ఎలక్ట్రాన్‌ల ప్రవర్తనకు నియంత్రణ.. ప్రవాహానికి అడ్డుకట్ట

ఎలక్ట్రాన్‌ల ప్రవర్తనను, ప్రవాహాన్ని నియంత్రించే పరికరాల రూపకల్పన, వినియోగం గురించి అధ్యయనం చేసే భౌతికశాస్త్ర విభాగాన్ని ఎలక్ట్రానిక్స్‌ అంటారు.

ఉష్ణ అయానిక ఉద్గారం

• శూన్యంలో లోహపు తీగను అధిక ఉష్ణోగ్రతలకు వేడి చేసినప్పుడు దాని నుంచి ఎలక్ట్రాన్‌లు ఉద్గారం అవుతాయి. ఈ ఎలక్ట్రాన్‌లను థర్మియాన్లు అంటారు. ఈ ప్రక్రియను ఉష్ణ అయానిక ఉద్గారం అంటారు.
• దీన్ని థామస్‌ ఆల్వా ఎడిసన్‌ 1884లో కనుగొన్నారు.
• దీని ఆధారంగా డయోడ్‌లు, ట్రయోడ్‌లు, టెట్రాడ్‌లు, పెంటోడ్‌లు అనే శూన్య నాళికలను తయారు చేశారు.

డయోడ్‌ వాల్వ్‌: దీన్ని 1904లో జాన్‌ ఫ్లెమింగ్‌ కనుగొన్నాడు. ఇది ఏకాంతర ప్రవాహాన్ని (AC) ఏక ముఖ ప్రవాహం (DC)గా మారుస్తుంది.

ట్రయోడ్‌ వాల్వ్‌: దీన్ని 1907లో లీడీ ఫారెస్ట్‌ కనుగొన్నాడు. దీన్ని ఆంప్లియర్‌, ఆసిలేటర్‌, మాడ్యులేటర్‌ వలయాల్లో ఉపయోగిస్తారు.

అర్ధ వాహకాలు

• విద్యుత్‌ వాహకత్వం వాహకాలకు, బంధకాలకు మధ్యస్థంగా ఉండే పదార్థాలను అర్ధవాహకాలు అంటారు.
• సిలికాన్‌ (Si) , జెర్మేనియం (Ge) మూలకాలను అర్ధవాహకాల్లో ఉపయోగిస్తారు.
• సున్నా కెల్విన్‌ ఉష్ణోగ్రత వద్ద స్వచ్ఛమైన అర్ధ వాహకాలు, విద్యుత్‌ బంధకాలుగా ఉంటాయి.
• ఉష్ణోగ్రత పెరిగే కొద్దీ అర్ధ వాహకాల వాహకత్వం పెరుగుతుంది.
• మలినాలను కలపడం ద్వారా స్వచ్ఛమైన అర్ధవాహకాలు P-రకం, N-రకం అర్ధవాహకాలుగా మారుతాయి.
• అర్ధవాహకాల్లో విద్యుత్‌ ప్రసారం
• ఎలక్ట్రాన్‌లు, రంధ్రాల ద్వారా జరుగుతుంది.

అర్ధ వాహకాలుఅర్ధ వాహకాలు

• p-రకం, n-రకం అర్ధవాహకాలను అతికించడం ద్వారా PN-సంధి డయోడ్‌ ఏర్పడుతుంది.
• రస్సెల్‌, ఓల్‌ దీన్ని 1939లో అమెరికాలోని బెల్‌ పరిశోధనశాలలో రూపొందించారు.
• దీన్ని ఉపయోగించి ACని DCగా మార్చవచ్చు.

జీనార్‌ డయోడ్‌

• ఎలక్ట్రానిక్‌ వలయాల్లో స్విచ్‌గా ఉపయోగపడుతుంది.
• అధిక మాదీకరణం చేసిన PN సంధి డయోడ్‌ను జీనార్‌ డయోడ్‌ అంటారు.
• డాక్టర్‌ క్లారెన్స్‌ పెల్విన్‌ జీనార్‌ దీన్ని కనుగొన్నాడు.

కాంతి డయోడ్‌ (LED)

• దీన్ని ఓల్టేజి నియంత్రకంగా ఉపయోగిస్తారు.
• దీన్ని ఎల్లప్పుడూ వలయంలో తిరోబయాస్‌లో కలుపుతారు.
• మిశ్రమ అర్ధ వాహకాలు గాలియం ఆర్సినైడ్‌(GaA), గాలియం పాస్ఫైడ్‌ (GaP) వంటి పదార్థాలతో తయారు చేసిన డయోడ్‌లు కాంతిని ఉద్గారం చేస్తాయి.
• నిక్‌ హోలోన్యాక్‌ జూనియర్‌ 1962లో దీన్ని కనుగొన్నారు.
• మిశ్రమ అర్ధ వాహకంలోని అనుఘటకాల LED నుంచి ఉద్గారం అయ్యే రంగును నిర్ణయిస్తాయి.

ట్రాన్సిస్టర్‌

• పరారుణ LEDని రిమోట్‌ కంట్రోల్‌లలో ఉపయోగిస్తారు.
• దీనిలో మూడు అర్ధవాహక పొరలుంటాయి.
• దీన్ని జేఎల్‌ బయర్డ్‌, వాల్టర్‌ బ్రిటన్‌ 1948లో కనుగొన్నారు.
• 1951లో షాకలీ వాణిజ్య స్థాయిలో దీని ఉత్పత్తిని ప్రారంభించారు.
• ఎలక్ట్రానిక్‌ వలయాల్లో దీన్ని విరివిగా వినియోగిస్తారు.

కాథోడ్‌ కిరణ డోలన దర్శిని

• భౌతిక రాశుల పరిమాణం, వాటిలో మార్పులను చిత్ర రూపంలో తెరపై చూపించే పరికరం.

అనువర్తనాలు
1. గుండె కొట్టుకునే విధానం.
2. విద్యుత్‌ కేంద్రాల్లో తయారవుతున్న విద్యుత్‌ తరంగ రూపం.
3. రికార్డింగ్‌ స్టూడియోల్లో ధ్వని తరంగాల తీవ్రత, పౌనఃపున్యం.
4. విమానాశ్రయాల్లో రాడార్‌ నుంచి వచ్చే సంకేతాల నిరంతర పర్యవేక్షణ మొదలైనవి.

టెలివిజన్‌

• దీన్ని 1923లో జేఎల్‌ బయర్డ్‌ కనుగొన్నాడు. మానవుడి కన్ను దృష్టి స్థిరత్వం 1/16 సెకన్లు అనే అంశం ఆధారంగా దీన్ని తయారు చేస్తారు.

మేసర్‌

• సాధారణ టీవీ తెరపై ఒక సెకనులో 60 ఫ్రేములు మారిపోతాయి.
• టీవీ తెరను కెనియోస్కోప్‌ అని అంటారు.
• దృశ్యాన్ని విద్యుత్‌ సంకేతాలుగా మార్చే పరికరాన్ని ఐకనోస్కోప్‌ అంటారు.
• MASER- Microwave Amp lication by Stimulated Emission of Radiation
• అమెరికా శాస్త్రవేత్తలు గోర్డాన్‌, గీగర్‌, టౌన్స్‌ 1952లో కనుగొన్నారు.
• దీన్ని ఉపయోగించి ఆకాశంలో ఎగురుతున్న, సముద్రంలో మునిగి ఉన్న, ప్రయాణిస్తున్న వస్తువుల స్థానాన్ని ప్రయాణ దిశను గుర్తించవచ్చు.

ప్రాక్టిస్‌ బిట్స్‌

1. కిందివాటిలో అర్ధవాహకాలుగా పనిచేసేవి?

ఎ) కాపర్‌ బి) సిలికాన్‌
సి) జెర్మేనియం డి) బి, సి

2. పరమశూన్య ఉష్ణోగ్రత వద్ద స్వచ్ఛమైన అర్ధవాహకం ఎలా ప్రవర్తిస్తుంది?

ఎ) అతివాహకం బి) బంధకం
సి) వాహకం డి) నిరోధం

3. అర్ధవాహకాల్లో ఉష్ణోగ్రత పెరిగితే శక్తి అంతరం?

ఎ) పెరుగుతుంది బి) తగ్గుతుంది
సి) మొదట పెరిగి తగ్గుతుంది
డి) మారదు

4. అర్ధ వాహకాల్లో విద్యుత్‌ ప్రవాహం వేటి వల్ల కలుగుతుంది?

ఎ) రంధ్రాలు బి) ఎలక్ట్రాన్‌లు
సి) ఎ, బి డి) అయానులు

5. జెర్మేనియంను N-రకం అర్ధవాహకంగా మార్చడానికి కలపవలసిన పదార్థం ఏది?

ఎ) అల్యూమినియం బి) పాస్ఫరస్‌
సి) గాలియం డి) ఇండియం

6. ఏక ధిక్కరిణిగా ఉపయోగపడేది ఏది?

ఎ) ట్రయోడ్‌ బి) ట్రాన్సిస్టర్‌
సి) డయోడ్‌ డి) పైవన్నీ

7. ఏక ధిక్కరిణి చేసే పని?

ఎ) ఏకాంతర ప్రవాహాన్ని ఏకముఖ ప్రవాహంగా మార్చుతుంది
బి) ఏకముఖ ప్రవాహాన్ని ఏకాంతర ప్రవాహంగా మార్చుతుంది
సి) పరివర్తకంగా పనిచేస్తుంది
డి) పైవన్నీ

8. టీవీ ప్రసారంలో వీడియో సంకేతాలను ఉత్పాదించడంలో ప్రధాన దశ?

ఎ) ప్రాపగేషన్‌ బి) మాడ్యులేషన్‌
సి) స్కానింగ్‌ డి) డీమాడ్యులేషన్‌

9. ఫోన్‌ కెమెరా సామర్థ్యాన్ని MPలలో చెబుతారు. MP అంటే?

ఎ) మెగా పిక్సెల్‌ బి) మోషన్‌ పిక్చర్‌
సి) మొబైల్‌ ఫొటో డి) మిల్లీ పిక్సెల్‌

10. ఎలక్ట్రాన్‌ స్పిన్‌ భావనను ప్రవేశపెట్టింది?

ఎ) రూథర్‌ఫర్డ్‌ బి) రామన్‌
సి) బోర్‌
డి) ఉలెన్‌ బెక్‌, గోల్డ్‌స్మిత్‌

సమాధానాలు
1. డి 2. బి 3. బి 4. సి
5. బి 6. సి 7. ఎ 8. సి
9. ఎ 10. డి

జడ వాయువులు

• జడ వాయువులను సున్నా గ్రూపు మూలకాలు లేదా VIII గ్రూపు మూలకాలు లేదా ఉత్కృష్ట వాయువులు లేదా ఆదర్శ వాయులు అంటారు. వీటి బాహ్య కక్ష్యలో పూర్తిగా ఎలక్ట్రాన్‌లతో నిండిన ఆర్బిటాళ్లు కలిగి ఉండటం వల్ల అధిక స్థిరత్వం కలిగి రసాయన జడత్వాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి.

హీలియం (He)

• దీన్ని 1868లో పియర్‌ జాన్సన్‌ గుంటూరులో సూర్యగ్రహణం కలిగినప్పుడు కనుగొన్నాడు.
• ఇది జడవాయువుల్లో మొదటిది.
• అన్నింటికంటే తేలికైన జడవాయువు ఇదే.
• విశ్వంలో హైడ్రోజన్‌ తర్వాత అత్యధికంగా ఉండేది హీలియం.
• సూర్యగోళంలోని సంలీన చర్యలో ఏర్పడే జడవాయువు హీలియం.
• దీన్ని వాతావరణ బెలూన్లలో ఉపయోగిస్తారు. దీన్ని విమానాల టైర్లలో నింపుతారు.
• సముద్రాల్లో ఈతకు వెళ్లేవారు శ్వాస కోసం ఆక్సిజన్‌, హీలియంల మిశ్రమాన్ని ఉపయోగిస్తారు.
• అస్తమా రోగులకు శ్వాసకోసం ఇదే మిశ్రమాన్ని వాడతారు.
• హీలియం గాలి కంటే తేలికైంది. కాబట్టి దీన్ని విమానాల టైర్లలో నింపడానికి ఉపయోగిస్తారు.

నియాన్‌ (Ne)

• దీన్ని ఎర్రని విద్యుత్‌ అలంకరణ దీపాల్లో నింపుతారు.
• విమానాలు, రైల్వే సిగ్నల్‌ లైట్ల కోసం ఎర్రటి కాంతిని ఉపయోగిస్తారు.
• నియాన్‌ వాయువు నింపిన బల్బులు ఎర్రటి కాంతిని ఇస్తాయి. ఈ కాంతికి తరంగ దైర్ఘ్యం ఎక్కువ. అది పొగ మంచు ద్వారా ప్రయాణించే స్వభావం కలిగి ఉంటుంది.
• విమానాల రన్‌వేలో దారి చూపే లైట్లు ఎర్రటి కాంతినిస్తాయి. వీటిలో నియాన్‌ను నింపుతారు.

ఆర్గాన్‌ (Ar)

• భూమి చుట్టూ ఉన్న వాతావరణంలో అత్యధికంగా ఆర్గాన్‌ అనే జడవాయువు ఉంటుంది.
• ఇది రసాయనిక చర్యల్లో పాల్గొనదు. అందుకే దీన్ని మందకొడి వాయువు అంటారు.
• ఫ్లోరోసెంట్‌ బల్బుల్లో ఆర్గాన్‌ వాయువు, పాదరస బాష్పం నింపుతారు.
• ఆర్గాన్‌ అంటే లాటిన్‌ భాషలో బద్దకం అని అర్థం.

క్రిప్టాన్‌ (Kr)

• ఈ వాయువునే హిడెన్‌ గ్యాస్‌ అంటారు.
• 1898లో డబ్ల్యూ. రామ్‌సే, ట్రావెజ్‌లు కనుగొన్నారు.
• బొగ్గు గనుల్లో పనిచేసే కార్మికుల హెడ్‌లైట్స్‌లో ఈ వాయువును వాడతారు.
• దీని ఐసోటోప్‌ అయిన క్రిప్టాన్‌-85ను ఎలాక్ట్రానిక్‌ ట్యూబ్‌లో వోల్టేజీని క్రమబద్ధీకరణం చేయడానికి, లోహఫలకాలు, జాయింట్‌ల మందాన్ని కొలవడం కోసం ఉపయోగిస్తారు.
• బల్బులోని ఫిలమెంట్‌ మన్నిక పెరగడానికి క్రిప్టాన్‌, నైట్రోజన్‌ల మిశ్రమాన్ని వాడతారు.

జినాన్‌(Xe)

• ల్బుల్లో వాడతారు.
• రేడాన్‌(Rn)
• ఇది రేడియోధార్మిక మూలకం.
• వాయువుతో నింపిన దీపాల్లో టీవీ పిక్చర్‌ ట్యూబ్‌లలో జినాన్‌, రేడాన్‌ వాయువులను వాడతారు.
• క్యాన్సర్‌ రోగుల ఆయిట్‌మెంట్‌లలో రేడాన్‌ను వాడతారు.
• 1900లో రూథర్‌ఫర్డ్‌, ఈ.డోర్న్‌లు కనుగొన్నారు.
• దీనికే నైటోన్‌ వాయువు అని పేరు.

ప్రాక్టిస్‌ బిట్స్‌

1. వాతావరణంలో అధిక మొత్తంలో ఉండే వాయువు?

1) బొగ్గుపులుసు వాయువు
2) హీలియం
3) నైట్రోజన్‌ (నత్రజని)
4) ఆక్సిజన్‌

2. అగ్ని ప్రమాదాలు సంభవించినప్పుడు ఉపయోగించే వాయువు?

1) నైట్రోజన్‌
2) సల్ఫర్‌ డై ఆక్సైడ్‌
3) కార్బన్‌ డై ఆక్సైడ్‌
4) హైడ్రోజన్‌

3. హాస్పిటల్‌లో శ్వాసక్రియకు ఉపయోగించే ఆక్సిజన్‌ ట్యూబ్‌లలో ఆక్సిజన్‌తో పాటు ఏ వాయువు ఉంటుంది?

1) నైట్రోజన్‌ 2) హీలియం
3) ఆర్గాన్‌ 4) కార్బన్‌ డై ఆక్సైడ్‌

4. ప్లోరోసెంట్‌ ట్యూబ్‌లలో సాధారణంగా ఉపయోగించే పదార్థం?

1) సోడియం ఆక్సైడ్‌, ఆర్గాన్‌
2) సోడియం ఆవిరి, నియాన్‌
3) మెర్క్యురి ఆవిరి, ఆర్గాన్‌
4) పాదరసం ఆక్సైడ్‌, నియాన్‌

5. బెలూన్‌లలో పైకి పంపండానికి ఉపయోగించే వాయువు?

1) నైట్రోజన్‌ 2) హైడ్రోజన్‌
3) హీలియం 4) స్వచ్ఛమైన నీరు

6. కింది వాటిలో జడవాయువులకు సంబంధించినది?

1) నీటిలో కరుగుతాయి
2) జడవాయువుల లక్షణాలు చెప్పలేము
3) రసాయనిక జడత్వం ప్రదర్శిస్తాయి
4) రసాయనికంగా ఉత్తేజితమైనవి

సమాధానాలు
1. 3 2. 3 3. 1 4. 3
5. 3 6. 3

విన్నర్స్‌ పబ్లికేషన్స్‌ సౌజన్యంతో…