ఎలక్ట్రాన్ల మూలాలు, ఎలక్ట్రాన్ రేడియేషన్ రకాలు, అయనీకరణ కారణాలు

ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల ఆపరేషన్ సూత్రాలను అర్థం చేసుకోవడానికి మరియు వివరించడానికి, కింది ప్రశ్నకు సమాధానం ఇవ్వడం అవసరం: ఎలక్ట్రాన్లు ఎలా వేరు చేయబడతాయి?మేము ఈ వ్యాసంలో సమాధానం ఇస్తాము.

ఆధునిక సిద్ధాంతం ప్రకారం, పరమాణువు ఒక న్యూక్లియస్‌ను కలిగి ఉంటుంది, ఇది ధనాత్మక చార్జ్ కలిగి ఉంటుంది మరియు పరమాణువు యొక్క దాదాపు మొత్తం ద్రవ్యరాశిని కేంద్రీకరిస్తుంది మరియు న్యూక్లియస్ చుట్టూ ఉన్న ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడిన ఎలక్ట్రాన్‌లను కలిగి ఉంటుంది. పరమాణువు మొత్తం విద్యుత్ తటస్థంగా ఉంటుంది, కాబట్టి, న్యూక్లియస్ యొక్క ఛార్జ్ తప్పనిసరిగా చుట్టుపక్కల ఉన్న ఎలక్ట్రాన్ల ఛార్జ్కి సమానంగా ఉండాలి.

అన్ని రసాయనాలు అణువులతో తయారు చేయబడినవి మరియు అణువులు పరమాణువులతో తయారు చేయబడినందున, ఘన, ద్రవ లేదా వాయు స్థితిలో ఉన్న ఏదైనా పదార్ధం ఎలక్ట్రాన్ల సంభావ్య మూలం. వాస్తవానికి, పదార్థం యొక్క మొత్తం మూడు స్థితులు సాంకేతిక పరికరాలలో ఎలక్ట్రాన్ల మూలంగా ఉపయోగించబడతాయి.

ఎలక్ట్రాన్ల యొక్క ముఖ్యమైన మూలం లోహాలు, వీటిని సాధారణంగా వైర్లు లేదా రిబ్బన్ల రూపంలో ఈ ప్రయోజనం కోసం ఉపయోగిస్తారు.

ప్రశ్న తలెత్తుతుంది: అటువంటి ఫిలమెంట్ ఎలక్ట్రాన్‌లను కలిగి ఉంటే మరియు ఈ ఎలక్ట్రాన్లు సాపేక్షంగా స్వేచ్ఛగా ఉంటే, అంటే, అవి లోహం లోపల ఎక్కువ లేదా తక్కువ స్వేచ్ఛగా కదలగలవు (ఇది నిజంగానే, చాలా చిన్న సంభావ్య వ్యత్యాసం కూడా ఉందని మేము నమ్ముతున్నాము, అటువంటి థ్రెడ్ యొక్క రెండు చివరలకు వర్తింపజేయడం దాని వెంట ఎలక్ట్రాన్ల ప్రవాహాన్ని నిర్దేశిస్తుంది), అప్పుడు ఎలక్ట్రాన్లు లోహం నుండి ఎందుకు ఎగరవు మరియు సాధారణ పరిస్థితులలో ఎలక్ట్రాన్ల మూలాన్ని ఏర్పరచవు? ప్రాథమిక ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ సిద్ధాంతం ఆధారంగా ఈ ప్రశ్నకు సరళమైన సమాధానం ఇవ్వవచ్చు.

ఎలక్ట్రాన్లు లోహాన్ని విడిచిపెట్టాయని అనుకుందాం. అప్పుడు మెటల్ సానుకూల చార్జ్ పొందాలి. వ్యతిరేక సంకేతాల ఛార్జీలు ఒకదానికొకటి ఆకర్షిస్తాయి కాబట్టి, కొంత బాహ్య ప్రభావం దీనిని నిరోధించకపోతే ఎలక్ట్రాన్లు మళ్లీ లోహం వైపు ఆకర్షితులవుతాయి.

లోహంలోని ఎలక్ట్రాన్లు లోహాన్ని విడిచిపెట్టడానికి తగినంత శక్తిని ఇవ్వడానికి అనేక మార్గాలు ఉన్నాయి:

1. థర్మియోనిక్ రేడియేషన్

థర్మియోనిక్ రేడియేషన్ అనేది ప్రకాశించే వస్తువుల నుండి ఎలక్ట్రాన్ల ఉద్గారం. థర్మియోనిక్ రేడియేషన్ ఘనపదార్థాలలో మరియు ముఖ్యంగా లోహాలు మరియు సెమీకండక్టర్లలో ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల యొక్క థర్మియోనిక్ కాథోడ్‌లు మరియు హీట్-టు-ఎలక్ట్రిసిటీ కన్వర్టర్‌ల కోసం పదార్థంగా ఉపయోగించడం గురించి అధ్యయనం చేయబడింది.

తెల్లటి వేడి కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతకు వేడి చేసినప్పుడు శరీరాల నుండి ప్రతికూల విద్యుత్తును కోల్పోయే దృగ్విషయం 18వ శతాబ్దం చివరి నుండి తెలుసు. V. V. పెట్రోవ్ (1812), థామస్ ఎడిసన్ (1889) మరియు ఇతరులు ఈ దృగ్విషయం యొక్క అనేక గుణాత్మక చట్టాలను స్థాపించారు. 1930ల నాటికి, విడుదలయ్యే ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య, శరీర ఉష్ణోగ్రత మరియు పని పనితీరు మధ్య ప్రధాన విశ్లేషణాత్మక సంబంధాలు నిర్ణయించబడ్డాయి.

ఫిలమెంట్ చివరలకు వోల్టేజ్ వర్తించినప్పుడు దాని ద్వారా ప్రవహించే కరెంట్ ఫిలమెంట్‌ను వేడి చేస్తుంది. లోహం యొక్క ఉష్ణోగ్రత తగినంతగా ఉన్నప్పుడు, ఎలక్ట్రాన్లు లోహం యొక్క ఉపరితలాన్ని వదిలి చుట్టుపక్కల ప్రదేశంలోకి తప్పించుకుంటాయి.

ఈ విధంగా ఉపయోగించే లోహాన్ని థర్మియోనిక్ కాథోడ్ అంటారు, మరియు ఈ విధంగా ఎలక్ట్రాన్లు విడుదల చేయడాన్ని థర్మియోనిక్ రేడియేషన్ అంటారు. థర్మియోనిక్ రేడియేషన్‌కు కారణమయ్యే ప్రక్రియలు ద్రవ ఉపరితలం నుండి అణువుల బాష్పీభవన ప్రక్రియల మాదిరిగానే ఉంటాయి.

రెండు సందర్భాలలో, కొన్ని పని చేయాలి.ఒక ద్రవ విషయంలో, ఈ పని బాష్పీభవనం యొక్క గుప్త వేడి, ఇది ఒక గ్రాము పదార్థాన్ని ద్రవ స్థితి నుండి వాయు స్థితికి మార్చడానికి అవసరమైన శక్తికి సమానం.

థర్మియోనిక్ రేడియేషన్ విషయంలో, పని ఫంక్షన్ అని పిలవబడేది మెటల్ నుండి ఒక ఎలక్ట్రాన్‌ను ఆవిరి చేయడానికి అవసరమైన కనీస శక్తి. గతంలో రేడియో ఇంజనీరింగ్‌లో ఉపయోగించే వాక్యూమ్ యాంప్లిఫయర్‌లు సాధారణంగా థర్మియోనిక్ కాథోడ్‌లను కలిగి ఉంటాయి.

2. ఫోటోమిషన్

వివిధ పదార్థాల ఉపరితలంపై కాంతి చర్య కూడా ఎలక్ట్రాన్ల విడుదలకు దారితీస్తుంది. కాంతి శక్తి పదార్ధం యొక్క ఎలక్ట్రాన్‌లకు అవసరమైన అదనపు శక్తిని అందించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది, తద్వారా అవి లోహాన్ని వదిలివేయవచ్చు.

ఈ పద్ధతిలో ఎలక్ట్రాన్ల మూలంగా ఉపయోగించే పదార్థాన్ని ఫోటోవోల్టాయిక్ కాథోడ్ అంటారు మరియు ఎలక్ట్రాన్‌లను విడుదల చేసే ప్రక్రియను ఇలా అంటారు. ఫోటోవోల్టాయిక్ లేదా ఫోటోఎలెక్ట్రాన్ ఉద్గారాలు… ఎలక్ట్రాన్‌లను విడుదల చేసే ఈ మార్గం విద్యుత్ కంటికి ఆధారం- ఫోటోసెల్.

3. ద్వితీయ ఉద్గారాలు

కణాలు (ఎలక్ట్రాన్లు లేదా సానుకూల అయాన్లు) లోహ ఉపరితలంపై తాకినప్పుడు, ఈ కణాల యొక్క గతి శక్తిలో కొంత భాగం లేదా వాటి గతి శక్తి మొత్తం ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ఎలక్ట్రాన్‌లకు బదిలీ చేయబడుతుంది, దీని ఫలితంగా అవి విడిచిపెట్టడానికి తగినంత శక్తిని పొందుతాయి. మెటల్. ఈ ప్రక్రియను సెకండరీ ఎలక్ట్రాన్ ఎమిషన్ అంటారు.

4. ఆటోఎలక్ట్రానిక్ ఉద్గారాలు

లోహం యొక్క ఉపరితలం దగ్గర చాలా బలమైన విద్యుత్ క్షేత్రం ఉంటే, అది లోహం నుండి ఎలక్ట్రాన్‌లను లాగగలదు. ఈ దృగ్విషయాన్ని ఫీల్డ్ ఎమిషన్ లేదా కోల్డ్ ఎమిషన్ అంటారు.

మెర్క్యురీ అనేది క్షేత్ర ఉద్గార కాథోడ్‌గా (పాత పాదరసం రెక్టిఫైయర్‌లలో) విస్తృతంగా ఉపయోగించే ఏకైక లోహం. మెర్క్యురీ కాథోడ్‌లు చాలా ఎక్కువ కరెంట్ సాంద్రతలను అనుమతిస్తాయి మరియు 3000 kW వరకు రెక్టిఫైయర్‌ల రూపకల్పనను ప్రారంభిస్తాయి.

ఎలక్ట్రాన్లు వాయు పదార్థం నుండి అనేక విధాలుగా విడుదల చేయబడతాయి. ఒక అణువు ఎలక్ట్రాన్‌ను కోల్పోయే ప్రక్రియను అయనీకరణం అంటారు.… ఎలక్ట్రాన్‌ను కోల్పోయిన పరమాణువును పాజిటివ్ అయాన్ అంటారు.

అయనీకరణ ప్రక్రియ క్రింది కారణాల వల్ల జరుగుతుంది:

1. ఎలక్ట్రానిక్ బాంబు దాడి

వాయువుతో నిండిన దీపంలోని ఉచిత ఎలక్ట్రాన్, విద్యుత్ క్షేత్రం కారణంగా, వాయువు అణువు లేదా అణువును అయనీకరణం చేయడానికి తగినంత శక్తిని పొందగలదు. ఈ ప్రక్రియ ఒక ఆకస్మిక పాత్రను కలిగి ఉంటుంది, ఎందుకంటే అణువు నుండి ఎలక్ట్రాన్‌ను పడగొట్టిన తర్వాత, భవిష్యత్తులో రెండు ఎలక్ట్రాన్‌లు, అవి గ్యాస్ కణాలతో ఢీకొన్నప్పుడు, కొత్త ఎలక్ట్రాన్‌లను విడుదల చేయగలవు.

ప్రాథమిక ఎలక్ట్రాన్‌లను పైన చర్చించిన ఏదైనా పద్ధతుల ద్వారా ఘనపదార్థం నుండి విడుదల చేయవచ్చు మరియు ఘన పాత్రను వాయువు చుట్టబడిన షెల్ మరియు దీపం లోపల ఉన్న ఏదైనా ఎలక్ట్రోడ్‌ల ద్వారా ఆడవచ్చు.ఫోటోవోల్టాయిక్ రేడియేషన్ ద్వారా కూడా ప్రాథమిక ఎలక్ట్రాన్‌లను ఉత్పత్తి చేయవచ్చు.

2. ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ అయనీకరణం

వాయువు కనిపించే లేదా కనిపించని రేడియేషన్‌కు గురైనట్లయితే, ఆ రేడియేషన్ యొక్క శక్తి కొన్ని ఎలక్ట్రాన్‌లను పడగొట్టడానికి (అణువు ద్వారా గ్రహించినప్పుడు) సరిపోతుంది. ఈ విధానం కొన్ని రకాల గ్యాస్ డిచ్ఛార్జ్‌లో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది. అదనంగా, వాయువు నుండి ఉద్వేగభరితమైన కణాల ఉద్గారం కారణంగా వాయువులో ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం ఏర్పడుతుంది.

3. సానుకూల అయాన్ బాంబు దాడి

ఎలక్ట్రాన్ బాంబర్డ్‌మెంట్ విషయంలో లాగా, న్యూట్రల్ గ్యాస్ మాలిక్యూల్‌ను కొట్టే సానుకూల అయాన్ ఎలక్ట్రాన్‌ను విడుదల చేస్తుంది.

4. థర్మల్ అయనీకరణం

వాయువు యొక్క ఉష్ణోగ్రత తగినంత ఎక్కువగా ఉంటే, దాని అణువులను తయారు చేసే కొన్ని ఎలక్ట్రాన్లు వాటికి చెందిన అణువులను విడిచిపెట్టడానికి తగినంత శక్తిని పొందగలవు. ఈ దృగ్విషయం మెటల్ నుండి వచ్చే థర్మోఎలెక్ట్రిక్ రేడియేషన్ మాదిరిగానే ఉంటుంది.ఈ రకమైన ఉద్గారాలు అధిక పీడనం వద్ద శక్తివంతమైన ఆర్క్ విషయంలో మాత్రమే పాత్రను పోషిస్తాయి.

ఎలక్ట్రాన్ బాంబు దాడి ఫలితంగా వాయువు యొక్క అయనీకరణం ద్వారా అత్యంత ముఖ్యమైన పాత్ర పోషించబడుతుంది. కొన్ని రకాల గ్యాస్ డిచ్ఛార్జ్‌లలో ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ అయనీకరణ ముఖ్యమైనది. మిగిలిన ప్రక్రియలు తక్కువ ముఖ్యమైనవి.

సాపేక్షంగా ఇటీవల వరకు, వివిధ డిజైన్ల వాక్యూమ్ పరికరాలు ప్రతిచోటా ఉపయోగించబడ్డాయి: కమ్యూనికేషన్ టెక్నాలజీలలో (ముఖ్యంగా రేడియో కమ్యూనికేషన్స్), రాడార్‌లలో, శక్తిలో, సాధన తయారీలో మొదలైనవి.

శక్తి రంగంలో ఎలెక్ట్రోవాక్యూమ్ పరికరాల ఉపయోగం ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్‌ను డైరెక్ట్ కరెంట్‌గా మార్చడం (రెక్టిఫికేషన్), డైరెక్ట్ కరెంట్‌ను ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్‌గా మార్చడం (ఇన్వర్టింగ్), ఫ్రీక్వెన్సీని మార్చడం, ఎలక్ట్రిక్ మోటార్ల వేగాన్ని సర్దుబాటు చేయడం, ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ యొక్క వోల్టేజీని స్వయంచాలకంగా నియంత్రించడం వంటివి ఉంటాయి. మరియు డైరెక్ట్ కరెంట్ జనరేటర్లు, ఎలక్ట్రిక్ వెల్డింగ్, లైటింగ్ నియంత్రణలో ముఖ్యమైన శక్తిని ఆన్ మరియు ఆఫ్ చేయడం.

ఎలక్ట్రాన్ ట్యూబ్స్ - చరిత్ర, ఆపరేషన్ సూత్రం, డిజైన్ మరియు అప్లికేషన్

ఎలక్ట్రాన్లతో రేడియేషన్ యొక్క పరస్పర చర్య యొక్క ఉపయోగం ఫోటోసెల్స్ మరియు గ్యాస్-డిచ్ఛార్జ్ లైట్ మూలాల సృష్టికి దారితీసింది: నియాన్, పాదరసం మరియు ఫ్లోరోసెంట్ దీపాలు. థియేటర్ మరియు పారిశ్రామిక లైటింగ్ పథకాలలో ఎలక్ట్రానిక్ నియంత్రణ చాలా ముఖ్యమైనది.

ప్రస్తుతం, ఈ ప్రక్రియలన్నీ సెమీకండక్టర్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలను ఉపయోగిస్తాయి మరియు లైటింగ్ కోసం ఉపయోగించబడతాయి LED సాంకేతికత.