This site is not complete. The work to converting the volumes of സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം is on progress. Please bear with us
Please contact webmastersiep@yahoo.com for any queries regarding this website.
Reading Problems? see Enabling Malayalam
താപായണിക ഉത്സര്‍ജനം
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
(→താപായണിക ഉത് സര്‍ജനം) |
|||
| (ഇടക്കുള്ള ഒരു പതിപ്പിലെ മാറ്റം ഇവിടെ കാണിക്കുന്നില്ല.) | |||
| വരി 8: | വരി 8: | ||
ഒരു ലോഹ പദാര്‍ഥം ചൂടാക്കുമ്പോള്‍ അതിലെ ചില ഇലക് ട്രോണുകള്‍ പ്രതലം വിട്ട് സമീപസ്ഥലത്തേക്കു പലായനം ചെയ്യാനുള്ള പ്രവേഗം ആര്‍ജിക്കുന്നു. പ്രതലത്തില്‍ നിന്നുള്ള ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ബാഷ്പീകരണമായി ഇതിനെ കണക്കാക്കാം. ഇതിനാവശ്യമായ താപനില ലോഹത്തിന്റെ പ്രവൃത്തി ഫലനത്തെ (work function) ആശ്രയിച്ചിരിക്കും. ഇലക്ട്രോണിനെ ഖരപദാര്‍ഥത്തിലേക്കു പിടിച്ചുനിര്‍ത്തുന്ന ആകര്‍ഷണബലത്തെ (electrostatic image force) അതിജീവിക്കാനാവശ്യമായ ഊര്‍ജത്തെയാണ് ഇത് പ്രതിനിധാനം ചെയ്യുന്നത്. ശക്തിയായ ഇലക്ട്രോണ്‍ ത്വരണ വിദ്യുത്ബലം പ്രയോഗിച്ച് ഈ ഇമേജ് ബലത്തെ കുറച്ചുകൊണ്ട് ഇലക്ട്രോണ്‍ ഉത്സര്‍ജനം വര്‍ധിപ്പിക്കാന്‍ കഴിയും. 1914-ല്‍ ജര്‍മന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞനായ വാല്‍ട്ടര്‍ ഷോട്കി കണ്ടുപിടിച്ചതിനാല്‍ ഷോട്കി പ്രഭാവം (Schottky effect) എന്ന് ഇതറിയപ്പെടുന്നു. | ഒരു ലോഹ പദാര്‍ഥം ചൂടാക്കുമ്പോള്‍ അതിലെ ചില ഇലക് ട്രോണുകള്‍ പ്രതലം വിട്ട് സമീപസ്ഥലത്തേക്കു പലായനം ചെയ്യാനുള്ള പ്രവേഗം ആര്‍ജിക്കുന്നു. പ്രതലത്തില്‍ നിന്നുള്ള ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ബാഷ്പീകരണമായി ഇതിനെ കണക്കാക്കാം. ഇതിനാവശ്യമായ താപനില ലോഹത്തിന്റെ പ്രവൃത്തി ഫലനത്തെ (work function) ആശ്രയിച്ചിരിക്കും. ഇലക്ട്രോണിനെ ഖരപദാര്‍ഥത്തിലേക്കു പിടിച്ചുനിര്‍ത്തുന്ന ആകര്‍ഷണബലത്തെ (electrostatic image force) അതിജീവിക്കാനാവശ്യമായ ഊര്‍ജത്തെയാണ് ഇത് പ്രതിനിധാനം ചെയ്യുന്നത്. ശക്തിയായ ഇലക്ട്രോണ്‍ ത്വരണ വിദ്യുത്ബലം പ്രയോഗിച്ച് ഈ ഇമേജ് ബലത്തെ കുറച്ചുകൊണ്ട് ഇലക്ട്രോണ്‍ ഉത്സര്‍ജനം വര്‍ധിപ്പിക്കാന്‍ കഴിയും. 1914-ല്‍ ജര്‍മന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞനായ വാല്‍ട്ടര്‍ ഷോട്കി കണ്ടുപിടിച്ചതിനാല്‍ ഷോട്കി പ്രഭാവം (Schottky effect) എന്ന് ഇതറിയപ്പെടുന്നു. | ||
| - | പദാര്‍ഥത്തിന്റെ താപനില ഉയര്‍ത്തുന്നതിന് ആനുപാതിക മായി ഇലക്ട്രോണ്‍ ഉത്സര്‍ജനത്തിലും ഗണ്യമായ വര്‍ധനവുണ്ടാകുന്നു. ചുറ്റുമുള്ള വാതകത്തെ ആശ്രയിച്ചും ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ബാഷ്പീകരണനിരക്ക് വ്യത്യാസപ്പെടാം. എന്നാല്‍ ഉന്നതമായ അളവില്‍ നിര്‍വാതമാക്കപ്പെട്ട അന്തരീക്ഷത്തില്‍ & | + | പദാര്‍ഥത്തിന്റെ താപനില ഉയര്‍ത്തുന്നതിന് ആനുപാതിക മായി ഇലക്ട്രോണ്‍ ഉത്സര്‍ജനത്തിലും ഗണ്യമായ വര്‍ധനവുണ്ടാകുന്നു. ചുറ്റുമുള്ള വാതകത്തെ ആശ്രയിച്ചും ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ബാഷ്പീകരണനിരക്ക് വ്യത്യാസപ്പെടാം. എന്നാല്‍ ഉന്നതമായ അളവില്‍ നിര്‍വാതമാക്കപ്പെട്ട അന്തരീക്ഷത്തില്‍ η = AT<sup>2</sup> exp(-b/T ) എന്ന സമീകരണം വഴി ഈ നിരക്ക് ഏറെക്കുറെ കൃത്യമായി കണക്കാക്കാം എന്ന് ഒ.ഡബ്ള്യു. റിച്ചാര്‍ഡ്സന്‍ കണ്ടെത്തി. |
| - | + | ഇവിടെ | |
| - | + | η = ഒരു സെക്കന്‍ഡില്‍ പ്രതലത്തിലെ ഒരു ച.സെ.മീ.ല്‍ നിന്ന് ഉത്സര്‍ജിക്കപ്പെടുന്ന ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണം. | |
| - | + | T = കേവല താപനില (അയീഹൌലേ ലാുേലൃമൌൃല) | |
| - | + | A & b = പദാര്‍ഥത്തെ ആശ്രയിച്ചുള്ള സ്ഥിരാങ്കങ്ങള്‍. | |
| - | താപായണിക ഉത്സര്‍ജനം കൂട്ടാനായി ചില ലോഹങ്ങളുടെ പ്രതലത്തില്‍ വിദ്യുത് ധനലോഹത്തിന്റെ ( | + | താപായണിക ഉത്സര്‍ജനം കൂട്ടാനായി ചില ലോഹങ്ങളുടെ പ്രതലത്തില്‍ വിദ്യുത് ധനലോഹത്തിന്റെ (electro positive metal) ഒരു അറ്റോമിക സ്തരം നിക്ഷേപിക്കാറുണ്ട്. ടങ്സ്റ്റന്‍, ടാന്റലം എന്നിങ്ങനെയുള്ള ഉച്ചതാപസഹങ്ങളായ ലോഹങ്ങളുടെ പ്രതലത്തില്‍ ലേപനം ചെയ്യാറുള്ള വിദ്യുത് ധനലോഹങ്ങളാണ് സീഷിയം, ബേരിയം, ലാന്തെനം, തോറിയം എന്നിവ. ഇവയുടെ അധിശോഷിത അണുക്കള്‍ (adsorbed atoms) ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് ഇമേജ് ബലത്തെ ലഘൂകരിക്കാനുതകുന്നു. ഇലക്ട്രോണ്‍ ഉപകരണങ്ങളിലെ കാഥോഡുകളായി ഇത്തരം സംയുക്തപ്രതലങ്ങള്‍ പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നു. തോറിയേറ്റഡ് ടങ്സ്റ്റന്‍ കാഥോഡ് ഇതിനുദാഹരണമാണ്. നിക്കല്‍ ബേസിന്റെ പുറത്ത് ബേരിയം, സ്റ്റ്രോണ്‍ഷിയം, കാല്‍സിയം എന്നീ ഓക്സൈഡുകളുടെ ചെറിയ ക്രിസ്റ്റലൈറ്റുകളുടെ ഖരലായനി ലേപനം ചെയ്ത കാഥോഡ് (oxide coated cathode) ആണ് ഏറ്റവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്ന താപായണിക ഉത്സര്‍ജകം. 800<sup>º</sup>C ചൂടാക്കുമ്പോള്‍ ഈ കാഥോഡ് 0.5 ആംപിയര്‍/സെ.മീ.<sup>2</sup> കറന്റ് ഡെന്‍സിറ്റിയുള്ള താപായണിക ഉത്സര്‍ജനം നടത്തുന്നതായി തെളിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്. |
താപായണിക വാല്‍വുകളുടെ നിര്‍മിതിക്കും തദ്വാരാ വയര്‍ലെസ് സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്കും വഴിതെളിച്ചത് താപായണിക ഉത്സര്‍ജനം എന്ന പ്രഭാവത്തിന്റെ കണ്ടുപിടിത്തമാണ്. | താപായണിക വാല്‍വുകളുടെ നിര്‍മിതിക്കും തദ്വാരാ വയര്‍ലെസ് സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്കും വഴിതെളിച്ചത് താപായണിക ഉത്സര്‍ജനം എന്ന പ്രഭാവത്തിന്റെ കണ്ടുപിടിത്തമാണ്. | ||
Current revision as of 08:56, 28 ജൂണ്‍ 2008
താപായണിക ഉത് സര്‍ജനം
Thermionic emission
താപനില ഉയര്‍ത്തുമ്പോള്‍ വസ്തുക്കളില്‍ നിന്നുള്ള ഇലക്ട്രോണുകളുടെ നിര്‍ഗമനം. ചൂടാക്കപ്പെടുന്ന പദാര്‍ഥം സാധാരണമായി ഉച്ചതാപസഹമായ ഒരു ലോഹ ഫിലമെന്റ് ആയിരിക്കും. ഇലക്ട്രോണികത്തില്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന താപായണിക വാല്‍വുകള്‍ (thermionic valves) ഈ പ്രഭാവം അടിസ്ഥാനമാക്കി നിര്‍മിക്കുന്നവയാണ്. ചിലയിനം ഓക്സൈഡുകള്‍ ലേപനം ചെയ്ത് ഫിലമെന്റില്‍ നിന്നുള്ള താപായണിക ഉത്സര്‍ജനം വര്‍ധിപ്പിക്കാന്‍ കഴിയും.
1883-ല്‍ തോമസ് എഡിസനാണ് താപായണിക ഉത്സര്‍ജനം ആദ്യമായി നിരീക്ഷിച്ചത്. നിര്‍വാതമാക്കിയ കാര്‍ബണ്‍ ഫിലമെന്റ് ദീപങ്ങളാണ് ഇതിനായി അദ്ദേഹം തിരഞ്ഞെടുത്തത്. ഈ കണ്ടുപിടിത്തം ഉപയോഗപ്പെടുത്തി 1904-ല്‍ ജെ.എ.ഫ്ളെമിങ് ആദ്യ ഇലക്ട്രോണ്‍ ട്യൂബ് നിര്‍മിച്ചു. പിന്നീട് റേഡിയോ, ടെലിവിഷന്‍ ട്യൂബുകളില്‍ ചൂടാക്കിയ ഖരവസ്തുക്കളില്‍ നിന്നുള്ള ഇലക്ട്രോണ്‍ ഉത്സര്‍ജനം വ്യാപകമായി ഉപയോഗപ്പെടുത്താനാരംഭിച്ചു.
ഒരു ലോഹ പദാര്‍ഥം ചൂടാക്കുമ്പോള്‍ അതിലെ ചില ഇലക് ട്രോണുകള്‍ പ്രതലം വിട്ട് സമീപസ്ഥലത്തേക്കു പലായനം ചെയ്യാനുള്ള പ്രവേഗം ആര്‍ജിക്കുന്നു. പ്രതലത്തില്‍ നിന്നുള്ള ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ബാഷ്പീകരണമായി ഇതിനെ കണക്കാക്കാം. ഇതിനാവശ്യമായ താപനില ലോഹത്തിന്റെ പ്രവൃത്തി ഫലനത്തെ (work function) ആശ്രയിച്ചിരിക്കും. ഇലക്ട്രോണിനെ ഖരപദാര്‍ഥത്തിലേക്കു പിടിച്ചുനിര്‍ത്തുന്ന ആകര്‍ഷണബലത്തെ (electrostatic image force) അതിജീവിക്കാനാവശ്യമായ ഊര്‍ജത്തെയാണ് ഇത് പ്രതിനിധാനം ചെയ്യുന്നത്. ശക്തിയായ ഇലക്ട്രോണ്‍ ത്വരണ വിദ്യുത്ബലം പ്രയോഗിച്ച് ഈ ഇമേജ് ബലത്തെ കുറച്ചുകൊണ്ട് ഇലക്ട്രോണ്‍ ഉത്സര്‍ജനം വര്‍ധിപ്പിക്കാന്‍ കഴിയും. 1914-ല്‍ ജര്‍മന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞനായ വാല്‍ട്ടര്‍ ഷോട്കി കണ്ടുപിടിച്ചതിനാല്‍ ഷോട്കി പ്രഭാവം (Schottky effect) എന്ന് ഇതറിയപ്പെടുന്നു.
പദാര്‍ഥത്തിന്റെ താപനില ഉയര്‍ത്തുന്നതിന് ആനുപാതിക മായി ഇലക്ട്രോണ്‍ ഉത്സര്‍ജനത്തിലും ഗണ്യമായ വര്‍ധനവുണ്ടാകുന്നു. ചുറ്റുമുള്ള വാതകത്തെ ആശ്രയിച്ചും ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ബാഷ്പീകരണനിരക്ക് വ്യത്യാസപ്പെടാം. എന്നാല്‍ ഉന്നതമായ അളവില്‍ നിര്‍വാതമാക്കപ്പെട്ട അന്തരീക്ഷത്തില്‍ η = AT2 exp(-b/T ) എന്ന സമീകരണം വഴി ഈ നിരക്ക് ഏറെക്കുറെ കൃത്യമായി കണക്കാക്കാം എന്ന് ഒ.ഡബ്ള്യു. റിച്ചാര്‍ഡ്സന്‍ കണ്ടെത്തി.
ഇവിടെ
η = ഒരു സെക്കന്‍ഡില്‍ പ്രതലത്തിലെ ഒരു ച.സെ.മീ.ല്‍ നിന്ന് ഉത്സര്‍ജിക്കപ്പെടുന്ന ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണം.
T = കേവല താപനില (അയീഹൌലേ ലാുേലൃമൌൃല)
A & b = പദാര്‍ഥത്തെ ആശ്രയിച്ചുള്ള സ്ഥിരാങ്കങ്ങള്‍.
താപായണിക ഉത്സര്‍ജനം കൂട്ടാനായി ചില ലോഹങ്ങളുടെ പ്രതലത്തില്‍ വിദ്യുത് ധനലോഹത്തിന്റെ (electro positive metal) ഒരു അറ്റോമിക സ്തരം നിക്ഷേപിക്കാറുണ്ട്. ടങ്സ്റ്റന്‍, ടാന്റലം എന്നിങ്ങനെയുള്ള ഉച്ചതാപസഹങ്ങളായ ലോഹങ്ങളുടെ പ്രതലത്തില്‍ ലേപനം ചെയ്യാറുള്ള വിദ്യുത് ധനലോഹങ്ങളാണ് സീഷിയം, ബേരിയം, ലാന്തെനം, തോറിയം എന്നിവ. ഇവയുടെ അധിശോഷിത അണുക്കള്‍ (adsorbed atoms) ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് ഇമേജ് ബലത്തെ ലഘൂകരിക്കാനുതകുന്നു. ഇലക്ട്രോണ്‍ ഉപകരണങ്ങളിലെ കാഥോഡുകളായി ഇത്തരം സംയുക്തപ്രതലങ്ങള്‍ പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നു. തോറിയേറ്റഡ് ടങ്സ്റ്റന്‍ കാഥോഡ് ഇതിനുദാഹരണമാണ്. നിക്കല്‍ ബേസിന്റെ പുറത്ത് ബേരിയം, സ്റ്റ്രോണ്‍ഷിയം, കാല്‍സിയം എന്നീ ഓക്സൈഡുകളുടെ ചെറിയ ക്രിസ്റ്റലൈറ്റുകളുടെ ഖരലായനി ലേപനം ചെയ്ത കാഥോഡ് (oxide coated cathode) ആണ് ഏറ്റവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്ന താപായണിക ഉത്സര്‍ജകം. 800ºC ചൂടാക്കുമ്പോള്‍ ഈ കാഥോഡ് 0.5 ആംപിയര്‍/സെ.മീ.2 കറന്റ് ഡെന്‍സിറ്റിയുള്ള താപായണിക ഉത്സര്‍ജനം നടത്തുന്നതായി തെളിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്.
താപായണിക വാല്‍വുകളുടെ നിര്‍മിതിക്കും തദ്വാരാ വയര്‍ലെസ് സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്കും വഴിതെളിച്ചത് താപായണിക ഉത്സര്‍ജനം എന്ന പ്രഭാവത്തിന്റെ കണ്ടുപിടിത്തമാണ്.
