ಅಣುಚಲನವಾದ, ವಸ್ತುವಿನ

ವಸ್ತುವಿನ ಅಣುಚಲನವಾದ ಇದು, ಒಂದು ವಸ್ತುವು ಅಣುರೂಪದಲ್ಲಿದೆ ಮತ್ತು ಅಣುಗಳ ಯಾದೃಚ್ಛಿಕ ಚಲನೆಯ ರೂಪ ಉಷ್ಣ-ಎಂಬ ಎರಡು ಆಧಾರ ಕಲ್ಪನೆಗಳ ಸಹಾಯದಿಂದ ವಸ್ತುವಿನ ಸಮಗ್ರ ರಚನೆಯನ್ನು ವಿವರಿಸುವ ವಾದ (ಕೈನಟಿಕ್ ಥಿಯೊರಿ ಆಫ್ ಮ್ಯಾಟರ್).

ಅನಿಲಗಳ ಅಣುಚಲನವಾದ, ದ್ರವಗಳ ಅಣುಚಲನವಾದ ಮತ್ತು ಘನಪದಾರ್ಥಗಳ ಅಣುಚಲನವಾದ ಎಂಬ ಮೂರು ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ಈ ವಿಷಯವನ್ನು ಚರ್ಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅನಿಲಗಳ ಅಣುಚಲನವಾದ : ಒತ್ತಡ (ಪ್ರೆಷರ್) ಅತಿಯಾಗಿಲ್ಲದೆ ಇರುವಾಗ, ಅಂದರೆ ಸಾಂದ್ರತೆ (ಡೆನ್ಸಿಟಿ) ತಗ್ಗಿನಮಟ್ಟದಲ್ಲಿರುವಾಗ ಅನಿಲಗಳು ಪಾಲಿಸುವ ಕೆಲವು ನಿಯಮಗಳನ್ನು ಅನೇಕ ಪ್ರಯೋಗ ಮತ್ತು ಪರೀಕ್ಷೆಗಳ ಆಧಾರದಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಬಾಯ್ಲ್ ನಿಯಮ
ದತ್ತ ರಾಶಿಯ (ಮಾಸ್) ಅನಿಲದ ಉಷ್ಣತೆ (ಟೆಂಪರೇಚರ್) ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುವಾಗ ಒತ್ತಡವನ್ನು (ಠಿ) ಮಾತ್ರ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತ ಹೋದರೆ ಅದರ ಘನಗಾತ್ರ (v) ಕುಗ್ಗಲಾರಂಭಿಸುವುದು. ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಸಲವೂ ಠಿ,v ಗಳು ಠಿv=ಸ್ಥಿರಾಂಕ ಎಂಬ ನಿಯಮವನ್ನು ಪಾಲಿಸುವುವು.

ಚಾಲ್ರ್ಸ್ ನಿಯಮ
ದತ್ತರಾಶಿಯ ಅನಿಲದ ಒತ್ತಡ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುವಾಗ ಅದರ ಘನಗಾತ್ರ ನಿರಪೇಕ್ಷ ಉಷ್ಣತೆಗೆ ಅನುಪಾತೀಯವಾಗಿರುವುದು. ಇದನ್ನು ಸ್ಥಿರಾಂಕ ಎಂದು ಬರೆಯಬಹುದು. ಗೆ ಲುಸಾಕ್ ನಿಯಮವೆಂದರೂ ಇದೇ : ಸ್ಥಿರ ಗಾತ್ರದಲ್ಲಿ ಅನಿಲದ ಒತ್ತಡ (ಠಿ) ನಿರಪೇಕ್ಷ ಉಷ್ಣತೆಗೆ (ಣ) ಅನುಪಾತೀಯವಾಗಿರುವುದು. ಅಂದರೆ ಸ್ಥಿರಾಂಕ ಈ ಮೂರು ನಿಯಮಗಳು ಆದರ್ಶ ಅನಿಲಗಳಿಗೆ ಮಾತ್ರ ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತವೆ. ಒತ್ತಡ, ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣತೆಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯತ್ಯಾಸವಾದಾಗ ಎಂದು ಬರೆಯಬಹುದು.

ಡಾಲ್ಟನ್ ಆಂಶಿಕ ಒತ್ತಡಗಳ ನಿಯಮ
ಒಂದು ಪಾತ್ರೆಯಲ್ಲಿ ಎರಡು ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚು ಅನಿಲಗಳಿದ್ದು ಅವು ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ತೊಡಗಿಸಿಕೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲವೆಂದು ಊಹಿಸೋಣ. ಈ ಅನಿಲಗಳ ಎಲ್ಲಾ ಅಣುಗಳೂ ಪಾತ್ರೆಯ ಒಟ್ಟಾರೆ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಆವರಿಸುತ್ತವೆ. ಅನಿಲಗಳ ಮಿಶ್ರಣದ ಒಟ್ಟು ಒತ್ತಡ ಆ ಮಿಶ್ರಣದ ಘಟಕ ಅನಿಲಗಳು ಒಂಟಿಯಾಗಿದ್ದಾಗ ಉಂಟುಮಾಡುವ ಆಂಶಿಕ ಒತ್ತಡಗಳ ಮೊತ್ತಕ್ಕೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಜಾನ್ ಡಾಲ್ಟನ್ (1766-1844) ಉಪಜ್ಞಿಸುದದರಿಂದ ಇದಕ್ಕೆ ಈ ಹೆಸರು ಬಂದಿದೆ.

ಜೌಲ್ ನಿಯಮ
ಈ ನಿಯಮದಂತೆ ಒಂದು ಅನಿಲದ ರಾಶಿ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುವಾಗ ಅದರಲ್ಲಿ ಅಡಕವಾಗಿರುವ ಶಕ್ತಿ ಅನಿಲದ ಘನಗಾತ್ರವನ್ನವಲಂಬಿಸಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಗಾಳಿ ಹಿಗ್ಗಿ ಶೂನ್ಯ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ತುಂಬುವಂತೆ ಮಾಡಿದಾಗ ಅದರ ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಯಾವ ವ್ಯತ್ಯಾಸವೂ ಏರ್ಪಡುವುದಿಲ್ಲ. ಇಲ್ಲಿ ಅನಿಲದ ಉಷ್ಣತೆ ವ್ಯತ್ಯಾಸವಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಈ ಬಗೆಯ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಸಮೋಷ್ಣತಾರೇಖೆಗಳ (ಐಸೋಥರ್ಮಲ್ಸ್) ನಕ್ಷೆಗಳಿಂದ ತೋರಿಸಬಹುದು.

ಗೇಲ್ಯುಸಾಕ್ ನಿಯಮ
ಅನಿಲಗಳು ರಾಸಾಯನಿಕವಾಗಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಿದಾಗ ಅವುಗಳ ಘನಗಾತ್ರಗಳೂ ಅನಿಲ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಫಲಿಸುವ ವಸ್ತುಗಳ ಘನಗಾತ್ರಗಳೂ ಒಂದೇ ಉಷ್ಣತೆ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡಗಳಲ್ಲಿ ಅಳೆದಾಗ ಸರಳ ಅನುಪಾತೀಯವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಜೋಸೆಫ್ ಲೂಯಿ ಗೇ ಲುಸಾಕ್ (1778-1850) ಗೌರವಾರ್ಥ ಈ ಹೆಸರು. ನೋಡಿ : ಚಾಲ್ರ್ಸ್ ನಿಯಮ ಉದಾ : 2 ಲೀಟರ್ ಜಲಜನಕ + 1 ಲೀಟರ್ ಆಮ್ಲಜನಕ = 2 ಲೀಟರ್ ನೀರಿನ ಆವಿ; 2 ಲೀಟರ್ ಜಲಜನಕ + 1 ಲೀಟರ್ ಕ್ಲೋರಿನ್ = 2 ಲೀಟರ್ ಹೈಡ್ರೊಕ್ಲೋರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಅನಿಲ.

ಅವೊಗ್ಯಾಡ್ರೊ ನಿಯಮ
ಉಷ್ಣತೆ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡಗಳು ಒಂದೇ ಆಗಿರುವಾಗ ಎಲ್ಲ ಅನಿಲಗಳ ಸಮ ಘನಗಾತ್ರಗಳು ಸಮಸಂಖ್ಯೆಯ ಅಣುಗಳಿಂದ ಕೂಡಿರುತ್ತದೆ. ಇದು ಆದರ್ಶ ಅನಿಲಗಳ ವಿಷಯದಲ್ಲಷ್ಟೆ ಸತ್ಯ. ಕೌಂಟ್ ಅಮೆಡಿಯೊ ಅವೊಗ್ಯಾಡ್ರೊ (1776-1856) 1811 ರಲ್ಲಿ ಮೊದಲು ಪ್ರತಿಪಾದಿಸಿದರು. 
ಅವೊಗ್ಯಾಡ್ರೊ ನಿಯಮದ ಪ್ರಕಾರ, ಪರಮಾಣುಗಳ / ಅಯಾನ್‍ಗಳ / ಎಲೆಕ್ಟ್ರನ್‍ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ [ಯಾವುದೇ ಪದಾರ್ಥಗಳ 1 ಮೋಲ್‍ನಲ್ಲಿರುವ ಅಣುಗಳ / 1 ಮೋಲ್‍ನಲ್ಲಿನ ಅಣುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ. (ನೋಡಿ- ಪರಮಾಣುತೂಕ)

ಎಲ್ಲ ಅನಿಲಗಳೂ ಒತ್ತಡ ಅತ್ಯಲ್ಪವಾಗಿರುವ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ವರ್ತಿಸುವ ರೀತಿಯನ್ನು ಈವರೆಗೂ ತಿಳಿಸಿರುವ ಸುಲಭರೂಪದ ನಿಯಮಗಳಿಂದ ವಿವರಿಸಬಹುದು. ಈ ಅನುಭವದಿಂದ ಇವೆಲ್ಲದರ ರಚನೆ ಬಹುಮಟ್ಟಿಗೆ ಒಂದೇ ರೀತಿಯಲ್ಲಿರುವುದು ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ.

ವಾಸ್ತವಿಕವಾಗಿ ಯಾವ ಅನಿಲವೂ ಚಾರ್ಲ್ಸ್ ಮತ್ತು ಬಾಯ್ಲ್ ನಿಯಮಗಳೆರಡನ್ನೂ ಕರಾರುವಕ್ಕಾಗಿ ಪಾಲಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ ಈ ನಿಯಮಗಳನ್ನು ಕರಾರುವಕ್ಕಾಗಿ ಪಾಲಿಸುವ ಅನಿಲವೊಂದಿದೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸಿ ಅದನ್ನು ಆದರ್ಶ ಅನಿಲ (ಐಡಿಯಲ್ ಗ್ಯಾಸ್) ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತೇವೆ. ಇಂಥ ಆದರ್ಶ ಅನಿಲದ ಅಭ್ಯಾಸದಿಂದ ಇದುವರೆಗೆ ವಿವರಿಸಿದ ನಿಯಮಗಳು ಹೇಗೆ ಹುಟ್ಟುತ್ತವೆ ಎಂದು ತಿಳಿಯುವುದು ಸಾಧ್ಯ.

ಆದರ್ಶ ಅನಿಲದ ರಚನಾವಿಶೇಷ
ಅನಿಲ ಗುಣಗಳನ್ನು ನಿರೂಪಿಸುವ ಮಾದರಿಯನ್ನು ನಾವು ತಯಾರಿಸುವಾಗ ರಾಸಾಯನಿಕ ದೃಷ್ಟಿಯಿಂದ ಕಾಣಬರುವ ವಿವಿಧ ಗುಣಗಳೊಂದಿಗೆ ಮತ್ತೊಂದು ಸಂಗತಿಯನ್ನು ನೆನಪಿನಲ್ಲಿಡಬೇಕು. ಉಷ್ಣ ಅಥವಾ ಶಾಖವನ್ನು ಒಂದು ವಿಧವಾದ ಶಕ್ತಿ (ಎನರ್ಜಿ) ಎಂದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಭಾವಿಸುತ್ತೇವೆ. ಪದಾರ್ಥದಲ್ಲಿನ ಎಲ್ಲ ಅಣುಗಳೂ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರದೆ ರಭಸದಿಂದ ಚಲಿಸುತ್ತಿವೆ. ಈ ಕಾರಣದಿಂದ ಏರ್ಪಡುವ ಶಕ್ತಿಗೆ ಚಲನಶಕ್ತಿ (ಕೈನಟಿಕ್ ಎನರ್ಜಿ) ಎಂದು ಹೆಸರು. ನಾವು ಪರೀಕ್ಷಿಸುತ್ತಿರುವ ಅನಿಲದಲ್ಲಿರುವ ಬೇರೆಬೇರೆ ಅಣುಗಳ ಈ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಒಟ್ಟುಗೂಡಿಸಿದರೆ ಅದರ ಒಟ್ಟು ಉಷ್ಣ ಸುಲಭವಾಗಿ ತಿಳಿಯುತ್ತದೆ.

ಊ ಏಕಮಾನದಷ್ಟು ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿಯು W ಏಕಮಾನಗಳಷ್ಟು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪೂರ್ಣ ಪರಿವರ್ತನೆಗೊಂಡರೆ ಆಗ W=ಎಊ. ಇಲ್ಲಿ ಎ ಉಷ್ಣದ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಸಮಾನ. ಇದೊಂದು ಸ್ಥಿರಾಂಕ=4.185(107 ಎಗ್ರ್ಸ್ / ಕ್ಯಾಲೊರಿ ಪದಾರ್ಥಕ್ಕೆ ನಾವು ಉಷ್ಣವನ್ನು ಕೊಟ್ಟರೆ ಅದರಲ್ಲಿರುವ ಶಕ್ತಿ ಹೆಚ್ಚುತ್ತದೆ. ಈ ಕಾರಣದಿಂದ ಅಣುಗಳೆಲ್ಲಾ ಹಿಂದೆ ಇದ್ದುದಕ್ಕಿಂತಲೂ ಹೆಚ್ಚು ವೇಗದಿಂದ ರಭಸವಾಗಿ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ. ಇದಕ್ಕೆ ಪ್ರತಿಯಾಗಿ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಂಡರೆ ಅದರ ಶಕ್ತಿ ಕುಂದಿ, ಅದರ ಅಣುಗಳ ಚಲನೆಯ ರಭಸ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ.

ಅನಿಲದ ರಚನೆಯನ್ನು ನಾವು ಚಿತ್ರಿಸಿಕೊಳ್ಳುವಾಗ ಮಾಡುವ ಊಹೆಗಳು ಹೀಗಿರುತ್ತದೆ. 1 ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಅಣುವೂ ಗೋಳಾಕಾರದ-ಗಟ್ಟಿಯಾದ, ಬಿಲಿಯಡ್ರ್ಸ್ ಎಂಬ ಆಟದಲ್ಲಿ ಉಪಯೋಗಿಸುವ ಗುಂಡುಗಳಂತಿವೆ. ಅಣುಗಳ ಸರಾಸರಿ ಅಂತರಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಿದಾಗ ಇವು ಅತ್ಯಲ್ಪ ಗಾತ್ರದವೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಬಹುದು. ಈ ಅಣುಗಳು ನಿರಂತರ ಚಲಿಸುತ್ತಿರುತ್ತವೆ. ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಡಿಕ್ಕಿ (ಕೊಲಿಷನ್) ಹೊಡೆದಾಗ ಅಥವಾ ಒಂದು ಅಣು ಪಾತ್ರೆಯ ಗೋಡೆಗೆ ತಗುಲಿದಾಗ ಅದರ ವೇಗ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲೂ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲೂ ವ್ಯತ್ಯಸ್ತವಾಗುತ್ತದೆ. ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆದಾಗ ಎರಡು ಅಣುಗಳು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಅಂಟಿಕೊಳ್ಳುವ ಕಾಲದ ಪರಿಮಾಣ ತೀರ ಅಲ್ಪ. ಆದ್ದರಿಂದ ನಮ್ಮ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ ಅಣುಗಳನ್ನು ಸೂಚಿಸುವ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಗುಂಡೂ ತನ್ನ ಆಯುಷ್ಯವನ್ನೆಲ್ಲಾ ಅತ್ತ ಇತ್ತ ಚಲನೆಯಲ್ಲಿ ಕಳೆಯುತ್ತದೆ. ಅನಿಲವನ್ನು ತುಂಬಿರುವ ಪಾತ್ರೆಯ ಅಳತೆ ಒಂದು ಲೀಟರ್ ಇದ್ದರೆ ಅಣುಗಳ ಒಟ್ಟಾರೆ ಘನಗಾತ್ರ 1 ಘನ ಮಿ. ಮೀ. ಗೂ ಕಡಿಮೆ ಇರುತ್ತದೆ.

ಈ ಅಣುಗಳು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆದಾಗ ಪರಸ್ಪರ ಶಕ್ತಿ ವರ್ಗಾವಣೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ಒಟ್ಟು ಶಕ್ತಿ ಯಾವ ರೀತಿಯಲ್ಲೂ ಬದಲಾವಣೆ ಹೊಂದುವುದಿಲ್ಲ. ರಭಸವಾಗಿ ಬೀಸುವ ಗಾಳಿಯಿಂದ ಮರಳ ಕಣಗಳು ಒಂದು ಪದಾರ್ಥದ ಮೇಲೆ ಬೀಳುವಾಗ ಅದನ್ನು ಒತ್ತುತ್ತವೆ. ಹಾಗೆಯೇ ಈ ಅಣುಗಳು ಪಾತ್ರೆಯ ಗೋಡೆಗಳ ಮೇಲೆ ಸಂತತವಾಗಿ ಬಿದ್ದು ಪ್ರತಿಫಲಿತವಾಗುವುದರಿಂದ ಒತ್ತಡ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ.

ಆದರ್ಶ ಅನಿಲದ ರಚನೆಯ ಹಿನ್ನೆಲೆಯಲ್ಲಿರುವ ಊಹೆಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿ ಒಂದು ಅನಿಲದ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಎಂಬ ಸಮೀಕರಣರೂಪದಲ್ಲಿ ಪಡೆಯಬಹುದು. ಇಲ್ಲಿ m ಎಂಬುದು ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಅನಿಲಾಣುವಿನ ರಾಶಿ ; ಟಿ ಎಂಬುದು 1 ಘ. ಸೆಂ. ಮೀ. ನಲ್ಲಿರುವ ಅಣುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ; ಎಂಬುದು ಅನಿಲಾಣುಗಳ ವೇಗಗಳ ವರ್ಗಗಳ ಸರಾಸರಿ (ಮೀನ್‍ಸ್ಕ್ವೇರ್ ವೆಲಾಸಿಟಿ) ಅಂದರೆ,

ಎಂಬುದು ಅನಿಲಾಣುಗಳ ಒಂದೊಂದರ ವೇಗ. 
ಎಂಬುದನ್ನು ವೇಗಗಳ ವರ್ಗಗಳ ಸರಾಸರಿಯ ವರ್ಗಮೂಲ (ರೂಟ್ ಮೀನ್ ಸ್ಕ್ವೇರ್ ವೆಲಾಸಿಟಿ) ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ.

ಹೀಗೆ ಅನಿಲಗಳ ಅಣುಚಲನವಾದ ಅಣುಗಳ ವರ್ತನೆಯನ್ನು ಕೆಲವು ಮೂಲಭೂತ ಊಹೆಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ವಿವರಿಸುವುದು. ಈ ವಾದದಲ್ಲಿ ಲಭಿಸುವ ಫಲಿತಾಂಶಗಳ ಸಹಾಯದಿಂದ : 1 ಬಾಯ್ಲ್, ಚಾಲ್ರ್ಸ್ ಮುಂತಾದ ವಿವಿಧ ನಿಯಮಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು. 2 ಅನಿಲಾಣುಗಳ ವೇಗಗಳ ವಿತರಣೆ ಹೇಗೆ ಇದೆಯೆಂದು ಅರಿಯಬಹುದು. ಮಾಧ್ಯ ಮುಕ್ತಪಥ (ಮೀನ್ ಫ್ರೀ ಪಾತ್) : ಅಣುಚಲನವಾದದಲ್ಲಿ ಈ ಪದಸಮೂಹ ಬಹುವಾಗಿ ಬಳಕೆಯಲ್ಲಿದೆ. ಒಂದು ಅನಿಲದಲ್ಲಿರುವ ಕೋಟ್ಯಂತರ ಅಣುಗಳು ಸದಾ ಎಲ್ಲ ದಿಕ್ಕುಗಳಲ್ಲಿಯೂ ಚಲಿಸುತ್ತಿರುವುದರಿಂದ ಪರಸ್ಪರ ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆಯುವುದು ಸಹಜ. ಯಾವುದಾದರೂ ಒಂದು ಅಣುವನ್ನು ಗಮನದಲ್ಲಿರಿಸಿ ನೋಡುತ್ತಿದ್ದರೆ ಅದು ಮತ್ತೊಂದು ಅಣುವಿಗೆ ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆದು ಬೇರೆ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಬೇರೆ ವೇಗದಿಂದ ಸಾಗುತ್ತದೆ. ಸ್ವಲ್ಪ ದೂರ ಸಾಗಿದ ನಂತರ ಮತ್ತೊಂದು ಅಣುವಿನೊಡನೆ ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆಯುತ್ತದೆ. ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಅದರ ವೇಗ, ದಿಕ್ಕು ಬದಲಾಗುತ್ತವೆ. ಹೀಗೆ ಅದರ ಜೀವಮಾನವೆಲ್ಲ ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆಯುವುದು ಕೊಂಚದೂರ ನಿರುಪಾಧಿಕವಾಗಿ ಸಾಗುವುದು, ಮರಳಿ ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆದು ಮರಳಿ ನಿರುಪಾಧಿಕವಾಗಿ ಸಾಗುವುದು. ಒಂದಾದ ಮೇಲೆ ಒಂದರಂತೆ ಎರಡುಸಲ ಆಗುವ ಡಿಕ್ಕಿಗಳ ನಡುವೆ ಅಣು ಚಲಿಸಿರುವ ದೂರ ಏಕಪ್ರಕಾರವಾಗಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಕೆಲವು ವೇಳೆ ಈ ದೂರ ಹೆಚ್ಚಾಗಿಯೂ ಇನ್ನು ಕೆಲವು ವೇಳೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿಯೂ ಇರುತ್ತದೆ. ಸಾವಿರಾರು ಸಲ ಆಗುವ ಡಿಕ್ಕಿಗಳನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಿ, ಅಣು ನಿರುಪಾಧಿಕವಾಗಿ ಸಂಚರಿಸಿದ ದೂರಗಳನ್ನೆಲ್ಲ ಪರಿಶೀಲಿಸಿದರೆ ಅವುಗಳ ಸರಾಸರಿ ಬೆಲೆಯನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು. ಈ ಬೆಲೆಯೇ ಸರಾಸರಿ ಮಾಧ್ಯ ಮುಕ್ತಪಥ.

ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಗಾತ್ರದಲ್ಲಿರುವ ಅಣುಗಳ ಒಟ್ಟು ಸಂಖ್ಯೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಡಿಕ್ಕಿವ್ಯಾಸ (ಕೊಲಿಷನ್ ಡಯಾಮೀಟರ್) ಇವು ತಿಳಿದಿದ್ದರೆ ಸರಾಸರಿ ಮಾಧ್ಯ ಮುಕ್ತಪಥವನ್ನು ಗುಣಿಸಬಹುದು.

ಎರಡು ಅಣುಗಳು ಒಂದರ ಸಮೀಪ ಮತ್ತೊಂದು ಬಂದಾಗ ಅವುಗಳ ನಡುವಿನ ದೂರ ಕಿರಿದಾಗುತ್ತ ಬರುತ್ತದೆ. ಕೊನೆಗೆ ಒಂದು ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಬಂದಾಗ ಅವುಗಳ ನಡುವೆ ಏರ್ಪಡುವ ಪರಸ್ಪರ ವಿಕರ್ಷಣ ಬಲ ಅತ್ಯಂತ ಪ್ರಬಲವಾಗಿ ಅವು ದೂರ ದೂರಕ್ಕೆ ಓಡಿಹೋಗುತ್ತವೆ. ಹೀಗೆ ವಿಕರ್ಷಣೆ ಏರ್ಪಡಲು ಅಣುಗಳ ನಡುವೆ ಇರಬೇಕಾದ ಕನಿಷ್ಠ ದೂರವನ್ನು (ಸಿಗ್ಮ) ಎಂಬ ಪ್ರತೀಕದಿಂದ ಸೂಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಅಣುಗಳು ಗಾತ್ರದಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾಗಿದ್ದರೂ ಆದರ್ಶ ಅನಿಲದ ಅಣು ಬಿಂದುಗಳೂ ಸಹ ಈ ಡಿಕ್ಕಿವ್ಯಾಸವನ್ನು ಪಡೆದಿವೆ. ಇದಕ್ಕೆ ಮುಖ್ಯ ಕಾರಣ ಇಷ್ಟೆ. ಇಂಥ ಎರಡು ಅಣುಗಳ ನಡುವೆ ಇರುವ ದೂರ ಆದಾಗ ಅವುಗಳ ನಡುವೆ ಏರ್ಪಡುವ ಪರಸ್ಪರ ವಿಕರ್ಷಣ ಬಲ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಅಣುಗಳು ದೂರದೂರಕ್ಕೆ ಬೇರೆ ಬೇರೆಯಾಗಿ ಸರಿಯುತ್ತವೆ.

ಒಂದು ಪಾತ್ರಯೊಳಗಿರುವ ಅಣುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದನ್ನು ಬಿಟ್ಟು ಮಿಕ್ಕವುಗಳೆಲ್ಲಾ ನಿಂತಲ್ಲಿಯೇ ನಿಂತು ಚಲನರಹಿತವಾಗಿವೆ ಎಂದು ಊಹೆಮಾಡಿ, ಒಂದು ಅಣು ಮಾತ್ರ ಚಲಿಸುತ್ತಿದೆ ಎಂದೂ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಸಲ ಡಿಕ್ಕಿ ಆದಾಗಲೆಲ್ಲಾ ಅದರ ವೇಗ ವ್ಯತ್ಯಾಸವಾಗುತ್ತಿದ್ದರೂ ಸರಾಸರಿಯಾಗಿ ಇರುತ್ತದೆ ಎಂದೂ ಭಾವಿಸಬಹುದು. ಚಲಿಸುತ್ತಿರುವ ಈ ಅಣುವಿನ ಸರಾಸರಿ ಚಲನದೂರವನ್ನು ಎಂದು ನಿರ್ದೇಶಿಸಿದರೆ ಈ ಚಿತ್ರದಿಂದ ಒಂದು ಸಂಗತಿಯನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿ ಗ್ರಹಿಸಬಹುದು.

ಉದ್ದದ ಮತ್ತು ದೂರ ಎತ್ತರದ ಉರುಳೆಯಲ್ಲಿ ಒಂದು ಅಣು ಮಾತ್ರ ಇದ್ದಿರಬೇಕು. ಹೀಗಾದ್ದರಿಂದ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಅಣು ಸರಾಸರಿ ಗಾತ್ರದಷ್ಟು ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ಒಂದು ಘ. ಸೆಂ. ಮೀ. ಗಾತ್ರದಲ್ಲಿರುವ ಅಣುಗಳ ಒಟ್ಟು ಸಂಖ್ಯೆ ಟಿ ಆಗಿದ್ದರೆ ಅಥವಾ ಎಲ್ಲ ಅಣುಗಳು ಓಡಿಯಾಡುತ್ತಿರುವುದನ್ನು ಗಮನಿಸಿದರೆ ಆಗ ಈ ಸರಾಸರಿ ದೂರವನ್ನು ಎಂದು ನಿರ್ದೇಶಿಸಿ ಅದರ ಬೆಲೆಯನ್ನು ಎಂದು ಸಾಧಿಸಬಹುದು.

ಉಲ್ಲೇಖಗಳು

ಪ್ರೋಜೆಕ್ಟ್ ಟೈಗರ್-೨ ಸ್ಪರ್ಧೆಗೆ ಬರೆದ ಲೇಖನ
ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ
ಮೂಲಭೂತ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಗಳು