ಹರಿಯುವ ಕರೆಂಟ್

ಕರೆಂಟ್ ಕುರಿತಾದ ಕಳೆದ ಬರಹವನ್ನು ಮೆಲುಕು ಹಾಕುತ್ತಾ,

  • ವಸ್ತುಗಳು ಕೋಟಿಗಟ್ಟಲೇ ಅಣುಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿರುತ್ತವೆ. ಅಣುಗಳ ನಡುವಣದಲ್ಲಿ (Nucleus) ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ಗಳು ಇದ್ದರೆ, ನಡುವಣದ ಸುತ್ತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಇರುತ್ತವೆ.
  • ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳು (ಕೂಡುವಣಿಗಳು) ‘+’ (ಕೂಡು) ಗುರುತಿನ ಹುರುಪು ಹೊಂದಿದ್ದರೆ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು (ಕಳೆವಣಿಗಳು)  ‘–’  (ಕಳೆ) ಗುರುತಿನ ಹುರುಪು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಇಲ್ಲಿ ‘+’ ಮತ್ತು ‘–’ ಗುರುತುಗಳನ್ನು ತಳುಕುಹಾಕಿರುವುದು ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿಸಲಷ್ಟೇ ಅನ್ನುವುದನ್ನು ನೋಡಿದೆವು.
  • ಕೆಲವು ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಉಜ್ಜಿದಾಗ ಒಂದರಿಂದ ಇನ್ನೊಂದು ವಸ್ತುವಿಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಸಾಗಿ ‘ಹುರುಪು’ (charge) ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಬಗೆಯಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಕೊಡುಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯಿಂದ ಉಂಟಾದ ಕಸುವನ್ನು ‘ನೆಲಸಿದ ಮಿಂಚು’ (static current) ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ.

‘ಕರೆಂಟ್’ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುವ ‘ಕಸುವು’ ನಮಗೆ ದೊರಕುವುದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಹರಿಯುವಿಕೆಯಿಂದ. ಹಾಗಾದರೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಯಾಕೆ ಹರಿಯುತ್ತವೆ, ಹರಿಯುವಂತೆ ಹೇಗೆ ಮಾಡಬಹುದು? ಎಲ್ಲಾ ವಸ್ತುಗಳ ಅಣುಗಳಲ್ಲಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಹೀಗೇ ಹರಿಯಬಲ್ಲವೇ? ಮುಂತಾದ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳಿಗೆ ಉತ್ತರಗಳನ್ನು ಹುಡುಕುತ್ತಾ ಈಗ ಮುಂದುವರೆಯೋಣ.

ಅಣುವಿನ ನಡುವಣದ (nucleus) ಸುತ್ತ ಗೊತ್ತಾದ ಸುತ್ತುಗಳಲ್ಲಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಅವುಗಳ ಸುತ್ತುಗಳಲ್ಲಿಯೇ ಇರುವಂತೆ ಒಂದು ಬಗೆಯ ‘ಕಸುವು’ ಹಿಡಿದಿಟ್ಟಿರುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಹಿಡಿದಿಡುವ ಈ ಕಸುವಿನ ಮಟ್ಟ ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ವಸ್ತುವಿಗೆ ಬೇರೆ-ಬೇರೆಯಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಕಟ್ಟಿಗೆ, ಕಲ್ಲಿನಂತಹ ವಸ್ತುಗಳ ಅಣುಗಳಲ್ಲಿ ಈ ‘ಕಸುವಿನ ಮಟ್ಟ’ ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಾಗಿದ್ದರೆ, ಕಬ್ಬಿಣ, ತಾಮ್ರದಂತಹ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಇದು ಕಡಿಮೆಯಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಅಂದರೆ ತಾಮ್ರ ಮತ್ತು ಕಬ್ಬಿಣದಂತಹ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ತನ್ನ ಅಣುವಿನಿಂದ ಹೊರತಂದು, ವಸ್ತುವಿನೆಲ್ಲೆಡೆ ಬಿಡುವಾಗಿ ಹರಿದಾಡುವಂತೆ ಮಾಡುವುದಕ್ಕೆ ಕಡಿಮೆ ಕಸುವು ಬೇಕು. ಅದೇ ಕಟ್ಟಿಗೆಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಸುವು ಕೊಟ್ಟರೂ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಅದರ ಅಣುಗಳಿಂದ ಹೊರಬಂದು ಹರಿಯಲಾರವು.

ಈಗ ನಿಮಗೆ ಗೊತ್ತಾಗಿರಬಹುದು ಕರೆಂಟ್ ತಂತಿಗಳು ತಾಮ್ರದಂತಹ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಏಕೆ ಮಾಡಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಕಟ್ಟಿಗೆಯಲ್ಲಿ ಏಕೆ ಕರೆಂಟ್ ಹರಿಯುವುದಿಲ್ಲವೆಂದು! ತಾಮ್ರದಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಕಸುವು ಕೊಟ್ಟು ಕರೆಂಟ್ (ಕಳೆವಣಿಗಳನ್ನು) ಹರಿಸಬಹುದು.

ಕರೆಂಟ್ (ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು) ಹರಿಯಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುವ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ‘ಬಿಡುವೆಗಳು’ (Conductors) ಎಂದು ಕರೆದರೆ, ಕರೆಂಟ್ ಹರಿಯಗೊಡದ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ‘ತಡೆವೆಗಳು’ (Insulators) ಅಂತಾ ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ತಾಮ್ರ ‘ಬಿಡುವೆ’ಯಾದರೆ, ಕಟ್ಟಿಗೆ ಕರೆಂಟಿಗೆ ‘ತಡೆವೆ’ ಆಗುತ್ತದೆ.

 

Conductors

ಹಾ! ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ತಾಮ್ರದಂತಹ ಬಿಡುವೆಗಳಲ್ಲಿ (conductors) ಕಡಿಮೆ ಕಸುವು ನೀಡಿ ಹರಿಯುವಂತೆಯೂ ಮಾಡಬಹುದು ಆದರೆ ಹೋಲಿಕೆಯಿಂದ ಕಡಿಮೆಯಾದರೂ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಹರಿಯುವಂತೆ ಮಾಡುವ ಈ ‘ಕಸುವು’ ದೊರೆಯುವುದೆಲ್ಲಿಂದ ?  ಇದನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಲು ಮಯ್ಕಲ್ ಪಾರಡೆ ಅವರು ತೋರಿಸಿಕೊಟ್ಟ ದಿಟವನ್ನು ಈಗ ತಿಳಿಯೋಣ.

ಮಯ್ಕಲ್ ಪಾರಡೆ (Michel Faraday, 1791-1867) ಅವರು ತಮ್ಮ ಸಂಶೋಧನೆಯಿಂದ ಈ ಕೆಳಗಿನ ವಿಷಯಗಳನ್ನು ತೋರಿಸಿಕೊಟ್ಟಿದ್ದರು,

1)   ಮಾರ್ಪಡುವ ಸೆಳೆತದ ಬಯಲಿನಲ್ಲಿ (changing magnetic field) ತಾಮ್ರದಂತಹ ಬಿಡುವೆ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಇಟ್ಟರೆ ಅದರಲ್ಲಿ ಕರೆಂಟ್ (ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು) ಹರಿಯತೊಡುಗುತ್ತದೆ. ಅಂದರೆ ಸೆಳೆಗಲ್ಲುಗಳ (magnets) ನೆರವಿನಿಂದ ಕಸುವು ಉಂಟುಮಾಡಿ, ಆ ಕಸುವನ್ನು ಬಿಡುವೆಗಳಲ್ಲಿ ಸಾಗಿಸಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಹರಿಯುವಂತೆ ಅಂದರೆ ಕರೆಂಟ್ ದೊರೆಯುವಂತೆ ಮಾಡಬಹುದು.

2)   ಬಿಡುವೆಗಳಲ್ಲಿ ಕರೆಂಟ್ ಹರಿಯುತ್ತಿರುವಾಗ ಅದರ ಸುತ್ತ ‘ಸೆಳೆತದ ಬಯಲು’ (magnetic field) ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ. ಅಂದರೆ ಇದು ಮೇಲಿನ ದಿಟವನ್ನು ಇನ್ನೊಂದು ಬಗೆಯಲ್ಲಿ ಹೇಳಿದಂತೆ. ಒಗ್ಗೂಡಿಸಿ ಹೇಳಬೇಕೆಂದರೆ,

“ಮಾರ್ಪಡುವ ಸೆಳೆತದ ಬಯಲಿನಿಂದ ಕರೆಂಟ್ ಪಡೆಯುವಂತಾದರೆ, ಕರೆಂಟ್ ಹರಿದಾಗ ಸೆಳೆತದ ಬಯಲು ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ “.

ಮಿಂಚು (ಕರೆಂಟ್) ಮತ್ತು ಸೆಳೆತನದ (magnetism) ಈ ನಂಟನ್ನು ‘ಮಿಂಚು-ಸೆಳೆತನ’ ಇಲ್ಲವೇ ‘ಮಿನ್ಸೆಳೆತನ’ (electromagnetism) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ನೆಲಸೆಳೆತದಂತೆ (gravitation) ಮಿನ್ಸೆಳೆತನವು (electromagnetism) ಜಗತ್ತಿನ ಹಲವಾರು ಅರಿಮೆಯ ವಿಷಯಗಳಿಗೆ ಇಂದು ಅಡಿಪಾಯವಾಗಿದೆ.

ಮುಂದಿನ ಬರಹದಲ್ಲಿ ಸೆಳೆತದ ಬಯಲಿನಿಂದ (magnetic field) ಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಹೇಗೆ ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ? ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅಂದರೇನು? ಹೀಗೆ ಕರೆಂಟಿನ ಇನ್ನೊಂದಿಷ್ಟು ವಿಷಯಗಳನ್ನು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳೋಣ.

facebooktwittergoogle_plusredditpinterestlinkedinmail

ಕರೆಂಟ್ ಮತ್ತು ಅಣುಗಳ ನಂಟು

ಕರೆಂಟ್ ಅಂದರೇನು ? ಕರೆಂಟನ್ನು ತಾಮ್ರ, ಕಬ್ಬಿಣದಂತಹ ವಸ್ತುಗಳಷ್ಟೇ ಏಕೆ ತನ್ನ ಮೂಲಕ ಹಾಯ್ದು ಹೋಗಲು ಬಿಡುತ್ತವೆ ? ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅಂದರೇನು ? ಹೀಗೆ ಹಲವು ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು ನಮ್ಮಲ್ಲಿ ಮೂಡಬಹುದು. ಮುಂದಿನ ಕೆಲವು ಬರಹಗಳಲ್ಲಿ ‘ಮೊದಲ’ ಹಂತದಿಂದ ವಿಷಯವನ್ನು ಅರಿಯಲು ಪ್ರಯತ್ನಿಸೋಣ.

 

comb-static-electricity

ಮೊದಲಿಗೆ ನಮ್ಮ ಎಂದಿನ ಬದುಕಿನಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವ ಈ ಉದಾಹರಣೆಗಳನ್ನು ನೋಡಿ,

  • ಬಾಚಣಿಗೆಯಿಂದ ಕೂದಲು ಬಾಚಿ, ಅದೇ ಬಾಚಣಿಗೆಯನ್ನು ಹಾಳೆಯ ತುಂಡುಗಳೆಡೆಗೆ ಹಿಡಿದಾಗ ಹಾಳೆಯ ತುಂಡುಗಳು ಬಾಚಣಿಗೆಯತ್ತ ಸೆಳೆಯಲ್ಪಡುತ್ತವೆ.
  • ರೇಷ್ಮೆ ಬಟ್ಟೆಗೆ ಮಯ್ಯಿ ತಾಕಿದಾಗ ಕೆಲವು ಸಲ ಚುರುಕೆನ್ನುವಂತ ಅನುಭವವಾಗುತ್ತದೆ.

ಮೇಲಿನ ಎರಡು ಉದಾಹರಣೆಗಳ ಹಿಂದೆ ಇರುವುದು ವಸ್ತುಗಳ ನಡುವೆ ಆಗುವ ಮಿಂಚಿನಂತಹ ಅಂದರೆ ಕರೆಂಟನಂತಹ ಕಸುವಿನ ಸಾಗಾಟ. ಇದನ್ನು ಇಂಗ್ಲೀಶಿನಲ್ಲಿ ‘ಚಾರ್ಜ್’ (Charge) ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಕನ್ನಡದಲ್ಲಿ ಇದಕ್ಕೆ ‘ಹುರುಪು’ ಎನ್ನಬಹುದು. ಬಾಚಣಿಗೆಯಲ್ಲಿದ್ದ ಒಂದು ಬಗೆಯ ಮಿಂಚಿನ ‘ಹುರುಪು’ (electric charge) ಹಾಳೆಯಲ್ಲಿದ್ದ ಇನ್ನೊಂದು ಬಗೆಯ ಮಿಂಚಿನ ಹುರುಪನ್ನು ತನ್ನೆಡೆಗೆ ಸೆಳೆಯುವುದರಿಂದ ನಮಗೆ ಮಿಂಚು ಹರಿವಿನ ಅನುಭವಾಗುತ್ತದೆ. ಇದೇನಿದು ‘ಒಂದು ಬಗೆ’ ಮತ್ತು ‘ಇನ್ನೊಂದು ಬಗೆ’ಯ ಹುರುಪು (charge) ? ಹಾಗಾದರೆ ಬನ್ನಿ ಈಗ ಕರೆಂಟ್ ಹೊರತಾದ ವಸ್ತುಗಳ ಒಳಗಡೆ ಇಣುಕೋಣ.

1) ವಸ್ತುಗಳ ಒಳಗಡೆಯ ಕಿರಿದಾದ ರೂಪಕ್ಕೆ ‘ಅಣು’/’ಸೀರು’ (atom) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕಬ್ಬಿಣ, ಕಟ್ಟಿಗೆ, ನೀರು, ಹಾಳೆ ಮುಂತಾದ ಎಲ್ಲಾ  ವಸ್ತುಗಳೂ ಕೋಟಿಗಟ್ಟಲೇ ಕಿರಿದಾದ ಅಣುಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿರುತ್ತವೆ. ವಸ್ತುವಿನ ಅಣುಗಳು ಅವುಗಳ ಗುಣವನ್ನು ತೀರ್ಮಾನಿಸುತ್ತವೆ.

Atom

 

2) ವಸ್ತುಗಳ ಅಣುವಿನಲ್ಲಿ ಈ ಕೆಳಗಿನ ಭಾಗಗಳಿರುತ್ತವೆ.

  •  ನಡುವಣ (nucleus): ಇದು ಅಣುವಿನ ನಟ್ಟ ನಡುವಿನ ಭಾಗವಾಗಿದ್ದು ಇದರಲ್ಲಿ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ಗಳು ಇರುತ್ತವೆ.
  • ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳನ್ನು ‘ಸೆಳೆತದ ಬಯಲಿಗೆ’ (magnetic field) ಒಳಪಡಿಸಿದಾಗ ಅವುಗಳು ಬಯಲಿಗೆ ಎದುರಾಗಿ ಸಾಗುವುದರಿಂದ ಅವುಗಳು ಒಂದು ಬಗೆಯ ‘ಹುರುಪು’ (charge) ಹೊಂದಿವೆ ಎಂದು ಗುರುತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿಸಲು ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳು ತೋರುವ ಈ ಎದುರು ಬಗೆಯ ಹುರುಪಿಗೆ (charge) ‘ಕೂಡು’ ಅಂದರೆ + (positive) ಗುರುತನ್ನು ತಳುಕುಹಾಕಲಾಗಿದೆ, ಹಾಗಾಗಿ ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳನ್ನು ‘ಪಾಸಿಟಿವಲಿ ಚಾರ್ಜ್ಡ್’ (positively charged) ಅನ್ನಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಗುಣವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತಾ ಕನ್ನಡದಲ್ಲಿ ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳನ್ನು ‘ಕೂಡು-ಹುರುಪಿನವು’ ಇಲ್ಲವೇ ‘ಕೂಡುವಣಿಗಳು’ ಎಂದು ಕರೆಯಬಹುದು.
  • ಅದೇ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ‘ಸೆಳೆತದ ಬಯಲಿಗೆ’  (magnetic field) ಒಳಪಡಿಸಿದಾಗ ಅವುಗಳು ಯಾವುದೇ ಒಂದು ಬಗೆಯ ಹುರುಪು (charge) ತೋರಗೊಡುವುದಿಲ್ಲ (ಒಂದು ಬಗೆಯ ಹುರುಪಿಲ್ಲದೇ ನೆಲೆಗೊಂಡಿರುವುದರಿಂದ ಕನ್ನಡದಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ‘ನೆಲೆವಣಿಗಳು’ ಅನ್ನಬಹುದು).
  • ನಡುವಣದ (nucleus) ಸುತ್ತ ಸುತ್ತುವ ತುಣುಕುಗಳೇ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಸ್.  ಇವುಗಳನ್ನು ‘ಸೆಳೆತದ ಬಯಲಿಗೆ’  (magnetic field) ಒಳಪಡಿಸಿದಾಗ, ಬಯಲಿನೆಡೆಗೆ ಸಾಗುವುದರಿಂದ ಇವುಗಳು ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಗಿಂತ ಬೇರೆ ಬಗೆಯ ಹುರುಪನ್ನು (charge) ಹೊಂದಿವೆ ಎಂದು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳಲಾಗಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳಿಗೆ ‘ಕೂಡು’ (+) ಗುರುತು ತಳುಕುಹಾಕಿದಂತೆ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳಿಗೆ ಕಳೆ (-) ಗುರುತು ತಳುಕಿಸಲಾಗಿದೆ. ಅಂದರೆ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಸಗಳು ‘ನೆಗೆಟಿವ್ ಚಾರ್ಜ್ಡ್’ (negative charge) ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಹಾಗಿದ್ದರೆ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಕನ್ನಡದಲ್ಲಿ ‘ಕಳೆ-ಹುರುಪಿನವು’ ಇಲ್ಲವೇ ‘ಕಳೆವಣಿಗಳು’ ಅನ್ನಬಹುದು.
  • ಒಂದು ಅಣುವಿನಲ್ಲಿ ಕೂಡುವಣಿಗಳು (protons) ಮತ್ತು ಕಳೆವಣಿಗಳು (electrons) ಅಷ್ಟೇ ಸಂಖ್ಯೆಯಲ್ಲಿದ್ದರೆ ಆ ವಸ್ತುಗಳು ಕರೆಂಟಿಗೆ ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುವುದಿಲ್ಲ. ಅದೇ ಕಳೆವಣಿಗಳು (electrons) ಮತ್ತು ಕೂಡುವಣಿಗಳ (protons) ಸಂಖ್ಯೆಯು ಅಣುವಿನಲ್ಲಿ ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಸಂಖ್ಯೆಯಲ್ಲಿದ್ದರೆ ಆ  ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ಇನ್ನೊಂದು ವಸ್ತುವಿಗೆ ಕಳೆವಣಿಗಳ (electrons) ಕೊಡುಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯಾಗಿ ಕರೆಂಟ್ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ.

ಬಾಚಣಿಗೆಯಿಂದ ಕೂದಲು ಬಾಚಿದಾಗ ಮತ್ತು ಬಾಚಣಿಗೆಯನ್ನು ಹಾಳೆಯೆಡೆಗೆ ಹಿಡಿದಾಗ ಆದದ್ದು ಇದೇ, ಕೂದಲಿನ ಅಣುಗಳು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಂಡರೆ ಬಾಚಣಿಕೆಯ ಅಣುಗಳು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಪಡೆದುಕೊಂಡವು. ಹೀಗೆ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಜಿಗಿತದಿಂದ ಉಂಟಾದದ್ದೇ ಕರೆಂಟ್.  ಈ ಬಗೆಯಲ್ಲಿ ಎರಡು ವಸ್ತುಗಳ ಉಜ್ಜುವಿಕೆ/ತಾಕುವಿಕೆಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಕರೆಂಟನ್ನು ನೆಲೆಸಿದ ಕರೆಂಟ್ (static current/electricity) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ನಮ್ಮ ಮನೆಗೆ ಹರಿಯುವ ಕರೆಂಟ್ ವಸ್ತುಗಳ ಅಣುಗಳಲ್ಲಿರುವ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಹರಿವಿನಿಂದಲೇ ದೊರೆಯುವುದು ಆದರೆ ಅದು ನೆಲೆಸಿದ ಕರೆಂಟಗಿಂತ (static current) ಒಂಚೂರು ಬೇರೆ ಬಗೆಯದು. ಈ ಕುರಿತು ಮುಂದಿನ ಬರಹದಲ್ಲಿ ನೋಡೋಣ.

facebooktwittergoogle_plusredditpinterestlinkedinmail

ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳು

ಮುಂಚಿನ ಬರಹವೊಂದರಲ್ಲಿ, ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ಜೀವಿಗಳ ಮೂಲ ಘಟಕವಾದ ಅಣುವಿನ ರಚನೆಯ ಬಗ್ಗೆ ತಿಳಿದುಕೊಂಡಿದ್ದೆವು. ಅದನ್ನು ಮುಂದುವರೆಸುತ್ತಾ ಈ ಬರಹದಲ್ಲಿ ಅಣುವಿನ ಒಳರಚನೆಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾದ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ಹೇಗೆ ಸುತ್ತುತ್ತವೆ ಎಂದು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳೋಣ.

ಈ ಹಿಂದಿನ ಬರಹದಲ್ಲಿ ತಿಳಿದುಕೊಂಡಂತೆ, ಅಣುವಿನ ನಡುವಣದಲ್ಲಿ ಪ್ರೋಟಾನ್‍ಗಳು ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ಇರುತ್ತವೆ. ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ನಡುವಣದ ಸುತ್ತ ಸುತ್ತುತ್ತಿರುತ್ತವೆ. ಅಣುವಿನ ಕುರಿತ ತಿಳುವಳಿಕೆ ಶುರುವಾದಾಗಿನ ಮೊದಲ ಕೆಲವು ದಶಕಗಳವರೆಗೆ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ನಡುವಣದ ಸುತ್ತ ಬರೀ ದುಂಡನೆಯ ಹಾದಿಗಳಲ್ಲಿ ಸುತ್ತುತ್ತವೆ ಅಂತಾ ಅಂದುಕೊಳ್ಳಲಾಗಿತ್ತು. ಆದರೆ ಹೊಸ ಹೊಸ ಅರಕೆಗಳು ಈ ನಿಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ ನಡೆದುದರಿಂದ ಕಂಡುಬಂದಿದ್ದೇನೆಂದರೆ,

ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ಸುತ್ತುವ ನೆಲೆಯನ್ನು 100% ರಷ್ಟು ನಿಕ್ಕಿಯಾಗಿ ಹೇಳಲು ಆಗುವುದಿಲ್ಲ, ಗಣಿತ ಸೂತ್ರಗಳ ತಳಹದಿಯಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 90% ರಷ್ಟು ನಿರ್ದಿಷ್ಟತೆಯಿಂದ ಇಂತಲ್ಲಿ ಇರಬಹುದು ಅಂತಾ ಹೇಳಬಹುದಷ್ಟೆ.

ಜರ್ಮನಿಯ ವಾರ್ನರ್ ಹಯ್ಸನ್‍ಬರ್ಗ್ (Werner Heisenberg) ಎಂಬ ವಿಜ್ಞಾನಿಯು 1927 ರಲ್ಲಿ ಮುಂದಿಟ್ಟಿದ್ದ, ಹಯ್ಸನ್‍ಬರ್ಗ್ ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಲ್ಲದ ನಿಯಮ (Heisenberg uncertainty principle) ತಳಹದಿಯ ಮೇಲೆ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳ ನೆಲೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸಬಹುದು.

ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ನಡುವಣದ ಸುತ್ತ ಸುತ್ತಲು ಬಳಸುವ ದಾರಿಗಳನ್ನು ಆರ್ಬಿಟಲ್ಸ್ (Orbitals) ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಕನ್ನಡದಲ್ಲಿ ಇವುಗಳನ್ನು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳು ಎನ್ನಬಹುದು. ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳಲ್ಲಿ ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ನಾಲ್ಕು ಬಗೆಗಳಿವೆ. ಆ ಬಗೆಗಳನ್ನು ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ನೋಡಬಹುದು,

orbitals‘s’ ಬಗೆಯ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳು ಗುಂಡನೆಯ ಆಕಾರದಲ್ಲಿದ್ದರೆ, ‘p’ ಮತ್ತು ‘d’ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳು ಬಲೂನಿನ ರೂಪವನ್ನು ಹೋಲುತ್ತವೆ. ಅದೇ ‘f’ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಸುತ್ತಿ ಬಳಸಿದ ದಾರಿಯಾಗಿರುತ್ತವೆ.
ಇನ್ನೊಂದು ಗಮನಿಸಬೇಕಾದ ವಿಷಯವೆಂದರೆ, ಈ ನಾಲ್ಕು ಬಗೆಯ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳು, ಹಾದಿಯೊಂದರಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚೆಂದರೆ 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರ ಹೊಂದಿರಬಹುದು.

ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ಗಳಿಸಿಕೊಂಡಿರುವ ಶಕ್ತಿಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಅವುಗಳ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳು ತೀರ್ಮಾನವಾಗುತ್ತವೆ. ಎಲ್ಲಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಹೊಂದಿರುವ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ’1s’ ಸುತ್ತುಹಾದಿಯಲ್ಲಿ ಸುತ್ತಿದರೆ, ಅದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿ ಹೊಂದಿರುವ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ’2s’ ಸುತ್ತುಹಾದಿಯಲ್ಲಿ ಸುತ್ತುತ್ತವೆ. ಹೀಗೆ ಮುಂದುವರೆಯುತ್ತಾ ಶಕ್ತಿಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ 2p, 3s, 3p… ಮುಂತಾದ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳಲ್ಲಿ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ಸುತ್ತುತ್ತವೆ.

ಇಲ್ಲಿ s,p,d,f ಪಕ್ಕದಲ್ಲಿರುವ ಅಂಕಿಗಳಾದ 1, 2, 3, 4… ಶಕ್ತಿಯ ಮಟ್ಟಗಳನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ (ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಮಾಣದಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದ ಶಕ್ತಿಯೆಡೆಗೆ)

ಅಣುವೊಂದರಲ್ಲಿ ಎಷ್ಟು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಿವೆ ಅನ್ನುವುದರ ಮೇಲೆ ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಎಷ್ಟು ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳಿವೆ ಎನ್ನುವುದನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಅಣುವೊಂದರಲ್ಲಿ 10 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಿದ್ದರೆ ಮೊದಲಿಗೆ ’1s’ ಬಗೆಯ ಸುತ್ತುಹಾದಿಯಲ್ಲಿ 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ಮತ್ತು ’2s’ ಸುತ್ತುಹಾದಿಯಲ್ಲಿ ಇನ್ನೆರಡು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಿರುತ್ತವೆ. ಇನ್ನುಳಿದ 6 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಲ್ಲಿ 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು 2px ಸುತ್ತುಹಾದಿಯಲ್ಲಿ, 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು 2py ಸುತ್ತುಹಾದಿಯಲ್ಲಿ ಮತ್ತು 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು 2pz ಸುತ್ತುಹಾದಿಯಲ್ಲಿರುತ್ತವೆ.

10 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ ಈ ಉದಾಹರಣೆಯನ್ನು ಕೆಳಗಿನಂತೆ ಸೂಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ,

1s2 2s2 2p6

(ಇಲ್ಲಿ 1 ನೇ ಶಕ್ತಿ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ಮತ್ತು 2 ನೇ ಶಕ್ತಿ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ 2+6= 8 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಿರುವುದನ್ನು ಗಮನಿಸಬಹುದು)

ನೆನಪಿರಲಿ: ಒಂದು ಸುತ್ತುಹಾದಿಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚೆಂದರೆ 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಷ್ಟೇ ಇರಬಹುದು. ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳಿಂದ ಶುರುವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳಲ್ಲಿ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ಸುತ್ತುತ್ತವೆ.

ಚಿಪ್ಪುಗಳು (Shells):

ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳ ಸುತ್ತುವಿಕೆಯನ್ನು ಅವುಗಳ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳಲ್ಲದೇ, ಚಿಪ್ಪುಗಳು (shells) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುವ ಬಗೆಯಲ್ಲೂ ಸೂಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಅವುಗಳು ಇಂತಿಷ್ಟು ಚಿಪ್ಪುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಬಗೆಯು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಅಣುವೊಂದರ ವಿದ್ಯುತ್ ಗುಣವನ್ನು ತಿಳಿಯಲು ನೆರವಾಗುತ್ತದೆ.
ಚಿಪ್ಪುಗಳನ್ನು ’n’ ನಿಂದ ಸೂಚಿಸಿದರೆ, 2*(n)2 ಲೆಕ್ಕದಲ್ಲಿ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಹಂಚಿಕೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಉದಾಹರಣೆಗೆ,
ಚಿಪ್ಪು 1 –> 2*(1)2 = 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.
ಚಿಪ್ಪು 2 –> 2*(2)2 = 8 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.
ಚಿಪ್ಪು 3 –> 2*(3)2 = 18 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.

ಇದನ್ನು ಇನ್ನೊಂದು ಬಗೆಯಲ್ಲಿ ಹೇಳಬೇಕೆಂದರೆ, ಅಣುವೊಂದರಲ್ಲಿ ಎಷ್ಟು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಿವೆ ಎನ್ನುವುದರ ಮೇಲೆ ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಎಷ್ಟು ಚಿಪ್ಪುಗಳಿವೆ (shells) ಇವೆ ಎನ್ನುವುದನ್ನು ಲೆಕ್ಕ ಹಾಕಬಹುದು.
ಉದಾ: 10 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಿದ್ದರೆ ಮೇಲೆ ತೋರಿಸಿದಂತೆ, 2 (ಚಿಪ್ಪು1) + 8 (ಚಿಪ್ಪು2) ಒಟ್ಟು 2 ಚಿಪ್ಪುಗಳಿರುತ್ತವೆ.

ಚಿಪ್ಪುಗಳು ಮತ್ತು ಅಣುವಿನ ಗುಣ:
ಮೇಲೆ ತಿಳಿಸಿದಂತೆ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳನ್ನು ಹೊಂದುವ ಚಿಪ್ಪಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು 2*(n)2 ರಿಂದ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು. ಅಣುವೊಂದರಲ್ಲಿ ಚಿಪ್ಪೊಂದರ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಕ್ಕಿಂತ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಕಡಿಮೆ ಇದ್ದರೆ ಅಂತಹ ಅಣುವಿನಲ್ಲಿ ಬೇರೊಂದು ಅಣುವಿನೊಂದಿಗೆ ಒಡನಾಡುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಹೆಚ್ಚಿರುತ್ತದೆ.

ಉದಾಹರಣೆಗೆ: ಅಣುವೊಂದರಲ್ಲಿ 12 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಿವೆ ಎಂದುಕೊಳ್ಳೋಣ. ಅದರಲ್ಲಿ ಚಿಪ್ಪುಗಳು ಮತ್ತು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಹೀಗಿರುತ್ತದೆ.
ಚಿಪ್ಪು 1 –> 2*(1)2 = 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.
ಚಿಪ್ಪು 2 –> 2*(2)2 = 8 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.
ಚಿಪ್ಪು 3 –> 2*(3)2 = 18 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರಬಹುದು ಆದರೆ ಉಳಿದವು 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಷ್ಟೇ (12-2-8=2) ಆಗಿರುವುದರಿಂದ ಚಿಪ್ಪು3 ರ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಕ್ಕಿಂತ (18) ಕಡಿಮೆ ಸಂಖ್ಯೆಯಲ್ಲಿ (2) ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಿರುವುದನ್ನು ಗಮನಿಸಬಹುದು. ಇಂತಹ ಅಣು ಬೇರೊಂದು ಅಣುವಿನೊಂದಿಗೆ ಸುಲಭವಾಗಿ ಒಡನಾಡಬಲ್ಲದ್ದಾಗಿರುತ್ತದೆ.

(ಮುಂದಿನ ಬರಹದಲ್ಲಿ ಅಣುಗಳ ಇನ್ನಷ್ಟು ವಿಷಯಗಳನ್ನು ತಿಳಿಯೋಣ)

facebooktwittergoogle_plusredditpinterestlinkedinmail

ಚುಟುಕು ಯಂತ್ರಗಳಿಗೆ ಈ ಬಾರಿಯ ನೊಬೆಲ್

ಯಂತ್ರಗಳನ್ನು ಯಾರು ಬಳಸುವುದಿಲ್ಲ ಹೇಳಿ? ಕಾರು, ಬಸ್ಸು, ವಿಮಾನದಂತಹ ಸಾಗಾಣಿಕೆಯ ಯಂತ್ರಗಳಿಂದ ಹಿಡಿದು ಗ್ರ್ಯಾಂಡರ್, ಪಂಪ್, ಹೊಲಿಗೆ ಯಂತ್ರ ಹೀಗೆ ದೈನಂದಿನ ಹಲವು ಕೆಲಸಗಳಲ್ಲಿ ನಾವಿಂದು ಯಂತ್ರಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತಿದ್ದೇವೆ. ಹಿಂದೊಮ್ಮೆ ಎಲ್ಲ ಕೆಲಸಗಳಿಗೆ ಮೈ ಕಸುವನ್ನೇ ನೆಚ್ಚಿಕೊಂಡಿದ್ದ ನಾವು, ಇಂದು ಯಂತ್ರಗಳ ಮೇಲೆ ನಮ್ಮೆಲ್ಲ ಹೊರೆಯನ್ನು ಹಾಕಿದ್ದೇವೆ.

ಈಗೊಂದು ಪ್ರಶ್ನೆ, ಎಲ್ಲಕ್ಕಿಂತ ದೊಡ್ಡ ಯಂತ್ರ ಯಾವುದು? ಹಡಗು, ವಿಮಾನ, ರಾಕೆಟ್ ಹೀಗೆ ಹಲವು ಉತ್ತರಗಳು ಬರಬಹುದು. ಹಾಗಿದ್ದರೆ ಎಲ್ಲಕ್ಕಿಂತ ಚಿಕ್ಕ ಯಂತ್ರ ಯಾವುದು? ಮೊಬೈಲ್. ಅದಕ್ಕಿಂತ ಚಿಕ್ಕದು? ಕೈ ಗಡಿಯಾರ. ಹಾಗಾದರೆ ಅದಕ್ಕಿಂತ ಚಿಕ್ಕದು? ಇನ್ನೂ ಚಿಕ್ಕದು? ಹೀಗೆ ಕೇಳುತ್ತಾ ಹೊರಟರೆ ಕೊನೆ ಎಲ್ಲಿ? ಆದರೆ ಈ ಪ್ರಶ್ನೆಯನ್ನು ಕೇಳುತ್ತಲೇ, ಅಂತಹ ಕಿರಿದಾದ, ಚುಟುಕಾದ ಯಂತ್ರಗಳನ್ನು ಮಾಡಬಹುದು ಅಂತಾ ತೋರಿಸಿರುವ ಅರಿಗರ ತಂಡಕ್ಕೆ ಈ ವರುಶದ ನೊಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿ ದೊರೆತಿದೆ. ಅವರು ಮಾಡಿದ ಚುಟುಕು ಯಂತ್ರಗಳ ಹೆಸರು ಮೊಲಿಕ್ಯುಲಾರ್ ಮಶೀನ್ಸ್ (Molecular Machines) ಅಂದರೆ ಅಣುಕೂಟಗಳ ಯಂತ್ರಗಳು. ಯಾವ ಯಂತ್ರಗಳಿವು? ಏನಿವುಗಳ ಉಪಯೋಗ? ಮುಂತಾದ ವಿಷಯಗಳನ್ನು ತಿಳಿಯೋಣ ಬನ್ನಿ.

ಮೊಲಿಕ್ಯುಲಾರ್ ಮಶೀನ್ಸ್  (Molecular Machine) ಅಂದರೇನು?:

’ಮೊಲಿಕ್ಯುಲಾರ್ ಮಶೀನ್’ ಪದದಲ್ಲಿರುವ ಎರಡು ಪದಗಳನ್ನು ಬೇರೆ ಬೇರೆಯಾಗಿ ಮೊದಲು ನೋಡೋಣ,

ನಮಗೆ ಗೊತ್ತಿರುವಂತೆ ವಸ್ತುಗಳು ಕಿರಿದಾದ ಘಟಕಗಳಾದ ಅಣುಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿರುತ್ತವೆ. ಈ ಅಣುಗಳು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಕಲೆತು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ರಚನೆಯೊಂದನ್ನು ಏರ್ಪಡಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ರಚನೆಗಳನ್ನು ’ಮೊಲಿಕ್ಯುಲ್’ (Molecule) ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಮೊಲಿಕ್ಯುಲ್ (Molecule) ಎರಡು ಇಲ್ಲವೇ ಅದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಅಣುಗಳಿಂದ ಕೂಡಿರುತ್ತದೆ. ಕನ್ನಡದಲ್ಲಿ ಮೊಲಿಕ್ಯುಲ್‍ನ್ನು ಅಣುಕೂಟ ಎಂದು ಕರೆಯಬಹುದು.

Molicul

ಇಲ್ಲಿ ಗಮನಿಸಬೇಕಾದ ಎರಡು ವಿಷಯಗಳೆಂದರೆ, ಅಣುವಿನ ಬಗ್ಗೆ ನಾವು ಮಾತನಾಡುತ್ತಿರುವುದರಿಂದ ತುಂಬಾನೇ ಕಿರಿದಾದ ರಚನೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಮಾತನಾಡುತ್ತಿದ್ದೇವೆ ಅನ್ನುವುದು ಒಂದು ಮತ್ತು ಜೀವಿಗಳು, ವಸ್ತುಗಳು ಹೀಗೆ ಎಲ್ಲದರಲ್ಲಿ ಅಡಕವಾಗಿರುವ ರಚನೆಯೊಂದರ ಬಗ್ಗೆ ನಾವು ಮಾತನಾಡುತ್ತಿದ್ದೇವೆ ಅನ್ನುವುದು ಇನ್ನೊಂದು.

ಇನ್ನು, ಎರಡನೆಯ ಪದ ಮಶೀನ್ ಇಲ್ಲವೇ ಯಂತ್ರ. ಮೈ ಶಕ್ತಿ, ರಾಸಾಯನಿಕ ಶಕ್ತಿ, ಮಿಂಚಿನ, ಗಾಳಿಯ ಶಕ್ತಿ ಹೀಗೆ ಯಾವುದಾದರೊಂದು ಬಗೆಯ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು, ಗೊತ್ತುಪಡಿಸಿದ ಕೆಲಸ ಇಲ್ಲವೇ ಚಟುವಟಿಕೆಯೊಂದನ್ನು ಮಾಡುವ ಸಲಕರಣೆಯನ್ನು ಯಂತ್ರ ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತೇವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಕಾರು ಉರುವಲಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಾಗಾಣಿಕೆಯ ಚಟುವಟುಕೆಯೊಂದನ್ನು ಮಾಡಬಲ್ಲ ಯಂತ್ರವಾಗಿದೆ. ಹಾಗೆನೇ ಹೊಲಿಗೆ ಯಂತ್ರ ಕರೆಂಟ್ ಇಲ್ಲವೇ ಕಾಲಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಹೊಲಿಯುವ ಸೂಜಿಯನ್ನು ಮೇಲೆ ಕೆಳಗೆ ಆಡಿಸುವ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸುವ ಯಂತ್ರವಾಗಿದೆ.

ಈಗ ’ಮೊಲಿಕ್ಯುಲಾರ್ ಮಶಿನ್’ ಎಂಬ ಎರಡು ಪದಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸಿದಾಗ ಅದರ ಹುರುಳನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿ ತಿಳಿಯಬಹುದು. ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿನ ಕಿರು ರಚನೆಯಾದ ಅಣುಕೂಟಗಳನ್ನು ಒಂದು ಗೊತ್ತುಪಡಿಸಿದ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೊಂದಿಸಿಕೊಂಡು, ಗೊತ್ತುಪಡಿಸಿದ ಕೆಲಸವನ್ನು ಮಾಡುವ ಯಂತ್ರಗಳೇ ಮೊಲಿಕ್ಯುಲಾರ್ ಮಶಿನ್ಸ್ ಇಲ್ಲವೇ ಅಣುಕೂಟಗಳ ಯಂತ್ರಗಳು.

ಇನ್ನೂ ತಿಳಿಯಾಗಿ ಹೇಳಬೇಕೆಂದರೆ ಇಂಜಿನ್ನು, ಗಾಲಿ, ಅಡಿಗಟ್ಟು (chassis) ಮುಂತಾದ ರಚನೆಗಳನ್ನು, ಗೊತ್ತುಪಡಿಸಿದ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೊಂದಿಸಿಕೊಂಡು, ನಮ್ಮ ಓಡಾಟಕ್ಕೆ ನೆರವಾಗುವ ’ಕಾರು’ ಎಂಬ ಯಂತ್ರ ಹೇಗಿದೆಯೋ ಹಾಗೆ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿನ ಕಿರಿದಾದ ಅಣುಕೂಟಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಯಂತ್ರವೊಂದನ್ನು ತಯಾರು ಮಾಡಿದರೆ ಅದೇ ’ಮೊಲಿಕ್ಯುಲಾರ್ ಮಶೀನ್’ ಆಗುತ್ತದೆ. ಇದರ ಅಳತೆಯನ್ನು ಹೋಲಿಸಿ ಹೇಳಬೇಕೆಂದರೆ, ನಮ್ಮ ಕೂದಲ ಎಳೆಯೊಂದರ ಸುಮಾರು 1000 ಪಟ್ಟು ಚಿಕ್ಕ ಅಳತೆಯದು!

ಮೊಲಿಕ್ಯುಲಾರ್ ಮಶೀನ್ಸ್ (Molecular Machines) ಹೊಸದೇ?:
ಹಾಗೇ ನೋಡಿದರೆ ನಮ್ಮ ಮಯ್ಯಲ್ಲೇ ಸಾವಿರಾರು ಮೊಲಿಕ್ಯುಲಾರ್ ಮಶೀನ್‍ಗಳಿವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಹಲವು ಪ್ರೋಟಿನ್ ರಚನೆಗಳು ಒಗ್ಗೂಡಿ ನಮ್ಮ ಮಯ್ಯ ರಚನೆಯ ಅಡಿಪಾಯವಾಗಿರುವ ಜೀವಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಅಡಕಗಳನ್ನು ಒಂದೆಡೆಯಿಂದ ಇನ್ನೊಂದೆಡೆ ಸಾಗಿಸುವ ಯಂತ್ರಗಳಾಗಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ಇನ್ನೂ ಕೆಲವು ರಚನೆಗಳು ರಕ್ತ, ಉಸಿರ್ಗಾಳಿ ಸಾಗಾಣಿಕೆಯ ಕೆಲಸವನ್ನು ಮಾಡುತ್ತವೆ. ಹಾಗಾಗಿ ಮೊಲಿಕ್ಯುಲಾರ್ ಮಶೀನ್ ಗಳೆಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಚುಟುಕು ಯಂತ್ರಗಳು ಸ್ವಾಭಾವಿಕವಾಗಿ ಕಾಣಸಿಗುತ್ತವೆ.

ಆದರೆ ಈ ಯಂತ್ರಗಳು ನಮಗೆ ಬೇಕಿರುವ ಕೆಲಸವನ್ನು ಮಾಡಲಾರವು, ತಮಗೆ ಗೊತ್ತುಪಡಿಸಿದ ಸ್ವಾಭಾವಿಕ ಕೆಲಸವನ್ನಷ್ಟೇ ಅವು ಮಾಡಬಲ್ಲವು. ನಮಗೆ ಬೇಕಾದ, ನಾವು ಗೊತ್ತುಪಡಿಸಿದ ಕೆಲಸವನ್ನೇ ಮಾಡಬಲ್ಲ ಯಂತ್ರಗಳು ಬೇಕಿದ್ದರೆ, ನಾವೇ ಅಂತಹ ಚುಟುಕು ಯಂತ್ರಗಳನ್ನು ಉಂಟು ಮಾಡುವುಂತೆ ಆಗಬೇಕು. ಇದೇ ಮೊಲಿಕ್ಯುಲಾರ್ ಮಶೀನ್ ಕುರಿತಾಗಿ ನಮ್ಮ ಮುಂದಿರುವ ಸವಾಲು.

ಮೊಲಿಕ್ಯುಲಾರ್ ಮಶೀನ್ಸ್  (Molecular Machine) ಮಾಡುವುದು ಹೇಗೆ?:
ಈ ಮೇಲೆ ತಿಳಿದುಕೊಂಡಂತೆ, ಮೊಲಿಕ್ಯುಲಾರ್ ಮಶೀನ್ ತುಂಬಾನೇ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿರುವುದರಿಂದ ನಮ್ಮ ಕೈಯಿಂದಾಗಲಿ ಇಲ್ಲವೇ ನಾವು ಕಟ್ಟಿರುವ ಇನ್ನೊಂದು ಯಂತ್ರದಿಂದಾಗಲಿ ತಯಾರಿ ಮಾಡಲು ಆಗದು. ಹಾಗಿದ್ದರೆ ಈ ಚುಟುಕು ಅಣುಕೂಟ ಯಂತ್ರಗಳ ಕಟ್ಟಣೆಯ ಕೆಲಸವನ್ನು ಮಾಡುವುದು ಹೇಗೆ? ಈ ನಿಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ಗೆಲುವು ಕಂಡವರೇ ಈ ಬಾರಿಯ ನೊಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿ ಪಡೆದ ಅರಿಗರಲ್ಲಿ ಒಬ್ಬರಾದ ಫ್ರಾನ್ಸ್ ದೇಶದ ಜೀನ್-ಪಿರ್ ಸಾವೆಜ್ (Jean-Pierre Sauvage). 1983 ರಲ್ಲಿ ಇವರು ತಾಮ್ರದ ಗುಣವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಅಣುಕೂಟದ ಸರಪಳಿಯೊಂದನ್ನು ಮಾಡಿ ತೋರಿಸಿದರು. ಈ ಕಟ್ಟಣೆಯ ಹಂತಗಳನ್ನು ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ.

Molicular_Machine_1

ಎರಡು ಅಣುಕೂಟಗಳು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಕೊಂಡಿಯಾಗಲು ತಾಮ್ರದ ಹುರುಪಿಯನ್ನು (copper ion) ಸಾವೆಜ್ ಬಳಸಿಕೊಂಡರು. ತಾಮ್ರದ ಹುರುಪಿಯೆಡೆಗೆ ಎರಡು ಅಣುಕೂಟಗಳನ್ನು ತಂದಾಗ, ಅವು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಸೆಳೆಯಲ್ಪಟ್ಟು ಉಂಗುರದ ಆಕಾರದಂತೆ ಕೊಂಡಿಯಾದವು. ಇಂತಹ ಹಲವು ಉಂಗುರುಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸಿದರೆ ಉಂಗುರದ ಸರಪಳಿಯೊಂದನ್ನು ಆಗ ಮಾಡಬಹುದಾಯಿತು. (ಕಾರಿನ ಕಟ್ಟಣೆಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಗಾಲಿಯಂತಹ ರಚನೆ ಈಗ ತಯಾರಾಯಿತು ಅನ್ನಬಹುದು)

1991 ನೇ ಇಸ್ವಿಯಲ್ಲಿ ಈ ನಿಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ ಮುಂದಿನ ಮೈಲಿಗಲ್ಲು ಉಂಟಾಯಿತು. ಈ ಮೈಲಿಗಲ್ಲನ್ನು ನೆಟ್ಟವರೇ ಈ ಬಾರಿಯ ನೊಬೆಲ್ ಪಡೆದವರಲ್ಲಿ ಎರಡನೆಯವರಾದ ಸ್ಕಾಟ್‍ಲೆಂಡಿನ ಜೇಮ್ಸ್ ಪ್ರೇಸರ್ ಸ್ಟೊಡಾರ್ಟ್ (James Fraser Stoddart). ಅಣುಕೂಟಗಳ ಉಂಗುರಾಕಾರದ ಸರಪಳಿಯನ್ನು ಒಂದು ತಿರುಗೋಲಿನ (axle) ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಹಿಂದೆ ಮುಂದೆ ಸಾಗುವಂತೆ ಮಾಡುವಲ್ಲಿ ಸ್ಟೊಡಾರ್ಟ್ ಗೆಲುವು ಕಂಡರು.

ಕಾವು ನೀಡಿದಾಗ ಅಣುಕೂಟಗಳು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆಯುತ್ತವೆ. ಹೀಗೆ ಹೊಡೆಯುವ ಡಿಕ್ಕಿಯನ್ನು ಒಂದು ಗೊತ್ತುಪಡಿಸಿದ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಉಂಟುಮಾಡುವಂತಾದರೆ ತಿರುಗೋಲಿನಲ್ಲಿ ಸಾಗಬಲ್ಲ ಅಣುಕೂಟಗಳ ರಚನೆಯನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದೆಂದು ಸ್ಟೊಡಾರ್ಟ್ ತೋರಿಸಿದರು. (ಕಾರಿನ ಕಟ್ಟಣೆಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಗಾಲಿಗಳು ತಿರುಗೋಲಿನಲ್ಲಿ ಸಾಗುವಂತಹ ರಚನೆ ಈಗ ತಯಾರಾಯಿತು ಅನ್ನಬಹುದು). ಇಂತಹ ರಚನೆಯೊಂದನ್ನು ಕೆಳಗಿನ ಓಡುಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ನೋಡಬಹುದು.fig_ke_16_molecularelevator1999 ರಲ್ಲಿ ನೆದರ್ ಲ್ಯಾಂಡಿನ ಬರ್ನಾರ್ಡ್ ಎಲ್ ಫೆರಿಂಗಾ (Bernard L. Feringa) ಎಂಬುವವರು ಮೇಲಿನ ಎರಡು ಮೈಲಿಗಲ್ಲುಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು, ಜಗತ್ತಿನ ಮೊಟ್ಟಮೊದಲ ಅಣುಕೂಟಗಳ ಕಿರುಕಾರೊಂದನ್ನು ಮಾಡಿ ತೋರಿಸಿದರು. ಈ ಸಾಧನೆಗಾಗಿ ಮೇಲಿನ ಇಬ್ಬರು ಅರಿಗರ ಜತೆಯಲ್ಲಿ ಈ ಬಾರಿಯ ನೊಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿ ಫೆರಿಂಗಾ ಅವರಿಗೆ ಸಂದಿದೆ. ಫೆರಿಂಗಾ ಅವರು ಮುಂದಿಟ್ಟ ಅಣುಕೂಟಗಳು ಕಲೆತುಕೊಳ್ಳುವಂತೆ ಮಾಡುವ ಬಗೆಯನ್ನು ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ನೋಡಬಹುದು.

Molicular_Machine_3

ಈ ಬಗೆಯಲ್ಲಿ ಹಲವು ಅಣುಕೂಟಗಳನ್ನು ಕಲೆಯುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತಾ ಹೋದರೆ, ಅಣುಕೂಟಗಳ ಕಿರುಕಾರೊಂದನ್ನೇ ಮಾಡಬಹುದೆಂದು ಫೆರಿಂಗಾ ತೋರಿಸಿದರು. ಈ ಕಿರುಕಾರಿನ (nanocar) ತೋರುಚಿತ್ರವನ್ನು ಕೆಳಗೆ ನೋಡಬಹುದು.

nanocar_Feringa

ಹೀಗೆ ಮೂವರು ಅರಿಗರು ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಕಾಲಘಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಅಣುಕೂಟಗಳ ಯಂತ್ರಗಳನ್ನು ಅಂದರೆ ಮೊಲಿಕ್ಯುಲಾರ್ ಮಶೀನ್‍ಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಬಹುದಾದ ಬಗೆಯನ್ನು ತೋರಿಸಿದ್ದು, ಇದಕ್ಕಾಗಿ 2016 ನೇ ಸಾಲಿನ ಕೆಮಿಸ್ಟ್ರಿ ಕವಲಿನ ನೊಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿಯನ್ನು ಈ ಮೂವರಿಗೂ ಒಟ್ಟಾಗಿ ನೀಡಲಾಗಿದೆ.

Nobel_luerates

ಈ ಚುಟುಕು ಯಂತ್ರಗಳ ಉಪಯೋಗವೇನು?:

ಕಡುಕಿರಿದಾದ ಯಂತ್ರಗಳನ್ನು ಮಾಡುವ ಬಗೆಯನ್ನೇನೋ ಅರಿಗರು ಮುಂದಿಟ್ಟರು. ಆದರೆ ಈ ಯಂತ್ರಗಳ ಉಪಯೋಗವೇನು? ಅನ್ನುವುದು ಸಹಜವಾದ ಪ್ರಶ್ನೆ. ಈ ಪ್ರಶ್ನೆಗೆ ನೇರವಾಗಿ ಜಾರಿಗೆ ತರಬಲ್ಲ ಬಳಕೆಗಳಿವೆ ಅನ್ನುವ ಉತ್ತರ ಇಂದಿಗೆ ದೊರೆಯದಿದ್ದರೂ, ಮುಂದಿನ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ ಇದರ ಬಳಕೆಯ ಹರವು ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಲಿದೆ ಅನ್ನುವುದು ಬಲ್ಲವರ ಮಾತು.

ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಕ್ಯಾನ್ಸರ್ ಹುಣ್ಣನ್ನು ಅದಿರುವಲ್ಲಿಗೆ ಹೋಗಿ ಕೊಲ್ಲಬಹುದಾದ ಇಲ್ಲವೇ ಅದನ್ನು ಅಲ್ಲಿಂದ ಕತ್ತರಿಸಿ ಹೊರತರಬಹುದಾದ ಮೊಲಿಕ್ಯುಲಾರ್ ಮಶೀನ್ ಮಾಡುವಂತಾದರೆ ರೋಗಗಳನ್ನು ಗುಣಪಡಿಸುವ ನಿಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡ ಹೆಜ್ಜೆಯನ್ನು ಇಟ್ಟಂತಾಗುತ್ತದೆ. ಹಾಗೆನೇ ಇಂದಿನ ಟ್ರಾನಿಸ್ಟರ್, ಕೆಪ್ಯಾಸಿಟರ್ ಮುಂತಾದ ಬಿಡಿಭಾಗಗಳ ಬದಲಾಗಿ ಅಣುಕೂಟಗಳ ಯಂತ್ರಗಳನ್ನೇ ಬಳಸುವಂತಾದರೇ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ / ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಗಳ ಕವಲಿನಲ್ಲಿ ಕ್ರಾಂತಿಯನ್ನೇ ಉಂಟುಮಾಡಿದಂತಾಗುವುದು.

ಒಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ ಅಣುಕೂಟಗಳ ಚುಟುಕು ಯಂತ್ರಗಳು ಮುಂದಿನ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ ಅರಿವಿನ ಹೆಬ್ಬಾಗಿಲನ್ನೇ ನಮ್ಮ ಮುಂದೆ ತೆರಿದಿಡಬಹುದು. ಈ ಹೆಬ್ಬಾಗಿಲನ್ನು ತೋರಿದ ಅರಿಗರಿಗೆ ಈ ವರುಷದ ನೊಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿ ದೊರೆತದ್ದು ನಲಿವಿನ ಸಂಗತಿ.

(ಮಾಹಿತಿ ಮತ್ತು ಚಿತ್ರ ಸೆಲೆಗಳು: Royal Swedish Academy of Science, Washington PostWikipedia)

facebooktwittergoogle_plusredditpinterestlinkedinmail

ಅಣು

ಅಣು ಎಂದರೇನು?

ವಸ್ತುವೊಂದನ್ನು ಒಡೆಯುತ್ತಾ ಹೋದಂತೆ ಅದು ತುಣುಕುಗಳಿಂದ, ಚಿಕ್ಕ ತುಣುಕುಗಳಿಂದ, ಕೊನೆಗೆ ಇನ್ನಷ್ಟು ಒಡೆಯಲು ಕಷ್ಟವಾಗುವ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿರುವುದು ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ. ಇಂತಹ ಕಿರುತುಣುಕೊಂದು ತನ್ನಲ್ಲಿ ಇನ್ನಷ್ಟು ಕಿರಿದಾದ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಅಡಕವಾಗಿಸಿಕೊಂಡಿದ್ದು, ಈ ರಚನೆಗಳು ಒಗ್ಗೂಡಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾದ ಕೆಲವು ಗುಣಗಳನ್ನು ಹೊಮ್ಮಿಸುತ್ತವೆ.

ತನ್ನಲ್ಲಿರುವ ಕಿರು ರಚನೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಒಟ್ಟಾಗಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾದ ಕೆಲವು ಗುಣಗಳನ್ನು ಹೊಮ್ಮಿಸುವಂತಹ, ಎಲ್ಲಕ್ಕಿಂತ ಕಿರಿದಾದ ಈ ಅಡಕವನ್ನು (constituent) ಅಣು (atom) ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ.

 

matter_atoms(ವಸ್ತುವೊಂದರಲ್ಲಿ ಅಣುಗಳ ಇರುವಿಕೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುವ ಚಿತ್ರ)

 

ವಸ್ತುವೊಂದು ಇಂತಹ ಹಲವು ಕೋಟಿಗಳಷ್ಟು ಅಣುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ 1 cm3 ಅಳತೆಯ ತಾಮ್ರದ ತುಣುಕಿನಲ್ಲಿ ಸರಿ ಸುಮಾರು 8.49 × 1022 ಅಣುಗಳಿರುತ್ತವೆ. ವಸ್ತುವೊಂದರ ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣ (ಬೇರೆ ವಸ್ತುಗಳೊಡನೆ ಹೇಗೆ ಒಡನಾಡುತ್ತದೆ ಎಂಬ ಗುಣ), ಮಿಂಚಿನ (ವಿದ್ಯುತ್ / electric) ಗುಣ, ಗಟ್ಟಿತನದ ಗುಣ ಮುಂತಾದ ಇತರೆ ಹಲವು ಗುಣಗಳು ಅದರಲ್ಲಿರುವ ಅಣುಗಳ ಗುಣಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತವೆ.

ಜೀವಿಗಳು ಕೂಡ ಮೂಲದಲ್ಲಿ ಅಣುಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಜೀವಿಗಳಲ್ಲಿರುವ ಪ್ರೋಟೀನ್, ಅಮಿನೊ ಅಸಿಡ್ ಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದ್ದರೆ, ಅಮಿನೊ ಅಸಿಡ್ ಗಳು ನೈಟ್ರೋಜನ್, ಉಸಿರ್ಗಾಳಿ (ಆಕ್ಸಿಜನ್), ನೀರುಟ್ಟುಕ (ಹೈಡ್ರೋಜನ್) ಮತ್ತು ಕರಿಗೆಗಳ (ಕಾರ್ಬನ್) ಅಣುಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ. ಮನುಷ್ಯರ ಮೈಯ ಹೆಚ್ಚಿನ ಭಾಗ ನೀರಿನಿಂದ ಕೂಡಿದ್ದು, ನೀರು ಮೂಲದಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ಆಕ್ಸಿಜನ್ ಅಣುಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ.

organisms_atoms(ಜೀವಿಗಳಲ್ಲಿ ಅಣುಗಳ ಇರುವಿಕೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುವ ಚಿತ್ರ)

ಅಣುಗಳ ರಚನೆ (structure of atom):

ಅಣುಗಳಿಗೆ ಗೊತ್ತುಪಡಿಸಿದ ಇಂತದೇ ಆಕಾರವಿದೆ ಎಂದು ಹೇಳಲು ಕಷ್ಟವಾದರೂ, ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಅವುಗಳನ್ನು ದುಂಡನೆ ಆಕಾರದಿಂದ ಗುರುತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅಣುವಿನ ದುಂಡಿ (radius) ಸುಮಾರು 30 pm ನಿಂದ 300 pm ವರೆಗೆ ಇರುತ್ತದೆ. (pm = picometer / ಪಿಕೊಮೀಟರ್ = 1×10−12 m).

ಅಣುವು ಕೆಳಗಿನ ಮೂರು ಮುಖ್ಯ ಭಾಗಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ,

1. ನಡುವಿನ ಭಾಗ

2. ನಡುವಿನಲ್ಲಿರುವ ರಚನೆಗಳು

3. ನಡುವಿನ ಭಾಗದ ಸುತ್ತ ಸುತ್ತುವ ರಚನೆಗಳು

 

atom_structure

1. ನಡುವಿನ ಭಾಗ:
ಅಣುವಿನ ಈ ಭಾಗವನ್ನು ನಡುವಣ (nucleus) ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ. ಅಣುವಿನ ಒಟ್ಟು ರಾಶಿಯ (mass) ಹೆಚ್ಚಿನ ಪಾಲು ಈ ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಅಡಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಇದರ ದುಂಡಗಲ (diameter) 1.75 fm ನಿಂದ 15 fm ನಷ್ಟಿರುತ್ತದೆ. (fm = femtometer / ಪೆಮ್ಟೊಮೀಟರ್ = 1 × 10−15 m). ಅಣುವಿನ ಒಟ್ಟಾರೆ ಅಳತೆಗೆ ಹೋಲಿಸಿದಾಗ ನಡುವಣವು ಅಳತೆಯಲ್ಲಿ ತುಂಬಾ ಕಿರಿದಾಗಿರುತ್ತದೆ.

2. ನಡುವಣದಲ್ಲಿರುವ ರಚನೆಗಳು:

ನಡುವಣದಲ್ಲಿ ಎರಡು ಬಗೆಯ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳಿರುತ್ತವೆ. ಈ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳಿಗೆ ತಮ್ಮದೇ ಆದ ವಿಶೇಷ ಗುಣಗಳಿರುತ್ತವೆ. ಇಂತಹ ಗುಣಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದೆಂದರೆ ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿನ ಬಯಲಿಗೆ (magnetic field) ಒಳಪಡಿಸಿದಾಗ ಅವುಗಳು ಹೇಗೆ ನಡೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಎಂಬಂತಹ ಗುಣ. ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿನ ಪರಿಣಾಮಕ್ಕೆ ಇವುಗಳನ್ನು ಒಡ್ಡಿದಾಗ, ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಬಗೆಯ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳು ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿನ ಬಯಲಿಗೆ (magnetic field) ಎದುರಾಗಿ ಸಾಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಇನ್ನೊಂದು ಬಗೆಯ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳು ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿನ ಬಯಲಿಗೆ ಯಾವುದೇ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುವುದಿಲ್ಲ.

ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಸುಲಭಗೊಳಿಸಲು ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿನ ಬಯಲಿಗೆ ಎದುರಾಗಿ ಸಾಗುವ ತುಣುಕುಗಳು ’+’ ಹುರುಪು (charge) ಹೊಂದಿವೆ ಎಂದು ಗುರುತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇವುಗಳನ್ನು ಪ್ರೋಟಾನ್‍ಗಳೆಂದು (proton) ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ’ಕೂಡು’ (+) ಗುರುತಿನಿಂದ ಸೂಚಿಸಲ್ಪಡುವ ಈ ತುಣುಕುಗಳನ್ನು ಕನ್ನಡದಲ್ಲಿ ಕೂಡುವಣಿಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಬಹುದು. ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿಗೆ ಯಾವುದೇ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ತೋರಿಸದ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳನ್ನು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‍ಗಳೆಂದು (neutron) ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಇವುಗಳನ್ನು ಕನ್ನಡದಲ್ಲಿ ನೆಲೆವಣಿಗಳು ಎನ್ನಬಹುದು.

 

proton_nuetron

ಕೂಡುವಣಿಗಳು (protons) ಮತ್ತು ನೆಲೆವಣಿಗಳು (neutrons) ಇನ್ನೂ ಚಿಕ್ಕದಾದ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ. ಇವುಗಳನ್ನು ಕಿರಿವಣಿಗಳು (quarks) ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ. ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಕೂಡುವಣಿ ಇಲ್ಲವೇ ನೆಲೆವಣಿಯಲ್ಲಿ ಮೂರು ಕಿರಿವಣಿಗಳಿದ್ದು, ಅಂಟುವಣಿ (gluon) ಎಂಬ ರಚನೆಗಳು ಇವುಗಳನ್ನು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಹಿಡಿದಿಟ್ಟಿರುತ್ತವೆ.

quarks(ಅಣುವಿನಲ್ಲಿ ಕಿರಿವಣಿಗಳ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ತೋರಿಸುವ ಚಿತ್ರ)

quarks_gluons(ಕೂಡುವಣಿ ಮತ್ತು ನೆಲೆವಣಿಗಳ ಒಳರಚನೆ)

  3. ನಡುವಣದ ಸುತ್ತ ಸುತ್ತುವ ರಚನೆಗಳು:

ನಡುವಣದ ಸುತ್ತ ಹಲವು ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳಲ್ಲಿ ಇನ್ನೊಂದು ಬಗೆಯ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳು ಸುತ್ತುತ್ತಿರುತ್ತವೆ. ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿನ ಪರಿಣಾಮಕ್ಕೆ ಈ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳನ್ನು ಒಳಪಡಿಸಿದಾಗ, ಇವುಗಳು ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿನ ಬಯಲಿನ ಕಡೆಗೆ ಸಾಗುತ್ತವೆ. ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಸುಲಭಗೊಳಿಸಲು ಪ್ರೋಟಾನ್‍ಗಳನ್ನು ’ಕೂಡು’(+) ಗುರುತಿನಿಂದ ಗುರುತಿಸುವಂತೆ, ಈ ಕಿರುತುಣುಕಗಳನ್ನು ಕಳೆ (-) ಗುರುತಿನಿಂದ ಸೂಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇವುಗಳು ಕಳೆ ಹುರುಪು (negatively charged) ಹೊಂದಿವೆ ಎಂದು ಗುರುತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕಳೆ ಹುರುಪು ಹೊಂದಿರುವ ಈ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳನ್ನು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳೆಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಕನ್ನಡದಲ್ಲಿ ಇವುಗಳನ್ನು ಕಳೆವಣಿಗಳು ಎನ್ನಬಹುದು.

 

electron spread

ಕಳೆವಣಿಗಳು (electrons) ನಡುವಣದ ಸುತ್ತ ಬರೀ ದುಂಡನೆಯ ಹಾದಿಗಳಲ್ಲಿ ಸುತ್ತುತ್ತವೆ ಎಂದು ಮೊದಲೆಲ್ಲಾ ಅಂದುಕೊಳ್ಳಲಾಗಿತ್ತು ಆದರೆ ಈ ಕುರಿತಾಗಿ ನಡೆದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಅರಕೆಗಳು, ಕಳೆವಣಿಗಳ ಈ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳು ದುಂಡನೆಯ ಆಕಾರವನ್ನಷ್ಟೇ ಹೊಂದಿರದೇ ಹಲವು ಬೇರೆ ಆಕಾರಗಳನ್ನೂ ಹೊಂದಿವೆ ಎಂದು ತಿಳಿದುಬಂತು. (ಕಳೆವಣಿಗಳ ಈ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳ ಬಗ್ಗೆ ವಿವರವಾಗಿ ಬೇರೆ ಬರಹದಲ್ಲಿ ತಿಳಿಸಲಾಗುವುದು)

ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಸುಲಭಗೊಳಿಸಲು ಕಳೆವಣಿಗಳ ದುಂಡನೆಯ ಹಾದಿಗಳನ್ನಷ್ಟೇ ಎಣಿಕೆಗೆ ತೆಗೆದುಕೊಂಡರೆ ಅಣುವಿನ ಒಟ್ಟಾರೆ ಚಿತ್ರಣವನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ತೋರಿಸಬಹುದು.

atom_structure_2

ಮೂಲ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳು:

ಅಣುಗಳ ಒಳರಚನೆಗಳಾದ ಕಿರಿವಣಿಗಳು (quarks), ಅಂಟುವಣಿಗಳು (gluons) ಮತ್ತು ಕಳೆವಣಿಗಳ (electrons) ಒಳಗೆ ಇನ್ನಾವುದೇ ರಚನೆಗಳು ಇಲ್ಲವಾದುದರಿಂದ (ಅವುಗಳನ್ನು ಇನ್ನಷ್ಟು ಕಿರುತುಣುಕುಗಳಾನ್ನಾಗಿಸಲು ಆಗದಿರುವುದರಿಂದ) ಇವುಗಳನ್ನು ಮೂಲ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳು (elementary particles) ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ.

ನಮ್ಮ ಸುತ್ತುಮುತ್ತ ಕಂಡುಬರುವ ವಸ್ತುಗಳು, ಜೀವಿಗಳು ಈ ’ಮೂಲ ಕಿರುತುಣುಕು’ಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿರುತ್ತವೆ. ಮೂಲ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳಿಂದಾದ ವಸ್ತು ಮತ್ತು ಜೀವಿಗಳ ಒಟ್ಟುನೋಟವನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ತೋರಿಸಬಹುದು.

elementary particles

 

ಕೂಡುವಣಿ, ನೆಲೆವಣಿ ಮತ್ತು ಕಳೆವಣಿಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಹೇಗೆ ಅಣುವೊಂದರ ಗುಣವನ್ನು ತೀರ್ಮಾನಿಸುತ್ತದೆ? ಮೂಲವಸ್ತು ಎಂದರೇನು? ಐಸೋಟೋಪ್‍ಗಳು ಅಂದರೇನು? ಮುಂತಾದ ವಿಷಯಗಳನ್ನು ಮುಂದಿನ ಬರಹದಲ್ಲಿ ತಿಳಿಸಲಾಗುವುದು.

 

(ಚಿತ್ರಸೆಲೆಗಳು: www.studyblue.com, wikipedia.org)

 

facebooktwittergoogle_plusredditpinterestlinkedinmail
  • ಹಂಚಿ

    facebooktwittergoogle_plusredditpinterestlinkedinmail