகழ்வதால் சிலவற்றை அடக்கி வாசிக்கிறேன். விஞ்ஞானச் சிந்தனை மரபை அதற்குரிய சூழலில் முன்னிறுத்துவதே கட்டுரையின் குறிக்கோளாகும்.

புலங்கள் பற்றி …

ஒரு காந்தத்தைச் சுற்றி காந்தப்புலங்கள் ஏற்படுகின்றன என்பதும் இவை மின்விளைவுகளை ஏற்படுத்த வல்லன என்பதும் அறிவியல் சிந்தனையில் ஒரு குறிப்பிடத் தக்க தடமாற்றம் எனலாம். பொதும்பலான நம்பிக்கைகள் common sense என்று கூறப்படுவன, வாழும் கலாச்சாரச் சூழலிலிருந்து விஞ்ஞானிகட்கு ஏற்படும் மனப்படிமானம். புலன்களால் உணரமுடியாத புலங்களை இவர்கள் ஒரு எண்ணக் கருவாக (Concept) ஏற்றுக் கொண்டார்கள்.

மீண்டும் கலீலியோ

இப்படியான புலங்கள் இருக்க முடியாது என்ற விஷயம் ஒரு மனத்தடை. இது ‘உலகம் சுற்றுவதில்லை, நிலையாக நிற்கிறது ‘ என்ற நம்பிக்கை போன்றதுதான். அரிஸ்டோட்டல் உலகம் நிலையானது அசையவில்லை என்பதை தருக்கவியலால் சொல்லியிருக்கிறார். அவரது வாதம். ஒரு பழம் மரத்திலிருந்து விழும் போது நேரே மரத்துக்குக் கீழ்த்தான் விழுகிறது. பூமி அசைவதாயின் பழம் விழுந்து கொண்டிருக்கும் நேர இடை வெளியில் பூமி அப்பால் நகர்ந்திருக்க வேண்டும். அப்படியாயின் பழம் தள்ளியே விழும்!. கலீலியோ இந்த பொது அறிவு வாதத்திற்கு சொன்ன எதிர்வாதம் இப்படி. ஒரு கப்பலின் பாய் மர்திலிருந்து ஒரு பொருளை போட்டால் கப்பல் அசைந்த போதும்கூட அது நேரடியாகவே பாய் மரத்திற்கு கீழேயே விழுகிறது. எனவே பூமி அசைந்தாலும் அசையாவிட்டாலும் பொருள் நேர் கீழேதான் விழும். இந்த வாதத்தைக் கொண்டு அசைவதையோ அன்றி அசையாமல் நிற்பதையோ நிறுவமுடியாது என்பதாகும். பார்த்தால், அடிப்படையான மனப் படிமானங்களை படிப்படியாக மீற முடிந்ததே அறிவியலின் வெற்றி எனலாம்.

காந்தப் புலங்கள் என்ற அடிப்படை எண்ணக் கருவை (Concept) அறிவியல் அனுமதித்தது. இது விஞ்ஞானிகளின் சிந்தனையில் ஏற்பட்ட மாற்றம். புலன்வழிப் பார்வைகள் மூலம் ஏற்படும் மரபுரீதியான கருத்துக்களை மட்டுமே நம்ப வேண்டியதில்லை என்ற ஒரு உளப்பாங்கை விஞ்ஞானிகள் ஏற்றுக் கொண்டமையை இந்நிலை குறிக்கிறது. யூரேக்கா 1 கட்டுரையில் ஈதர் என்ற ஊடகம் பற்றி விளங்க முயற்சித்தோம். அயன்சுதைனின் சார்பியல் கொள்கை நிறுவிய சில விஷயங்களின் பொழிப்பு வருமாறு:: ஈதர் என்ற முழுமுதல் ஊடகம் இருந்தாலும் அதன் அசைவை கண்டுபிடிக்க முடியாது. அப்படியொரு ஊடகம் இருப்பதான பாவனையின்றியே அலைகளின் கோட்பாடுகளை விளக்க முடியும். அப்படியொரு ஊடகம் இருந்தாலும் அதைக் கண்டுபிடிக்க இயலாது. ஆக பொது அறிவை அறிவியலின் அடிப்படையாக கொள்ள வேண்டும் என்ற போக்கில் இவர்கள் எல்லோருமே விலகியிருக்கிறார்கள்.

இதுவரை பெளதீக ரீதியில் புலன்களால் உணரப்படுவதை மட்டுமே கணக்கிலெடுத்த விஞ்ஞானிகளுக்கு இந்த அடிப்படையை மாற்ற வேண்டிய சூழ்நிலை உருவாகிக் கொண்டிருந்தது. புலன்வழி உணரப்படாத காந்த/ஈர்ப்பு/மின் ப்புலங்கள் இருப்பதாக ஒரு கோட்பாட்டை அமைத்துக் கொண்டிருந்த காலம் 19 ம் நுாற்றாண்டு என்பதை மனதில் கொள்ள வேண்டும். இந்த விஷயங்கள் படிப்படியாக இயற்கை அமைப்புகள் பற்றிய புரிதல்களிலும் மக்களின் பொது அறிவிலும் பாரதுாரமான மாற்றங்களை ஏற்படுத்திக் கொண்டு வந்தன.

மின்ஓட்டம், கடத்திகளுடன் எலத்திரன்களும்

கல்வானிக் மின்கலங்கள் விஞ்ஞானிகளின் மத்தியில் வந்தடைந்த பின்புதான் மின்ஓட்டம் (Current) முதலிய மின்சார உடமைகள் ஆராய்ச்சிக்கு உட்பட்டன. இதற்கு முன் பரடே முதலானோரால் நிலையான மின்சாரம் (Static Electricity) ஆராயப் பட்டது. கட்டுப்படுத்தக்கூடிய முறையில் ஒரு மின்சுற்றில் மின் ஓட்டம் ஏற்படுத்த முடிந்த பின்னரே இயற்கையை அறிதற்கு வலிமையான கருவி கிட்டியது.

மின்ஓட்டம் என்பது என்ன ? முதலில் பொருட்களில் அணு அமைப்பு என்ற விஷயம் வருகிறது. இது, அணுக்கள் கூட்டாக எப்படி இணைந்திருக்கின்றன என்ற விசாரணை. இவ் அணுக்கள் கூட்டாகச் சேரும் தன்மையே பொருளுக்கு உருவங் கொடுக்கிறது. சில பொருட்கள் திண்மை, சில வாயுக்கள், சில பாயும் தன்மை (நீர்) கொண்டவை. சில மின் கடத்திகள், சில மின் தடுப்புக்கள். கடத்திகளின் சிறப்பு அமைப்பானது (Conductor) அணு அமைப்பிலிருந்து விடுதலை பெற்ற எலத்திரன் துகள்கள்(free electrons) இவற்றில் உண்டு. இதனால்தான் இவை கடத்திகளாகின்றன.

இத் துணிக்கைகள் எதிர் ஏற்றம் (Negetively charged) பெற்றவை. எலத்திரன்கள் கம்பியின் ஒரு முனையிலிருந்து மறுமுனைக்கு விரைந்து சென்று கொண்டிருப்பது தான் மின்னோட்டம். அணுவின் பிரிபடு தன்மையை வைத்து ஆரம்பிக்கிறது மினனியல். ஆக அணு என்பது நேர்ஏற்றம் (positive charge) பெற்ற அணுக்கருவும் எதிரேற்றம் பெற்ற எலத்திரன் துணுக்கைகளும் சேர்ந்த அடிப்படைக்கூறு. இதுகாறும் அணுவை இதற்கு மேலும் சிறுகூறாகப் பகுக்க முடியாது என்ற கோட்பாட்டை கொண்டிருந்த வேதியல்துறை பெரும் மாற்றத்திற் குள்ளாகியது. மின்வேதியல் (Electro chemistry) நிலைப்படு முன்னர் சோதனைக் குழாய்கள் மூலம் செய்யப்பட்ட பரிசோதனைகளைக் கொண்டு இந்தளவு தன்நம்பிக்கையுடன் அணுவை வரையறுத்திருக்க முடியாது. மின்னியலுக்கு முன்பாக வாயுக்கள் பற்றிய பெளதீக பரிசோதனைகள் ஓரளவு மூலக்கூறுகளின் அசைவியல் (dynamics) தன்மைகளை வெளிப்படுத்தின.என்றாலும் ஒரு எல்லைக்கு மேல் இவை போயிருக்க முடியாது.

மின்புலங்கள் – E

காந்தப்புலங்களை கவனித்தாயிற்று. மின்புலங்கள் யாவை ? நிலையான மின்சாரம் பற்றி பரடே ஏற்கனவே பரிசோதனைகள் செய்து வெற்றியும் கண்டிருக்கிறார். அவரது பரடேயின் Ice pail பரிசோதனைகள் மிகவும் பிரசித்தமானது. பெளதீகத்தின் பால பாடமே இவற்றுடன்தான் ஆரம்பிக்கிறது.

மின்ஏற்றம் (charge) என்ற மின்சார உடமை நிலைமின்சாரத்திற்கு அடிப்படையாகும். இந்த ஏற்றம் தொடர்ச்சியாக ஓடும் பொழுது மின்ஓட்டம் (Current) ஆகிறது. மின்னேற்றத்தை சுற்றி மின்புலங்கள் சம்பவிக்கின்றன. காந்தப்புலங்கள் வட-தென் துருவங்களுக்கிடையில் வளைந்து அமையும் கோடுகள் என்பதை படம் 2 சுட்டுகிறது. ஆனால் மின்புலங்கள் ஒரு மையத்திலிருந்து (மின்னேற்றம் பெற்ற பொருளிலிருந்து) எல்லத் திசைகளுக்கும் கதிராகத் தெறிக்கிறது. படம் 3 மேலே. மின்புலங்களின் அடர்த்தி என்பது ஒரு சதுர மீட்டர் பரப்பில் செங்குத்தாகச் செல்லும் புலங்களின் எண்ணிக்கை E என்பது வாசகர்களுக்குத் தெரிந்ததே! மின்ஏற்றங்கள் ஒன்றையொன்று ஈர்ப்பது அல்லது தள்ளுவது ஆச்சர்யமான வித்தில் புவியீர்பு போன்று அமைந்தது. மின்ஓட்டமுள்ள கம்பித் துணுக்கை ஏற்படுத்தும் காந்தப்புலங்களின் செறிவும் இப்படியான சமன்பாடுகளுடன் இசைவானதாகவே இருந்தது. மின்சாரம், காந்தம்,புவியீர்ப்பு ஆகிய தத்துவங்களிடையே இதுவரை அறியப் படாத ஒருமைப் பாடு இருக்கலாம் என்ற நம்பிக்கை ஏற்பட்டது.

இரு பொருட்கள் ஒன்றையொன்று கவரும் விசையனது இரு பொருட்களின் திணிவின் (கொளு/நிறை) பெருக்கைக்கு நேராகவும் ஆனால் அவற்றினிடையேயான துாரத்தின் வர்க்கத்திற்கு நேர்மாறாகவும் தங்கியிருக்கிறது என்பது நியூட்டன் (1643 – 1727) விதி. விசை என்பது Force. கீழ்வரும் சமன்பாடுகளை ஒப்பு நோக்குவோம்.(பரிமாணங்களை பிரதிபலிக்க மாற்றப்பட்ட சமன்பாடுகள்)

(1) F= G.M1M2/D2.

(2) F= e0Q1Q2/D2 .

(3) F = m0I1I2L/D2

மின் மற்றும் காந்தவிசைகள் தத்தம் அளவுகளின் பெருக்கைக்கும் (Q1 Q2 ஏற்ற அளவுகள், I1 I2 மின்னேட்ட அளவு) தத்தமது துாரத்துடனான (D2) வர்க்கத்திற்கும் (square) ஒரே வகையாகச் சார்ந்திருக்கின்றன.அதே போல் தத்தமதுமுக்கிய உடமைகளையும் சார்ந்திருக்கின்றன. e0 என்பது வெட்ட வெளியின் முக்கய மின்னியல் உடமை அல்லது டைஎலத்திரிக் மாறிலி (Constant). m0 வெளியின் முக்கிய காந்த உடமை (property) மாறிலி (Constant).G புவியீர்ப்பு உடமை மாறிலி.

பரடேயின் மின்பகுப்பு விதிகள்

பரடேயின் மின்பகுப்பு (Electrolysis) விதிகள் பொருட்களின் அணுத்தன்மையை முதன்முறையாக முற்றாக வேறு முறையில் நிறுவியது. வோல்டாவின் மின்கலத்தை கவனிப்போம். உப்புக் கரைசலில், முனைக்கு முனை மின்னோட்டத்தைத் கரைசலுாடாகத் தாங்கிச் செல்லும் மூலகக்கூறுகள் (பிற்பாடு அயன்கள் என்றழைக்ப் படுபவை) உண்டு. அத்துடன் அவை உறுதியாக, வரையறுக்கப்பட்ட மின்னேற்றத்தை (electric charge) பெற்றிருக்கின்றன என்பதும் தெளிவாயிற்று. அணு அமைப்புப் பற்றி இரசாயன பரிசோதனைகள் மூலம் மெள்ள மெள்ள நகர்ந்து கொண்டிருந்த விஞ்ஞானிகளுக்கு புதிய சிந்தனைக் கதவுகளைத் திறந்து விட்டன.

மின்பகுப்பு என்றால் என்ன ? இந்த மின் பகுப்பு பற்றி தனது நண்பர் பென்சமின் அபொட்டிற்கு அவர் எழுதிய கடிதத்தின் மூலமாகவே பார்ப்போம். ‘ அண்மையில் நான் சில எளிய கல்வானிச் சோதனைகளை அந்த அறிவியலின் அடிப்படைத் த்துவங்களை விளங்கிக் கொள்வதற்காகவே செய்து பார்த்தேன். நைட்டின் கடைக்குச் சென்று சிறிது துத்தநாகம் (Zinc) வாங்கினேன்.- – – இதை நீர் பார்த்திருக்கறீரா ? ஐயா! நான் அரைப் பென்னி அளவில் ஏழு (துத்த நாக) தகடுகளை வெட்டினேன். மேலே ஏழு அரைப் பென்னகளால் அவற்றை மூடினேன். அவற்றிடையே உப்புக் கரைசல் தோய்த்த கடதாசிகளை வைத்தேன்!. அன்புள்ள அபொட்! இந்த இடத்தில் சிரிக்க வேண்டும் போலிருக்கின்றது! இச் சிறிய மின் ஆற்றல் உண்டாக்கிய விளைவுகளை பற்றி வியக்க வேண்டும்! இவ்வமைப்பு மக்னீசியம் சல்பேட்டை (உப்புக் கரைசல்) பகுக்கும் ஆற்றல் கொண்டது என்பதை ஆரம்பத்தில் நான் நம்பவில்லை, நான் எதிர் பார்க்கவில்லை. ஆதலால் எனக்கு பெரும் வியப்பூட்டியது. அந்தக் (துத்தநாக) அடுக்கின் கீழ்ப் பகுதிக்கும் பென்னி நாணயங்களுக்கும் இடையில் கரைசலுாடாக தொடர்புகளை தாமிரக் கம்பிகளால் அமைத்தேன்… .. ஒரு கல்வானி விளைவு நடைபெற்றுக் கொண்டிருந்தது எனக்கு எவ்வித ஐயமும் இப்போ இருக்கவில்லை. ஏனெனில் வெகுவிரைவில் இரண்டு கம்பிகளும் ஏதோ வாயுக் குமிழிகளால் மூடப்பட்டன. அத்துடன் சிறிய துகள்களைப் போல் தோன்றிய மிகச் சிறிய குமிழிகள் தொடர்ந்து எதிர் முனைக் கம்பியிலிருந்து கரைசலில் ஓடிக் கொண்டிருந்தன. இரண்டு மணித்தியால நேரத்தில் அந்தக் கரைசல் கலங்கலாயிற்று. மக்னீசியம் அதில் தனியாக் பிரிந்து நின்றது. அதுவே சல்பேட் பகுக்கப் பட்டதற்கு என்னுடைய நிரூபணமாகும் ‘

மின்பகுப்பு நிகழ்வைக் குறிக்கும் கூற்று மேற்கூறியது. இதன் பிறகு பரடே துல்லியமான அளவைகள் கொண்டுதான் விதிகளை நிறுவினார். பின்னால் அயன் என்று பெயர் சூட்டப் பட்ட துகள்கள் (அணுவின் ஒருகூறு) தான் மின் ஓட்டத்தை றிலேபோன்று கடத்துகின்றன என்பது முக்கிய கண்டுபிடிப்பு. அத்துடன் பகுக்கப் பட்ட பொருட்களின் நிறைகளை கணிக்கிட்ட பரடே அவற்றைக் கொண்டே இரசாயனப் பொருட்களின் அமைப்பை சரியாக அறியும் விதியை முன்வைத்தார். ஒரு மூலக கிராம் (molecular weight)எடையுள்ள பொருளில் எத்தனை மூலக்கூறுகள் (Molecules) உண்டு என்பதை கணக்கிடும் (6X1023) முறை ஏற்பட்டது. பரடேயின் இவ்விதிகள் அணுவின் உள்ளே நுழைய ஏற்பட்ட முதல் கடவை. வேதியலுக்கும் (மின்வேதியல்) பெளதீகத்திற்கும் முக்கிய பாலம் அமைத்தவர் பரடேயாவார்.

பரடேயும் ஒருங்கிணைத்த புலக் கோட்பாடும்

இந்த துறைகளில் ஈடுபட்ட வேறு பல விஞ்ஞானிகள் போலன்றி பரடே இயற்கை அமைப்புகள் பற்றி பரந்த ஈடுபாடு கொண்டவர். இவர் நியூட்டன், மாக்ச்வெல், அயன்சுதைன் போன்றோரின் அகலமான வீச்சுக் கொண்ட பார்வையுடையவர். இவர் புவி ஈர்ப்பு , காந்தம், மின்சாரம் ஆகிய புலங்கள் உஞற்றும் விசைகளுக்கிடையில் ஏதாவது தொடர்பு இருக்க வேண்டும் என்று நம்பியவர். இந்த ரீதியில் இவர் செய்த பரிசோதனைகள்தான் மின்காந்த துாண்டல் விதிகளுக்கு வித்திட்டது எனலாம். மின்புலங்களுக்கும் காந்தப்புலங்களுக்கும் தொடர்பு உண்டு என்பதை நிறுவியவர். ஈர்ப்பு புலங்களுக்கும் மின் காந்தப்புலங்களுக்கும் உள்ள உறவை நிறுவ பல பரிசோதனைகள் நடாத்தினார் என்றாலும் இது வெற்றியளிக்கவில்லை என்பது உங்களுக்குத் தெரிந்ததே. இவற்றைப் பற்றி இவர் தனது நாட் குறிப்பில் இவ்வாறு கூறுகிறார். ‘ ஈர்ப்பு விசையானது, மின்சாரம் – காந்த விசைகளுடன் எதிர் விளைவு ஒத்த விளைவு ஆகியவற்றை உண்டாக்கக் கூடிய வாய்ப்புப் பெற்றிருக்கலாம். இவ் விஷயத்தை அணுகுவதற்குரிய முயற்ச்சிகளை சிறிது கவனிக்க வேண்டும். இப்போதைக்கு எனது முயற்ச்சிகள் இத்துடன் முற்றுப் பெறுகின்றன. ஈர்ப்பு விசைக்கும் மின்சாரத்துக்கும் தெடர்பு இருக்கும் என்பதற்கு பரிசோதனைகள் சான்றளிக்கவில்லை. என்றாலும் அத்தகைய தெடர்பு இருப்பதைப் பற்றி எனது ஊறுதியான கருத்தை நான் கைவிடவில்லை. ‘

போகிற போக்கில்: இந்த நாட்குறிப்பு எழுதி 100 ஆண்டுகள் கழிந்தபின்பு கூட அயன்சுதைன் ஈர்ப்பு புலங்களுக்கும் மின்காந்தப் புலங்களுக்கும் ஒரு ஒருங்கிணைந்த புலக் கொள்கையை (Unified field Theory) உருவாக்க மிகவும் முயன்றும் முடியவில்லை. பரடேயின் உள்ளுணர்வு அவரன் துார ப்பார்வையைச் சுட்டுகிறது.

மின்னோட்டமுள்ள கம்பியைச் சுற்றி காந்தப் புலங்கள் உருவாகின்றன. மின்னோட்டத் திசைகளைப் பொறுத்து, மின்னோட்டமுள்ள இரு கம்பிகள் ஒன்றையொன்று இழுக்கும் அல்லது தள்ளும். அவைகளில் நடைபெறும் மின்னோட்டங்களினால் காந்தப் புலங்கள் உருவாகி இவ் இழுவை தள்ளல் நடைபெறுகிறது என்பது வியாக்கியானம். இதேபோல் ஒரு காந்தம் வேறொரு காந்தத்தை தள்ளவோ இழுக்கவோ செய்கிறது. அதுவும் மிகவும் கச்சிதமாக வரையறுக்கபட்ட சமன்பாடுகளுக்கு இசைவாக நடை பெறுகிறது. ஒரு சடப் பொருளின் அண்மையையுணர்ந்த அவற்றினிடையிலுள்ள துார்த்திற்கேற்ப கச்சிதமான விசையுடன் இழுக்கிறது. ஈர்ப்பு விை இழுவை மட்டுமே. மின்காந்த விசைகள் போன்று இழுவை தள்ளல் என இரு திசை கொண்டது அல்ல. இவை எல்லாவற்றிற்கும் அடிப்படை புலங்களேயாம்.

ஈர்ப்புப் புலங்கள் உண்டு என்றால் அவை செயல் படும் விதிகளை வரையறுக்க முடியுமா ? அப்படி முடிந்தால் அவ்வறிவை பிரயோகித்து ஈர்ப்பு விசைகளை சாதகமாகப் பயன்படுத்தி, போக்கு வரத்துச் சாதனங்களில் பெரும் முன்னேற்றம் காணலாம் என்பது வாதம்.

அணுவியல்

றதர்போர்ட் (கீவீ)அணுவின் அமைப்பிற்கு முதன்முதலில் சூரியகுடும்ப அமைப்பை பிரதிபலித்து திருத்தமான மாதிரி வடிவம் கொடுத்தார். மையமாக நியூகியசு (அணுக்கரு) நேர் ஏற்றத்துடன் (நிறை அதிகமான பொருளாக) அசைவின்ற நிலைக்க, அதை¢ச்சார்ந்து எதிரேற்றம் உள்ள எலத்திரன் மிகச் சிறு துணிக்கைகள் கிரகங்கள் போல் சுற்றி வருவதாகக் கூறினார். இந்த மாதிரி உரு ஏற்பட்டபிறகு நியூட்டன் அசைவியலை அணு அமைப்பிற்கும் பிரயோகிக்க முடிந்தது. நேர் எதிர் ஏற்றங்களுக்கிடையிலான ஈர்ப்பு விசையே எலத்திரன்களை ஒரு சீரான ஒழுக்கிற்குள் (Orbit)வைத்திருக்கின்றன என்பது விளக்கம். ஆக சொற்களை மீறி கச்சிதமாகக் கணிக்கக்கூடிய வரையறைக்குள் அணுவியல் வந்து சேர்ந்தது. மிகச் சிறிய துணிக்கை மிக அதிகமான வேகத்தில் சுழலும் ஒரு சூழல் ஏற்பட்டது. இதுகாறும் முகம் கொடுக்காத அறைகூவல்களை இது ஏற்படுத்தியது.

நியூட்டன் எந்திரவியல் இன்று வரைக்கும் பல துறைகளில் பாவனைக்கு வந்து நிலைத்துவிட்டது. செய்மதிகள், அப்போலோ கலங்கள் ஆகியவற்றின் அசைவுகளை துல்லியமாக கணிக்க இப்பொழுதும் பாவனையிலுள்ளது. நீரியல், எந்திரவியல் ஆகிய சகல துறைகளிலும் இவ் விதிகள் விலக்கின்றிக் கோலோச்சின. மட்டுப் படுத்தப் பட்ட வேகங்களில் அையும் பொருட்களுக்கு நியூட்டோனியன் எந்திரவியல் மிகவும் செம்மையாக பொருந்தி வந்தன. ஆனால் ஒளிவேகத்திற்கு அண்மையான வேகங்களில் சஞ்சரிக்கும் துணுக்கைகளான எலத்திரோனின் அசைவுகள் நியூடேனியன் எந்திரவியலுக்கு புறநடையாகின. இப் புறநடைகள் எவ்வளவு எனக் கணிக்கக்கூடியதாகவும் இருந்தன.பரிசோதனைகளின் படி அறியப் பட்ட முடிவுகளாவன, நியூரோனியன் எந்திரவியல் பிரகாரம் பெறப்படும் முடிவுகளிலிருந்து எவ்வளவு துாரம் பிறழ்ச்சி யடைந்திருக்கின்றன என்றவாறு. இது இப்படியிருக்க.

மாக்ச்வெலின் மின்காந்தவியல் கொள்கை

மின்புலங்கள் காந்தப்புலங்கள் பல சமயங்களில் இரணையாகவே ஒன்றுடன் ஒன்று சேர்ந்து விளைவுகளை ஏற்படுத்துகின்றன என்பது பரடேயின் அனுமானம். இவற்றை ஒரு த்ததுவரீதியாக இணைக்க இவரால் முடியவில்லை என்பதை இவரின் நாட்குறிப்பு (மேல் பந்திகளில்) உணர்த்தியது. இவரைத் தெடர்ந்து இத்துறையின் பல சிக்கல்களை எளிமைப்படுத்தியவர் ேஐம்ஸ் கிளார்க் மக்ச்வெல் (1831 – 1879). பரடேயின் சமகாலத்தவர். பரடேயின் கோட்பாடுகள் மின் புலங்கள் காந்தப்புலங்கள் ஈர்ப்புப்புலங்கள் ஆகிய கற்பனைக் கருதுகோட்களைக் கொண்டவை என்பதால் விஞ்ஞானிகள் முதலில் ஏற்கத் தயங்கினர் எனலாம்.

ஆனால் மக்ச்வெல் இவற்றை இணைத்து மின்காந்த அலைக் கோட்பாடு என்ற ஒருமித்தபுலக் கோட்பாடுகளை கணித வரையறையுடன் இயம்பினார். இவரின் முக்கியத்துவம் உணரப்படுமுன் 47 வயதில் காலமானார். நோபல் பரிசு பெறாதவர்கள் பட்டியலில் இடம் பெற்று பரிசுக்கே களங்கம் ஏற்பட்டது. காரணம்: பின்னால் மின்காந்தவியலானது பின்னால் பெளதீகத்தில் ஏற்படுத்தப் போகும் மறுசீரமைப்புகளை சமகாலத்தில் சரியாக கணிக்க முடியாமையாகும். இவரின் சமன்பாடுகள் நான்கு. இவற்றை புரிந்துகொள்ள கொஞ்ச பல்கலைக்கழக பெளதீக அறிவு தேவையாகிறது. ஆனால் அறிவியலில் இயற்கை பற்றிய ஒரு அழகியல் தன்மை வெளிப்படுவதால் இதைப் பற்றிக் கொஞ்சம் கூறவேண்டும். இதுவரை என்னுடன் வழித்துணையாக வந்த வாசகர்கள் யாராவது இருந்தால் தயக்கமின்றி இன்னும் சொற்ப துாரம் வரலாம்.

இவரது சமன்பாடுகள் மின்சாரமும், காந்தமும் சேர்ந்து பொருட்களில் ஏற்படுத்தும் விளைவுகளை வரையறுக்கின்றன. மின்புல செறிவுக்கு E என்ற குறியீடும் காந்தப்புல அடர்த்திக்கு B என்ற குறியீடும் கட்டுரை முற்பகுதியில் கோடிட்டு கூறினேன். இவற்றிற்கிடையிலான சமன்படுகள்தான் மாக்ச்வெலின் விதிகள். இத்துடன் ‘புலம் மாறும் விகிதம் ‘ என்பதும் முன்னர் குறிப்பிட்ட விஷயம்தான். dB/dt என்ற குறியீடும் dE/dt என்ற குறியீடும், ஓரளவுக்கு அறிமுகப்படுத்தப் பட்ட மாதிரித்தான். தெரிந்ததாகவே பாவனை செய்வோம். இவற்றை முறையே B E (underlined) என்றுதான் குறிப்பிட வேண்டும். இதையே கைக் கொள்வோம். (ஆனால் Html இல் இது எப்படியாகிறதோ ?). இந்த கருதுகோளில் நேரம் என்ற பரிமாணம் நுழைகிறது. B க்கும் B உறவு இருந்தாலும் அது நேரத்தல் மாறும் தன்மையால் நேரடியாகத் தொடர்பு படுத்தல் வில்லங்கம். காரணமாகவே இதைச் சொல்கிறேன்.

நுஃ என்பது ஒரு கணித செயல்பாட்டுக் குறியீடு. கூட்டுத்தொகை, ஒட்டு மொத்தமாக் கணித்தல் என்ற கருத்தில் அண்ணளவாகக் (roughly) கொள்வோம். இந்தச் நாலு சமன்பாடுகளும் பொதுவாகவே எல்லாப் பொருட்களுக்குமாக வகுத்தவர். ஆனால் சில வெளிக்குரிய (Vaccum) நுட்பமான மாற்றங்களை புகுத்தி அண்டவெளிக்கு (space) பொருந்துமாறு சமன்பாடுகளை எளிமையாக்கினார்.

நிலை மின்சாரவியல் மின்ஓட்டவியல், காந்தவியல் என எல்லாத்துறைகளையும் அடக்கிய குறியீடுகள் இவை. பக்கம் பக்கமாகச் செல்லக்கூடியவை ஆனால் அப்படிச் செல்லாமல் நாலு வரிகளில் வடிகட்ட முடிந்திருக்கிறது. ‘ வரப்புயர ‘ என்பது போல். இதுவே மாக்ச்வெல்லின் படைப்பாற்றலின் உச்சம். ‘இயற்கையில் சமச் சீர்மை (Symmetry) எளிமை (Simplicity) தான் அடிப்படை அழகு ‘ என்ற ஒரு ஆழமான கொள்கையுடையவர் மாக்ச்வெல். இதனால் இயற்கையை விளக்கும் சமன்பாடுகள் மிக ஒயிலான(elegant) எளிமையுடன் இருக்கும் என்றுதான் ஆரம்பித்தார். அயன்சுதைன் நியூட்டன் கலீலியோ பரடே மாக்ச்வெல் ஆகியோருக்கு வியத்தகு உள் நோக்கும்தன்மை (insight) இருந்திருக்கிறது.

சமன்பாடுகள் வருமாறு.

1. நுஃE = 0

2. நுஃB = 0

3. நுXE = – B

4. நுXB= m0e0E

மாக்ச்வெல் இங்கு நாலு மின்காந்தக் கோட்பாடுகளை கணிதக் குறியீட்டில் கூறியிருக்கிறார். இவை என்ன குறிக்கின்றன என்பதை வரிசைப்படி பார்ப்போம்

(1) வெளியில் மின்ஏற்றம் ஏதும் இல்லை. ஆக, முழுமையான(நுஃ)E என்ற விளைவு சூனியம்.

(2) தனித்த ஒற்றை துருவம் காந்தங்களில் இல்லை. ஆகவே முழுமையான (நுஃ) B என்ற விளைவு சூனியம்.

(3) மாறும் காந்தப்புலங்கள் அதற்குப் (மாற்றத்திற்கு) பரிவாக மின்புலத்தை உருவாக்குகிறது

(4) மாறும் மின்புலங்கள் அதற்கு பரிவான காந்தப்புலங்களை உருவாக்குகிறது.இதுவும் (3) இன் மறுதலையாகும்.

(5) பொது முன்பு குறிப்பிட்ட B E களுக்கிடையிலான செங்குத்து தன்மை கணிதக் குறியீடுகளில் கணக்கிலெடுக்ப் பட்டு விட்டன.

அண்டவெளியில் இந்த விளைவுகள் எப்படியாகவிருக்கும் என்ற கேள்வி எழுப்பனார். அதாவது மின்ஏற்றமும் காந்தபுலமும் இல்லாவிட்டால் ஏதாவது விளைவுகள் இருக்குமா ? பாருங்கள் இவற்றை பூமியில் புலங்களுடைய சூழலில் பியோகித்தால் சமன்பாடுகளின் வலது பக்கங்களில் பூஜ்ஜியங்களுக்குப் பதிலாக சிக்கலான வாற்பேத்தைகள் நெளியும். குறிப்பாக 4வது சமன்பாடு சிக்கலாகி விடும்.

காந்தப்புலமும் மின்புலமும் ஒன்றையென்று பாதிக்கின்றன. ஆகவே மின்ஏற்றம் காந்தப்புலங்கள் இல்லாவிட்டாலும் அவை இரண்டும் ‘இணையும் தன்மை ‘ என்ற ஒரு தத்துவம் இருக்கலாம் என எதிர் பார்த்திருக்கலாம். இது ஒரு விசித்திரமான சிந்தனை நகர்வு.

முதலாவது சமன்பாடு வெளியில் (மின்ஏற்றம்) இல்லை. இரண்டாவதும் காந்தம் தனியொரு துருவமாக பரிக்கமுடியாதது என்பதை சமன்பாடுகளில் கூறுவது. மூன்றாவது சமன்பாடு முப்பரிமாணத்தில் பரடேயின் விதியை கூறுகிறது. அதாவது மாறும் காந்தப்புலங்கள் எப்படி மின்புலங்களை உண்டாக்குகிறது என்பது. 4 வது சமன்பாடு மூன்றாவதன் மறுதலை. இதாவது மாறும் மின்புலங்கள் அதற்குப் பரிவாக காந்தப்புலங்களை மாற்றுகிறது என்பதாகும்.

காந்தப்புலங்கள்தான் (B=0) பூச்சியம் என்கிறாரே அப்போ B (dB/dT) மட்டும் இருக்குமா ? இருக்கலாம். m0 e0 ஆகிய இரு மாறிலிகளும் வெளிக்குண்டான di electric and Permeabilty constants. இவை முன்கூறிய படி விசைச் சமன்பாடுகளால் பரிசோதனைகளின் மூலம் ஏற்கனவே நிறுவப்பட்டவை உ.ம் F= e0Q1Q2/D2, இத்தியாதி.

உண்மையில் இந்த எளிமையாக்கல் மாக்ச்வெலின் அழகியல் தன்மையின் வெளிப்பாடு. கடைசிச் சமன்பாட்டில் ஒரு ஆச்சர்யமான முடிவு கிடந்தது. E B ஆகிய மின்-காந்தப் புலங்களான காவிகள், இயல்பாகச் செங்குத்தாக ‘மாறிமாறி ‘ வெட்டவெளியூடே சம்பிரதாயமான அலையாகப் பரம்புகிறது. (E B இரண்டுமே வெக்டர் எனப்படும் காவிகள். திசைகள் காவிகளின் முக்கிய உடமை) அலையானது E B ஆகிய இரு புலங்களுக்குமே செங்குத்தான மூன்றாவது பரிமாணத்தில் முன்னேறுகிறது. அதாவது வெளியில் எந்த மின்ஏற்றமோ காந்த வலயமோ இல்லாவிடினும், வரும் அலைகளின் ‘நேரத்துடன் மாறும் பண்பு ‘ அவற்றை வெளியூடாகக் கடத்துகிறது. இதிலிருந்து 1/(m0e0)1/2 கணக்குப் பார்த்தால் அதுவே அலை முன்செலுத்தப்படும் வேகம். ஏனெனில் ஒலியலைகள் நீரலைகள் போன்றவற்றின் கிளாசிக்கல் அலை சமன்பாடு இந்த நாலாவதாகும். இதில் ஆச்சர்யம் இதைக் கணக்குப்பார்த்ததில் இந்த வேகம் ஒளியின் வேகமே எனத் தெரிந்தது.ஆகவே ஒளி மின்காந்த அலைக் (Electromagnetic Wave) குடும்பத்தைச் சேர்ந்த ஒரு பிரத்தியேக அலை வடிவமே என மாக்ச்வெல் கூறினார். அவருடைய காலத்தில் வானியல் ரீதியாக கணிக்கப் பட்ட ஒளிவேகம் மாக்ச்வெலின் கணிப்புடன் மிக நெருக்கமாக ஒத்திருந்தது. ஆனால் இது புதிய ஒரு பிரச்சனையைக் கிளப்பியது.

இதைப் பற்றி முதலாவது கட்டுரையில் குறிப்பிட்டிருந்தேன். ஊடகம் (Medium) இல்லாமல் அலை பரம்ப முடியாது என்ற கருத்து விரவியிருந்த காலம். முந்தைய கட்டுரையில் நீர்ப் பரப்பில் அலைப் பரம்பல் முறையை விளக்கியிருந்தேன். அங்கு ஊடகம் பற்றிக் குறிப்பிட்டது உங்களுக்குத் தெரிந்ததே. இந்தக் கேள்விக்கு மாக்ச்வெல்: வெளிக்கு மின்காந்த உடமையான m0 e0 ஆகியவை உண்டு. இவற்றில் ஏற்படும் பரிவான மாற்றங்கள் அதிர்வாக அலைகளைக் கடத்தலாம். என்றவாறு கூறினார். இதையே ஊடகம் என்று வைத்துக்கொள்ளலாம் என்ற விஷயம் உடனடியாக ஏற்றுக் கொள்ளப் படவில்லை. மனத்தயக்கத்தில் பெளதீக உலகம், உடன்படிக்கை செய்தது. இப்போதைக்கு ஈதர் என்ற ஒரு கற்பனை ஊடகம் உண்டு என்பதாகப் பாவனை செய்வோம் என்ற ஏற்பாடு ஏற்றுக் கொள்ளப் பட்டது.

நன்றி கடன்::

அம்பு அறிவியல் சஞ்சிகையில் (1974) வெளியான எனது கட்டுரையின் விரிவாக்கிய மறு ஆக்கம். இந்த சஞ்சிகையை மிகுந்த பிரயாசத்துடன் மூன்று வருடம் நடாத்திய பொறுப்பாசிரியர் கதிர்காமநாதன். கல்முனை சஹிராக் கல்லுாரி வெளியீடாக வந்தது. தற்பொழுது கனடாவில் வதியும் இவருக்கு நன்றி. ஊற்று அம்பு அறிவொளி ஆகிய அறிவியல் சஞ்சிகைகள் 70 களில் இலங்கையில் வெளியாகின.

யூரேக்கா1 2 ஆகியவற்றில் கலீலியோ வாக்கு மூலம், கெடகியூல் கூற்று, மற்றும் பரடேயின் கூற்று ஆகியவை பழைய தமிழ் புத்தகத்திலிருந்து பெறப் பட்டவை. இந் நுால் மொழிபெயர்ப்பாக விருக்கலாம். எழுத்தாளர் தி.ஐானகிராமனது என ஞாபகம். இவருடைய இன்னொரு பெயர்ப்பு நுால் சுற்றுச் சூழல் பற்றிய முன்னோடியான நுால் ‘The Silent Spring ‘

Pictures 1,2,3 Credits: Dr John W Belcher, Massachusetts Institute of Technology pages ‘ Teaching Electro Magnetism using advanced Technologies ‘

Pictures of Newton, Faraday, Maxwell courtsey of Dr Jeff Biggus in his ‘History of Electromagnetism ‘

Series Navigation

சி குமாரபாரதி