Thursday, August 10, 2017

ගල තලා විදුලිය ගනිමු - විද්‍යාවේ අපූර්ව සංසිද්ධින්

සමහර ස්ඵටික වර්ග තැලීම මගින් විදුලිය ලබාගන්න පුලුවන් කියලා ඔයාලා දන්නවාද?
ඔබේ අත්ඔරලෝසුවේ, ලයිටරේ, ජංගම දුරකතනයේ මෙම අපූර්ව සංසිද්ධිය භාවිතා වන බව ඔබ දැනුවත්ද?
එන්න අපි කතාකරමු...






අද ජනේලයෙන් කතා කරන්න සූදානම් වන්නේ Piezoelectricity/ පීඩ විද්‍යූතය නම් සංසිද්ධිය ගැනයි. නම නම් නුහුරු ඇති. 

විශේෂිත ඝණ ද්‍රව්‍ය සමහරක් මත ( සමහර ස්ඵටික වර්ග, සමහරක් සෙරමික් වර්ග වැනි..) තැලූවිට/එබූවිට හෝ බාහිර බලයක් මගින් හැඩයට බලපෑමක් කල විට, එම ද්‍රව්‍ය මත ධන සෘණ ලෙස විද්‍යුත් ආරෝපන තැම්පත් වීමක් පෙන්වීම Piezoelectricity ලෙස හැදින්වේ.




Piezoelectricity පිලිබදව මුලින්ම හොයාගන්නේ ජැක් හා පියරේ කියුරි කියන දෙසොහොයුරන් දෙදෙනා විසින්. පියරේ කියුරි ගැන ඔබ දන්නවානේ. සුප්‍රසිද්ධ විද්‍යාඥ මාරි කියුරි මැතිනියගේ සැමියා ඔහුයි. 

සරලවම කිව්වොත් මෙහෙමයි,
ක්වාට්ස් නම් ස්වභාවිකව හමුවන ඛනිජ වර්ගය ගමු. ක්වාක්ස් කෑල්ලක් අරන් තලනකොට එහි පෘෂ්ඨය දෙපස මත සෘණ හා ධන ලෙස ආරෝපන එක්රැස්වීමක් සිදුවෙනවා. හරියට බැටරියක වගේ. පරිපථයකට සම්බන්ද කරලා විද්‍යුත් ගැලිමක් ලබාගන්න පුලුවන්. ඒකියන්නේ යාන්ත්‍රික ශක්තිය --> විද්‍යුත් ශක්තිය බවට පරිවර්තනය කරනවා.




Piezoelectricity පෙන්වන හැම ද්‍රව්‍යයම තලන්න ඕනා නැ. සමහර ද්‍රව්‍යවලට ශබ්ද තරංග මගින් ඇතිකරණ බලපෑමත් ප්‍රමාණවත්. එමෙන්ම මතක තබාගත යුතු වැදගත් කරුණක් නම්, මෙහි ප්‍රතිලෝමයද සිදුකල හැකි බවයි. එනම්, විද්‍යුත් ආරෝපනයක් ලබාදීම හමුවේ අදාල ස්ඵටික වල හැඩය වෙනස් වීම් දකින්න පුලුවන්.

මෙම සංසිද්ධිය පෙන්වන ද්‍රව්‍ය කවරේද?

ක්වාට්ස්, සීනි (සුක්රෝස්),සිල්ක් මේ සදහා හොදම උදාහරණයි. අපේ ඇගේ තියන අස්ථි, කණ්ඩරා, දතේ එනැමලය හා දන්තිනය මෙන්ම DNA වලටත් මෙම ගුණය තිබෙනවා. මේ අපට එදිනෙදා හමුවන ද්‍රව්‍ය කිහිපයක් පමණයි. වර්තමානයේ Piezoelectricity ගුණය සහිත කෘත්‍රිම ද්‍රව්‍යද නිපදවා තිබෙනවා.

වචනේ තේරුම දැනගත්තා කියමු. නමුත් කොහොමද මේක වෙන්නේ?
බර බර විද්‍යාත්මක පද අතැරලා පැහැදිලි කරන්නම්.
අපට ස්වභාවයේදි හමුවන ස්ඵටික සෑදි තිබෙන්නේ අණු හෝ පරමාණු විශේෂ සැකැස්මකට/අනුපිලිවෙකට සංවිධානය නැතිනම් බන්ධනය වීමෙන්. එහි අන්තර්ගත පරමාණු වර්ග, ආරෝපන සැකැස්ම, බන්ධනය වූ ආකාරය අනුව ආවේණික ගුණ දරනවා.

උදාහරණයක් කාබන් පරමාණු වලින් දියමන්ති හා මිනිරන් යන ද්‍රව්‍ය දෙකම හැදුනාට එම කාබන් පරමාණු බන්ධනය හා සංවිධානය  වී ඇති ආකාරය නිසා වෙනස් ගුණ දරනවා.  

යම් ද්‍රව්‍යයක ඇති පරමාණුක ව්‍යූහය හා ආරෝපන සැකැස්ම යන කරුණු  Piezoelectric ගුණය ලැබිම කෙරෙහි බලපානවා. ස්ඵටික සැදිමෙදි අනු හෝ පරමාණු සංවිධානගත වෙනවා කියලා කලින් කිව්වානේ. මේ සැකිල්ලේ පරමාණු හෝ අණු වල ආරෝපනය එකිනෙක කැපියන පරිදි සමමිතිකව බොහෝවට සැකසි ඇතත්, යම් යම් ද්‍රව්‍ය වල අණු හෝ පරමාණු සැකසි ඇත්තේ අසසමිතිකවය. එවැනි ස්ඵටික වලට  Piezoelectric ගුණය පෙන්විය හැක.




නැවතත් උදාහරණයක් ලෙස ක්වාට්ස් ගමු. 
ක්වාට්ස් සැදි තියෙන්නේ ඔක්සිජන් හා සිලිකන් වලින් සැදුනු විශාල දැලිසක් මගින්. 
මෙම දැලිසේ අපට හමුවෙනවා, සිලිකන් එකක් වටා ඔක්සිජන්  බැදුනු තැන්. ඔක්සිජන් මගින් සෘණ ආරෝපිත අන්තයක්ද, සිලිකන් මගින් ධන ආරෝපිත අන්තයක්ද තනනවා. එබැවින් බන්ධනයේ ද්විධ්‍රැව ඝූර්ණවක් පෙන්වනවා. නමුත් සාමාන්‍ය සැකැස්ම අනුව, ආරෝපණ කැපි යන ලෙස සැකසී ඇති බැවින් ඝුර්ණ ලක්ෂණ මතුවන්නේ නැ.




නමුත් බාහිර බලයක් මගින් ක්වාට්ස් මත පීඩනයක් යොදන විට, පෙර තිබු ස්ථාවර සැකැස්ම වෙනස් වෙලා නව පිහිටුමකට එනවා. ඒ අනුව මෙතෙක් තිබු බන්ධනයේ සමමිතිය වෙනස් වෙලා, අසමමිතික වීමත් සමග ද්විධ්‍රැව ඝුර්ණය වඩා පැහැදිලිව පෙනෙන්න ගන්නවා. එවිට එක් පැත්තකට සෘණ ආරෝපනයකුත් අනෙක් පැත්තට ධන ආරෝපනයකුත් ලැබෙනවා. ඒ අනුව විභව අන්තරයක් ඇති වෙනවා. දැන් විද්‍යුත් ගැලිමක් කරන්න පුලුවන් අවශ්‍ය නම්.


එදිනෙදා මෙම සංසිද්ධියේ භාවිතය කෙබදුද?
සැහෙන්න භාවිතා කරනවා. 
අතේ බදින ඔරලෝසුව ක්වාට්ස් නම් අනිවාර්යයෙන්ම එහි භාවිතා වෙනවා.
ඔයාට හරියට වෙලාව පෙන්වන්න, තත්පරය ගානට තියාගෙන්නේ එහි තියන ක්වාට්ස් කෑල්ලේ Piezoelectric ගුණය නිසායි.





මීට අමතරව ලයිටර්, මයික්‍රෆෝන, ස්පීකර්, ප්‍රින්ටර් මෙන්ම එදිනෙදා භාවිතා කරන සෙන්සර්  වල ක්‍රියාකාරිත්වයේදිද මෙය වැදගත්. සෝනාර් උපකරණ (මුලින්ම භාවිතා කලෙත් සෝනාර් සදහා), සැත්කම් උපකරණ සදහාද  භාවිතා කරනවා.




විදුලි අර්බුදයට පිලියමක් ලෙස මෙය භාවිතා කලහැකි අන්දම ගැන පරික්ෂණ සිදුවෙනවා.
මතකද කලින් කිව්වා, ඇවිදිනකොට විදුලිය නිපදවන පාරවල් ගැන. ඇවිදිමේදි යෙදෙන පීඩනය මගින් Piezoelectric ද්‍රව්‍ය මගින් විදුලි ආරෝපන ලබාගැනිම තමයි එතැනදිත් වෙන්නේ. 


- රොෂීන් ප්‍රනාන්දු

අලුත් ලිපි දැමූ සැනින් දැනගන්න
අපිව Follow කරන්න.

4 comments:

  1. Piezoelectric effect ගැන බ්ලොග් වල මම දැකපු පළවෙනි ලිපිය. හොඳ පැහැදිළි කිරීමක්!

    ReplyDelete
    Replies
    1. ස්තුතියි මිතුර

      Delete