રિચર્ડસન, ઓવેન વિલાન્સ (સર)

January, 2004

રિચર્ડસન, ઓવેન વિલાન્સ (સર) (જ. 26 એપ્રિલ 1879, ડ્યુસબરી, યૉર્કશાયર; અ. 15 ફેબ્રુઆરી 1959, એલ્ટૉન, હૅમ્પશાયર) : તાપાયનિક (ઉષ્મીય) ઘટનાને લગતા કાર્ય બદલ જેમને 1928નો નોબેલ પુરસ્કાર એનાયત કરવામાં આવેલ તે બ્રિટિશ ભૌતિકવિજ્ઞાની. રિચર્ડસને શિક્ષણ કેમ્બ્રિજ યુનિવર્સિટીમાં લીધું. 1906–1913 સુધી યુ.એસ.ની પ્રિન્સ્ટન યુનિવર્સિટીમાં સંશોધનકાર્ય કર્યું. તે પછી તેઓ ઇંગ્લૅન્ડ પાછા ફર્યા. આ દરમિયાન લંડનની કિંગ્ઝ કૉલેજના ભૌતિકવિજ્ઞાન વિભાગમાં જોડાયા.

ગરમ કરેલા પદાર્થોમાંથી ઉત્સર્જિત થતા વિદ્યુત કણોનો તેમણે અભ્યાસ કર્યો. તેને આધારે સૂચન કર્યું કે પદાર્થની ગરમ સપાટીમાંથી ધન અને ઋણ એમ બે પ્રકારના વિદ્યુતભારોનું ઉત્સર્જન થાય છે. આમાં સપાટી નજીકના અણુઓ સાથે રાસાયણિક આંતરક્રિયા થતી નથી. આવા તાપાયનિક ઉત્સર્જનની સમજૂતી માટે તેમણે ગતિવાદની પરિકલ્પના(kinetic theory)નો આધાર લીધો. સમગ્ર પદાર્થની અંદર તમામ ન્યૂક્લિયસ પ્રોટૉનને કારણે ધન વિદ્યુતભાર ધરાવે છે. આવો ધન વિદ્યુતભાર ઋણ વિદ્યુતભારોને પોતાની તરફ આકર્ષે છે. આવા ગરમ પદાર્થના ઋણ વિદ્યુતભારો (ઇલેક્ટ્રૉન) ઘણી વધારે ગતિઊર્જા ધરાવે કે જેથી આકર્ષણબળની ઉપરવટ જઈ શકાય ત્યારે જ તે સપાટીમાંથી બહાર આવે છે.

ઓવેન વિલાન્સ (સર) રિચર્ડસન

ઉત્સર્જિત થતા આ વિદ્યુતભારો માટે તેમણે રિચર્ડસન-નિયમ તૈયાર કર્યો.

ધાતુને ગરમ કરવાથી તેમાંથી ઇલેક્ટ્રૉન ઉત્સર્જિત થાય છે. આવા ઇલેક્ટ્રૉન ધાતુની અંદર જ વાયુ સ્વરૂપે ગતિ કરતા હોય છે. જે ઇલેક્ટ્રૉન ધાતુના કાર્ય-વિધેય (work function) (WA) કરતાં વધુ ગતિઊર્જા ધરાવે છે તે ધાતુની બહાર નીકળે છે. ઇલેક્ટ્રૉનની ગતિઊર્જા નિરપેક્ષ તાપમાન (T) સાથે વધે છે.

ઉત્સર્જિત ઇલેક્ટ્રૉન વિદ્યુતપ્રવાહ રચે છે. ઉત્સર્જિત ઇલેક્ટ્રૉન વડે મળતી પ્રવાહ ઘનતા (J) કાર્ય-વિધેય WA અને તાપમાન(T)નું વિધેય છે. આથી રિચર્ડસન સમીકરણ નીચે પ્રમાણે અપાય છે :

વિદ્યુતપ્રવાહ ઘનતા  જ્યાં A રિચર્ડસન અચળાંક છે, જેનું મૂલ્ય

KB બોલ્ટ્ઝમૅન અચળાંક છે.

આ રિચર્ડસનનો નિયમ દર્શાવે છે કે સંતૃપ્ત પ્રવાહ (saturation current) ફિલામેન્ટના તાપમાન ઉપર આધારિત છે. તેમના ઇલેક્ટ્રૉન અને આયનોના ઉત્સર્જનના સિદ્ધાંતને આધારે રેડિયો, ટેલિફોન, ટેલિવિઝન અને X-કિરણ ટૅકનૉલૉજીનો વિકાસ થયો છે.

હરગોવિંદ બે. પટેલ