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
ദ്രവ്യ തരംഗങ്ങള്‍
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
(New page: ദ്രവ്യ തരംഗങ്ങള്‍ ങമലൃേേ ംമ്ല ചലിക്കുന്ന ഏതൊരു ദ്രവ്യത്തോടും അനുബന...) |
|||
| വരി 1: | വരി 1: | ||
| - | ദ്രവ്യ തരംഗങ്ങള്‍ | + | =ദ്രവ്യ തരംഗങ്ങള്‍= |
| - | + | Matter waves | |
| - | ചലിക്കുന്ന ഏതൊരു ദ്രവ്യത്തോടും അനുബന്ധിച്ചുള്ള തരംഗങ്ങള്‍. ലൂയി ദ് ബ്രോയ് (1892-1987) എന്ന ഫ്രഞ്ച് | + | ചലിക്കുന്ന ഏതൊരു ദ്രവ്യത്തോടും അനുബന്ധിച്ചുള്ള തരംഗങ്ങള്‍. ലൂയി ദ് ബ്രോയ് (1892-1987) എന്ന ഫ്രഞ്ച് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനാണ് ദ്രവ്യതരംഗ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ഉപജ്ഞാതാവ്. ദ് ബ്രോയിയുടെ സമീകരണപ്രകാരം |
| - | + | ||
| - | ആണ്. | + | ആണ്. m= വസ്തുവിന്റെ ദ്രവ്യമാനം,v = അതിന്റെ പ്രവേഗം. പ്രവേഗം വളരെ കൂടുമ്പോള്‍ സമവാക്യം λ=h/pഎന്നാകും. p= വസ്തുവിന്റെ ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തം അനുസരിച്ചുള്ള സംവേഗം. |
| - | + | ഇലക്ട്രോണ്‍ പോലുള്ള അതിസൂക്ഷ്മ കണങ്ങള്‍ മുതല്‍ സ്ഥൂല വസ്തുക്കള്‍ വരെ ചലിക്കുന്ന എല്ലാ വസ്തുക്കളോടും അനുബന്ധിച്ച് ദ്രവ്യതരംഗങ്ങള്‍ പരിഗണിക്കാം. എങ്കിലും വസ്തുവിന്റെ ഭാരം കൂടുന്തോറും ദ് ബ്രോയ് തരംഗദൈര്‍ഘ്യം കുറയുന്നതിനാല്‍ സാധാരണ വലുപ്പമുള്ള വസ്തുക്കളുടെ ദ്രവ്യതരംഗത്തിന്റെ ദൈര്‍ഘ്യം അനുഭവവേദ്യമാകാത്തവിധം അതിഹ്രസ്വമാണ്. ഉദാഹരണമായി ഒരു സാധാരണ ഗോലിയുടെ ചലനത്തോടനുബന്ധിച്ചുള്ള തരംഗദൈര്‍ഘ്യം ഒരു ആറ്റത്തിന്റേതിനെ അപേക്ഷിച്ച് 10,000 കോടിയില്‍ ഒരംശത്തെക്കാള്‍ ചെറുതാണ്. ഇത്രയും ചെറിയ തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തിന്റെ സാന്നിധ്യം നേരിട്ടു മനസ്സിലാക്കത്തക്ക സംവിധാനം നിലവിലില്ല. | |
| - | + | പ്രകാശത്തിന് തരംഗമായി മാത്രമല്ല, കണമായും പെരുമാറാന്‍ കഴിയും എന്ന് ദ് ബ്രോയിയുടെ കാലത്ത് ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ കണ്ടെത്തിയിരുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, പ്രകാശവൈദ്യുത പ്രഭാവത്തിന് ഐന്‍ സ്റ്റൈന്‍ നല്കിയ വിശദീകരണം. എന്നാല്‍ ദ് ബ്രോയ് ഈ ആശയത്തിന്റെ മറുവശമാണ് തെളിയിച്ചത്. തരംഗത്തിന് കണത്തിന്റെ ഗുണങ്ങള്‍ പ്രദര്‍ശിപ്പിക്കാമെങ്കില്‍ കണത്തിന് തരംഗഗുണങ്ങളും ഉണ്ടാകാം എന്ന് ഇദ്ദേഹം സങ്കല്പിച്ചു. ഈ പരികല്പന, പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ 1927-ല്‍ ജി.പി. തോംസന്‍ തെളിയിക്കുകയും ചെയ്തു. ഒരു ഇലക്ട്രോണ്‍ പുഞ്ജം കനം കുറഞ്ഞ ഒരു സ്വര്‍ണത്തകിടിലൂടെ കടന്നുപോകുമ്പോഴുണ്ടാകുന്ന വിഭംഗന പ്രരൂപം (diffraction pattern) അദ്ദേഹം നിരീക്ഷിച്ചു. എക്സ് റേ ഉണ്ടാക്കുന്ന വിഭംഗന പ്രരൂപത്തോടു സദൃശമായിരുന്നു അത്. എല്‍. എച്ച്. ജര്‍മര്‍ (1896-1971), സി.ജെ. ഡേവിസ്സന്‍ (1881-1958) എന്നിവര്‍ നിക്കല്‍ ക്രിസ്റ്റലുകളുപയോഗിച്ചു നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെയും ഇലക്ട്രോണുകള്‍ തരംഗങ്ങളെപ്പോലെ വിഭംഗനം നടത്തുന്നതായി തെളിഞ്ഞു. അങ്ങനെ ദ് ബ്രോയിയുടെ ദ്രവ്യതരംഗ സിദ്ധാന്തം സ്ഥിരീകരിക്കപ്പെട്ടു. | |
| - | + | പ്രോട്ടോണുകള്‍, ന്യൂട്രോണുകള്‍, ആല്‍ഫാ കണങ്ങള്‍, പൂര്‍ണ ആറ്റങ്ങളും തന്മാത്രകളും എന്നിങ്ങനെ മറ്റു കണികകള്‍ക്കും തരംഗ ഗുണങ്ങളുണ്ടെന്ന് പിന്നീട് തെളിയിക്കപ്പെട്ടു. എല്ലായിടത്തും ദ് ബ്രോയ് ഫോര്‍മുല കൃത്യമായി യോജിക്കുകയും ചെയ്തു. ബോര്‍ ആറ്റം മാതൃകയെയും ദ് ബ്രോയ് സമീകരണം ശരിവയ്ക്കുന്നതായി കണ്ടെത്തി. ഒരു കണത്തെ ഒറ്റ തരംഗമായി കണക്കാക്കുന്നതിനു പകരം വ്യത്യസ്ത തരംഗദൈര്‍ഘ്യങ്ങളുള്ള തരംഗങ്ങളുടെ ഒരു സംഘാതം (wave packet) ആയിട്ടാണ് ഇപ്പോള്‍ പരിഗണിക്കുന്നത്. | |
| - | + | ദ് ബ്രോയിയുടെ ദ്രവ്യതരംഗ ആശയം പില്ക്കാലത്ത് ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തത്തിന് അടിത്തറ പാകി. ആസ്റ്റ്രിയന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞനായിരുന്ന ഇര്‍വിന്‍ ഷ്റോഡിങ്ഗര്‍ (1887-1961) ഈ ആശയത്തിന്മേലാണ് 'ക്വാണ്ടം തരംഗസിദ്ധാന്തം' (Quantum wave theory) എന്ന ശാഖതന്നെ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തത്. | |
| - | + | ദ്രവ്യത്തിന്റെ തരംഗ ഗുണങ്ങള്‍ ഉപയുക്തമാക്കുന്ന പല സന്ദര്‍ഭങ്ങളും നിത്യജീവിതത്തിലുണ്ട്. അതിസൂക്ഷ്മ വസ്തുക്കളുടെ വലുതാക്കിയ പ്രതിബിംബം കാണാനുപയോഗിക്കുന്ന സൂക്ഷ്മദര്‍ശിനിയായ ഇലക്ട്രോണ്‍ മൈക്രോസ്കോപ്പ് ഇതിന് ഉദാഹരണമാണ്. ഇതില്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോണുകളുടെ തരംഗദൈര്‍ഘ്യം പ്രകാശത്തിന്റെ തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തെക്കാള്‍ വളരെ ചെറുതാണ്. അതിനാലാണ് വിഭേദന ക്ഷമത (resolving power) കൂടിയതും വലുതുമായ പ്രതിബിംബം ലഭിക്കുന്നത്. ബാക്റ്റീരിയപോലുള്ള അതിസൂക്ഷ്മ ജീവികളെ വരെ നിരീക്ഷിക്കാന്‍ ഇത് സഹായിക്കുന്നു. | |
08:28, 7 മാര്‍ച്ച് 2009-നു നിലവിലുണ്ടായിരുന്ന രൂപം
ദ്രവ്യ തരംഗങ്ങള്‍
Matter waves
ചലിക്കുന്ന ഏതൊരു ദ്രവ്യത്തോടും അനുബന്ധിച്ചുള്ള തരംഗങ്ങള്‍. ലൂയി ദ് ബ്രോയ് (1892-1987) എന്ന ഫ്രഞ്ച് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനാണ് ദ്രവ്യതരംഗ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ഉപജ്ഞാതാവ്. ദ് ബ്രോയിയുടെ സമീകരണപ്രകാരം
ആണ്. m= വസ്തുവിന്റെ ദ്രവ്യമാനം,v = അതിന്റെ പ്രവേഗം. പ്രവേഗം വളരെ കൂടുമ്പോള്‍ സമവാക്യം λ=h/pഎന്നാകും. p= വസ്തുവിന്റെ ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തം അനുസരിച്ചുള്ള സംവേഗം.
ഇലക്ട്രോണ്‍ പോലുള്ള അതിസൂക്ഷ്മ കണങ്ങള്‍ മുതല്‍ സ്ഥൂല വസ്തുക്കള്‍ വരെ ചലിക്കുന്ന എല്ലാ വസ്തുക്കളോടും അനുബന്ധിച്ച് ദ്രവ്യതരംഗങ്ങള്‍ പരിഗണിക്കാം. എങ്കിലും വസ്തുവിന്റെ ഭാരം കൂടുന്തോറും ദ് ബ്രോയ് തരംഗദൈര്‍ഘ്യം കുറയുന്നതിനാല്‍ സാധാരണ വലുപ്പമുള്ള വസ്തുക്കളുടെ ദ്രവ്യതരംഗത്തിന്റെ ദൈര്‍ഘ്യം അനുഭവവേദ്യമാകാത്തവിധം അതിഹ്രസ്വമാണ്. ഉദാഹരണമായി ഒരു സാധാരണ ഗോലിയുടെ ചലനത്തോടനുബന്ധിച്ചുള്ള തരംഗദൈര്‍ഘ്യം ഒരു ആറ്റത്തിന്റേതിനെ അപേക്ഷിച്ച് 10,000 കോടിയില്‍ ഒരംശത്തെക്കാള്‍ ചെറുതാണ്. ഇത്രയും ചെറിയ തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തിന്റെ സാന്നിധ്യം നേരിട്ടു മനസ്സിലാക്കത്തക്ക സംവിധാനം നിലവിലില്ല.
പ്രകാശത്തിന് തരംഗമായി മാത്രമല്ല, കണമായും പെരുമാറാന്‍ കഴിയും എന്ന് ദ് ബ്രോയിയുടെ കാലത്ത് ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ കണ്ടെത്തിയിരുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, പ്രകാശവൈദ്യുത പ്രഭാവത്തിന് ഐന്‍ സ്റ്റൈന്‍ നല്കിയ വിശദീകരണം. എന്നാല്‍ ദ് ബ്രോയ് ഈ ആശയത്തിന്റെ മറുവശമാണ് തെളിയിച്ചത്. തരംഗത്തിന് കണത്തിന്റെ ഗുണങ്ങള്‍ പ്രദര്‍ശിപ്പിക്കാമെങ്കില്‍ കണത്തിന് തരംഗഗുണങ്ങളും ഉണ്ടാകാം എന്ന് ഇദ്ദേഹം സങ്കല്പിച്ചു. ഈ പരികല്പന, പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ 1927-ല്‍ ജി.പി. തോംസന്‍ തെളിയിക്കുകയും ചെയ്തു. ഒരു ഇലക്ട്രോണ്‍ പുഞ്ജം കനം കുറഞ്ഞ ഒരു സ്വര്‍ണത്തകിടിലൂടെ കടന്നുപോകുമ്പോഴുണ്ടാകുന്ന വിഭംഗന പ്രരൂപം (diffraction pattern) അദ്ദേഹം നിരീക്ഷിച്ചു. എക്സ് റേ ഉണ്ടാക്കുന്ന വിഭംഗന പ്രരൂപത്തോടു സദൃശമായിരുന്നു അത്. എല്‍. എച്ച്. ജര്‍മര്‍ (1896-1971), സി.ജെ. ഡേവിസ്സന്‍ (1881-1958) എന്നിവര്‍ നിക്കല്‍ ക്രിസ്റ്റലുകളുപയോഗിച്ചു നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെയും ഇലക്ട്രോണുകള്‍ തരംഗങ്ങളെപ്പോലെ വിഭംഗനം നടത്തുന്നതായി തെളിഞ്ഞു. അങ്ങനെ ദ് ബ്രോയിയുടെ ദ്രവ്യതരംഗ സിദ്ധാന്തം സ്ഥിരീകരിക്കപ്പെട്ടു.
പ്രോട്ടോണുകള്‍, ന്യൂട്രോണുകള്‍, ആല്‍ഫാ കണങ്ങള്‍, പൂര്‍ണ ആറ്റങ്ങളും തന്മാത്രകളും എന്നിങ്ങനെ മറ്റു കണികകള്‍ക്കും തരംഗ ഗുണങ്ങളുണ്ടെന്ന് പിന്നീട് തെളിയിക്കപ്പെട്ടു. എല്ലായിടത്തും ദ് ബ്രോയ് ഫോര്‍മുല കൃത്യമായി യോജിക്കുകയും ചെയ്തു. ബോര്‍ ആറ്റം മാതൃകയെയും ദ് ബ്രോയ് സമീകരണം ശരിവയ്ക്കുന്നതായി കണ്ടെത്തി. ഒരു കണത്തെ ഒറ്റ തരംഗമായി കണക്കാക്കുന്നതിനു പകരം വ്യത്യസ്ത തരംഗദൈര്‍ഘ്യങ്ങളുള്ള തരംഗങ്ങളുടെ ഒരു സംഘാതം (wave packet) ആയിട്ടാണ് ഇപ്പോള്‍ പരിഗണിക്കുന്നത്.
ദ് ബ്രോയിയുടെ ദ്രവ്യതരംഗ ആശയം പില്ക്കാലത്ത് ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തത്തിന് അടിത്തറ പാകി. ആസ്റ്റ്രിയന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞനായിരുന്ന ഇര്‍വിന്‍ ഷ്റോഡിങ്ഗര്‍ (1887-1961) ഈ ആശയത്തിന്മേലാണ് 'ക്വാണ്ടം തരംഗസിദ്ധാന്തം' (Quantum wave theory) എന്ന ശാഖതന്നെ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തത്.
ദ്രവ്യത്തിന്റെ തരംഗ ഗുണങ്ങള്‍ ഉപയുക്തമാക്കുന്ന പല സന്ദര്‍ഭങ്ങളും നിത്യജീവിതത്തിലുണ്ട്. അതിസൂക്ഷ്മ വസ്തുക്കളുടെ വലുതാക്കിയ പ്രതിബിംബം കാണാനുപയോഗിക്കുന്ന സൂക്ഷ്മദര്‍ശിനിയായ ഇലക്ട്രോണ്‍ മൈക്രോസ്കോപ്പ് ഇതിന് ഉദാഹരണമാണ്. ഇതില്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോണുകളുടെ തരംഗദൈര്‍ഘ്യം പ്രകാശത്തിന്റെ തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തെക്കാള്‍ വളരെ ചെറുതാണ്. അതിനാലാണ് വിഭേദന ക്ഷമത (resolving power) കൂടിയതും വലുതുമായ പ്രതിബിംബം ലഭിക്കുന്നത്. ബാക്റ്റീരിയപോലുള്ള അതിസൂക്ഷ്മ ജീവികളെ വരെ നിരീക്ഷിക്കാന്‍ ഇത് സഹായിക്കുന്നു.
