பொருட்கள் யாவும் அணுக்களின் கூட்டுத் தொகுதி என்பதையும் அவ்வணுக்களின் மத்தியில் அணுக்கருவும் அவற்றைச் சுற்றி சுழலும் எலக்ட்ரான்களைப் பற்றியும் நாம் படித்திருக்கிறோம்.
ஒரு அணுவில் அதன் கருவானது மிக மிகச் சிறிய அளவில் தான் இருக்கிறது. அக்கருவினை சுற்றி வரும் எலக்ட்ரான்களும் ஆங்காங்கே தான் இருக்கின்றன.
உதாரணத்திற்கு உறுதியான இரும்பினை எடுத்துக்கொள்வோம்.
அதன் அணுவின் மொத்த எடையில் 99.5 சதவிகிதம் அதன் அணுக்கருவில் இருந்தாலும், அவ்வணுக்கரு அணுவின் மொத்த கொள் அளவில் 0.0000000000001 சதவிகிதமே எடுத்துக்கொள்கிறது. அப்படி என்றால், அவ்வணுவின் மீதமுள்ள 99.999999999999 சதவிகிதம் கொள்ளளவில் இருப்பது என்ன? கருவினை சுற்றி வரும் எலக்ட்ரான்களும் அங்கிகெனாதபடி இருக்க, மீதம் இருப்பதில் பெரிதும் வெறும் வெற்றிடம் தானா?
அப்படி ஒவ்வொரு அணுவிலும் பெரிதும் வெற்றிடமே இருக்கிறது என்றால், இரும்பினை நம் விரலால் அழுத்தினால் ஏன் அது இலகுவாக அழுந்துவதில்லை?
இதற்கு இரண்டு காரணங்களைச் சொல்லலாம்.
முதலாவது : அணுக்கருவினை அதன் இடத்தில் வைத்திருக்கும் மின் விசையானது மிகவும் வலிமையாக இருப்பதனால், அவ்வணுக்களை எளிதல் இடம் பெயரச் செய்ய, வெறும் இலகுவான அழுத்தத்தால் முடிவதில்லை.
இரண்டாவது: சூரியனைச் சுற்றி வரும் கோள்கள் போல் எலக்ட்ரான்கள் அணுக்கருவினைச் சுற்றி வருவதில்லை. மாறாக பல எலக்ட்ரான்கள் ஒன்று சேர்ந்து பெருங்குழுவாக நடமாடுகின்றன.
இக்காணொளியில் பற்பல சிறு பறவைகள் குழுக்களாகக் கூடி சிம்ஃபொனி ஆர்க்கஸ்ட்ராவிற்காகவே நடனமாடுவதைப் போல எலக்ட்ரான்கள் நடமாடுகின்றன எனச் சொல்லலாம்.
அவற்றின் நடம் - நளினமாக நடனம் என்றே சொல்லலாம். ஒவ்வொரு குழுவும் தமக்கென்ன ஒரு முறையில் நடனமாடும். அம்முறையினை வகுத்திடும் கணிதச் சமன்பாட்டினை ஸ்க்ரோடிஞ்சர் சமன்பாடு என்பர்.
நாம் இரும்பினை அழுத்தும்பொழுது, எலக்ட்ரான் குழுக்களின் தொகுதியனைக் கலைக்கவோ அல்லது அகற்றவோ மிகவும் அதிகமான விசை அழுத்தம் தேவைப்படுகிறது. நமது விரலின் அழுத்தமானது அதற்குப் போதுமானதாக இல்லை. இதனால் அணுவில் கொள்ளளவில் பெரிதும் வெற்றிடம் என்றாலும், இரும்பானது எளிதாக அழுந்துவதில்லை. ஆனால் அதிகமான வெப்பத்தில் இரும்பினை உட்படுத்தும் பொழுது, அதன் எலக்ட்ரான் குழுக்கள் உடைந்து போய், உருகும் நிலைக்குக் கொண்டு செல்கிறது.
ஒரு அணுவில் அதன் கருவானது மிக மிகச் சிறிய அளவில் தான் இருக்கிறது. அக்கருவினை சுற்றி வரும் எலக்ட்ரான்களும் ஆங்காங்கே தான் இருக்கின்றன.
உதாரணத்திற்கு உறுதியான இரும்பினை எடுத்துக்கொள்வோம்.
அதன் அணுவின் மொத்த எடையில் 99.5 சதவிகிதம் அதன் அணுக்கருவில் இருந்தாலும், அவ்வணுக்கரு அணுவின் மொத்த கொள் அளவில் 0.0000000000001 சதவிகிதமே எடுத்துக்கொள்கிறது. அப்படி என்றால், அவ்வணுவின் மீதமுள்ள 99.999999999999 சதவிகிதம் கொள்ளளவில் இருப்பது என்ன? கருவினை சுற்றி வரும் எலக்ட்ரான்களும் அங்கிகெனாதபடி இருக்க, மீதம் இருப்பதில் பெரிதும் வெறும் வெற்றிடம் தானா?
அப்படி ஒவ்வொரு அணுவிலும் பெரிதும் வெற்றிடமே இருக்கிறது என்றால், இரும்பினை நம் விரலால் அழுத்தினால் ஏன் அது இலகுவாக அழுந்துவதில்லை?
இதற்கு இரண்டு காரணங்களைச் சொல்லலாம்.
முதலாவது : அணுக்கருவினை அதன் இடத்தில் வைத்திருக்கும் மின் விசையானது மிகவும் வலிமையாக இருப்பதனால், அவ்வணுக்களை எளிதல் இடம் பெயரச் செய்ய, வெறும் இலகுவான அழுத்தத்தால் முடிவதில்லை.
இரண்டாவது: சூரியனைச் சுற்றி வரும் கோள்கள் போல் எலக்ட்ரான்கள் அணுக்கருவினைச் சுற்றி வருவதில்லை. மாறாக பல எலக்ட்ரான்கள் ஒன்று சேர்ந்து பெருங்குழுவாக நடமாடுகின்றன.
இக்காணொளியில் பற்பல சிறு பறவைகள் குழுக்களாகக் கூடி சிம்ஃபொனி ஆர்க்கஸ்ட்ராவிற்காகவே நடனமாடுவதைப் போல எலக்ட்ரான்கள் நடமாடுகின்றன எனச் சொல்லலாம்.
அவற்றின் நடம் - நளினமாக நடனம் என்றே சொல்லலாம். ஒவ்வொரு குழுவும் தமக்கென்ன ஒரு முறையில் நடனமாடும். அம்முறையினை வகுத்திடும் கணிதச் சமன்பாட்டினை ஸ்க்ரோடிஞ்சர் சமன்பாடு என்பர்.
நாம் இரும்பினை அழுத்தும்பொழுது, எலக்ட்ரான் குழுக்களின் தொகுதியனைக் கலைக்கவோ அல்லது அகற்றவோ மிகவும் அதிகமான விசை அழுத்தம் தேவைப்படுகிறது. நமது விரலின் அழுத்தமானது அதற்குப் போதுமானதாக இல்லை. இதனால் அணுவில் கொள்ளளவில் பெரிதும் வெற்றிடம் என்றாலும், இரும்பானது எளிதாக அழுந்துவதில்லை. ஆனால் அதிகமான வெப்பத்தில் இரும்பினை உட்படுத்தும் பொழுது, அதன் எலக்ட்ரான் குழுக்கள் உடைந்து போய், உருகும் நிலைக்குக் கொண்டு செல்கிறது.
