1.1 ಪರಿಚಯ

ನಮ್ಮೆಲ್ಲರಿಗೂ ಸಿಂಥೆಟಿಕ್ ಬಟ್ಟೆಗಳು ಅಥವಾ ಸ್ವೆಟರ್ ತೆಗೆಯುವಾಗ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಶುಷ್ಕ ಹವಾಮಾನದಲ್ಲಿ, ಸ್ಪಾರ್ಕ್ ಕಾಣುವ ಅಥವಾ ಕ್ರ್ಯಾಕಲ್ ಶಬ್ದ ಕೇಳಿಸುವ ಅನುಭವ ಇದೆ. ಪಾಲಿಯೆಸ್ಟರ್ ಸೀರೆಯಂತಹ ಮಹಿಳೆಯರ ವಸ್ತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಇದು ಬಹುತೇಕ ಅನಿವಾರ್ಯ. ಈ ವಿದ್ಯಮಾನಕ್ಕೆ ಯಾವುದೇ ವಿವರಣೆ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು ನೀವು ಎಂದಾದರೂ ಪ್ರಯತ್ನಿಸಿದ್ದೀರಾ? ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಸರ್ಜನೆಯ ಇನ್ನೊಂದು ಸಾಮಾನ್ಯ ಉದಾಹರಣೆಯೆಂದರೆ ಗುಡುಗು ಸುಂಟರಗಾಳಿಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ನಾವು ಆಕಾಶದಲ್ಲಿ ನೋಡುವ ಮಿಂಚು. ಕಾರಿನ ಬಾಗಿಲು ತೆರೆಯುವಾಗ ಅಥವಾ ನಮ್ಮ ಸೀಟಿನಿಂದ ಸರಿದ ನಂತರ ಬಸ್ನ ಕಬ್ಬಿಣದ ದಂಡವನ್ನು ಹಿಡಿದುಕೊಳ್ಳುವಾಗ ನಾವು ವಿದ್ಯುತ್ ಆಘಾತದ ಸಂವೇದನೆಯನ್ನು ಅನುಭವಿಸುತ್ತೇವೆ. ಈ ಅನುಭವಗಳ ಕಾರಣವೆಂದರೆ ನಮ್ಮ ದೇಹದ ಮೂಲಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶಗಳ ವಿಸರ್ಜನೆ, ಇದು ನಿರೋಧಕ ಮೇಲ್ಮೈಗಳ ಉಜ್ಜುವಿಕೆಯಿಂದ ಸಂಗ್ರಹವಾಗಿದೆ. ಇದು ಸ್ಥಿರ ವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಉತ್ಪಾದನೆಯಿಂದಾಗಿ ಎಂದು ಕೂಡ ನೀವು ಕೇಳಿರಬಹುದು. ಇದು ನಿಖರವಾಗಿ ನಾವು ಈ ಮತ್ತು ಮುಂದಿನ ಅಧ್ಯಾಯದಲ್ಲಿ ಚರ್ಚಿಸಲಿರುವ ವಿಷಯವಾಗಿದೆ. ಸ್ಥಿರ ಎಂದರೆ ಸಮಯದೊಂದಿಗೆ ಚಲಿಸದ ಅಥವಾ ಬದಲಾಗದ ಯಾವುದಾದರೂ. ಸ್ಥಿರ ಆವೇಶಗಳಿಂದ ಉದ್ಭವಿಸುವ ಬಲಗಳು, ಕ್ಷೇತ್ರಗಳು ಮತ್ತು ವಿಭವಗಳ ಅಧ್ಯಯನದೊಂದಿಗೆ ಸ್ಥಿರವಿದ್ಯುತ್ತು ವ್ಯವಹರಿಸುತ್ತದೆ.

1.2 ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶ

ಐತಿಹಾಸಿಕವಾಗಿ, ಉಣ್ಣೆ ಅಥವಾ ರೇಷ್ಮೆ ಬಟ್ಟೆಯಿಂದ ಉಜ್ಜಿದ ಅಂಬರ್ ಹಗುರ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಆಕರ್ಷಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬ ವಾಸ್ತವದ ಆವಿಷ್ಕಾರದ ಶ್ರೇಯ ಗ್ರೀಸ್ನ ಮಿಲೇಟಸ್ನ ಥೇಲ್ಸ್ಗೆ ಸುಮಾರು ಕ್ರಿ.ಪೂ. 600 ರಲ್ಲಿ ಸಲ್ಲುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ತು ಎಂಬ ಹೆಸರು ಗ್ರೀಕ್ ಪದವಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಅಂದರೆ ಅಂಬರ್ ಎಂಬ ಅರ್ಥದಿಂದ ಬಂದಿದೆ. ಉಜ್ಜಿದಾಗ ಹುಲ್ಲು, ಪಿಥ್ ಚೆಂಡುಗಳು ಮತ್ತು ಕಾಗದದ ತುಣುಕುಗಳಂತಹ ಹಗುರ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಆಕರ್ಷಿಸಬಲ್ಲ ಅನೇಕ ಅಂತಹ ವಸ್ತುಗಳ ಜೋಡಿಗಳು ತಿಳಿದಿದ್ದವು. ಅಂತಹ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಅನುಭವಿಸಲು ನೀವು ಮನೆಯಲ್ಲಿ ಈ ಕೆಳಗಿನ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ಮಾಡಬಹುದು. ಬಿಳಿ ಕಾಗದದ ಉದ್ದನೆಯ ತೆಳುವಾದ ಪಟ್ಟಿಗಳನ್ನು ಕತ್ತರಿಸಿ ಅವುಗಳನ್ನು ಸೌಮ್ಯವಾಗಿ ಇಸ್ತ್ರಿ ಮಾಡಿ. ಅವುಗಳನ್ನು ಟಿವಿ ಪರದೆ ಅಥವಾ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಮಾನಿಟರ್ ಹತ್ತಿರ ತೆಗೆದುಕೊಂಡು ಹೋಗಿ. ಪಟ್ಟಿಗಳು ಪರದೆಗೆ ಆಕರ್ಷಿತವಾಗುವುದನ್ನು ನೀವು ನೋಡುತ್ತೀರಿ. ವಾಸ್ತವವಾಗಿ ಅವು ಸ್ವಲ್ಪ ಸಮಯ ಪರದೆಗೆ ಅಂಟಿಕೊಂಡು ಉಳಿಯುತ್ತವೆ.

ಉಣ್ಣೆ ಅಥವಾ ರೇಷ್ಮೆ ಬಟ್ಟೆಯಿಂದ ಉಜ್ಜಿದ ಎರಡು ಗಾಜಿನ ಕಡ್ಡಿಗಳನ್ನು ಪರಸ್ಪರ ಹತ್ತಿರ ತರಲಾಗಿದ್ದರೆ, ಅವು ಪರಸ್ಪರ ವಿಕರ್ಷಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ಗಮನಿಸಲಾಗಿದೆ [ಚಿತ್ರ 1.1(ಎ)]. ಕಡ್ಡಿಗಳನ್ನು ಉಜ್ಜಿದ ಎರಡು ಉಣ್ಣೆ ದಾರಗಳು ಅಥವಾ ರೇಷ್ಮೆ ಬಟ್ಟೆಯ ಎರಡು ತುಂಡುಗಳು ಸಹ ಪರಸ್ಪರ ವಿಕರ್ಷಿಸುತ್ತವೆ. ಆದರೆ, ಗಾಜಿನ ಕಡ್ಡಿ ಮತ್ತು ಉಣ್ಣೆ ಪರಸ್ಪರ ಆಕರ್ಷಿಸುತ್ತವೆ. ಅಂತೆಯೇ, ಬೆಕ್ಕಿನ ಫರ್ನಿಂದ ಉಜ್ಜಿದ ಎರಡು ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಕಡ್ಡಿಗಳು ಪರಸ್ಪರ ವಿಕರ್ಷಿಸಿದವು [ಚಿತ್ರ 1.1(ಬಿ)] ಆದರೆ ಫರ್ ಅನ್ನು ಆಕರ್ಷಿಸಿದವು. ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಕಡ್ಡಿಯು ಗಾಜಿನ ಕಡ್ಡಿಯನ್ನು ಆಕರ್ಷಿಸುತ್ತದೆ [ಚಿತ್ರ 1.1(ಸಿ)] ಮತ್ತು ಗಾಜಿನ ಕಡ್ಡಿಯನ್ನು ಉಜ್ಜಿದ ರೇಷ್ಮೆ ಅಥವಾ ಉಣ್ಣೆಯನ್ನು ವಿಕರ್ಷಿಸುತ್ತದೆ. ಗಾಜಿನ ಕಡ್ಡಿಯು ಫರ್ ಅನ್ನು ವಿಕರ್ಷಿಸುತ್ತದೆ. ಫರ್ನಿಂದ ಉಜ್ಜಿದ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಕಡ್ಡಿಯನ್ನು ರೇಷ್ಮೆ ಅಥವಾ ನೈಲಾನ್ ದಾರದಿಂದ ನೇತಾಡಿಸಲಾದ ಎರಡು ಸಣ್ಣ ಪಿಥ್ ಚೆಂಡುಗಳನ್ನು (ಇಂದು ನಾವು ಪಾಲಿಸ್ಟೈರೀನ್ ಚೆಂಡುಗಳನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು) ಮುಟ್ಟಿಸಿದರೆ, ಚೆಂಡುಗಳು ಪರಸ್ಪರ ವಿಕರ್ಷಿಸುತ್ತವೆ [ಚಿತ್ರ 1.1(ಡಿ)] ಮತ್ತು ಕಡ್ಡಿಯಿಂದಲೂ ವಿಕರ್ಷಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ. ಪಿಥ್ ಚೆಂಡುಗಳನ್ನು ರೇಷ್ಮೆಯಿಂದ ಉಜ್ಜಿದ ಗಾಜಿನ ಕಡ್ಡಿಯಿಂದ ಮುಟ್ಟಿಸಿದರೆ ಇದೇ ರೀತಿಯ ಪರಿಣಾಮ ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ [ಚಿತ್ರ 1.1(ಇ)]. ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಕಡ್ಡಿಯಿಂದ ಮುಟ್ಟಿಸಿದ ಇನ್ನೊಂದು ಪಿಥ್ ಚೆಂಡನ್ನು ಗಾಜಿನ ಕಡ್ಡಿಯಿಂದ ಮುಟ್ಟಿಸಿದ ಪಿಥ್ ಚೆಂಡು ಆಕರ್ಷಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದು ನಾಟಕೀಯವಾದ ಗಮನಿಸುವಿಕೆಯಾಗಿದೆ [ಚಿತ್ರ 1.1(ಎಫ್)].

ಈ ತೋರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಸರಳವಾದ ಸಂಗತಿಗಳು ವರ್ಷಗಳ ಪ್ರಯತ್ನಗಳು ಮತ್ತು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗಳಿಂದ ಸ್ಥಾಪಿತವಾಗಿವೆ. ವಿವಿಧ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳ ಅನೇಕ ಎಚ್ಚರಿಕೆಯ ಅಧ್ಯಯನಗಳ ನಂತರ, ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಘಟಕದ ಕೇವಲ ಎರಡು ವಿಧಗಳಿವೆ ಎಂದು ತೀರ್ಮಾನಿಸಲಾಯಿತು. ಗಾಜು ಅಥವಾ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಕಡ್ಡಿಗಳು, ರೇಷ್ಮೆ, ಫರ್ ಮತ್ತು ಪಿಥ್ ಚೆಂಡುಗಳಂತಹ ವಸ್ತುಗಳು ವಿದ್ಯುದಾವೇಶಿತವಾಗಿವೆ ಎಂದು ನಾವು ಹೇಳುತ್ತೇವೆ. ಉಜ್ಜುವಿಕೆಯ ಮೇಲೆ ಅವು ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶವನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತವೆ. ಪಿಥ್ ಚೆಂಡುಗಳ ಮೇಲಿನ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಎರಡು ವಿಧದ ವಿದ್ಯುದೀಕರಣಗಳಿವೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸಿದವು ಮತ್ತು ನಾವು ಕಂಡುಕೊಳ್ಳುವುದೇನೆಂದರೆ (i) ಸಮಾನ ಆವೇಶಗಳು ವಿಕರ್ಷಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು (ii) ಅಸಮಾನ ಆವೇಶಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಆಕರ್ಷಿಸುತ್ತವೆ. ಆವೇಶಗಳು ಸಂಪರ್ಕದ ಮೂಲಕ ಕಡ್ಡಿಗಳಿಂದ ಪಿಥ್ ಚೆಂಡುಗಳಿಗೆ ವರ್ಗಾವಣೆಯಾಗುತ್ತವೆ ಎಂದು ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಸಹ ತೋರಿಸಿದವು. ಪಿಥ್ ಚೆಂಡುಗಳು ವಿದ್ಯುದಾವೇಶಿತವಾಗಿವೆ ಅಥವಾ ಸಂಪರ್ಕದಿಂದ ಆವೇಶಿತವಾಗಿವೆ ಎಂದು ಹೇಳಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎರಡು ವಿಧದ ಆವೇಶಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸುವ ಗುಣವನ್ನು ಆವೇಶದ ಧ್ರುವೀಯತೆ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಗಾಜಿನ ಕಡ್ಡಿಯನ್ನು ರೇಷ್ಮೆಯಿಂದ ಉಜ್ಜಿದಾಗ, ಕಡ್ಡಿಯು ಒಂದು ವಿಧದ ಆವೇಶವನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ರೇಷ್ಮೆಯು ಎರಡನೇ ವಿಧದ ಆವೇಶವನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುದೀಕರಣಗೊಳ್ಳಲು ಉಜ್ಜಲಾದ ಯಾವುದೇ ವಸ್ತುಗಳ ಜೋಡಿಗೆ ಇದು ನಿಜವಾಗಿದೆ. ಈಗ ವಿದ್ಯುದಾವೇಶಿತ ಗಾಜಿನ ಕಡ್ಡಿಯನ್ನು ಅದನ್ನು ಉಜ್ಜಿದ ರೇಷ್ಮೆಯೊಂದಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕಕ್ಕೆ ತರಲಾಗಿದ್ದರೆ, ಅವು ಇನ್ನು ಮುಂದೆ ಪರಸ್ಪರ ಆಕರ್ಷಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ವಿದ್ಯುದೀಕರಣಗೊಂಡಾಗ ಅವು ಮಾಡಿದಂತೆ ಅವು ಇತರ ಹಗುರ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಆಕರ್ಷಿಸುವುದಿಲ್ಲ ಅಥವಾ ವಿಕರ್ಷಿಸುವುದಿಲ್ಲ.

ಹೀಗಾಗಿ, ಉಜ್ಜುವಿಕೆಯ ನಂತರ ಪಡೆದ ಆವೇಶಗಳು ಆವೇಶಿತ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಸಂಪರ್ಕಕ್ಕೆ ತರಿದಾಗ ಕಳೆದುಹೋಗುತ್ತವೆ. ಈ ಗಮನಿಸುವಿಕೆಗಳಿಂದ ನೀವು ಏನು ತೀರ್ಮಾನಿಸಬಹುದು? ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಪಡೆದ ಅಸಮಾನ ಆವೇಶಗಳು ಪರಸ್ಪರರ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ತಟಸ್ಥಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ ಅಥವಾ ರದ್ದುಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ಅದು ನಮಗೆ ತಿಳಿಸುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಅಮೆರಿಕನ್ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಬೆಂಜಮಿನ್ ಫ್ರಾಂಕ್ಲಿನ್ ಆವೇಶಗಳಿಗೆ ಧನಾತ್ಮಕ ಮತ್ತು ಋಣಾತ್ಮಕ ಎಂದು ಹೆಸರಿಸಿದರು. ಒಂದೇ ಪ್ರಮಾಣದ ಋಣಾತ್ಮಕ ಸಂಖ್ಯೆಗೆ ಧನಾತ್ಮಕ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಸೇರಿಸಿದಾಗ ಮೊತ್ತ ಶೂನ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಮಗೆ ತಿಳಿದಿದೆ. ಆವೇಶಗಳಿಗೆ ಧನಾತ್ಮಕ ಮತ್ತು ಋಣಾತ್ಮಕ ಎಂದು ಹೆಸರಿಸುವಲ್ಲಿ ಇದು ತತ್ತ್ವಶಾಸ್ತ್ರವಾಗಿರಬಹುದು. ರೂಢಿಯಂತರ, ಗಾಜಿನ ಕಡ್ಡಿ ಅಥವಾ ಬೆಕ್ಕಿನ ಫರ್ನ ಮೇಲಿನ ಆವೇಶವನ್ನು ಧನಾತ್ಮಕ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಕಡ್ಡಿ ಅಥವಾ ರೇಷ್ಮೆಯ ಮೇಲಿನದನ್ನು ಋಣಾತ್ಮಕ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಒಂದು ವಸ್ತುವು ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶವನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೆ, ಅದು ವಿದ್ಯುದಾವೇಶಿತ ಅಥವಾ ಆವೇಶಿತ ಎಂದು ಹೇಳಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅದು ಯಾವುದೇ ಆವೇಶವನ್ನು ಹೊಂದಿಲ್ಲದಿದ್ದಾಗ ಅದು ವಿದ್ಯುತ್ ತಟಸ್ಥ ಎಂದು ಹೇಳಲಾಗುತ್ತದೆ.

ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲಿನ ಆವೇಶವನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಸರಳ ಸಾಧನವೆಂದರೆ ಗೋಲ್ಡ್-ಲೀಫ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪ್ [ಚಿತ್ರ 1.2(ಎ)]. ಇದು ಒಂದು ಪೆಟ್ಟಿಗೆಯಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾದ ಲಂಬವಾದ ಲೋಹದ ಕಡ್ಡಿಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ, ಅದರ ಕೆಳಭಾಗದ ತುದಿಗೆ ಎರಡು ತೆಳುವಾದ ಚಿನ್ನದ ಎಲೆಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಆವೇಶಿತ ವಸ್ತುವು ಕಡ್ಡಿಯ ಮೇಲ್ಭಾಗದಲ್ಲಿರುವ ಲೋಹದ ಗುಂಡಿಯನ್ನು ಮುಟ್ಟಿದಾಗ, ಆವೇಶವು ಎಲೆಗಳ ಮೇಲೆ ಹರಿಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅವು ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ. ವಿಭಿನ್ನತೆಯ ಮಟ್ಟವು ಆವೇಶದ ಪ್ರಮಾಣದ ಸೂಚಕವಾಗಿದೆ.

ವಸ್ತುಗಳು ಆವೇಶವನ್ನು ಹೇಗೆ ಪಡೆಯುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಪ್ರಯತ್ನಿಸಿ. ಎಲ್ಲಾ ದ್ರವ್ಯವು ಪರಮಾಣುಗಳು ಮತ್ತು/ಅಥವಾ ಅಣುಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ ಎಂದು ನಿಮಗೆ ತಿಳಿದಿದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ವಸ್ತುಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ತಟಸ್ಥವಾಗಿದ್ದರೂ, ಅವು ಆವೇಶಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ; ಆದರೆ ಅವುಗಳ ಆವೇಶಗಳು ನಿಖರವಾಗಿ ಸಮತೋಲಿತವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಅಣುಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟಾಗಿ ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳುವ ಬಲಗಳು, ಘನದಲ್ಲಿ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟಾಗಿ ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳುವ ಬಲಗಳು, ಅಂಟಿನ ಅಂಟಿಕೊಳ್ಳುವ ಬಲ, ಮೇಲ್ಮೈ ಒತ್ತಡದೊಂದಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಬಲಗಳು, ಎಲ್ಲವೂ ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಸ್ವರೂಪದವಾಗಿವೆ, ಆವೇಶಿತ ಕಣಗಳ ನಡುವಿನ ಬಲಗಳಿಂದ ಉದ್ಭವಿಸುತ್ತವೆ. ಹೀಗಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಲವು ಸರ್ವವ್ಯಾಪಿಯಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಅದು ನಮ್ಮ ಜೀವನದೊಂದಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಅಂತಹ ಬಲದ ಬಗ್ಗೆ ಹೆಚ್ಚು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳುವುದು ಅತ್ಯಗತ್ಯ.

ತಟಸ್ಥ ವಸ್ತುವನ್ನು ವಿದ್ಯುದೀಕರಿಸಲು, ನಾವು ಒಂದು ವಿಧದ ಆವೇಶವನ್ನು ಸೇರಿಸಬೇಕು ಅಥವಾ ತೆಗೆದುಹಾಕಬೇಕು. ಒಂದು ವಸ್ತುವು ಆವೇಶಿತವಾಗಿದೆ ಎಂದು ನಾವು ಹೇಳುವಾಗ, ನಾವು ಯಾವಾಗಲೂ ಈ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಆವೇಶ ಅಥವಾ ಆವೇಶದ ಕೊರತೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತೇವೆ. ಘನಗಳಲ್ಲಿ, ಪರಮಾಣುವಿನಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಬಿಗಿಯಾಗಿ ಬಂಧಿತವಾಗಿರುವ ಕೆಲವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು, ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ಇನ್ನೊಂದಕ್ಕೆ ವರ್ಗಾವಣೆಯಾಗುವ ಆವೇಶಗಳಾಗಿವೆ. ಹೀಗಾಗಿ ವಸ್ತುವು ಕೆಲವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಮೂಲಕ ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಆವೇಶಿತವಾಗಬಹುದು. ಅಂತೆಯೇ, ವಸ್ತುವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಪಡೆಯುವ ಮೂಲಕ ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಆವೇಶಿತವಾಗಬಹುದು. ನಾವು ಗಾಜಿನ ಕಡ್ಡಿಯನ್ನು ರೇಷ್ಮೆಯಿಂದ ಉಜ್ಜಿದಾಗ, ಕಡ್ಡಿಯಿಂದ ಕೆಲವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ರೇಷ್ಮೆ ಬಟ್ಟೆಗೆ ವರ್ಗಾವಣೆಯಾಗುತ್ತವೆ. ಹೀಗಾಗಿ ಕಡ್ಡಿಯು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಆವೇಶಿತವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ರೇಷ್ಮೆಯು ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಆವೇಶಿತವಾಗುತ್ತದೆ. ಉಜ್ಜುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಹೊಸ ಆವೇಶವು ಸೃಷ್ಟಿಯಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಹಾಗೆಯೇ ವರ್ಗಾವಣೆಯಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯು ವಸ್ತುವಿನ ದೇಹದಲ್ಲಿರುವ ಒಟ್ಟು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಬಹಳ ಸಣ್ಣ ಭಾಗವಾಗಿದೆ.

1.3 ವಾಹಕಗಳು ಮತ್ತು ನಿರೋಧಕಗಳು

ಕೆಲವು ವಸ್ತುಗಳು ಅವುಗಳ ಮೂಲಕ ವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಹಾದುಹೋಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿ ಅನುಮತಿಸುತ್ತವೆ, ಇತರವು ಅನುಮತಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ವಿದ್ಯುತ್ತು ಅವುಗಳ ಮೂಲಕ ಸುಲಭವಾಗಿ ಹಾದುಹೋಗಲು ಅನುಮತಿಸುವವುಗಳನ್ನು ವಾಹಕಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅವು ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶಗಳನ್ನು (ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು) ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ, ಅವು ವಸ್ತುವಿನ ಒಳಗೆ ಚಲಿಸಲು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಮುಕ್ತವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಲೋಹಗಳು, ಮಾನವ ಮತ್ತು ಪ್ರಾಣಿಗಳ ದೇಹಗಳು ಮತ್ತು ಭೂಮಿಯು ವಾಹಕಗಳಾಗಿವೆ. ಗಾಜು, ಪಿಂಗಾಣಿ, ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್, ನೈಲಾನ್, ಮರದಂತಹ ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಲೋಹಗಳು ಅವುಗಳ ಮೂಲಕ ವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಹಾದುಹೋಗುವಿಕೆಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ. ಅವುಗಳನ್ನು ನಿರೋಧಕಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ವಸ್ತುಗಳು ಮೇಲೆ ಹೇಳಿದ ಎರಡು ವರ್ಗಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಕ್ಕೆ ಸೇರುತ್ತವೆ*.

ಕೆಲವು ಆವೇಶವನ್ನು ವಾಹಕಕ್ಕೆ ವರ್ಗಾವಣೆ ಮಾಡಿದಾಗ, ಅದು ಸುಲಭವಾಗಿ ವಾಹಕದ ಸಂಪೂರ್ಣ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ವಿತರಣೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ, ಕೆಲವು ಆವೇಶವನ್ನು ನಿರೋಧಕದ ಮೇಲೆ ಇರಿಸಿದರೆ, ಅದು ಅದೇ ಸ್ಥಳದಲ್ಲಿ ಉಳಿಯುತ್ತದೆ. ಇದು ಏಕೆ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನೀವು ಮುಂದಿನ ಅಧ್ಯಾಯದಲ್ಲಿ ಕಲಿಯುವಿರಿ.

ವಸ್ತುಗಳ ಈ ಗುಣವು ಒಣ ಕೂದಲನ್ನು ಬಾಚುವಾಗ ಅಥವಾ ಉಜ್ಜುವಾಗ ನೈಲಾನ್ ಅಥವಾ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಬಾಚಣಿಗೆ ವಿದ್ಯುದಾವೇಶ ಏಕೆ ಆಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಚಮಚದಂತಹ ಲೋಹದ ವಸ್ತುವಿಗೆ ಆಗುವುದಿಲ್ಲ ಎಂಬುದನ್ನು ನಿಮಗೆ ತಿಳಿಸುತ್ತದೆ. ಲೋಹದ ಮೇಲಿನ ಆವೇಶಗಳು ನಮ್ಮ ದೇಹದ ಮೂಲಕ ನೆಲಕ್ಕೆ ಸೋರಿಕೆಯಾಗುತ್ತವೆ ಏಕೆಂದರೆ ಎರಡೂ ವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ವಾಹಕಗಳಾಗಿವೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಮರದ ಅಥವಾ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಹಿಡಿಕೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಲೋಹದ ಕಡ್ಡಿಯನ್ನು ಅದರ ಲೋಹದ ಭಾಗವನ್ನು ಮುಟ್ಟದೆ ಉಜ್ಜಿದರೆ, ಅದು ಆವೇಶಿತವಾಗುವ ಚಿಹ್ನೆಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.

1.4 ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶದ ಮೂಲಭೂತ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು

ಧನಾತ್ಮಕ ಮತ್ತು ಋಣಾತ್ಮಕ ಎಂಬ ಎರಡು ವಿಧದ ಆವೇಶಗಳಿವೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಪರಿಣಾಮಗಳು ಪರಸ್ಪರ ರದ್ದುಗೊಳಿಸುವ ಪ್ರವೃತ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಎಂದು ನಾವು ನೋಡಿದ್ದೇವೆ. ಇಲ್ಲಿ, ನಾವು ಈಗ ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶದ ಕೆಲವು ಇತರ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತೇವೆ.

ಆವೇಶಿತ ವಸ್ತುಗಳ ಗಾತ್ರಗಳು ಅವುಗಳ ನಡುವಿನ ದೂರಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಬಹಳ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದ್ದರೆ, ನಾವು ಅವುಗಳನ್ನು ಬಿಂದು ಆವೇಶಗಳಾಗಿ ಪರಿಗಣಿಸುತ್ತೇವೆ. ದೇಹದ ಎಲ್ಲಾ ಆವೇಶದ ಅಂಶವು ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶದಲ್ಲಿ ಒಂದು ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸಲಾಗಿದೆ.

1.4.1 ಆವೇಶಗಳ ಸಂಕಲನಶೀಲತೆ

ನಾವು ಇನ್ನೂ ಆವೇಶದ ಪರಿಮಾಣಾತ್ಮಕ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನವನ್ನು ನೀಡಿಲ್ಲ; ನಾವು ಅದನ್ನು ಮುಂದಿನ ವಿಭಾಗದಲ್ಲಿ ಅನುಸರಿಸುತ್ತೇವೆ. ಇದನ್ನು ಮಾಡಬಹುದು ಎಂದು ತಾತ್ಕಾಲಿಕವಾಗಿ ಊಹಿಸಿ ಮತ್ತು ಮುಂದುವರಿಯುತ್ತೇವೆ. ಒಂದು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಎರಡು ಬಿಂದು ಆವೇಶಗಳನ್ನು $\mathrm{q_1}$ ಮತ್ತು $\mathrm{q_2}$ ಹೊಂದಿದ್ದರೆ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಒಟ್ಟು ಆವೇಶವನ್ನು ಬೀಜಗಣಿತೀಯವಾಗಿ $\mathrm{q_1}$ ಮತ್ತು $\mathrm{q_2}$ ಅನ್ನು ಸೇರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ, ಆವೇಶಗಳು ನೈಜ ಸಂಖ್ಯೆಗಳಂತೆ ಸೇರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಅಥವಾ ಅವು ದೇಹದ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯಂತೆ ಅದಿಶಗಳಾಗಿವೆ. ಒಂದು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು n ಆವೇಶಗಳನ್ನು $\mathrm{q_1}$, $\mathrm{q_2}$, $\mathrm{q_3}$, …, qn ಹೊಂದಿದ್ದರೆ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಒಟ್ಟು ಆವೇಶವು $\mathrm{q_1}$ + $\mathrm{q_2}$ + $\mathrm{q_3}$ + … + qn ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ಆವೇಶವು ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಆದರೆ ದಿಕ್ಕನ್ನು ಹೊಂದಿಲ್ಲ, ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯಂತೆಯೇ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಮತ್ತು ಆವೇಶದ ನಡುವೆ ಒಂದು ವ್ಯತ್ಯಾಸವಿದೆ. ದೇಹದ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯು ಯಾವಾಗಲೂ ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಆದರೆ ಆವೇಶವು ಧನಾತ್ಮಕ ಅಥವಾ ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿರಬಹುದು. ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಆವೇಶಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸುವಾಗ ಸರಿಯಾದ ಚಿಹ್ನೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಬೇಕು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, +1, +2, –3, +4 ಮತ್ತು –5 ಆವೇಶಗಳನ್ನು ಕೆಲವು ಅನಿಯಂತ್ರಿತ ಏಕಮಾನದಲ್ಲಿ ಹೊಂದಿರುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಒಟ್ಟು ಆವೇಶವು (+1) + (+2) + (–3) + (+4) + (–5) = –1 ಅದೇ ಏಕಮಾನದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ.

1.4.2 ಆವೇಶ ಸಂರಕ್ಷಿತವಾಗಿದೆ

ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಉಜ್ಜುವ ಮೂಲಕ ಆವೇಶಿತಗೊಳಿಸಿದಾಗ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ವರ್ಗಾವಣೆ ಒಂದು ದೇಹದಿಂದ ಇನ್ನೊಂದಕ್ಕೆ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ; ಹೊಸ ಆವೇಶಗಳು ಸೃಷ್ಟಿಯಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಅಥವಾ ನಾಶವಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಎಂಬ ವಾಸ್ತವಕ್ಕೆ ನಾವು ಈಗಾಗಲೇ ಸುಳಿವು ನೀಡಿದ್ದೇವೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶದ ಕಣಗಳ ಚಿತ್ರವು ನಮಗೆ ಆವೇಶದ ಸಂರಕ್ಷಣೆಯ ಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ನಾವು ಎರಡು ದೇಹಗಳನ್ನು ಉಜ್ಜಿದಾಗ, ಒಂದು ದೇಹವು ಆವೇಶದಲ್ಲಿ ಏನನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತದೆಯೋ ಇನ್ನೊಂದು ದೇಹವು ಅದನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಅನೇಕ ಆವೇಶಿತ ದೇಹಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯೊಳಗೆ, ದೇಹಗಳ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯಿಂದಾಗಿ, ಆವೇಶಗಳು ಪುನರ್ವಿತರಣೆಯಾಗಬಹುದು ಆದರೆ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಒಟ್ಟು ಆವೇಶವು ಯಾವಾಗಲೂ ಸಂರಕ್ಷಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ. ಆವೇಶದ ಸಂರಕ್ಷಣೆಯು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಸ್ಥಾಪಿತವಾಗಿದೆ.

ಯಾವುದೇ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಿಂದ ಸಾಗಿಸಲ್ಪಡುವ ನಿವ್ವಳ ಆವೇಶವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುವುದು ಅಥವಾ ನಾಶಮಾಡುವುದು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ, ಆದರೂ ಆವೇಶವನ್ನು ಸಾಗಿಸುವ ಕಣಗಳು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಸೃಷ್ಟಿಯಾಗಬಹುದು ಅಥವಾ ನಾಶವಾಗಬಹುದು. ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ಪ್ರಕೃತಿಯು ಆವೇಶಿತ ಕಣಗಳನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ: ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಆಗಿ ಮಾರ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಹೀಗೆ ಸೃಷ್ಟಿಯಾದ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸಮಾನ ಮತ್ತು ವಿರುದ್ಧ ಆವೇಶಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಸೃಷ್ಟಿಯ ಮೊದಲು ಮತ್ತು ನಂತರ ಒಟ್ಟು ಆವೇಶವು ಶೂನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

1.4.3 ಆವೇಶದ ಕ್ವಾಂಟೀಕರಣ

ಎಲ್ಲಾ ಮುಕ್ತ ಆವೇಶಗಳು e ನಿಂದ ಸೂಚಿಸಲ್ಪಡುವ ಆವೇಶದ ಮೂಲ ಏಕಮಾನದ ಪೂರ್ಣಾಂಕ ಗುಣಕಗಳಾಗಿವೆ ಎಂದು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಸ್ಥಾಪಿತವಾಗಿದೆ. ಹೀಗಾಗಿ ದೇಹದ ಮೇಲಿನ ಆವೇಶ q ಯನ್ನು ಯಾವಾಗಲೂ ನೀಡಲಾಗುತ್ತದೆ

$$ q=n e $$

ಇಲ್ಲಿ n ಯಾವುದೇ ಪೂರ್ಣಾಂಕ, ಧನಾತ್ಮಕ ಅಥವಾ ಋಣಾತ್ಮಕ. ಆವೇಶದ ಈ ಮೂಲ ಏಕಮಾನವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಅಥವಾ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಹೊಂದಿರುವ ಆವೇಶವಾಗಿದೆ. ರೂಢಿಯಂತರ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ನ ಮೇಲಿನ ಆವೇಶವನ್ನು ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ; ಆದ್ದರಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ನ ಮೇಲಿನ ಆವೇಶವನ್ನು –e ಎಂದು ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟಾನ್ನ ಮೇಲಿನದನ್ನು +e ಎಂದು ಬರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶವು ಯಾವಾಗಲೂ e ನ ಪೂರ್ಣಾಂಕ ಗುಣಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂಬ ವಾಸ್ತವವನ್ನು ಆವೇಶದ ಕ್ವಾಂಟೀಕರಣ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಅನೇಕ ಸಂದರ್ಭಗಳಿವೆ, ಅಲ್ಲಿ ಕೆಲವು ಭೌತಿಕ ಪ್ರಮಾಣಗಳು ಕ್ವಾಂಟೀಕರಣಗೊಂಡಿವೆ. ಆವೇಶದ ಕ್ವಾಂಟೀಕರಣವನ್ನು ಮೊದಲು ಇಂಗ್ಲಿಷ್ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ