விளக்கம்:
கரும்பொருள் - blackbody. வெப்பமேறிய பொருள் ஆற்றலை மின்காந்த அலையாக உமிழும் (கதிர்வீச்சு). இத்தோற்றப்பாட்டிற்கான இயற்பியலைப் அப்போது அறிந்த கருத்துகளின் அடிப்படையில் விளக்க இயலவில்லை!
மேக்சு பிளாங்க்கு (Max Planck) கரும்பொருள் உமிழும் மின்காந்த ஆற்றல் 'துண்டு'களாக (ஆற்றல் பொட்டலங்களாக) உமிழப்படுகின்றன என்று கொண்டு இத்தோற்றப்பாட்டை வெற்றிகரமாக விளக்கினார். எனவே கரும்பொருள் கதிர்வீச்சை விளக்கும் சமன்பாடு 'பிளாங்க்கின் விதி' என்று அழைக்கப்படுகிறது.
அதுவரை அலை என்று கருதப்பட்ட ஒளியை பிளாங்க்கு 'ஆற்றல் துண்டு'களாகக் கருதிய அதே அடிப்படையில் ஆல்பர்ட்டு ஐன்சுடீனும் (Albert Einstein) (அதுவரை விளக்கப்படாத) மற்றொரு தோற்றப்பாடான 'ஒளிமின் விளைவை' (Photoelectric effect) வெற்றிகரமாக விளக்கினார். இதே அடிப்படையில் இந்த ஒளித்துண்டுகளை துகள்களாகக் கொண்டு ஆர்தர் ஓலி காம்டன் (Arthur Holly Compton) என்பவர் பருப்பொருளில் எக்சு-கதிர் (x-ray) போன்ற உயராற்றல் கதிர் உட்படும் ஒருவகை சிதறலை விளக்கினார் (எனவே இது இவர் பெயரால் 'காம்டன் விளைவு' (Compton effect) என்று அறியப்படுகிறது!)
ஆக பிளாங்க்கு கைக்கொண்ட கருதுகோள் வெறும் கணித வாகிற்கானது மட்டுமல்ல, இயற்கையின் பண்பே அதுதான் (ஒளி அலையாகவும் துண்டாகவும் 'ஈரியல்போ'டு (dual nature / duality) இருக்கிறது!) என்று உணர்ந்தோம். இலூயி தி பிராக்லி (Louis de Broglie) என்பார் ஒளி மட்டுமல்ல எதிர்மின்னி (electron) போன்ற துகள்களுக்கும் ஈரியல்பு இருக்கலாம் என்றார்.
நாம் இயற்கையை இன்னும் சற்று அணுகிப் புரிந்து கொள்ளத் தொடங்கினோம். 'குவாண்டம் இயற்பியல்' (quantum physics) பிறந்தது.
இதனால் மேக்சு பிளாங்க்கை 'குவாண்டம் இயற்பியலுக்கு வித்திட்டவர்' என்று குறிப்பிட்டுள்ளேன்.
இதே கருத்தைதான் முதல் பாடலும் உரைக்கிறது:
கரும்பொருள் வீசும் கதிரைக் கணக்கிட முனைந்த வேளை
வருமலை ஆற்றல் துண்டாய் வருமெனும் கருத்தால் புதிய
புரிதலைத் தந்தோன் இன்றும் புதிரென விளங்கு 'குவாண்டம்'
கருத்ததன் தந்தை மேக்சு பிளாங்கினைப் போற்று வோமே!
கதிர் - மின்காந்தக் கதிர் (EM radiation; நம்முடல் கூட அகச்சிவப்புக் கதிர்களை உமிழ்கிறது!);
கணக்கிட முனைந்த வேளை - கரும்பொருள் கதிர்வீச்சை விளக்கும் முயற்சியில்;
வருமலை - வரும் அலை (மின்காந்த அலை);
ஆற்றல் துண்டாய் - ஆற்றல் பொட்டலங்களாய் (இதனை ‘குவாண்டா’ (quanta) என்று அழைக்கிறோம்);
புதிய புரிதல் - ஒளியின் இயல்பைப் பற்றிய புதியதொரு கண்ணோட்டம் / கருதுகோள்;
குவாண்டம் இயற்பியலுக்கு வித்திட்ட மேக்சு பிளாங்க்கினைப் போற்றுவோம்!
ஒளியின் ஆற்றலைப் பொட்டலங்களாய்க் கொண்டார் என்றோமல்லவா? அப்பொட்டலங்கள் (குவாண்டா / quanta) ஒவ்வொன்றும் எவ்வளவு ஆற்றலைப் பெற்றிருக்கும் என்பதற்கு மேக்சு பிளாங்க்கு அவற்றின் ஆற்றல் (Energy, E) அவ்வொளியின் அதிர்வெண்ணுக்கு (frequency, f) நேர்விகிதத்தில் இருக்கும் என்று கொண்டார். இந்த நேர்விகிதத்தைச் சமன்பாடாக எழுதுகையில் ஒரு மாறிலியை (constant, h) சேர்த்து எழுதுவோம். அதாவது,
E = hf
இந்த மாறிலிக்கு பிளாங்க்கின் பெயரையே இட்டு ‘பிளாங்க்கு மாறிலி’ (Planck's constant) என்று அழைக்கின்றோம். இது இன்று இயற்பியலில் ஒரு மிக அடிப்படை மாறிலியாகத் திகழ்கிறது. (நமது அடிப்படை அலகுகளான கிலோகிராம் போன்றவற்றை வரையறுக்கவும் பயன்படுகிறது!)
ஒளியலையின் ஆற்றலானது அதன் குவாண்ட்டாவான 'hf' அளவின் முழுவெண் மடங்குகளாகத்தான் (integer multiples) இருக்க இயலும், அதன் பின்னப் பகுதியாக (fraction) இருக்க இயலாது என்பதும் இயற்கையின் ஒரு அடிப்படை பண்பு.
இவ்விரண்டையுந்தான் இரண்டாம் பாடல் உரைக்கிறது:
ஒளியினை ஆற்றல் துண்டாய் உமிழ்கையில் ஒவ்வோர் துண்டும்
கொளுமொரு ஆற்றல் அதிர்வெண் கூறுநேர் விகித மாகும்
குலைவிலை, கூடல் உண்டு குவியுமே முழுவெண் கணக்கில்
மலைவிலா விகதப் பாட்டின் மாறிலிக் கன்னோன் பேரே!
ஒளியினை ஆற்றல் துண்டாய் உமிழ்கையில் - கரும்பொருள் ஒளியை குவாண்ட்டாக்களாய் உமிழ்கையில்;
ஒவ்வோர் துண்டும் கொளும் ஒரு ஆற்றல் - ஒவ்வொரு குவாண்ட்டாவும் பெற்றிருக்கக் கூடிய ஆற்றல் (E);
அதிர்வெண் நேர்விகதம் ஆகும் (கூறு) - அவ்வொளியின் அதிர்வெண்ணின் (f) நேர்விகிதமாக இருக்கும் என்று சொல்;
குலைவிலை (குலைவு இல்லை) - ஆற்றல் ‘hf' மதிப்பின் பின்னமாக வராது;
கூடல் உண்டு - சேர்ந்து (மடங்குகளாக) வரும்;
குவியுமே முழுவெண் கணக்கில் - முழுவெண் மடங்குகளாகச் சேரும் (integer multiples);
மலைவிலா (மலைவு இல்லாத) - குழப்பம் இல்லாத;
விகதப்பாட்டின் - இவ்விகிதாச்சார சமன்பாட்டின்;
மாறிலிக்கு - (நேர்விகிதச் சமன்பாட்டில் வரும்) மாறிலிக்கு;
அன்னோன் பேரே - அவரது (மேக்சு பிளாங்க்கு) பெயரே பெயர் (h - பிளாங்க்கு மாறிலி) என்பதாகும்.
நன்றி
--வி
கரும்பொருள் - blackbody. வெப்பமேறிய பொருள் ஆற்றலை மின்காந்த அலையாக உமிழும் (கதிர்வீச்சு). இத்தோற்றப்பாட்டிற்கான இயற்பியலைப் அப்போது அறிந்த கருத்துகளின் அடிப்படையில் விளக்க இயலவில்லை!
மேக்சு பிளாங்க்கு (Max Planck) கரும்பொருள் உமிழும் மின்காந்த ஆற்றல் 'துண்டு'களாக (ஆற்றல் பொட்டலங்களாக) உமிழப்படுகின்றன என்று கொண்டு இத்தோற்றப்பாட்டை வெற்றிகரமாக விளக்கினார். எனவே கரும்பொருள் கதிர்வீச்சை விளக்கும் சமன்பாடு 'பிளாங்க்கின் விதி' என்று அழைக்கப்படுகிறது.
அதுவரை அலை என்று கருதப்பட்ட ஒளியை பிளாங்க்கு 'ஆற்றல் துண்டு'களாகக் கருதிய அதே அடிப்படையில் ஆல்பர்ட்டு ஐன்சுடீனும் (Albert Einstein) (அதுவரை விளக்கப்படாத) மற்றொரு தோற்றப்பாடான 'ஒளிமின் விளைவை' (Photoelectric effect) வெற்றிகரமாக விளக்கினார். இதே அடிப்படையில் இந்த ஒளித்துண்டுகளை துகள்களாகக் கொண்டு ஆர்தர் ஓலி காம்டன் (Arthur Holly Compton) என்பவர் பருப்பொருளில் எக்சு-கதிர் (x-ray) போன்ற உயராற்றல் கதிர் உட்படும் ஒருவகை சிதறலை விளக்கினார் (எனவே இது இவர் பெயரால் 'காம்டன் விளைவு' (Compton effect) என்று அறியப்படுகிறது!)
ஆக பிளாங்க்கு கைக்கொண்ட கருதுகோள் வெறும் கணித வாகிற்கானது மட்டுமல்ல, இயற்கையின் பண்பே அதுதான் (ஒளி அலையாகவும் துண்டாகவும் 'ஈரியல்போ'டு (dual nature / duality) இருக்கிறது!) என்று உணர்ந்தோம். இலூயி தி பிராக்லி (Louis de Broglie) என்பார் ஒளி மட்டுமல்ல எதிர்மின்னி (electron) போன்ற துகள்களுக்கும் ஈரியல்பு இருக்கலாம் என்றார்.
நாம் இயற்கையை இன்னும் சற்று அணுகிப் புரிந்து கொள்ளத் தொடங்கினோம். 'குவாண்டம் இயற்பியல்' (quantum physics) பிறந்தது.
இதனால் மேக்சு பிளாங்க்கை 'குவாண்டம் இயற்பியலுக்கு வித்திட்டவர்' என்று குறிப்பிட்டுள்ளேன்.
இதே கருத்தைதான் முதல் பாடலும் உரைக்கிறது:
கரும்பொருள் வீசும் கதிரைக் கணக்கிட முனைந்த வேளை
வருமலை ஆற்றல் துண்டாய் வருமெனும் கருத்தால் புதிய
புரிதலைத் தந்தோன் இன்றும் புதிரென விளங்கு 'குவாண்டம்'
கருத்ததன் தந்தை மேக்சு பிளாங்கினைப் போற்று வோமே!
கதிர் - மின்காந்தக் கதிர் (EM radiation; நம்முடல் கூட அகச்சிவப்புக் கதிர்களை உமிழ்கிறது!);
கணக்கிட முனைந்த வேளை - கரும்பொருள் கதிர்வீச்சை விளக்கும் முயற்சியில்;
வருமலை - வரும் அலை (மின்காந்த அலை);
ஆற்றல் துண்டாய் - ஆற்றல் பொட்டலங்களாய் (இதனை ‘குவாண்டா’ (quanta) என்று அழைக்கிறோம்);
புதிய புரிதல் - ஒளியின் இயல்பைப் பற்றிய புதியதொரு கண்ணோட்டம் / கருதுகோள்;
குவாண்டம் இயற்பியலுக்கு வித்திட்ட மேக்சு பிளாங்க்கினைப் போற்றுவோம்!
ஒளியின் ஆற்றலைப் பொட்டலங்களாய்க் கொண்டார் என்றோமல்லவா? அப்பொட்டலங்கள் (குவாண்டா / quanta) ஒவ்வொன்றும் எவ்வளவு ஆற்றலைப் பெற்றிருக்கும் என்பதற்கு மேக்சு பிளாங்க்கு அவற்றின் ஆற்றல் (Energy, E) அவ்வொளியின் அதிர்வெண்ணுக்கு (frequency, f) நேர்விகிதத்தில் இருக்கும் என்று கொண்டார். இந்த நேர்விகிதத்தைச் சமன்பாடாக எழுதுகையில் ஒரு மாறிலியை (constant, h) சேர்த்து எழுதுவோம். அதாவது,
E = hf
இந்த மாறிலிக்கு பிளாங்க்கின் பெயரையே இட்டு ‘பிளாங்க்கு மாறிலி’ (Planck's constant) என்று அழைக்கின்றோம். இது இன்று இயற்பியலில் ஒரு மிக அடிப்படை மாறிலியாகத் திகழ்கிறது. (நமது அடிப்படை அலகுகளான கிலோகிராம் போன்றவற்றை வரையறுக்கவும் பயன்படுகிறது!)
ஒளியலையின் ஆற்றலானது அதன் குவாண்ட்டாவான 'hf' அளவின் முழுவெண் மடங்குகளாகத்தான் (integer multiples) இருக்க இயலும், அதன் பின்னப் பகுதியாக (fraction) இருக்க இயலாது என்பதும் இயற்கையின் ஒரு அடிப்படை பண்பு.
இவ்விரண்டையுந்தான் இரண்டாம் பாடல் உரைக்கிறது:
ஒளியினை ஆற்றல் துண்டாய் உமிழ்கையில் ஒவ்வோர் துண்டும்
கொளுமொரு ஆற்றல் அதிர்வெண் கூறுநேர் விகித மாகும்
குலைவிலை, கூடல் உண்டு குவியுமே முழுவெண் கணக்கில்
மலைவிலா விகதப் பாட்டின் மாறிலிக் கன்னோன் பேரே!
ஒளியினை ஆற்றல் துண்டாய் உமிழ்கையில் - கரும்பொருள் ஒளியை குவாண்ட்டாக்களாய் உமிழ்கையில்;
ஒவ்வோர் துண்டும் கொளும் ஒரு ஆற்றல் - ஒவ்வொரு குவாண்ட்டாவும் பெற்றிருக்கக் கூடிய ஆற்றல் (E);
அதிர்வெண் நேர்விகதம் ஆகும் (கூறு) - அவ்வொளியின் அதிர்வெண்ணின் (f) நேர்விகிதமாக இருக்கும் என்று சொல்;
குலைவிலை (குலைவு இல்லை) - ஆற்றல் ‘hf' மதிப்பின் பின்னமாக வராது;
கூடல் உண்டு - சேர்ந்து (மடங்குகளாக) வரும்;
குவியுமே முழுவெண் கணக்கில் - முழுவெண் மடங்குகளாகச் சேரும் (integer multiples);
மலைவிலா (மலைவு இல்லாத) - குழப்பம் இல்லாத;
விகதப்பாட்டின் - இவ்விகிதாச்சார சமன்பாட்டின்;
மாறிலிக்கு - (நேர்விகிதச் சமன்பாட்டில் வரும்) மாறிலிக்கு;
அன்னோன் பேரே - அவரது (மேக்சு பிளாங்க்கு) பெயரே பெயர் (h - பிளாங்க்கு மாறிலி) என்பதாகும்.
நன்றி
--வி
