విజ్ఞానకోశము - 3
ఛాయావిద్యుత్తు
(photons) తెలియు చున్నవి. ఇచ్చట h అనునది 'సర్వసామాన్య స్థిర పరినూణము' (universal constant) అని చెప్పబడుచున్నది. ఇదియే 'ప్లాంక్ కాన్ట్సాంట్ ఆఫ్ యాక్షన్' (Planck's Constant of action) అని కూడ పిలువబడు చున్నది. ఈ ఊహా పరికల్పన పై (hypothesis) ఆధారపడిన గాఢమగు ఏకవర్ణ కాంతికిరణము (intense beam of monochro-matic light) నందు పెక్కు ఖండము లుండుననియు, అవి యన్నియు సమానమైన శక్తిని కలిగియుండు ననియు తెలియుచున్నది. ఈ తేజఃఖండములలో నొక తేజఃఖండము లోహము నందు గల ఎలక్ట్రానును ఢీకొన్నపుడు, తేజఃఖండము తన శక్తి నంతయు ఎలక్ట్రానునకు సంక్రమింప జేసి, అట్లు సంక్రమింపజేయు విధానములో అది అదృశ్యమగును. తేజఃఖండమునుండి శక్తిని స్వీకరించిన ఎలక్ట్రాను అధికతర వేగముతో ప్రయాణించును. ఎలక్ట్రాను కొంత శక్తితో లోహమునకు బంధింపబడి యుండుటచే, ఎలక్ట్రానునకు సంక్రమించిన శక్తిలో కొంత భాగము ఈ ఆకర్షణ శక్తిని అధిగమించుటయందు వ్యయ మగును. ఇట్లు సంక్రమించిన శక్తి లో ఏ కొంత భాగ మైనను ఎలక్ట్రానులో మిగిలి యున్నచో, ఆ శక్తి శేషించిన శక్తితో సహా బయటకు వచ్చివేయును. గణితశాస్త్ర పరిభాషలో ఈ విధానము క్రింది సమీకరణ రూపములో వర్ణింపబడును. దీనినే “ఐన్ స్టెయిన్ ఛాయా విద్యుత్సమీకరణ (Eienstein's Equation of Photo-electric effect)” మని పేరిడిరి.
hv=E+P.
E అనగా ఉద్గార మొందిన ఎలక్ట్రానుయొక్క శక్తిగను, P అనగా లోహము యొక్క ఆకర్షణశక్తిని అధిగమించుటలో వ్యయమగు శక్తిగను తెలిసికొనవలయును. రెండవది లోహము యొక్క వ్యాపార ధర్మము (work function) అని పిలువబడుచున్నది.
ఈ ముఖ్యసిద్ధాంతమును 1905 వ సం॥లో ఐన్ స్టెయిను ప్రతిపాదించి యుండెను. ఏత త్ఫలితముగా ఆతనికి 'నోబెల్' బహుమాన మీయబడెను. ఈ సిద్ధాంత ప్రాతిపదికపై ఛాయా విద్యుత్తుకు సంబంధించిన అంశము లన్నియు వివరించుట సుసాధ్య మగును. తేజఃఖండముల తరచుదనమును బట్టి వాటి శక్తి కూడ ఇనుమడించును. నీలి కాంతిగల తేజః ఖండములు అరుణకాంతి తేజః ఖండముల కంటె ఎక్కువ శక్తిమంతముగ నుండును. అతి నీలలోహిత తేజఃఖండముల యొక్క శక్తి ఇంకను అధికముగ నుండును. ఏ రంగునకు చెందిన ఏక వర్ణకాంతి (monochromatic light) యందైనను తేజఃఖండము లుండును. ఈ తేజః ఖండము లన్నియు సమానమైన శక్తి గలవి. అందుచే బయల్వెడలు ఛాయా విద్యుత్కణములు గరిష్ఠశక్తి - కాంతి కిరణము (beam) యొక్క తీవ్రత ఎంతగా నున్నను - పతన కిరణము (incident light) యొక్క రంగుచే నిర్ధరింపబడును. కాంతికిరణము యొక్క తీవ్రత ఛాయా విద్యుత్కణముల యొక్క సంఖ్యను సహజమైన విధానములో అధికమునే చేయును. వేర్వేరు లోహాదులను గురించిన వ్యాపార ధర్మము (work function) వేర్వేరు విధములుగా నుండును. కాంతి యొక్క తరచుదనము చాల తక్కువగా నున్నచో— ఉదా : అరుణకాంతి యందు వలె - విద్యుత్కణములు (ఎలక్ట్రానులు) లోహముల యొక్క ఆకర్షణ శక్తిని అధిగమించుటకు చాలినంత శక్తిని సంపాదింప లేవు; అందుచే అందుండి బయటపడ జాలవు. ఈ కారణముచే, అరుణకాంతి సహాయము వలన 'ఛాయా విద్యుత్ఫలితము'ను (photo electric effect) పరిశీలించుట దుర్లభ మగును. ఈ అభిప్రాయమును బట్టి, ఛాయా విద్యుత్ఫలితమును ఉత్పన్నము చేయుటలో అతి నీలలోహిత కిరణములకంటే, 'క్ష' (X) కిరణములే అధిక తరమైన శక్తి సామర్థ్యములు కలిగి యుండును.
సిద్ధాంత ధృవీకరణము : ప్రయోగాత్మక పరిశీలనముల యందు ఐన్‌స్టెయిను సిద్ధాంతము బహుయుక్తముగ సరిపడినది. అందుచే దాని శ్రేష్ఠత్వమును గూర్చి గాని, సౌష్ఠవమును గూర్చి గాని, ఎట్టి అనుమానములు కలుగలేదు; తేజఃకణవాదమును (Quantum Theory of light) ఆమోదించుట యందు గూడ ఎట్టి సంకోచములు వ్యక్తీకరింపబడి యుండలేదు. పరిమాణాత్మక (Quantitative) విధానము ననుసరించి ఈ సిద్ధాంతమును ధృవపరచుటకు కచ్చితమైన కొన్ని ప్రయోగములను విధిగా జరపుట అవసరమయ్యెను. 1916 సం. లో ఈ ప్రయోగములను మిల్లికన్ (Millikan) అను శాస్త్రజ్ఞుడు జరపెను.
787
