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
ഇലക്‌ട്രോണ്‍ വിഭംഗനം
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
Mksol (സംവാദം | സംഭാവനകള്) (പുതിയ താള്‍: == ഇലക്‌ട്രോണ്‍ വിഭംഗനം == == Electron Diffraction == [[ചിത്രം:Vol4p339_Electron Diffraction.jpg|thumb|ഇലക്...) |
Mksol (സംവാദം | സംഭാവനകള്) (→Electron Diffraction) |
||
| വരി 1: | വരി 1: | ||
== ഇലക്‌ട്രോണ്‍ വിഭംഗനം == | == ഇലക്‌ട്രോണ്‍ വിഭംഗനം == | ||
== Electron Diffraction == | == Electron Diffraction == | ||
| - | [[ചിത്രം:Vol4p339_Electron Diffraction.jpg|thumb|ഇലക്‌ട്രോണ്‍ വിഭംഗനംമൂലമുള്ള ഒറ്റ | + | [[ചിത്രം:Vol4p339_Electron Diffraction.jpg|thumb|ഇലക്‌ട്രോണ്‍ വിഭംഗനംമൂലമുള്ള ഒറ്റ ക്രിസ്റ്റല്‍ പ്രേഷണമാതൃക]] |
| - | അണുവിന്റെ സൂക്ഷ്‌മഘടകമായ ഇലക്‌ട്രോണ്‍ ഒരു | + | അണുവിന്റെ സൂക്ഷ്‌മഘടകമായ ഇലക്‌ട്രോണ്‍ ഒരു മാധ്യമത്തില്‍നിന്ന്‌ മറ്റൊന്നിലേക്കു പ്രവേശിക്കുമ്പോള്‍, അതിന്റെ സഞ്ചാരപഥത്തിലുണ്ടാകുന്ന വിചലനം. വിഭംഗനപ്രതിഭാസം തരംഗങ്ങളുടെ അഭിലക്ഷണീയസ്വഭാവമാണ്‌. ദെ ബ്രായിയുടെ സിദ്ധാന്തമനുസരിച്ച്‌ പദാര്‍ഥകണികകളോടനുബന്ധിച്ച്‌ അവയുടെ ദ്രവ്യതരംഗങ്ങള്‍ ഉണ്ടായിരിക്കും. ഇവയുടെ തരംഗദൈര്‍ഘ്യം എന്നത്‌, എന്ന സമവാക്യത്തിലൂടെ സൂചിപ്പിക്കാം. ഇവിടെ വ പ്ലാങ്ക്‌ സ്ഥിരാങ്കവും ാ കണികകളുടെ ദ്രവ്യമാനവും ്‌ അതിന്റെ പ്രവേഗവുമാണ്‌. ഇലക്‌ട്രോണുകള്‍ക്ക്‌ പ്രവേഗം കൈവരുത്താനുള്ള ഒരു വഴി അവയെ ഒരു വൈദ്യുതപൊട്ടന്‍ഷ്യല്‍ ഉപയോഗിച്ചു ത്വരിപ്പിക്കുക എന്നതാണ്‌. ഢ വോള്‍ട്ടത പ്രയോഗിച്ചു ത്വരിപ്പിക്കപ്പെട്ട ഇലക്‌ട്രോണുകളുടെ തരംഗദൈര്‍ഘ്യം ള്ള ആയിരിക്കും. (വളരെ ഉയര്‍ന്ന വോള്‍ട്ടതയില്‍ ഈ സമവാക്യത്തിന്‌ ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തമനുസരിച്ചുള്ള ഒരു സംശോധനം-correction-കൂടി ആവശ്യമായിരിക്കും.) ഇതനുസരിച്ച്‌ 150 V ഉപയോഗിച്ചു ത്വരിപ്പിച്ച ഇലക്‌ട്രോണുകളുടെ ദൈര്‍ഘ്യം 1 Å ആണ്‌. ഇത്‌ എക്‌സ്‌-റേ തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തിന്റെ അതേ മേഖലയിലായിരിക്കും. ഒരു ക്രിസ്റ്റലിലെ അണുക്കള്‍ തമ്മിലുള്ള ദൂരങ്ങളും ഇതേ തോതിലാകയാല്‍ എക്‌സ്‌-റേ എന്നപോലെ ഇലക്‌ട്രോണുകളെയും ക്രിസ്റ്റലുകളെക്കൊണ്ടു വിഭംഗനപ്പെടുത്തുവാന്‍ കഴിയും. |
| - | 1927- | + | 1927-ല് ഡേവിസണ്‍, ജെര്‍മര്‍ എന്നീ യു.എസ്‌. ശാസ്‌ത്രജ്ഞരാണ്‌ ആദ്യമായി ഇലക്‌ട്രോണ്‍ വിഭംഗനം നിരീക്ഷിച്ചത്‌. ഒരു നിക്കല്‍ക്രിസ്റ്റലിന്റെ ഉപരിതലത്തില്‍നിന്നു പ്രകീര്‍ണിതമാകുന്ന ഇലക്‌ട്രോണുകള്‍ വിഭംഗനപ്രഭാവം പ്രദര്‍ശിപ്പിക്കുന്നതായി അവര്‍ കണ്ടെത്തി. 1928-ല് ജി.പി. തോംസണ്‍ 10 മുതല്‍ 50 വരെ കിലോവാട്ടുള്ള ഉന്നതോര്‍ജ-ഇലക്‌ട്രോണുകളെ വളരെ നേര്‍ത്തലോഹത്തകിടുകള്‍ ഉപയോഗിച്ചും, 1929-ല് ജര്‍മനിയില്‍ റപ്പ്‌ എന്ന ശാസ്‌ത്രജ്ഞന്‍ 150 മുതല്‍ 300 വരെ വോള്‍ട്ട്‌ ത്വരിപ്പിച്ച താണപ്രവേഗമുള്ള ഇലക്‌ട്രോണുകളെ സെന്റിമീറ്ററിന്‌ 1,300 രേഖകളുള്ള ഒരു രേഖിത ഗ്രറ്റിങ്‌ ഉപയോഗിച്ചും വിഭംഗനപ്പെടുത്തി. ഈ പരീക്ഷണങ്ങളെല്ലാം ദെ ബ്രായ്‌ സിദ്ധാന്തത്തിനു പിന്തുണ നല്‌കുന്നവയായിരുന്നു. ഇന്ന്‌ ഇലക്‌ട്രോണ്‍ വിഭംഗനം പല തരത്തിലുള്ള ഗവേഷണപ്രവര്‍ത്തനങ്ങളിലും ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു. |
| - | താണ | + | താണ ഊര്‍ജത്തില്‍ ഉള്ള ഇലക്‌ട്രോണ്‍ വിഭംഗനം (Low Energy Electron Diffraction:LEED) ഒറ്റ ക്രിസ്റ്റല്‍ പ്രതലങ്ങളുടെ അണുസംവിധാനത്തിന്റെ പഠനത്തിനായി ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു. ഈ പരീക്ഷണങ്ങളില്‍ 5 മുതല്‍ 500 വരെ ല് ഏകാത്മകോര്‍ജമുള്ള ഇലക്‌ട്രോണുകളെ ക്രിസ്റ്റല്‍ പ്രതലങ്ങളില്‍ നിന്നു പ്രകീര്‍ണപ്പെടുത്തിയശേഷം 5 കിലോവാട്ട്‌ പൊട്ടന്‍ഷ്യല്‍ ഉപയോഗിച്ച്‌ ത്വരിപ്പിച്ച്‌ ഒരു ഫ്‌ളൂറസന്റ്‌ സ്‌ക്രീനില്‍ വീഴ്‌ത്തുന്നു. ഇതിന്റെ പാറ്റേണ്‍ നിരീക്ഷിക്കുകയോ ഫോട്ടോ എടുക്കുകയോ ആകാം. അണുക്കളുടെ രണ്ടോ മൂന്നോ അടുക്കുകളില്‍ മാത്രമേ ഇലക്‌ട്രോണ്‍ തുളഞ്ഞുകയറുന്നുള്ളൂ എന്നതുകൊണ്ട്‌ ഉപരിതലത്തിലെ അണുസംവിധാനത്തെക്കുറിച്ചു പഠിക്കാന്‍ ഇത്‌ സഹായകമാണ്‌. ഉപരിതലത്തിന്റെ ദ്വിമാന അണുസംവിധാനം ക്രിസ്റ്റലിനകത്തെ സമാന്തരതലത്തിലെ സംവിധാനത്തില്‍ നിന്നു വ്യത്യസ്‌തവും കൂടുതല്‍ സങ്കീര്‍ണവും ആണെന്ന്‌ ഇപ്രകാരമുള്ള പഠനങ്ങള്‍ കാണിച്ചിട്ടുണ്ട്‌. |
| - | + | വാതകങ്ങളില്‍നിന്നും ദ്രാവകങ്ങളില്‍നിന്നും ഉള്ള ഇലക്‌ട്രോണ്‍ വിഭംഗനവും ഗവേഷണവിധേയമായിട്ടുണ്ട്‌. ഖരവസ്‌തുവിലേതുപോലുള്ള സ്ഥിരമായ അണുസംവിധാനം ഇവയ്‌ക്കില്ല. ഏകാണുവാതകങ്ങളില്‍ (monoatomic gases) നടത്തിയ പഠനങ്ങളില്‍ നിന്ന് അണുകേന്ദ്രത്തില്‍ നിന്നുള്ള ദൂരമനുസരിച്ച്‌ ഇലക്‌ട്രോണ്‍ ചാര്‍ജിന്റെ സാന്ദ്രത കണ്ടുപിടിക്കാന്‍ കഴിയും. ബഹു-അണുകതന്മാത്രകളടങ്ങിയ വാതകങ്ങളില്‍ പഠനം നടത്തി അണുക്കള്‍ തമ്മിലുള്ള ദൂരം, അവയുടെ ശരാശരി കമ്പന-ആയാമം എന്നിവ മനസ്സിലാക്കുന്നു. | |
(ഡോ. സി.പി. ഗിരിജാവല്ലഭന്‍; സ.പ.) | (ഡോ. സി.പി. ഗിരിജാവല്ലഭന്‍; സ.പ.) | ||
Current revision as of 09:33, 11 സെപ്റ്റംബര്‍ 2014
ഇലക്‌ട്രോണ്‍ വിഭംഗനം
Electron Diffraction
അണുവിന്റെ സൂക്ഷ്‌മഘടകമായ ഇലക്‌ട്രോണ്‍ ഒരു മാധ്യമത്തില്‍നിന്ന്‌ മറ്റൊന്നിലേക്കു പ്രവേശിക്കുമ്പോള്‍, അതിന്റെ സഞ്ചാരപഥത്തിലുണ്ടാകുന്ന വിചലനം. വിഭംഗനപ്രതിഭാസം തരംഗങ്ങളുടെ അഭിലക്ഷണീയസ്വഭാവമാണ്‌. ദെ ബ്രായിയുടെ സിദ്ധാന്തമനുസരിച്ച്‌ പദാര്‍ഥകണികകളോടനുബന്ധിച്ച്‌ അവയുടെ ദ്രവ്യതരംഗങ്ങള്‍ ഉണ്ടായിരിക്കും. ഇവയുടെ തരംഗദൈര്‍ഘ്യം എന്നത്‌, എന്ന സമവാക്യത്തിലൂടെ സൂചിപ്പിക്കാം. ഇവിടെ വ പ്ലാങ്ക്‌ സ്ഥിരാങ്കവും ാ കണികകളുടെ ദ്രവ്യമാനവും ്‌ അതിന്റെ പ്രവേഗവുമാണ്‌. ഇലക്‌ട്രോണുകള്‍ക്ക്‌ പ്രവേഗം കൈവരുത്താനുള്ള ഒരു വഴി അവയെ ഒരു വൈദ്യുതപൊട്ടന്‍ഷ്യല്‍ ഉപയോഗിച്ചു ത്വരിപ്പിക്കുക എന്നതാണ്‌. ഢ വോള്‍ട്ടത പ്രയോഗിച്ചു ത്വരിപ്പിക്കപ്പെട്ട ഇലക്‌ട്രോണുകളുടെ തരംഗദൈര്‍ഘ്യം ള്ള ആയിരിക്കും. (വളരെ ഉയര്‍ന്ന വോള്‍ട്ടതയില്‍ ഈ സമവാക്യത്തിന്‌ ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തമനുസരിച്ചുള്ള ഒരു സംശോധനം-correction-കൂടി ആവശ്യമായിരിക്കും.) ഇതനുസരിച്ച്‌ 150 V ഉപയോഗിച്ചു ത്വരിപ്പിച്ച ഇലക്‌ട്രോണുകളുടെ ദൈര്‍ഘ്യം 1 Å ആണ്‌. ഇത്‌ എക്‌സ്‌-റേ തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തിന്റെ അതേ മേഖലയിലായിരിക്കും. ഒരു ക്രിസ്റ്റലിലെ അണുക്കള്‍ തമ്മിലുള്ള ദൂരങ്ങളും ഇതേ തോതിലാകയാല്‍ എക്‌സ്‌-റേ എന്നപോലെ ഇലക്‌ട്രോണുകളെയും ക്രിസ്റ്റലുകളെക്കൊണ്ടു വിഭംഗനപ്പെടുത്തുവാന്‍ കഴിയും. 1927-ല് ഡേവിസണ്‍, ജെര്‍മര്‍ എന്നീ യു.എസ്‌. ശാസ്‌ത്രജ്ഞരാണ്‌ ആദ്യമായി ഇലക്‌ട്രോണ്‍ വിഭംഗനം നിരീക്ഷിച്ചത്‌. ഒരു നിക്കല്‍ക്രിസ്റ്റലിന്റെ ഉപരിതലത്തില്‍നിന്നു പ്രകീര്‍ണിതമാകുന്ന ഇലക്‌ട്രോണുകള്‍ വിഭംഗനപ്രഭാവം പ്രദര്‍ശിപ്പിക്കുന്നതായി അവര്‍ കണ്ടെത്തി. 1928-ല് ജി.പി. തോംസണ്‍ 10 മുതല്‍ 50 വരെ കിലോവാട്ടുള്ള ഉന്നതോര്‍ജ-ഇലക്‌ട്രോണുകളെ വളരെ നേര്‍ത്തലോഹത്തകിടുകള്‍ ഉപയോഗിച്ചും, 1929-ല് ജര്‍മനിയില്‍ റപ്പ്‌ എന്ന ശാസ്‌ത്രജ്ഞന്‍ 150 മുതല്‍ 300 വരെ വോള്‍ട്ട്‌ ത്വരിപ്പിച്ച താണപ്രവേഗമുള്ള ഇലക്‌ട്രോണുകളെ സെന്റിമീറ്ററിന്‌ 1,300 രേഖകളുള്ള ഒരു രേഖിത ഗ്രറ്റിങ്‌ ഉപയോഗിച്ചും വിഭംഗനപ്പെടുത്തി. ഈ പരീക്ഷണങ്ങളെല്ലാം ദെ ബ്രായ്‌ സിദ്ധാന്തത്തിനു പിന്തുണ നല്‌കുന്നവയായിരുന്നു. ഇന്ന്‌ ഇലക്‌ട്രോണ്‍ വിഭംഗനം പല തരത്തിലുള്ള ഗവേഷണപ്രവര്‍ത്തനങ്ങളിലും ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു.
താണ ഊര്‍ജത്തില്‍ ഉള്ള ഇലക്‌ട്രോണ്‍ വിഭംഗനം (Low Energy Electron Diffraction:LEED) ഒറ്റ ക്രിസ്റ്റല്‍ പ്രതലങ്ങളുടെ അണുസംവിധാനത്തിന്റെ പഠനത്തിനായി ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു. ഈ പരീക്ഷണങ്ങളില്‍ 5 മുതല്‍ 500 വരെ ല് ഏകാത്മകോര്‍ജമുള്ള ഇലക്‌ട്രോണുകളെ ക്രിസ്റ്റല്‍ പ്രതലങ്ങളില്‍ നിന്നു പ്രകീര്‍ണപ്പെടുത്തിയശേഷം 5 കിലോവാട്ട്‌ പൊട്ടന്‍ഷ്യല്‍ ഉപയോഗിച്ച്‌ ത്വരിപ്പിച്ച്‌ ഒരു ഫ്‌ളൂറസന്റ്‌ സ്‌ക്രീനില്‍ വീഴ്‌ത്തുന്നു. ഇതിന്റെ പാറ്റേണ്‍ നിരീക്ഷിക്കുകയോ ഫോട്ടോ എടുക്കുകയോ ആകാം. അണുക്കളുടെ രണ്ടോ മൂന്നോ അടുക്കുകളില്‍ മാത്രമേ ഇലക്‌ട്രോണ്‍ തുളഞ്ഞുകയറുന്നുള്ളൂ എന്നതുകൊണ്ട്‌ ഉപരിതലത്തിലെ അണുസംവിധാനത്തെക്കുറിച്ചു പഠിക്കാന്‍ ഇത്‌ സഹായകമാണ്‌. ഉപരിതലത്തിന്റെ ദ്വിമാന അണുസംവിധാനം ക്രിസ്റ്റലിനകത്തെ സമാന്തരതലത്തിലെ സംവിധാനത്തില്‍ നിന്നു വ്യത്യസ്‌തവും കൂടുതല്‍ സങ്കീര്‍ണവും ആണെന്ന്‌ ഇപ്രകാരമുള്ള പഠനങ്ങള്‍ കാണിച്ചിട്ടുണ്ട്‌.
വാതകങ്ങളില്‍നിന്നും ദ്രാവകങ്ങളില്‍നിന്നും ഉള്ള ഇലക്‌ട്രോണ്‍ വിഭംഗനവും ഗവേഷണവിധേയമായിട്ടുണ്ട്‌. ഖരവസ്‌തുവിലേതുപോലുള്ള സ്ഥിരമായ അണുസംവിധാനം ഇവയ്‌ക്കില്ല. ഏകാണുവാതകങ്ങളില്‍ (monoatomic gases) നടത്തിയ പഠനങ്ങളില്‍ നിന്ന് അണുകേന്ദ്രത്തില്‍ നിന്നുള്ള ദൂരമനുസരിച്ച്‌ ഇലക്‌ട്രോണ്‍ ചാര്‍ജിന്റെ സാന്ദ്രത കണ്ടുപിടിക്കാന്‍ കഴിയും. ബഹു-അണുകതന്മാത്രകളടങ്ങിയ വാതകങ്ങളില്‍ പഠനം നടത്തി അണുക്കള്‍ തമ്മിലുള്ള ദൂരം, അവയുടെ ശരാശരി കമ്പന-ആയാമം എന്നിവ മനസ്സിലാക്കുന്നു.
(ഡോ. സി.പി. ഗിരിജാവല്ലഭന്‍; സ.പ.)
