Wve prticle duality

10. కాంతి కెరటాలు ( వెలుగు అలలు) -విద్యుత్ అయస్కాంత తరంగాలు
19 వ శతాబ్దం మొదట్లో వెలుతురిని వెలువరిస్తున్న ఉత్పత్తి స్థానం నుంచి , వెలుగు , ఒక రేణువుల ప్రవాహం గా బహిర్గతం అయి, వస్తువుల నుంచి ప్రతి ఫలన చెంది మన కంటికి చేరి వస్తువులను మనకి కనిపించేలా చేస్తుంది అని భావించేవారు.ఈ సిద్ధాంత కర్త న్యూటన్. కాని అతని కాలం లోనే ఉన్న హుజెన్ (1629 -1695 )అనే హళిoద శాస్త్రజ్ఞుడు గ్రిమాల్డి (1618 -1663) అనే ఇటలి శాస్త్రజ్ఞుడు వెలుగు రేణువుల ప్రవాహం లా కాక అలలు గా ప్రసరిస్తుంది అనుకున్నా అప్పటి వరకు గమనించిన ( తెలిసిన ) వెలుగు లక్షణాలను అన్నింటిని న్యూటన్ వివరించినంత బాగా వివరించటం సాధ్యమే అని చెప్పారు. వెలుతురికి ఏదైనా వస్తువు అడ్డుపడితే రేణువులు ప్రతిఫలించట మో పరావర్తనం చెందటమో మాత్రమే చెయ్యగలవు. అదే అలలు అయితే వస్తువు యొక్క మూలల వద్ద వంగి చుట్టూ తిరిగి ప్రసరించ గలవు . యదార్ధానికి కాంతి కెరటాల తరంగ దైర్ఘ్యం ( అలల పొడుగు) చాలా చిన్నదీ అవటం వలన ఇది గమనించటం కష్టమైన విషయం .అయినా గ్రిమాల్డి గమనించ గలిగాడు. కాని శాస్త్రజ్ఞులకి న్యూటన్ పట్ల ఉన్న గొప్ప ఆరాధనా భావం వలన , వారు అలల సిధాంతాన్ని కొట్టిపారేసారు.
18౦1 లో యంగ్ కాంతి కిరణాలు సరైన పరిస్థితుల్లో అలల లాగా ఒక దానితో ఒకటి జోక్యం కలిగించుకుంటాయి అని ఋజువు చేయటం తో అలల సిద్ధాంతాన్ని పక్కన పెట్టలేని స్థితి వచ్చింది. దానికి తోడు ఇంతకు ముందు చెప్పుకున్నట్టు నీటిలో కంటే గాలి లోను గాలి లో కంటే శూన్యం లోను వెలుగు వేగం గా ప్రయాణిస్తుంది అని 1850 నాటికీ, తేలిపోవటం తో , అలల సిద్ధాంతం కొట్టిపారె య్యటా నికి వీలు లేనిది అయింది . అయితే ఇంకో ఇబ్బంది ఉండి పోయింది. అలలు అనేవి ఒక మాధ్యమం లో కదా ప్రయాణిస్తాయి. అంతరిక్షం నుంచి వెలుగు వచ్చే దారిలో ఏ మాధ్యమమూ లేదే !. దిన్ని ఎలా వివరించ గలం ? అన్న దానికి సమాధానం ఇంకా తెలియాల్సి ఉంది.
1873 లో మాక్స్వెల్ కాంతి ఎక్కువ తరచుదనం (frequency) గల విద్యుత్ అయస్కాంత తరంగాల యొక్క ఒక రూపమే అని ఆ తరంగాలు వెలుగు వేగం తో ప్రాయాణిస్తాయని ( తరంగ దైర్ఘ్యం x తరంగ తరచుదనం = వెలుగు వేగం ) నొక్కి వక్కాణించటం తో మాధ్యమం సమస్య తీరిపోయింది .ఎందుకంటే విద్యుత్ అయస్కాంత తరంగాల ప్రసారానికి మాధ్యమాలు అక్కరలేదని అవి వాటి క్షేత్రాల ( fields)లో ప్రసారం అవుతాయని అప్పటికే తేలి పోయింది . హెర్ట్జ్ ,మరికొంతమంది శాస్త్రజ్ఞులు ఈ విద్యుత్ అయస్కాంత తరంగాలకి మామూలు తరంగాలకి ఉండే , ప్రతిఫలన పరావర్తన లాంటి అన్ని అలల లక్షణాలు ఉన్నాయని ప్రయోగాలతో చూపించారు. ఈ విధంగా వెలుగు ప్రసార లక్షణాలు అన్నింటిని అలల సిద్ధాంతం తో వివరించగలిగారు.
కాని హెర్ట్జ్ కనుగొన్న తేజోవిద్యుత్ పర్యవసానం ( photoelectric effect) అలల సిద్ధాంతం తో వివరించ లేక పోయారు.( దీనిని తన సిద్ధాంతం తో వివరించ గలిగినందుకే ఐన్ స్టీన్ కి నోబెల్ పురస్కారం వచ్చింది ). ఒకోసారి, వెలుగు లోహ తలానికి తగిలినప్పుడు ఆ లోహ తలం నుంచి ఎలెక్ట్రాన్ లు విడువ బడుతాయి .అలల సిద్ధాంత ప్రాకారం ఈ విడుదలైన ఎలెక్ట్రాన్ ల శక్తీ కాంతి తీక్షణత పై ఆధా రపడాలి , కాని పడక తరచుదనం మీద అనులోమ అనుపాత ( అనుపాత స్థిరాంకం Planck’s constant h = 6.63 x10^-34 )పద్ధతిలో ఆధారపడినదని గ్రహించారు.
1900 లో ప్లాంక్ కాంతి కెరటాల శక్తీ , తేజాణు ( ఫోటాన్) లు అనబడే ఒక చిరు పరిమాణం గల వివిక్త ( విడివిడి ,discrete) శక్తీ కట్టల రూపం లో ఉంటుందన్న భావం ఆధారం గా పరిమాణిక నమూనా ని ప్రతి పాదించాడు ఆ నమూనాని వాడి ఐన్ స్టీన్ తేజో విద్యుత్ పర్యవసానాన్ని 1905 లో వివరించాడు .
తేజాణు ఒక ద్రవ్యరాశి లేని చిరు శక్తీ కణిక !ఐన్ స్టీన్ తేజాణు లు రేణువులని చెప్పాడు . దానిని ఈ నాడు మనం వెలుగు యొక్క తరంగ రేణు ద్వైదీభావం అంటున్నాం. మళ్లి న్యూటన్ రేణు సిద్ధాంతానికి ప్రాణం వచ్చి అలల సిద్ధాంతం తో సమానం గా నిలబడింది

Advertisements