மின்னூட்டம்
மின்னூட்டம் அல்லது மின்னேற்றம் (electric charge) என்பது மின்புலத்தைக் கொண்டுள்ள துகளாகும். நேர்மின்னூட்டம் மற்றும் எதிர்மின்னூட்டம் என இருவகை மின்னூட்டங்கள் உள்ளன. அணுக்கருவில் உள்ள புரோட்டான்கள்நேர்மின்னுட்டம் (+) கொண்டவை. அணுக்கருவைச் சுற்றி வரும் எலக்ட்ரான்கள் (-) எதிர்மின்னூட்டம் கொண்டவை. நேர் மின்னேற்றங்களை நேர் ஏற்றம் என்றும் எதிர்மின்னேற்றங்களை எதிர் ஏற்றங்கள் என்றும் சுருக்கமாக அழைக்கலாம்.[1][2][3]
நேர்மின்னேற்றங்களும் எதிர்மின்னேற்றங்களும் ஒன்றை ஒன்று ஈர்க்கும் தன்மை கொண்டவை. ஆனால் இரண்டு நேர்மின்னேற்றங்கள் ஒன்றை ஒன்று தள்ளும்; அதே போன்று இரண்டு எதிர்மின்னேற்றங்களும் ஒன்றை ஒன்று தள்ளும். இதன் அடிப்படையில் ஒத்த வகையான ஏற்றங்கள் ஒன்றை ஒன்று தள்ளும் ஒவ்வாத ஏற்றங்கள் ஒன்றை ஒன்று ஈர்க்கும். இந்த ஈர்ப்பு மற்றும் விலகும் பண்பை கூலும் விசை விவரிக்கின்றது. கூலும் என்பது மின்னூட்டத்தைப் பற்றி ஆய்வு செய்த பிரான்சிய அறிவியலாளர் ஒருவரின் பெயர். (பார்க்க: சார்லசு அகசிட்டின் டெ கூலாம்)
அணுக்கருவில் ஏற்றம் ஏதும் இல்லா ஒருவகைத் துகளும் உண்டு இதற்கு நொதுமி என்று பெயர். நொது என்னும் சொல் எப்பக்கமும் சேராப் பொது என்று பொருள் படும். ஏற்றம் ஏதுமில்லாததால் நொதுமிகள் மின் விசைக்கு உட்படாது. மின்னூட்டம் உடைய ஒரு பொருளானது மின்னூட்டம் உள்ள மற்றொரு பொருளைத்தான் தன் மின்புலத்தால் விசைக்குள்ளாக்கும்.
வரலாறு
தொகுமிகப் பழங்காலத்திலேயே (அணுவின் துகள்களைப் பற்றி அறியத் தொடங்கிய 19 ஆம் நூறாண்டுக்கு 2500 ஆண்டுகளுக்கு முன்னமே), சுமார் கி.மு.600 காலப்பகுதியில் தாலசு என்னும் கிரேக்க அறிஞர் மின்னேற்றம் பற்றிய சில அரிய கண்டுபிடிப்புகளை எழுதியுள்ளார். திண்மமாய் மாறிய, மஞ்சள் நிறத்தில் காணப்படும், மரப் பிசினாகிய அம்பர் என்னும் பொருளை ஒரு துணியில் தேய்த்தால், அது சிறு சிறு செத்தைகள், முடி போன்றவற்றை ஈர்ப்பதை அறிந்திருந்தார். கி.மு.300 காலப்பகுதியில் வாழ்ந்த பிளாட்டோ என்பாரும், அம்பரின் இந்தப் பண்பைப் பற்றி எழுதியுள்ளார். பிற்காலத்தில், கி.பி. 1600களில் இங்கிலாந்தின் அரசி எலிசபெத்-1 அவர்களின் மருத்துவராகிய வில்லியம் கில்பர்ட் என்பாரும் அம்பர் மட்டுமல்லாமல், வைரம், கண்ணாடி, மெழுகு, கந்தகக் கட்டி முதலியனவும் அதே பண்பு கொண்டிருப்பதை அறிந்து எழுதினார். கிரேக்க மொழியில் அம்பருக்கு எலெக்ட்ரம் என்று பெயர், இதன் அடிப்படையிலேயே மின்னூட்டப் பண்பு காட்டும் பொருட்களுக்கு மேற்குலக மொழிகளில் எலெக்ட்ரிக்ஃசு (electrics) என்றும், அதன் அடிப்படையில் சர் தாமசு பிரௌன் (Sir Thomas Browne), மின்சாரம் என்பதற்கு எலெக்ட்ரிசிட்டி (electricity) என்னும் சொற்களும் ஆக்கினர். பின்னர் 1729 ஆம் ஆண்டு காலப்பகுதியில், பிரான்சின் டு ஃவே (Du Fay) என்பார் மின்னூட்டங்கள் ஓட்டத்தில் இருவகை இருப்பதாகக் கண்டார். 1785 ஆம் ஆண்டு பிரான்சு நாட்டில் இராணுவப் பொறியியல் அலுவலராகப் பணிபுரிந்த சார்லசு டெ கூலாம் என்பார் தான் கண்டுபிடித்திருந்த நுண்மையான முறுக்குத் தராசு மூலம் சோதனைகளைக் கையாண்டு இறுதியில், மின்னூட்டங்களுக்கு இடையே நிலவும் விசைகள் பற்றிய, துல்லியமான தொடர்பாடுகளை நிறுவினார். மின்னூட்டங்களுக்கு இடையே உள்ள மின்விசையை அளந்து ஓர் அடைப்படையான சமன்பாட்டை நிறுவி அதனைப் பல உயர்நிலைப் பள்ளி மாணவர்களுக்கு அனுப்பினார். இதற்கு கூலாம் விதி என்று பெயர். மேலும் இதில் வியக்கத்தக்க ஒன்று என்னவெனில் நியூட்டனின் புவி ஈர்ப்பு விதிக்கும் கூலாம் விதிக்கும் இடையே காணப்பட்ட மிகத்துல்லியமான ஒற்றுமையே ஆகும்.
ஓரின, வேறின மின்னூட்டங்கள் - சோதனையியல் சரிபார்ப்பு
தொகுபட்டு இழையால் தொங்கவிடப்பட்ட மின்னூட்டப்பட்ட கண்ணாடித் தண்டு ஒன்று கிடைத்தளத்தில் அலைவுறுகிறது. தற்போது அதன் முனைக்கருகில் மற்றொரு மின்னூட்டம் பெற்ற கண்ணாடித்தண்டு கொண்டு வரப்பட்டால் , இரு முனைகளும் ஒன்றையொன்று விரட்டுவதைக் காணலாம். இருந்த போதிலும் மின்னூட்டப்பட்ட எபொனைட் தண்டானது, தொங்கவிடப்பட்ட கண்ணாடித் தண்டின் முனைக்கருகில் கொண்டு வரப்பட்டால் , இரு தண்டுகளும் ஒன்றையொன்று கவர்கின்றன. இச்சோதனை மூலம் ஓரின மின்னூட்டங்கள் ஒன்றையொன்று விரட்டும் , வேறின மின்னூட்டங்கள் ஒன்றையொன்று கவரும் எனத் தெரிய வருகிறது.
மின்மங்களின் அடிப்படைப் பண்புகள்
தொகுமின்மங்களின் குவாண்டமாக்கல்
தொகுஒரு மின்னூட்டத்தின் அடிப்படை அலகு e என்பது , ஒரு எலெக்ட்ரான் தாங்கிச்செல்லும் மின்னூட்டத்தின் அளவாகும். இதன் அலகு கூலும் (Coulomb) ஆகும். e-ன் மதிப்பு 1.6 x 10−19C ஆகும். இயற்கையில் எந்த ஒரு அமைப்பின் மின்னூட்டமும், சிறும e மதிப்பின் முழு எண் மடங்குகளாகவே எப்போதும் அமைகின்றது. மின்னூட்டத்தின் அளவு e-ன் முழு எண் மடங்கு கொண்ட பல தனித்த மதிப்புகளில் ஏதேனும் ஒன்றை மட்டும் பெறுகிறது. எனவே மின்னூட்டம் q=ne ஆகும். இதில் 'n' என்பது ஒரு முழு எண் ஆகும்.
மின்னூட்டங்களின் அழிவின்மை
தொகுமின்னூட்டங்களை ஆக்கவோ அழிக்கவோ முடியாது. மின்னூட்டங்களின் அழிவின்மை விதியின் படி தனித்த அமைப்பு ஒன்றின் மொத்த மின்னூட்டம் எப்போதும் மாறிலியாகும். ஆனால் அமைப்பின் மொத்த மின்னூட்டம் எப்போதும் மாறாத வகையில் , அமைப்பின் ஒரு பகுதியிலிருது மற்ற பகுதிக்கு மின்னூட்டங்கள் மாற்றப்படுகின்றன.
மின்னூட்டங்களின் கூட்டல் பண்பு
தொகுஒரு அமைப்பின் மொத்த மின்னூட்டமானது அமைப்பில் உள்ள அனைத்து மின்னூட்டங்களின் குறியியல் கூட்டுத்தொகைக்குச் சமம்.
ஒப்பு மின்னூட்டம்
தொகுஒப்பு மின்னூட்டம் (Specific charge) என்பது மின்னூட்டம் கொண்ட துகள்களின் மின்னூட்டத்திற்கும் அதன் நிறைக்குமுள்ள விகிதமாகும். e மின்னூட்ட அளவாகவும் m துகளின் நிறையாகவும் கொண்டால் e/m என்பது ஒப்பு மின்னூட்டமாகும்.
கூலும் விதி
தொகுகூலும் விதியின்படி, இரு புள்ளி மின்னூட்டங்களுக்கு இடையேயான கவர்ச்சி விசை அல்லது விரட்டு விசையானது , மின்னூட்டங்களின் பெருக்குத்தொகைக்கு நேர்த்தகவிலும், அவற்றிற்கு இடையே உள்ள தொலைவின் இருமடிக்கு எதிர்த்தகவிலும் அமையும். மின்மங்களை இணைக்கும் கோட்டின் வழியே விசையின் திசை அமையும்.
மின்னூட்டப் பண்புகளின் பயன்பாடுகள்
தொகுமின்னூட்டம் பெற்ற பொருட்களுக்கிடையே தோன்றும் , கவரும் மற்றும் விரட்டும் பண்புகள் , நிலை மின்னியல் முறையில் வண்ணம் தெளித்தல் , துகள் பூச்சு , புகைக் கூண்டுகளில் பறக்கும் சாம்பலை சேகரித்தல் , மைப்பீச்சு அச்சுப்பொறி , அச்சுப் பகர்ப்பு நகல் பொறி போன்ற பல்வேறு பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன.