الیکٹران کے ذرائع، الیکٹران تابکاری کی اقسام، آئنائزیشن کی وجوہات

الیکٹرانک آلات کے آپریشن کے اصولوں کو سمجھنے اور سمجھانے کے لیے، درج ذیل سوال کا جواب دینا ضروری ہے: الیکٹران کیسے الگ ہوتے ہیں؟ہم اس مضمون میں جواب دیں گے۔

جدید نظریہ کے مطابق، ایٹم ایک نیوکلئس پر مشتمل ہوتا ہے، جس کا ایک مثبت چارج ہوتا ہے اور وہ ایٹم کے تقریباً پورے بڑے پیمانے پر اپنے آپ میں مرتکز ہوتا ہے، اور نیوکلئس کے گرد واقع منفی چارج شدہ الیکٹران۔ ایٹم مجموعی طور پر برقی طور پر غیر جانبدار ہے۔لہذا، نیوکلئس کا چارج ارد گرد کے الیکٹرانوں کے چارج کے برابر ہونا چاہیے۔

چونکہ تمام کیمیکل مالیکیولز سے بنتے ہیں، اور مالیکیول ایٹموں سے بنے ہوتے ہیں، اس لیے ٹھوس، مائع یا گیسی حالت میں کوئی بھی مادہ الیکٹران کا ممکنہ ذریعہ ہے۔ درحقیقت، مادے کی تینوں مجموعی حالتیں تکنیکی آلات میں الیکٹران کے ذریعہ کے طور پر استعمال ہوتی ہیں۔

الیکٹران کا ایک خاص ذریعہ دھاتیں ہیں، جو عام طور پر اس مقصد کے لیے تاروں یا ربن کی شکل میں استعمال ہوتی ہیں۔

سوال یہ پیدا ہوتا ہے: اگر اس طرح کے تنت میں الیکٹران ہوتے ہیں اور اگر یہ الیکٹران نسبتاً آزاد ہیں، یعنی وہ دھات کے اندر کم و بیش آزادانہ طور پر حرکت کر سکتے ہیں (کہ واقعی ایسا ہی ہے، ہم اس بات پر قائل ہیں کہ ایک بہت ہی چھوٹا ممکنہ فرق بھی، اس طرح کے دھاگے کے دونوں سروں پر لگانا اس کے ساتھ الیکٹران کے بہاؤ کو ہدایت کرتا ہے) تو پھر الیکٹران دھات سے باہر کیوں نہیں اڑتے اور عام حالات میں الیکٹران کا ذریعہ نہیں بنتے؟ اس سوال کا ایک سادہ سا جواب ابتدائی الیکٹرو سٹیٹک تھیوری کی بنیاد پر دیا جا سکتا ہے۔

فرض کریں کہ الیکٹران دھات کو چھوڑ دیتے ہیں۔ پھر دھات کو مثبت چارج حاصل کرنا چاہئے۔ چونکہ مخالف علامات کے الزامات ایک دوسرے کو اپنی طرف متوجہ کرتے ہیں، الیکٹران دوبارہ دھات کی طرف متوجہ ہوں گے جب تک کہ کوئی بیرونی اثر اس کو روک نہ دے۔

دھات میں موجود الیکٹرانوں کو دھات چھوڑنے کے لیے کافی توانائی دی جا سکتی ہے:

1. تھرمیونک تابکاری

تھرمیونک تابکاری تاپدیپت جسموں سے الیکٹرانوں کا اخراج ہے۔ تھرمیونک تابکاری کا مطالعہ ٹھوس اور خاص طور پر دھاتوں اور سیمی کنڈکٹرز میں کیا گیا ہے جس میں الیکٹرانک آلات اور حرارت سے بجلی کے کنورٹرز کے تھرمیونک کیتھوڈس کے مواد کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔

سفید حرارت سے زیادہ درجہ حرارت پر گرم ہونے پر جسموں سے منفی بجلی کے ضائع ہونے کا رجحان 18ویں صدی کے آخر سے جانا جاتا ہے۔ V. V. Petrov (1812)، تھامس ایڈیسن (1889) اور دیگر نے اس رجحان کے متعدد معیار کے قوانین قائم کیے۔ 1930 کی دہائی تک، خارج ہونے والے الیکٹرانوں کی تعداد، جسمانی درجہ حرارت اور کام کے افعال کے درمیان اہم تجزیاتی تعلقات کا تعین کیا گیا۔

کرنٹ جو فلیمینٹ سے گزرتا ہے جب وولٹیج اس کے سروں پر لگائی جاتی ہے تو فلیمینٹ کو گرم کرتی ہے۔ جب دھات کا درجہ حرارت کافی زیادہ ہو جائے گا تو الیکٹران دھات کی سطح کو چھوڑ کر ارد گرد کی جگہ میں فرار ہو جائیں گے۔

اس طرح استعمال ہونے والی دھات کو تھرمیونک کیتھوڈ کہا جاتا ہے، اور اس طریقے سے الیکٹرانوں کے اخراج کو تھرمیونک ریڈی ایشن کہا جاتا ہے۔ تھرمیونک تابکاری کا سبب بننے والے عمل مائع کی سطح سے مالیکیولز کے بخارات بننے کے عمل سے ملتے جلتے ہیں۔

دونوں صورتوں میں، کچھ کام کرنا ضروری ہے، مائع کی صورت میں، یہ کام بخارات کی اویکت حرارت ہے، جو ایک گرام مادے کو مائع سے گیسی حالت میں تبدیل کرنے کے لیے درکار توانائی کے برابر ہے۔

تھرمیونک تابکاری کی صورت میں، نام نہاد ورک فنکشن دھات سے ایک الیکٹران کو بخارات بنانے کے لیے درکار کم از کم توانائی ہے۔ ویکیوم ایمپلیفائر جو پہلے ریڈیو انجینئرنگ میں استعمال ہوتے تھے ان میں عام طور پر تھرمیونک کیتھوڈز ہوتے تھے۔

2. فوٹو اخراج

مختلف مادوں کی سطح پر روشنی کے عمل کے نتیجے میں الیکٹران بھی نکلتے ہیں۔ روشنی کی توانائی کا استعمال مادہ کے الیکٹران کو ضروری اضافی توانائی فراہم کرنے کے لیے کیا جاتا ہے تاکہ وہ دھات کو چھوڑ سکیں۔

اس طریقہ کار میں الیکٹران کے ماخذ کے طور پر استعمال ہونے والے مواد کو فوٹو وولٹک کیتھوڈ کہا جاتا ہے، اور الیکٹرانوں کے اخراج کے عمل کو کہا جاتا ہے۔ فوٹو وولٹک یا فوٹو الیکٹران کا اخراج… الیکٹرانوں کو جاری کرنے کا یہ طریقہ برقی آنکھ کی بنیاد ہے۔ فوٹو سیل.

3. ثانوی اخراج

جب ذرات (الیکٹران یا مثبت آئن) کسی دھات کی سطح پر حملہ کرتے ہیں، تو ان ذرات کی حرکی توانائی کا کچھ حصہ یا ان کی تمام حرکی توانائی دھات کے ایک یا زیادہ الیکٹرانوں میں منتقل ہو سکتی ہے، جس کے نتیجے میں وہ چھوڑنے کے لیے کافی توانائی حاصل کر لیتے ہیں۔ دھات اس عمل کو سیکنڈری الیکٹران کا اخراج کہا جاتا ہے۔

4. آٹو الیکٹرانک اخراج

اگر دھات کی سطح کے قریب ایک بہت مضبوط برقی میدان موجود ہے، تو یہ الیکٹرانوں کو دھات سے دور کھینچ سکتا ہے۔ اس رجحان کو فیلڈ ایمیشن یا کولڈ ایمیشن کہا جاتا ہے۔

مرکری واحد دھات ہے جو وسیع پیمانے پر فیلڈ ایمیشن کیتھوڈ کے طور پر استعمال ہوتی ہے (پرانے مرکری ریکٹیفائر میں)۔ مرکری کیتھوڈس بہت زیادہ موجودہ کثافت کی اجازت دیتے ہیں اور 3000 کلوواٹ تک کے ریکٹیفائر کے ڈیزائن کو فعال کرتے ہیں۔

ایک گیسی مادے سے الیکٹران بھی کئی طریقوں سے خارج ہو سکتے ہیں۔ وہ عمل جس کے ذریعے ایٹم ایک الیکٹران کھو دیتا ہے اسے آئنائزیشن کہتے ہیں۔… ایک ایٹم جس نے ایک الیکٹران کھو دیا ہے اسے مثبت آئن کہتے ہیں۔

آئنائزیشن کا عمل درج ذیل وجوہات کی وجہ سے ہوسکتا ہے۔

1. الیکٹرانک بمباری

گیس سے بھرے لیمپ میں ایک مفت الیکٹران، برقی میدان کی وجہ سے، گیس کے مالیکیول یا ایٹم کو آئنائز کرنے کے لیے کافی توانائی حاصل کر سکتا ہے۔ اس عمل میں برفانی تودے کا کردار ہوسکتا ہے، کیونکہ ایٹم سے الیکٹران کو باہر نکالنے کے بعد، مستقبل میں دونوں الیکٹران، جب وہ گیس کے ذرات سے ٹکراتے ہیں، نئے الیکٹران چھوڑ سکتے ہیں۔

پرائمری الیکٹران کو ٹھوس سے اوپر زیر بحث طریقوں میں سے کسی بھی طریقے سے چھوڑا جا سکتا ہے، اور ٹھوس کا کردار اس شیل کے ذریعے ادا کیا جا سکتا ہے جس میں گیس بند ہے، اور لیمپ کے اندر موجود کسی بھی الیکٹروڈ کے ذریعے۔پرائمری الیکٹران بھی فوٹوولٹک تابکاری کے ذریعے پیدا کیے جا سکتے ہیں۔

2. فوٹو الیکٹرک آئنائزیشن

اگر گیس مرئی یا غیر مرئی تابکاری کے سامنے آتی ہے، تو اس تابکاری کی توانائی کافی ہو سکتی ہے (جب ایک ایٹم کے ذریعے جذب کیا جاتا ہے) کچھ الیکٹرانوں کو دستک دینے کے لیے۔ یہ طریقہ کار بعض قسم کے گیس کے اخراج میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔ اس کے علاوہ، گیس سے ہی پرجوش ذرات کے اخراج کی وجہ سے ایک گیس میں فوٹو الیکٹرک اثر ہو سکتا ہے۔

3. مثبت آئن بمباری

غیر جانبدار گیس کے مالیکیول پر حملہ کرنے والا مثبت آئن الیکٹران کو خارج کر سکتا ہے، جیسا کہ الیکٹران کی بمباری کے معاملے میں ہوتا ہے۔

4. تھرمل آئنائزیشن

اگر گیس کا درجہ حرارت کافی زیادہ ہے، تو کچھ الیکٹران جو اس کے مالیکیولز کو بناتے ہیں اتنی توانائی حاصل کر سکتے ہیں کہ وہ ان ایٹموں کو چھوڑ سکیں جن سے وہ تعلق رکھتے ہیں۔ یہ رجحان دھات سے تھرمو الیکٹرک تابکاری سے ملتا جلتا ہے۔ اس قسم کا اخراج صرف زیادہ دباؤ پر طاقتور قوس کی صورت میں کردار ادا کرتا ہے۔

سب سے اہم کردار الیکٹران کی بمباری کے نتیجے میں گیس کے آئنائزیشن کے ذریعے ادا کیا جاتا ہے۔ کچھ قسم کے گیس کے اخراج میں فوٹو الیکٹرک آئنائزیشن اہم ہے۔ باقی عمل کم اہم ہیں۔

نسبتاً کچھ عرصہ پہلے تک، مختلف ڈیزائنوں کے ویکیوم آلات ہر جگہ استعمال ہوتے تھے: کمیونیکیشن ٹیکنالوجیز (خاص طور پر ریڈیو کمیونیکیشن)، ریڈار میں، توانائی میں، آلات سازی وغیرہ میں۔

توانائی کے میدان میں الیکٹرو ویکیوم ڈیوائسز کا استعمال الٹرنیٹنگ کرنٹ کو ڈائریکٹ کرنٹ میں تبدیل کرنا، ڈائریکٹ کرنٹ کو الٹرنیٹنگ کرنٹ (انورٹنگ) میں تبدیل کرنا، فریکوئنسی کو تبدیل کرنا، برقی موٹروں کی رفتار کو ایڈجسٹ کرنا، الٹرنیٹنگ کرنٹ کے وولٹیج کو خود بخود کنٹرول کرنا۔ اور براہ راست کرنٹ جنریٹر، الیکٹرک ویلڈنگ، لائٹنگ کنٹرول میں اہم پاور کو آن اور آف کرنا۔

الیکٹران ٹیوبز - تاریخ، آپریشن کا اصول، ڈیزائن اور اطلاق

الیکٹران کے ساتھ تابکاری کے تعامل کے استعمال سے فوٹو سیلز اور گیس خارج ہونے والے روشنی کے ذرائع پیدا ہوئے: نیین، مرکری اور فلوروسینٹ لیمپ۔ تھیٹر اور صنعتی لائٹنگ اسکیموں میں الیکٹرانک کنٹرول انتہائی اہمیت کا حامل تھا۔

فی الحال، یہ تمام عمل سیمی کنڈکٹر الیکٹرانک آلات استعمال کرتے ہیں اور روشنی کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ ایل ای ڈی ٹیکنالوجی.