دھاتیں اور ڈائی الیکٹرکس - کیا فرق ہیں؟
دھاتیں
دھات کے والینس الیکٹران اپنے ایٹموں سے کمزور طور پر جڑے ہوئے ہیں۔ جب دھاتی بخارات سے دھاتی ایٹم گاڑھا ہو کر مائع یا ٹھوس دھات بناتے ہیں، تو بیرونی الیکٹران اب انفرادی ایٹموں کے پابند نہیں رہتے اور جسم میں آزادانہ طور پر حرکت کر سکتے ہیں۔
یہ الیکٹران دھاتوں کی معروف اہم چالکتا کے ذمہ دار ہیں اور انہیں ترسیل الیکٹران کہا جاتا ہے۔
دھاتی ایٹموں سے ان کے والنس الیکٹران چھین لیے جاتے ہیں، یعنی مثبت آئن، کرسٹل جالی بناتے ہیں۔
کرسٹل جالی میں، آئن اپنے توازن کی اعلی پوزیشن کے ارد گرد افراتفری کا مظاہرہ کرتے ہیں، جسے جالی سائٹس کہتے ہیں۔ یہ کمپن جالی کی تھرمل حرکت کی نمائندگی کرتی ہیں اور بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے ساتھ بڑھتی ہیں۔
دھات میں برقی میدان کی عدم موجودگی میں کنڈکشن الیکٹران ہزاروں کلومیٹر فی سیکنڈ کی رفتار سے تصادفی طور پر حرکت کرتے ہیں۔
جب دھاتی تار پر وولٹیج کا اطلاق ہوتا ہے، تو ترسیل الیکٹران، اپنی افراتفری کی حرکت کو کمزور کیے بغیر، تار کے ساتھ برقی میدان کے ذریعے نسبتاً آہستہ آہستہ لے جاتے ہیں۔
اس انحراف کے ساتھ، تمام الیکٹران، افراتفری کی رفتار کے علاوہ، ترتیب دی گئی حرکت کی ایک چھوٹی رفتار (مثال کے طور پر، ملی میٹر فی سیکنڈ) حاصل کرتے ہیں۔ k اسباب کی یہ کمزوری سے ترتیب دی گئی حرکت ایک تار میں برقی رو.
ڈائی الیکٹرکس
صورت حال دوسرے مادوں کے ساتھ بالکل مختلف ہے جو نام رکھتے ہیں۔ انسولیٹر (طبیعیات کی زبان میں - ڈائی الیکٹرکس)۔ ڈائی الیکٹرکس میں، ایٹم توازن کے بارے میں اسی طرح ہلتے ہیں جیسے دھاتوں میں، لیکن ان میں الیکٹران کی مکمل تکمیل ہوتی ہے۔
ڈائی الیکٹرک ایٹموں کے بیرونی الیکٹران اپنے ایٹموں سے مضبوطی سے جڑے ہوئے ہیں اور انہیں الگ کرنا اتنا آسان نہیں ہے۔ ایسا کرنے کے لیے، آپ کو ڈائی الیکٹرک کے درجہ حرارت کو نمایاں طور پر بڑھانے کی ضرورت ہے یا اسے کسی قسم کی شدید تابکاری کا نشانہ بنانا ہوگا جو ایٹموں سے الیکٹرانوں کو چھین سکتا ہے۔ عام حالت میں، ڈائی الیکٹرک میں کوئی ترسیلی الیکٹران نہیں ہوتے اور ڈائی الیکٹرک کرنٹ نہیں لے جاتے۔
زیادہ تر ڈائی الیکٹرکس ایٹم نہیں ہوتے بلکہ سالماتی کرسٹل یا مائع ہوتے ہیں۔ اس کا مطلب ہے کہ جالی کی جگہیں ایٹم نہیں بلکہ مالیکیولز ہیں۔
بہت سے مالیکیول ایٹموں کے دو گروپوں یا صرف دو ایٹموں پر مشتمل ہوتے ہیں، جن میں سے ایک برقی طور پر مثبت اور دوسرا منفی ہوتا ہے (ان کو قطبی مالیکیول کہتے ہیں)۔ مثال کے طور پر، پانی کے مالیکیول میں، دونوں ہائیڈروجن ایٹم مثبت حصہ ہیں، اور آکسیجن ایٹم، جس کے گرد ہائیڈروجن ایٹم کے الیکٹران زیادہ تر وقت گھومتے ہیں، منفی ہوتے ہیں۔
ایک دوسرے سے بہت کم فاصلے پر واقع نشانی میں برابر لیکن مخالف علامت کے دو چارجز کو ڈوپول کہتے ہیں۔ قطبی مالیکیول ڈوپولز کی مثالیں ہیں۔
اگر مالیکیول مخالف طور پر چارج شدہ آئنوں (چارج شدہ ایٹم) پر مشتمل نہیں ہیں، یعنی وہ قطبی نہیں ہیں اور ڈوپولز کی نمائندگی نہیں کرتے ہیں، تو وہ برقی میدان کے عمل کے تحت ڈوپول بن جاتے ہیں۔
الیکٹرک فیلڈ مثبت چارجز کو کھینچتی ہے، جو کہ مالیکیول (مثال کے طور پر ایک نیوکلئس) کی ساخت میں شامل ہوتے ہیں، ایک سمت میں، اور دوسری سمت میں منفی چارجز اور، انہیں الگ دھکیلنے سے، ڈوپولز بناتا ہے۔
ایسے ڈوپولز کو لچکدار کہا جاتا ہے - کھیت انہیں چشمے کی طرح پھیلاتا ہے۔ غیر قطبی مالیکیولز کے ساتھ ڈائی الیکٹرک کا رویہ قطبی مالیکیولز کے ساتھ ڈائی الیکٹرک کے رویے سے تھوڑا مختلف ہوتا ہے، اور ہم فرض کریں گے کہ ڈائی الیکٹرک مالیکیولز ڈوپولز ہیں۔
اگر ڈائی الیکٹرک کا ایک ٹکڑا برقی میدان میں رکھا جاتا ہے، یعنی ایک برقی چارج شدہ جسم کو ڈائی الیکٹرک میں لایا جاتا ہے، جس میں، مثال کے طور پر، ایک مثبت گیئر ہوتا ہے، تو ڈوپول مالیکیولز کے منفی آئن اس چارج کی طرف راغب ہوں گے، اور مثبت آئنوں کو پیچھے ہٹا دیا جائے گا۔ لہذا، ڈوپول مالیکیول گھومتے رہیں گے۔ اس گردش کو واقفیت کہا جاتا ہے۔
واقفیت تمام ڈائی الیکٹرک مالیکیولز کی مکمل گردش کی نمائندگی نہیں کرتی ہے۔ ایک مقررہ وقت پر بے ترتیب طور پر لیا گیا مالیکیول فیلڈ کا سامنا کر سکتا ہے، اور صرف ایک اوسط تعداد میں مالیکیولز کا فیلڈ کی طرف کمزور رخ ہوتا ہے (یعنی مخالف سمت سے زیادہ مالیکیول فیلڈ کا سامنا کر رہے ہوتے ہیں)۔
اورینٹیشن میں تھرمل حرکت کی وجہ سے رکاوٹ ہوتی ہے — ان کے توازن کی پوزیشنوں کے ارد گرد مالیکیولوں کی افراتفری کی کمپن۔ درجہ حرارت جتنا کم ہوگا، کسی فیلڈ کی وجہ سے مالیکیولز کی واقفیت اتنی ہی مضبوط ہوگی۔ دوسری طرف، ایک مقررہ درجہ حرارت پر واقفیت قدرتی طور پر فیلڈ میں زیادہ مضبوط ہوتی ہے۔
ڈائی الیکٹرک پولرائزیشن
مثبت چارج کا سامنا کرنے والی سطح پر ڈائی الیکٹرک مالیکیولز کی سمت بندی کے نتیجے میں، ڈوپول مالیکیولز کے منفی سرے ظاہر ہوتے ہیں، اور مثبت والے مخالف سطح پر۔
ڈائی الیکٹرک کی سطحوں پر، برقی چارجز… ان چارجز کو پولرائزیشن چارجز کہتے ہیں اور ان کی موجودگی کو ڈائی الیکٹرک پولرائزیشن کا عمل کہا جاتا ہے۔
جیسا کہ مندرجہ بالا سے درج ذیل ہے، پولرائزیشن، ڈائی الیکٹرک کی قسم پر منحصر ہے، اورینٹیشنل ہو سکتی ہے (ریڈی میڈ ڈوپول مالیکیولز اورینٹڈ ہوتے ہیں) اور ڈیفارمیشن یا الیکٹرانک ڈسپلیسمنٹ پولرائزیشن (برقی میدان میں مالیکیول درست ہو کر ڈوپول بن جاتے ہیں)۔
سوال یہ پیدا ہوسکتا ہے کہ پولرائزیشن چارجز صرف ڈائی الیکٹرک کی سطحوں پر ہی کیوں بنتے ہیں اور اس کے اندر نہیں؟ اس کی وضاحت اس حقیقت سے ہوتی ہے کہ ڈائی الیکٹرک کے اندر ڈوپول مالیکیولز کے مثبت اور منفی سرے آسانی سے منسوخ ہوجاتے ہیں۔ معاوضہ صرف ڈائی الیکٹرک کی سطحوں پر یا دو ڈائی الیکٹرک کے درمیان انٹرفیس کے ساتھ ساتھ غیر ہم جنس ڈائی الیکٹرک میں غائب ہوگا۔
اگر ڈائی الیکٹرک پولرائزڈ ہے تو اس کا مطلب یہ نہیں ہے کہ یہ چارج ہے، یعنی اس پر کل برقی چارج ہے۔ پولرائزیشن کے ساتھ، ڈائی الیکٹرک کا کل چارج تبدیل نہیں ہوتا ہے۔ تاہم، باہر سے الیکٹرانوں کی ایک مخصوص تعداد کو اس میں منتقل کرکے یا اس کے اپنے الیکٹرانوں کی ایک خاص تعداد لے کر ڈائی الیکٹرک کو چارج دیا جاسکتا ہے۔ پہلی صورت میں، ڈائی الیکٹرک منفی طور پر چارج کیا جائے گا، اور دوسری میں - مثبت چارج کیا جائے گا.
اس طرح کی بجلی پیدا کی جا سکتی ہے، مثال کے طور پر، بذریعہ رگڑ سے… اگر آپ شیشے کی چھڑی کو ریشم پر رگڑتے ہیں، تو چھڑی اور ریشم پر مخالف چارجز (گلاس - مثبت، ریشم - منفی) لگیں گے۔اس صورت میں، شیشے کی چھڑی سے الیکٹران کی ایک خاص تعداد کا انتخاب کیا جائے گا (شیشے کی چھڑی کے تمام ایٹموں سے تعلق رکھنے والے الیکٹرانوں کی کل تعداد کا ایک بہت چھوٹا حصہ)۔
تو، دھاتوں اور دیگر موصلوں میں (مثلاً الیکٹرولائٹس) چارجز جسم میں آزادانہ طور پر حرکت کر سکتے ہیں۔ دوسری طرف، ڈائی الیکٹرکس چلتے نہیں ہیں، اور ان میں چارجز میکروسکوپک (یعنی ایٹموں اور مالیکیولز کے سائز کے مقابلے میں بڑے) فاصلے کو حرکت نہیں دے سکتے۔ برقی میدان میں، ڈائی الیکٹرک صرف پولرائزڈ ہوتا ہے۔
ڈائی الیکٹرک پولرائزیشن فیلڈ کی طاقت پر جو کسی دیے گئے مواد کے لیے مخصوص قدروں سے زیادہ نہیں ہے، فیلڈ کی طاقت کے متناسب ہے۔
جیسا کہ وولٹیج بڑھتا ہے، تاہم، اندرونی قوتیں جو مختلف علامات کے ابتدائی ذرات کو مالیکیولز میں باندھتی ہیں، ان ذرات کو مالیکیولز میں رکھنے کے لیے ناکافی ہو جاتی ہیں۔ پھر انووں سے الیکٹران نکالے جاتے ہیں، مالیکیول آئنائزڈ ہوتا ہے اور ڈائی الیکٹرک اپنی موصلی خصوصیات کھو دیتا ہے۔ ڈائی الیکٹرک بریک ڈاؤن ہوتا ہے۔
الیکٹرک فیلڈ کی طاقت کی قدر جس سے ڈائی الیکٹرک بریک ڈاؤن شروع ہوتا ہے بریک ڈاؤن گریڈینٹ کہلاتا ہے، یا ڈائی الیکٹرک طاقت