विद्युत का द्रव सिद्धांत: Difference between revisions
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Revision as of 23:25, 28 April 2023
बिजली के द्रव सिद्धांत[1][2] पुराने सिद्धांत हैं जो एक या एक से अधिक बिजली के तरल पदार्थों को मानते हैं जिन्हें विद्युत चुंबकत्व के इतिहास में कई विद्युत घटनाओं के लिए जिम्मेदार माना जाता था। बिजली के दो-तरल सिद्धांत, जिसे चार्ल्स फ़्राँस्वा डे सिस्टरने डु फे द्वारा बनाया गया था, ने माना कि बिजली दो विद्युत 'तरल पदार्थों' के बीच की बातचीत थी। बेंजामिन फ्रैंकलिन द्वारा एक वैकल्पिक सरल सिद्धांत प्रस्तावित किया गया था, जिसे एकात्मक, या एक-द्रव, बिजली का सिद्धांत कहा जाता है। इस सिद्धांत ने दावा किया कि बिजली वास्तव में एक तरल पदार्थ है, जो अधिक मात्रा में मौजूद हो सकता है, या शरीर से अनुपस्थित हो सकता है, इस प्रकार इसके विद्युत आवेश की व्याख्या करता है। फ्रैंकलिन के सिद्धांत ने बताया कि कैसे आरोपों को दूर किया जा सकता है (जैसे कि लेडेन जार में) और उन्हें लोगों की एक श्रृंखला के माध्यम से कैसे पारित किया जा सकता है। बिजली के द्रव सिद्धांत अंततः चुंबकत्व, और इलेक्ट्रॉनों (उनकी खोज पर) के प्रभावों को शामिल करने के लिए अद्यतन किए गए।
द्रव सिद्धांत
1700 के दशक में एथर सिद्धांतों के संदर्भ में कई भौतिक घटनाओं के बारे में सोचा गया था, जो एक ऐसा तरल पदार्थ था जो पदार्थ में व्याप्त हो सकता था। यह विचार सदियों से इस्तेमाल किया गया था, और भौतिक घटनाओं, जैसे कि बिजली, तरल पदार्थ के रूप में सोचने का आधार था। 18वीं शताब्दी के द्रव मॉडल के अन्य उदाहरण हैं लैवोज़ियर का कैलोरी सिद्धांत और बिजली का द्रव सिद्धांत # कूलम्ब और एपिनस के चुंबकत्व से संबंध।
द्वि-द्रव सिद्धांत
18वीं शताब्दी तक, प्रेक्षित विद्युत परिघटनाओं की व्याख्या करने वाले कुछ सिद्धांतों में से एक दो-तरल सिद्धांत था। इस सिद्धांत को आम तौर पर चार्ल्स फ्रांकोइस डे सिस्टरने डु फे के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है। डु फे के सिद्धांत ने सुझाव दिया कि बिजली दो तरल पदार्थों से बनी है, जो ठोस निकायों के माध्यम से प्रवाहित हो सकती है। एक तरल पर धनात्मक आवेश और दूसरे पर ऋणात्मक आवेश होता है। जब ये दोनों तरल पदार्थ एक दूसरे के संपर्क में आते हैं, तो वे एक तटस्थ आवेश उत्पन्न करते हैं।[3] यह सिद्धांत मुख्य रूप से विद्युत आकर्षण और प्रतिकर्षण की व्याख्या करता है, बजाय इसके कि किसी वस्तु को कैसे चार्ज या डिस्चार्ज किया जा सकता है।
डु फे ने ओटो वॉन गुएरिके द्वारा बनाए गए एक प्रयोग को दोहराते हुए यह देखा, जिसमें एक पतली सामग्री, जैसे कि पंख या पत्ती, इसके संपर्क में आने के बाद एक आवेशित वस्तु को पीछे हटा देगी। डु फे ने देखा कि “पत्ती-सोना सबसे पहले ट्यूब द्वारा आकर्षित होता है; और उसके पास आने वाली बिजली प्राप्त करता है; और इसका परिणाम तुरंत इसके द्वारा प्रतिकर्षित होता है।[3]यह डु फे के लिए इस बात की पुष्टि करने वाला प्रतीत हुआ कि पत्ती को चारों ओर और उसके माध्यम से प्रवाहित होने वाली बिजली की 'धारा' के रूप में धकेला जा रहा था।
आगे के परीक्षण के माध्यम से, डु फे ने निर्धारित किया कि एक वस्तु दो प्रकार की बिजली में से एक को धारण कर सकती है, या तो कांच या राल वाली बिजली। उन्होंने पाया कि विट्रियस इलेक्ट्रिसिटी वाली एक वस्तु दूसरी विट्रियस वस्तु को पीछे हटा देगी, लेकिन रालस इलेक्ट्रिसिटी वाली वस्तु की ओर आकर्षित होगी।[4] द्वि-तरल सिद्धांत का एक अन्य समर्थक क्रिश्चियन गोटलिब क्रेटजेनस्टीन था। उन्होंने यह भी अनुमान लगाया कि इन दो तरल पदार्थों में भंवर द्वारा बिजली के आरोप लगाए गए थे।[5]
एक तरल सिद्धांत
1746 में विलियम वाटसन (वैज्ञानिक) ने एक तरल सिद्धांत का प्रस्ताव रखा।
11 जुलाई 1747 को बेंजामिन फ्रैंकलिन ने एक पत्र लिखा जिसमें उन्होंने अपने नए सिद्धांत को रेखांकित किया। यह उनके सिद्धांत का पहला रिकॉर्ड है।[6] फ्रेंकलिन ने मुख्य रूप से विद्युत आकर्षण और प्रतिकर्षण पर ध्यान केंद्रित करने वाले डु फे के विपरीत, मुख्य रूप से निकायों के चार्जिंग और डिस्चार्जिंग पर ध्यान केंद्रित करते हुए इस सिद्धांत को विकसित किया।[6]
फ्रैंकलिन के सिद्धांत ने कहा कि बिजली को दो तरल पदार्थों के बीच परस्पर क्रिया के विपरीत, एक तरल के आंदोलन के रूप में माना जाना चाहिए। एक शरीर बिजली के संकेत दिखाएगा जब यह या तो बहुत अधिक या बहुत कम तरल होगा। इसलिए यह सोचा गया कि एक तटस्थ वस्तु में इस द्रव की "सामान्य" मात्रा होती है। फ्रैंकलिन ने विद्युतीकरण, सकारात्मक और नकारात्मक के दो संभावित राज्यों को भी रेखांकित किया। उन्होंने तर्क दिया कि एक सकारात्मक रूप से आवेशित वस्तु में बहुत अधिक द्रव होगा, जबकि एक नकारात्मक रूप से आवेशित वस्तु में बहुत कम द्रव होगा।[7] फ्रेंकलिन उस समय की अस्पष्टीकृत घटनाओं की व्याख्या करके इस सोच को लागू करने में सक्षम थे, जैसे कि लेडेन जार, एक संधारित्र के समान एक बुनियादी चार्ज भंडारण उपकरण। उन्होंने तर्क दिया कि तार और आंतरिक सतह सकारात्मक रूप से चार्ज हो गई, जबकि बाहरी सतह नकारात्मक रूप से चार्ज हो गई। इससे तरल पदार्थ में असंतुलन पैदा हो गया, और जार के दोनों हिस्सों को छूने वाले व्यक्ति ने तरल पदार्थ को सामान्य रूप से बहने दिया।[6]
एक सरल सिद्धांत होने के बावजूद, इस बात पर भारी बहस हुई कि क्या बिजली एक सदी के लिए एक या दो द्रव से बनी है।[7]
एक द्रव सिद्धांत का महत्व
एक-तरल सिद्धांत बिजली के बारे में वैज्ञानिक समुदाय की सोच में एक महत्वपूर्ण बदलाव दिखाता है। फ्रैंकलिन के सिद्धांत से पहले, बिजली कैसे काम करती है, इस पर कई प्रतिस्पर्धी सिद्धांत थे। फ्रेंकलिन का सिद्धांत जल्द ही उस समय सबसे व्यापक रूप से स्वीकृत हो गया। फ्रैंकलिन का सिद्धांत भी उल्लेखनीय है, क्योंकि यह पहला सिद्धांत है जिसने बिजली को किसी वस्तु में पहले से मौजूद पदार्थ के उत्तेजना के बजाय कहीं और से 'आवेश' के संचय के रूप में देखा।[6]
फ्रेंकलिन का सिद्धांत भी विद्युत धारा #सम्मेलनों, सकारात्मक आवेशों की गति के रूप में विद्युत की सोच के लिए आधार प्रदान करता है। फ्रेंकलिन ने मनमाने ढंग से अपने विद्युत द्रव को सकारात्मक आवेश के रूप में सोचा, और इसलिए सभी विचार एक सकारात्मक प्रवाह के दिमाग के फ्रेम में किए गए थे। इसने वैज्ञानिक समुदाय की मानसिकता को इस हद तक व्याप्त कर दिया कि बिजली को अभी भी धनात्मक आवेशों के प्रवाह के रूप में माना जाता है, इस बात के प्रमाण के बावजूद कि धातुओं (सबसे आम कंडक्टर) के माध्यम से बिजली का प्रवाह इलेक्ट्रॉन, या नकारात्मक कण द्वारा किया जाता है।
फ्रेंकलिन भी पहले व्यक्ति थे जिन्होंने सुझाव दिया कि बिजली वास्तव में बिजली थी। फ्रैंकलिन ने सुझाव दिया कि बिजली दो आवेशित वस्तुओं के बीच दिखाई देने वाली छोटी चिंगारी का एक बड़ा संस्करण है। इसलिए उन्होंने भविष्यवाणी की कि एक नुकीले कंडक्टर का उपयोग करके बिजली को आकार और निर्देशित किया जा सकता है। यह उनके प्रसिद्ध पतंग प्रयोग का आधार था।
सिद्धांत की कमियां
यद्यपि एक-द्रव सिद्धांत ने बिजली की चर्चाओं में महत्वपूर्ण प्रगति की, इसमें कुछ कमियां थीं। फ्रैंकलिन ने निर्वहन की व्याख्या करने के लिए सिद्धांत बनाया, एक ऐसा पहलू जिसे पहले ज्यादातर अनदेखा कर दिया गया था। हालांकि इसने इसे अच्छी तरह से समझाया, लेकिन यह पूरी तरह से विद्युत आकर्षण और प्रतिकर्षण की व्याख्या करने में सक्षम नहीं था। यह समझ में आता है कि बहुत अधिक तरल पदार्थ वाली दो वस्तुएं एक-दूसरे से दूर हो जाएंगी, और बड़े पैमाने पर अलग-अलग मात्रा में तरल पदार्थ वाली दो वस्तुएं एक-दूसरे की ओर क्यों बढ़ेंगी। हालाँकि, यह समझ में नहीं आया कि बिना द्रव वाली दो वस्तुएँ एक दूसरे को पीछे हटा देंगी। बहुत कम द्रव प्रतिकर्षण का कारण नहीं बनना चाहिए।[3]
बिजली के इस मॉडल के साथ एक और कठिनाई यह है कि यह बिजली और चुंबकत्व के बीच की बातचीत की उपेक्षा करता है। हालाँकि उस समय इस संबंध का अच्छी तरह से अध्ययन नहीं किया गया था, लेकिन यह ज्ञात था कि दोनों घटनाओं के बीच कुछ संबंध था। फ्रैंकलिन का मॉडल इन बलों का कोई संदर्भ नहीं देता है, और उन्हें समझाने का कोई प्रयास नहीं करता है।
हालांकि द्रव सिद्धांत एक समय के लिए प्रमुख दृष्टिकोण था, अंततः इसे और अधिक आधुनिक सिद्धांतों द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था, विशेष रूप से वह जो वर्तमान ले जाने वाले तारों के बीच आकर्षण के बारे में टिप्पणियों का उपयोग करता था ताकि उनके बीच चुंबकीय प्रभाव का वर्णन किया जा सके।[4]
चुंबकत्व से जुड़ाव
न तो डु फे और न ही फ्रैंकलिन ने अपने सिद्धांतों में चुंबकत्व के प्रभावों का वर्णन किया, दोनों ने एकमात्र विद्युत प्रभावों के साथ खुद को संबंधित किया। चूंकि, चुंबकत्व पर सिद्धांतों ने बिजली के सिद्धांतों के समान पैटर्न का पालन किया। चार्ल्स ऑगस्टिन डी कूलम्ब ने मैग्नेट को दो चुंबकीय तरल पदार्थ, कर्ण और बोरियल के रूप में वर्णित किया, जो चुंबकीय आकर्षण और प्रतिकर्षण का वर्णन करने के लिए संयोजित हो सकते हैं। चुंबकत्व के लिए संबंधित एक-द्रव सिद्धांत फ्रांज एपिनस द्वारा प्रस्तावित किया गया था, जिन्होंने चुंबक को बहुत अधिक या बहुत कम चुंबकीय द्रव युक्त बताया गया है।[7]
बिजली और चुंबकत्व के इन सिद्धांतों को दो अलग-अलग घटनाओं के रूप में माना जाता था, जब तक कि हंस क्रिश्चियन ओर्स्टेड ने देखा कि एक कंपास सुई हंस क्रिश्चियन ओर्स्टेड विद्युत चुंबकीयता को विद्युत प्रवाह के पास रखा जाएगा। इसने उन्हें सिद्धांत विकसित करने के लिए प्रेरित किया कि बिजली और चुंबकत्व परस्पर जुड़े हुए थे और एक दूसरे को प्रभावित कर सकते थे।[8] ओर्स्टेड का काम फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी आंद्रे-मैरी एम्पीयर के एक सिद्धांत का आधार था, जिसने चुंबकत्व और बिजली के बीच संबंध को एकीकृत किया गया है।[9]
यह भी देखें
- आम
- इतिहास
- इलेक्ट्रिक चार्ज इतिहास
- इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री इतिहास
संदर्भ
- ↑ Theory of electricity and magnetism. By Charles Emerson Curry. p47
- ↑ The Mathematical Theory of Electricity and Magnetism. By Sir James Hopwood Jeans.
- ↑ 3.0 3.1 3.2 Fowler, M. (1997). Historical Beginnings of Theories of Electricity and Magnetism. from http://galileoandeinstein.physics.virginia.edu/more_stuff/E&M_Hist.html
- ↑ 4.0 4.1 Tricker, R. A. R. (1965). Early electrodynamics: The first law of circulation. Oxford: Pergamon Press.
- ↑ E. Snorrason, C.G. Kratzenstein, professor physices experimentalis Petropol. et Havn. and his studies on electricity during the eighteenth century, Odense University Press (1974). ISBN 87-7492-092-8.
- ↑ 6.0 6.1 6.2 6.3 Home, R. (1972). Franklin's Electrical Atmospheres. The British Journal for the History of Science, 6 (2), 131-151.
- ↑ 7.0 7.1 7.2 University, Princeton. "सिद्धांतों". Archived from the original on 5 July 2022.
- ↑ University, Princeton. "ओर्स्टेड का सिद्धांत".
- ↑ University, Princeton. "एम्पीयर का सिद्धांत". Archived from the original on 2015-12-22. Retrieved 2015-03-24.
बाहरी संबंध
- A letter from Charles-François de Cisternay Du Fay concerning electricity. Archived 2016-07-08 at the Wayback Machine, Phil. Trans. 38 (1734) 258-266
- History of electricity. Both kinds of electricity. Attraction and repulsion. The Dufay's law.
