Lichtenberg کے اعداد و شمار: تاریخ، اثر کے جسمانی اصول

لِچٹن برگ کے اعداد و شمار کو شاخوں والے، درختوں کی طرح کے نمونے کہا جاتا ہے جو سطح پر یا زیادہ سے زیادہ ڈائی الیکٹرک مواد کے اندر سے ہائی وولٹیج برقی مادہ کو گزر کر حاصل کیا جاتا ہے۔

Lichtenberg کے پہلے اعداد و شمار دو جہتی ہیں، وہ خاک سے تشکیل پانے والے اعداد و شمار ہیں۔ پہلی بار ان کا مشاہدہ 1777 میں ایک جرمن ماہر طبیعیات - پروفیسر نے کیا۔ جارج کرسٹوف لِچٹنبرگ… اس کی لیبارٹری میں برقی چارج شدہ رال پلیٹوں کی سطحوں پر جمنے والی ہوا سے چلنے والی دھول نے یہ غیر معمولی نمونے بنائے۔

پروفیسر نے اپنے فزکس کے طالب علموں کو اس رجحان کا مظاہرہ کیا، انہوں نے اپنی یادداشتوں میں اس دریافت کے بارے میں بھی بتایا۔ Lichtenberg نے اسے برقی سیال کی نوعیت اور حرکت کا مطالعہ کرنے کے ایک نئے طریقہ کے طور پر لکھا ہے۔

ایسا ہی کچھ Lichtenberg کی یادداشتوں میں پڑھا جا سکتا ہے۔ "یہ پیٹرن کندہ کاری کے پیٹرن سے بہت مختلف نہیں ہیں. بعض اوقات تقریباً بے شمار ستارے، آکاشگنگا اور عظیم سورج نظر آتے ہیں۔ قوس قزح ان کے محدب پہلو پر چمک رہی تھی۔

نتیجہ چمکدار ٹہنیوں کی طرح تھا جو کھڑکی پر نمی جمنے پر دیکھی جا سکتی ہیں۔ مختلف شکلوں کے بادل اور مختلف گہرائیوں کے سائے۔ لیکن میرے لیے سب سے بڑا تاثر یہ تھا کہ ان نمبروں کو مٹانا آسان نہیں تھا کیونکہ میں نے انہیں معمول کے کسی بھی طریقے سے مٹانے کی کوشش کی۔

میں ان شکلوں کو نہیں روک سکتا تھا جنہیں میں نے ابھی مٹا دیا تھا دوبارہ چمکنے سے، روشن۔ میں نے اعداد و شمار پر چپچپا مواد کے ساتھ لیپت سیاہ کاغذ کی ایک شیٹ ڈالی اور اسے ہلکے سے دبایا۔ اس طرح میں اعداد و شمار کے پرنٹس بنانے میں کامیاب ہو گیا، جن میں سے چھ رائل سوسائٹی کو پیش کیے گئے۔

تصویر کے حصول کی اس نئی قسم نے مجھے بے حد خوشی دی کیونکہ میں دوسرے کام کرنے کی جلدی میں تھا اور نہ ہی وقت تھا اور نہ ہی خواہش تھی کہ میں ان تمام ڈرائنگ کو کھینچوں یا تباہ کر سکوں۔ "

اپنے بعد کے تجربات میں، پروفیسر لِچٹن برگ نے مختلف ہائی وولٹیج الیکٹرو سٹیٹک آلات کا استعمال کرتے ہوئے مختلف قسم کے ڈائی الیکٹرک مواد جیسے رال، شیشہ، ایبونائٹ... کی سطحوں کو چارج کیا۔

اس کے بعد اس نے چارج شدہ سطحوں پر سلفر اور لیڈ ٹیٹرو آکسائیڈ کے مرکب کو دھول دیا۔ گندھک (جو کنٹینر میں رگڑ سے منفی چارج ہو گیا) مثبت چارج شدہ سطحوں کی طرف زیادہ متوجہ تھا۔

اسی طرح، رگڑ سے چارج ہونے والے لیڈ ٹیٹرو آکسائیڈ کے ذرات جن کا مثبت چارج ہوتا ہے، سطح کے منفی چارج والے علاقوں کی طرف متوجہ ہوتے ہیں۔ رنگین پاؤڈرز نے سطح کے پابند چارجز کے پہلے پوشیدہ خطوں کو ایک واضح نظر آنے والی شکل دی اور ان کی قطبیت کو ظاہر کیا۔

اس طرح پروفیسر پر واضح ہو گیا کہ سطح کے چارج شدہ حصے چھوٹی چنگاریوں سے بنتے ہیں۔ جامد بجلی… چنگاریاں، جیسے ہی وہ ڈائی الیکٹرک کی سطح پر چمکتی ہیں، اس کی سطح کے الگ الگ حصوں کو برقی طور پر چارج کر دیتی ہیں۔

ڈائی الیکٹرک کی سطح پر ظاہر ہونے کے بعد، چارجز کافی دیر تک وہاں موجود رہتے ہیں، کیونکہ ڈائی الیکٹرک ہی ان کی حرکت اور بازی کو روکتا ہے۔ اس کے علاوہ، Lichtenberg پایا کہ مثبت اور منفی دھول اقدار کے پیٹرن نمایاں طور پر مختلف تھے.

مثبت چارج شدہ ہائی وولٹیج تار سے پیدا ہونے والے خارج ہونے والے مادہ ستارے کے سائز کے تھے جن کی شاخیں لمبی تھیں، جب کہ منفی الیکٹروڈ سے خارج ہونے والے مادہ چھوٹے، گول، پنکھے کی شکل اور خول کی طرح تھے۔

دھول بھری سطحوں پر کاغذ کی چادریں احتیاط سے رکھ کر، لِچٹن برگ نے دریافت کیا کہ وہ تصاویر کو کاغذ پر منتقل کر سکتا ہے۔ اس طرح، زیروگرافی اور لیزر پرنٹنگ کے جدید عمل بالآخر تشکیل پائے۔اس نے طبیعیات کی بنیاد رکھی جو لِچٹنبرگ کے پاؤڈر کے اعداد و شمار سے جدید سائنس میں تیار ہوئی۔ پلازما فزکس پر.

بہت سے دوسرے طبیعیات دانوں، تجربہ کاروں اور فنکاروں نے اگلے دو سو سالوں میں لِچٹنبرگ کے اعداد و شمار کا مطالعہ کیا۔ 19ویں اور 20ویں صدی کے قابل ذکر محققین میں طبیعیات دان شامل تھے۔ گیسٹن پلانٹ اور پیٹر ٹی ریس.

19ویں صدی کے آخر میں ایک فرانسیسی فنکار اور سائنسدان Etienne Leopold Trouvaux پیدا کیا "Truvelo اعداد و شمار" - اب کے طور پر جانا جاتا ہے Lichtenberg فوٹو گرافی کے اعداد و شمار - استعمال کرتے ہوئے رمکورف کوائل ایک ہائی وولٹیج ذریعہ کے طور پر.

دیگر محققین تھامس برٹن کنریڈ اور پروفیسرز کارل ایڈورڈ میگنسن، میکسیملین ٹوپلر، پی او۔ پیڈرسن اور آرتھر وون ہپل۔

زیادہ تر جدید محققین اور فنکاروں نے فوٹو گرافی کی فلم کا استعمال کیا ہے تاکہ اس سے خارج ہونے والی مدھم روشنی کو براہ راست پکڑ سکے۔ بجلی کے اخراج.

ایک امیر انگریز صنعت کار اور ہائی وولٹیج محقق، لارڈ ولیم جی آرمسٹرانگ دو بہترین فل کلر کتابیں شائع کیں جو ہائی وولٹیج اور لِچٹنبرگ کے اعداد و شمار پر ان کی کچھ تحقیق پیش کرتی ہیں۔

اگرچہ یہ کتابیں اب کافی چھوٹی ہیں، لیکن آرمسٹرانگ کی پہلی کتاب، الیکٹرک موشن ان ایئر اینڈ واٹر ود تھیوریٹیکل ڈیڈکشنز کی ایک کاپی، صدی کے آخر میں الیکٹرو تھراپی کے میوزیم میں جیوف بیہری کی مہربان کوششوں سے دستیاب ہوئی۔

1920 کی دہائی کے وسط میں، وون ہپل نے یہ دریافت کیا۔ لِچٹن برگ کے اعداد و شمار دراصل کورونا خارج ہونے والے مادہ، یا چھوٹی برقی چنگاریوں جنہیں اسٹریمرز کہتے ہیں، اور نیچے کی ڈائی الیکٹرک سطح کے درمیان پیچیدہ تعامل کا نتیجہ ہیں۔

الیکٹریکل ڈسچارجز نیچے ڈائی الیکٹرک سطح پر برقی چارج کے متعلقہ "پیٹرنز" کا اطلاق کرتے ہیں، جہاں وہ عارضی طور پر بانڈ ہوتے ہیں۔ وان ہپل نے یہ بھی پایا کہ لاگو وولٹیج میں اضافہ یا آس پاس کی گیس کے دباؤ کو کم کرنے سے انفرادی راستوں کی لمبائی اور قطر میں اضافہ ہوتا ہے۔

پیٹر ریز نے پایا کہ مثبت Lichtenberg کے اعداد و شمار کا قطر اسی وولٹیج پر حاصل کردہ منفی اعداد و شمار کے قطر کا تقریباً 2.8 گنا تھا۔

وولٹیج اور قطبیت کے فنکشن کے طور پر لِچٹن برگ کے اعداد و شمار کے درمیان تعلقات کو ابتدائی ہائی وولٹیج کی پیمائش اور ریکارڈنگ کے آلات، جیسے کہ کلیڈونوگراف میں، چوٹی وولٹیج اور ہائی وولٹیج دالوں کی قطبیت دونوں کی پیمائش کے لیے استعمال کیا جاتا تھا۔

کلیڈونوگراف، جسے بعض اوقات "لِچٹن برگ کیمرہ" کہا جاتا ہے، تصویری طور پر لِچٹن برگ کے اعداد و شمار کے سائز اور شکل کو تصویری طور پر گرفت میں لے سکتا ہے جس کی وجہ بے ترتیب برقی سرجز ہیں۔ بجلی کی لائنوں کے ساتھ ساتھ کیوجہ سے بجلی کے بولٹ.

کلیڈونوگرافک پیمائش نے 1930 اور 1940 کی دہائی میں بجلی کے محققین اور پاور سسٹم کے ڈیزائنرز کو بجلی سے متاثر وولٹیج کی درست پیمائش کرنے کے قابل بنایا، اس طرح بجلی کی برقی خصوصیات کے بارے میں اہم معلومات فراہم کی گئیں۔

اس معلومات نے پاور انجینئرز کو لیبارٹری میں اسی طرح کی خصوصیات کے ساتھ "مصنوعی بجلی" بنانے کی اجازت دی تاکہ وہ بجلی سے بچاؤ کے مختلف طریقوں کی تاثیر کو جانچ سکیں۔ تب سے، بجلی سے تحفظ تمام جدید ٹرانسمیشن اور ڈسٹری بیوشن سسٹم کے ڈیزائن کا ایک لازمی حصہ بن گیا ہے۔

اعداد و شمار قطبیت کے لحاظ سے مختلف طول و عرض کے ساتھ مثبت اور منفی ہائی وولٹیج ٹرانزینٹس کے کلیڈونوگرامس کی مثالیں دکھاتا ہے۔ نوٹ کریں کہ کس طرح مثبت Lichtenberg اعداد و شمار منفی اعداد و شمار کے مقابلے قطر میں بڑے ہوتے ہیں، جبکہ چوٹی وولٹیج اسی شدت کے ہوتے ہیں۔

اس ڈیوائس کا ایک نیا ورژن، تھینوگراف، تاخیر کی لکیروں اور ایک سے زیادہ کلڈونوگراف جیسے سینسرز کے امتزاج کا استعمال کرتا ہے تاکہ ایک عارضی کے وقت گزر جانے والے "اسنیپ شاٹس" کی ایک سیریز کو کیپچر کر سکے، جس سے انجینئرز کو ہائی وولٹیج کے ساتھ مجموعی طور پر عارضی ویوفارم پر قبضہ کرنے کی اجازت ملتی ہے۔

اگرچہ وہ آخر کار جدید الیکٹرانک آلات کے ذریعے ختم کر دیے گئے، تھینوگرافس کا استعمال 1960 کی دہائی میں بجلی کے رویے اور ہائی وولٹیج ٹرانسمیشن لائنوں پر منتقلی کو تبدیل کرنے کے لیے کیا جاتا رہا۔

اب معلوم ہوا ہے کہ Lichtenberg کے اعداد و شمار گیسوں، غیر موصل مائعات، اور ٹھوس ڈائی الیکٹرکس کے برقی خرابی کے دوران پائے جاتے ہیں۔ Lichtenberg اعداد و شمار نینو سیکنڈز میں بنائے جا سکتے ہیں جب ڈائی الیکٹرک پر بہت زیادہ برقی وولٹیج کا اطلاق ہوتا ہے، یا وہ چھوٹی (کم توانائی) کی ناکامیوں کی وجہ سے کئی سالوں میں ترقی کر سکتے ہیں۔

سطح پر یا ٹھوس ڈائی الیکٹرکس کے اندر لاتعداد جزوی خارج ہونے والے مادہ اکثر آہستہ بڑھتے ہوئے، جزوی طور پر 2D سطح کے لِچٹنبرگ کے اعداد و شمار یا اندرونی 3D برقی درخت بناتے ہیں۔

2D برقی درخت اکثر آلودہ پاور لائن انسولیٹروں کی سطح پر پائے جاتے ہیں۔ 3D درخت چھوٹی نجاستوں یا خالی جگہوں کی موجودگی کی وجہ سے انسولیٹروں میں انسانی بصارت سے پوشیدہ علاقوں میں یا ان جگہوں پر بھی بن سکتے ہیں جہاں انسولیٹر کو جسمانی طور پر نقصان پہنچا ہے۔

چونکہ یہ جزوی طور پر چلنے والے درخت بالآخر انسولیٹر کی مکمل برقی خرابی کا سبب بن سکتے ہیں، اس لیے ایسے "درختوں" کو ان کی جڑوں میں بننے اور بڑھنے سے روکنا تمام ہائی وولٹیج آلات کی طویل مدتی اعتبار کے لیے بہت ضروری ہے۔

واضح پلاسٹک میں Lichtenberg کے تین جہتی اعداد و شمار سب سے پہلے 1940 کی دہائی کے آخر میں طبیعیات دان آرنو براش اور فرٹز لینج نے بنائے تھے۔ اپنے نئے دریافت شدہ الیکٹران ایکسلریٹر کا استعمال کرتے ہوئے، انہوں نے کھربوں مفت الیکٹرانوں کو پلاسٹک کے نمونوں میں داخل کیا، جس سے برقی خرابی پیدا ہوئی اور اندرونی لِچٹنبرگ کی شکل میں جلنے لگے۔

الیکٹران - چھوٹے منفی چارج شدہ ذرات جو ایٹموں کے مثبت چارج شدہ نیوکلی کے گرد گھومتے ہیں جو تمام گاڑھا مادہ بناتے ہیں۔ برش اور لینج نے مارکس کے ملٹی ملین ڈالر کے جنریٹر سے ہائی وولٹیج کی دالیں استعمال کیں جو ایک پلسڈ الیکٹران بیم ایکسلریٹر کو چلانے کے لیے ڈیزائن کیا گیا تھا۔

ان کا کپیسیٹر ڈیوائس تین ملین وولٹ کی دالیں پیدا کر سکتا ہے اور 100,000 ایمپیئرز تک کی ناقابل یقین چوٹی کرنٹ کے ساتھ مفت الیکٹرانوں کا ایک طاقتور اخراج پیدا کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے۔

سبکدوش ہونے والے ہائی کرنٹ الیکٹران بیم سے پیدا ہونے والی انتہائی آئنائزڈ ہوا کا چمکتا ہوا خطہ راکٹ انجن کے نیلے رنگ کے بنفشی شعلے سے مشابہ تھا۔

سیاہ اور سفید تصاویر کا مکمل سیٹ، بشمول ایک واضح پلاسٹک بلاک میں Lichtenberg کے اعداد و شمار، حال ہی میں آن لائن دستیاب ہوا ہے۔