ಪರಮಾಣುಗಳಲ್ಲಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ ಬಗ್ಗೆ ಲೇಖನ
ದಯವಿಟ್ಟು ನಿಮ್ಮ ಸುತ್ತಲಿನ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದನ್ನು ಗಮನಿಸಿ. ನೀವು ಒಂದು ವಸ್ತುವನ್ನು ನಾಶಮಾಡಿದರೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಅದು ಕಲ್ಲಾಗಿದ್ದರೆ, ಕಲ್ಲು ಸಣ್ಣ ತುಂಡುಗಳಾಗಿ ವಿಭಜನೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಕಲ್ಲಿನ ಭಾಗವು ಮತ್ತೆ ನಾಶವಾದರೆ, ಕಲ್ಲಿನ ತುಂಡುಗಳು ಸಣ್ಣ ತುಂಡುಗಳಾಗಿ ಬದಲಾಗುತ್ತವೆ. ಕಲ್ಲು ಮತ್ತೆ ನಾಶವಾದರೆ ಏನು? ಖಂಡಿತ, ಕಲ್ಲು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ. ಕಲ್ಲುಗಳನ್ನು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿ ಅಥವಾ ಅನಂತವಾಗಿ ನಾಶಮಾಡಬಹುದೇ? ವಾಸ್ತವವು ಒಂದು ವಸ್ತುವನ್ನು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಿದರೆ ವಸ್ತುವಿನ ಚಿಕ್ಕ ಭಾಗವನ್ನು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗದ ಹಂತಕ್ಕೆ ಬರುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ವಿಭಜಿಸಲಾಗದ ವಸ್ತುವಿನ ಚಿಕ್ಕ ಭಾಗವನ್ನು ಪರಮಾಣು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಪರಮಾಣುಗಳು ವಿಶ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ವಸ್ತುವಿನ ಚಿಕ್ಕ ಭಾಗವಾಗಿದೆ.
ಪರಮಾಣುಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು, ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದೆ. ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ಗಳು ಸರಿಸುಮಾರು 10–15 ಮೀಟರ್ ಉದ್ದದ ಪರಮಾಣು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ನ ಹೊರಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಗ್ರಹಗಳು ಸೂರ್ಯನ ಸುತ್ತ ಚಲಿಸುವಂತೆ ಪರಮಾಣುವಿನ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಸುತ್ತಲೂ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ. ಪರಮಾಣುವಿನ ವ್ಯಾಸವು ಕೆಲವು ಕಿಲೋಮೀಟರ್ಗಳು ಎಂದು ಊಹಿಸಿದರೆ, ಪರಮಾಣು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಬಿಲಿಯರ್ಡ್ ಚೆಂಡಿನ ಗಾತ್ರದ್ದಾಗಿರುತ್ತದೆ,
ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ನಡುವೆ ಇರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಕೋರ್ನಿಂದ ಸರಿಸುಮಾರು 10 -10 ಮೀಟರ್ ದೂರವನ್ನು ತಲುಪುತ್ತವೆ . ಕೋರ್ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ನಡುವೆ, ಸ್ಥಳವಿದೆ.
ಋಣಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಪರಮಾಣುಗಳ ಅಂಚಿನಲ್ಲಿವೆ ಮತ್ತು ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳು ಪರಮಾಣು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ನಲ್ಲಿವೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಅನ್ನು ಪರಿಚಲನೆ ಮಾಡುತ್ತಲೇ ಇರಲು ಮತ್ತು ಪರಮಾಣುವಿನಿಂದ ತಪ್ಪಿಸಿಕೊಳ್ಳದಿರಲು, ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ಪರಮಾಣು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೇಲೆ ಆಕರ್ಷಕ ಬಲವನ್ನು ಬೀರಬೇಕು. ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಸುತ್ತಲೂ ಉಳಿಯಲು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಆಕರ್ಷಿಸುವ ಮತ್ತು ಪರಮಾಣುವಿನಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾಗದ ಬಲವನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಬಲ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ಪರಮಾಣು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಒಳಗೆ, ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳಿವೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳು ಒಂದೇ ಆವೇಶದ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ ಪರಸ್ಪರ ಹಿಮ್ಮೆಟ್ಟಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ನಲ್ಲಿ ಒಟ್ಟಿಗೆ ಉಳಿಯಲು ಮತ್ತು ಪರಮಾಣುವಿನಿಂದ ಬೇರ್ಪಡದಿರಲು, ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳನ್ನು ಒಂದುಗೂಡಿಸುವ ಬಲವಿರಬೇಕು. ಪರಮಾಣು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ನಲ್ಲಿ ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಇರಿಸಲು ಬಂಧಿಸುವ ಬಲವನ್ನು ಪರಮಾಣು ಬಲ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಪ್ರೋಟಾನ್ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯಂತೆಯೇ ಇರುತ್ತದೆ. ಪರಮಾಣು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಸರಿಸುಮಾರು 99.9% ಪರಮಾಣು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಸಣ್ಣ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (me) = 9.1093897 x 10 -31 ಕೆಜಿ, ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (mn) = 1.6749286 x 10 -27 ಕೆಜಿ, ಪ್ರೋಟಾನ್ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (mp) = 1.6726231 x 10 -27 ಕೆಜಿ.
ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರಮಾಣ
ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿರುತ್ತವೆ, ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ಗಳು ತಟಸ್ಥವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳು ಅಥವಾ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ಗಳು ಕ್ವಾರ್ಕ್ಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದ್ದು, ಅವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಚಾರ್ಜ್ನ ± 1/3 ಮತ್ತು ± 2/3 ಪಟ್ಟು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಕ್ವಾರ್ಕ್ಗಳು ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಅತ್ಯಂತ ಚಿಕ್ಕ ಕಣಗಳಾಗಿವೆ, ಆದರೆ ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ, ಕ್ವಾರ್ಕ್ಗಳು ಏಕ ಕಣಗಳಾಗಿ ಏಕಾಂಗಿಯಾಗಿ ನಿಲ್ಲುವುದು ಕಂಡುಬಂದಿಲ್ಲ.
ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಚಾರ್ಜ್ ಅಥವಾ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಚಾರ್ಜ್ನ ಪ್ರಮಾಣವು ಚಾರ್ಜ್ನ ಮೂಲ ಘಟಕವಾಗಿದೆ. ವಸ್ತುವಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಚಾರ್ಜ್ ಅಥವಾ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಚಾರ್ಜ್ನ ಗುಣಕವಾಗಿದೆ. ಇದನ್ನು ಕ್ವಾಂಟೈಸ್ಡ್ ಚಾರ್ಜ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ನಾವು ಬಳಸುವ ಕರೆನ್ಸಿಯ ಚಿಕ್ಕ ಭಾಗವು 1 ಆಗಿದ್ದರೆ, ಒಬ್ಬ ವ್ಯಕ್ತಿಯು ಚಿಕ್ಕ ಕರೆನ್ಸಿಯ ಗುಣಾಕಾರಗಳಲ್ಲಿ ಹೇಳಿರುವ ಹಣದ ಮೊತ್ತ 1. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ನನ್ನ ಹಣದ ಮೊತ್ತವು 2 ಮತ್ತು 3 ಆಗಿದೆ.
ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ನ ಚಾರ್ಜ್ನ ಪ್ರಮಾಣ –e ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟಾನ್ನ ಚಾರ್ಜ್ನ ಪ್ರಮಾಣ +e. ವಸ್ತುವಿನ ಚಾರ್ಜ್ನ ಪ್ರಮಾಣವು e ಅಥವಾ 1.60 x 10 -19 ಕೂಲಂಬ್ನ ಗುಣಾಕಾರವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಇದನ್ನು Q = ± Ne ನಿಂದ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಬಹುದು. Q = ಚಾರ್ಜ್ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ, ± ಚಾರ್ಜ್ ಪ್ರಕಾರವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ, N = ಪೂರ್ಣಾಂಕ, e = 1.60 x 10 -19 ಕೂಲಂಬ್.
ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್
ಒಂದು ಪರಮಾಣು ಪ್ರೋಟಾನ್ನಷ್ಟು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೆ, ಪರಮಾಣುವಿನಲ್ಲಿರುವ ಒಟ್ಟು ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ ಶೂನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಈ ಪರಮಾಣು ತಟಸ್ಥವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ ಆಗಿಲ್ಲ. ತಟಸ್ಥ ಪರಮಾಣುವಿನಲ್ಲಿರುವ ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳು ಅಥವಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಪರಮಾಣು ಸಂಖ್ಯೆ (Z) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿದ್ದರೆ, ಪರಮಾಣು ಋಣಾತ್ಮಕ ಚಾರ್ಜ್ ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿದ್ದರೆ, ಅವು ಧನಾತ್ಮಕ ಚಾರ್ಜ್ ಆಗಿರುತ್ತವೆ. ಋಣಾತ್ಮಕ ಚಾರ್ಜ್ಡ್ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಋಣಾತ್ಮಕ ಅಯಾನುಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಧನಾತ್ಮಕ ಚಾರ್ಜ್ಡ್ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಧನಾತ್ಮಕ ಅಯಾನುಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪರಮಾಣುವಿನಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸುವ ಅಥವಾ ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅಯಾನೀಕರಣ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಾವು ಪರಮಾಣು ಚಾರ್ಜ್ ಆಗಿದೆ ಎಂದು ಹೇಳಿದಾಗ, ಇದರ ಅರ್ಥ ನಿವ್ವಳ ಚಾರ್ಜ್. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಒಂದು ಪರಮಾಣು 10 ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು 7 ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಪರಮಾಣು ಋಣಾತ್ಮಕ ಚಾರ್ಜ್ ಆಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಅದು 3 ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಮೀರಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಈ ಪರಮಾಣುವಿನ ನಿವ್ವಳ ಚಾರ್ಜ್ 3, ಮತ್ತು ಈ ರೀತಿಯ ಪರಮಾಣು ಚಾರ್ಜ್ ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರಗಳು 3, 7, 10 ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಅನುಕೂಲವಾಗುವ ಉದಾಹರಣೆಗಳಾಗಿವೆ. ವಾಸ್ತವದಲ್ಲಿ, ವಸ್ತುವಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ನ ಪ್ರಮಾಣವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಚಾರ್ಜ್ ಅಥವಾ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಚಾರ್ಜ್ನ ಗುಣಕವಾಗಿದೆ.
ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳಷ್ಟು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳಿದ್ದರೆ, ಆ ವಸ್ತುವು ತಟಸ್ಥವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ ಆಗಿಲ್ಲ. ಒಂದು ವಸ್ತುವು ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೆ, ಆ ವಸ್ತುವು ಋಣಾತ್ಮಕ ಆವೇಶವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಒಂದು ವಸ್ತುವು ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೆ, ಆ ವಸ್ತುವು ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ತಟಸ್ಥವಾಗಿದ್ದ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ವಸ್ತುವಿಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಋಣಾತ್ಮಕ ಆವೇಶವನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು. ಇಲ್ಲದಿದ್ದರೆ, ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶವನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು.
