டெஸ்லா
SI வழி அலகு · அளவு: காந்தப் பாய அடர்த்தி
01 · வரையறை
டெஸ்லா என்பது ஒரு வெபர் பாயம் ஒரு சதுர மீட்டர் பரப்பின் வழியே செல்லும் காந்தப் பாய அடர்த்தி. விசை வழியான சமமான வரையறை: ஒரு டெஸ்லா புலத்தில், ஒரு ஆம்பியர் மின்னோட்டம் கொண்ட ஒரு மீட்டர் நீள கடத்தி ஒரு நியூட்டன் விசையை உணர்கிறது.
இந்த அலகு வீட்டு அளவுகோலில் பெரிதாகவும், வானியல் இயற்பியல் அளவுகோலில் சிறிதாகவும் அமைந்துவிட்டது. பூமியின் புலம் ஐம்பது மைக்ரோ டெஸ்லா; பள்ளிக் காந்தம் பத்தில் ஒரு பங்குகளைத் தருகிறது; நியோடிமியம் வட்டு அதன் மேற்பரப்பிலேயே ஒன்றைத் தாண்டுகிறது; அதற்கு அப்பால் தொழில்நுட்பம் தொடங்குகிறது, அங்கே ஒன்றுகளிலும் பத்துகளிலும் எண்ணுகிறார்கள். இந்த அளவு பயன்படுத்தப்படும் வீச்சு இருபத்து மூன்று படிநிலைகளை உள்ளடக்கியது: வேலை செய்யும் மூளையின் காந்தப் புலத்தின் ஃபெம்டோ டெஸ்லாவிலிருந்து மேக்னெட்டாரின் மேற்பரப்பின் நூற்றுக்கணக்கான கிகா டெஸ்லா வரை; அங்கே புலம் அணுக்களின் எலக்ட்ரான் ஓடுகளைத் திரிக்கிறது, வெற்றிடம் வெறுமையாக இருப்பதை நிறுத்துகிறது.
நூற்று இருபது பாகை நகர்ந்த மூன்று சுருள்கள், அதே கட்ட நகர்வு கொண்ட மின்னோட்டங்களால் ஊட்டப்படும்போது, ஒரே ஒரு அசையும் பாகம்கூட இன்றி வெளியில் சுழலும் புலத்தை உருவாக்குகின்றன. தூண்டல் மோட்டாரின் சுழலிக்குத் திருப்பியோ தூரிகைகளோ தேவையில்லை: புலம் அதில் மின்னோட்டங்களைத் தூண்டி, அதைத் தன்னுடன் இழுத்துச் செல்கிறது. 1888 இன் காப்புரிமை முழுத் தொழிற்துறை மாறுதிசை மின் பொறியியலின் அடித்தளமாக ஆனது; இன்றுவரை உலகின் மின்சாரத்தில் ஏறத்தாழ பாதியை இத்தகைய மோட்டார்களே செலவழிக்கின்றன.
02 · மாற்றம்
ஒரு பாய அடர்த்தியை இடுங்கள் — ஏடு அதை அலகுகளாகப் பிரிக்கும்
காஸ் வேறெந்த CGS அலகையும்விட பிடிவாதமாக நிலைத்திருக்கிறது: புவி இயற்பியல், காந்தப் பொருள்கள், பிளாஸ்மா இயற்பியல் இன்றளவும் அதைப் பயன்படுத்துகின்றன. ஒரு டெஸ்லா சரியாகப் பத்தாயிரம் காஸ்; குணகம் துல்லியமானது, எனவே மாற்றம் எப்போதும் எளிது. காமா புவி இயற்பியலாளர்களின் அலகு, நானோ டெஸ்லாவுக்குச் சமம்: தாது தேடும்போது காந்த வேறுபாடுகள் அதிலேயே அளக்கப்படுகின்றன.
டெஸ்லா பாய அடர்த்தி B ஐ அளக்கிறது, மீட்டருக்கு ஆம்பியர் செறிவு H ஐ அளக்கிறது. வெற்றிடத்தில் அவை காந்த மாறிலி வழியாக நேர்விகிதத்தில் உள்ளன; இரும்பில் ஆயிரம் மடங்கு வேறுபடுகின்றன: எஃகு புலத்தை வலுப்படுத்துகிறது, கணக்கீடோ H இல் நடக்கிறது. இந்தத் தொடர்பு நேர்கோட்டுத் தன்மை கொண்டதல்ல, பின்னிலைவு வளையம் உண்டு; எனவே அட்டவணையின் «A/m», «ஓர்ஸ்டெட்» வரிகள் வெற்றிடத்திற்கும் காற்றுக்கும் மட்டுமே பொருந்தும்.
| அலகு | பெயர் | மதிப்பு | எங்கு காணப்படுகிறது |
|---|---|---|---|
| T | டெஸ்லா, SI அலகு | 1 | இந்த ஏட்டின் தொடக்க அலகு |
| mT | மில்லி டெஸ்லா | 1000 | வீட்டு அளவு: டெஸ்லாவின் நூறில் சில பங்குகள் |
| µT | மைக்ரோ டெஸ்லா | 1000000 | இங்கே புவிக் காந்தம் வாழ்கிறது |
| nT | நானோ டெஸ்லா | 10⁹ | அதே காமா, SI இல் மட்டும் |
| fT | ஃபெம்டோ டெஸ்லா | 10¹⁵ | அளக்கக் கூடியதன் கீழ் விளிம்பு |
| Wb/m² | சதுர மீட்டருக்கு வெபர் | 1 | அதே கருத்து வேறு சொற்களில்: டெஸ்லா என்பதே சதுர மீட்டருக்கு வெபர் |
| A/m | செறிவு H | 795775 | இந்த வரி வெற்றிடத்திற்கும் காற்றுக்கும் மட்டுமே பொருந்தும் |
| G | காஸ், CGS | 10000 | ஒரு டெஸ்லாவில் சரியாகப் பத்தாயிரம் — குணகம் துல்லியமானது |
| kG | கிலோ காஸ் | 10 | ஆய்வகப் புலங்களுக்கு வசதியான மடங்கு |
| γ | காமா | 10⁹ | காஸின் லட்சத்தில் ஒரு பங்கு, நானோ டெஸ்லாவுக்குச் சமம் |
| Oe | ஓர்ஸ்டெட் | 10000 | வெற்றிடத்தில் காஸுக்கு எண்ணளவில் சமம் — குழப்பம் அங்கிருந்தே |
| T | டெஸ்லா | 1 | இந்த ஏட்டின் தொடக்க அலகு |
டெஸ்லா என்பது பாய அடர்த்தி: பரப்பால் பெருக்கினால் வெபர், காந்த மாறிலியால் வகுத்தால் மீட்டருக்கு ஆம்பியரில் செறிவு
03 · அளவின் படிநிலைகள்
இருபத்து மூன்று படிநிலைகள்: மூளையிலிருந்து மேக்னெட்டார் வரைஒரு டெஸ்லா: வலிமையான மின் மோட்டாரின் காற்று இடைவெளி
04 · அளவைக் கருவிகள்
காந்தப் பாய அடர்த்தியை எதனால் அளக்கிறார்கள்
மெல்லிய குறைகடத்தித் தகட்டில் ஓடும் மின்னோட்டத்தைப் புலம் திசைதிருப்புகிறது; அதன் பக்க முகங்களில் பாய அடர்த்திக்கு நேர்விகிதமான மின்னழுத்தம் தோன்றுகிறது. மலிவானது, சிறியது, சுழியிலிருந்து பல்லாயிரம் டெஸ்லா வரை வேலை செய்கிறது — எனவே ஒவ்வொரு தூரிகையற்ற மோட்டாரிலும், ஒவ்வொரு சக்கர வேக உணரியிலும் அமர்ந்திருக்கிறது.
அகணி மாறுதிசை மின்னோட்டத்தால் நிறைவுக்குள் தள்ளப்படுகிறது; பதிலின் சமச்சீரின்மை கவனிக்கப்படுகிறது: வெளிப்புலம் வளையத்தை நகர்த்துகிறது, இரண்டாம் சுருளில் இரண்டாம் இசைவு தோன்றுகிறது. புவி இயற்பியலின், விண்கலங்களின் முதன்மைக் கருவி; பிகோ டெஸ்லா வரை உணர்திறன்.
நீர் மாதிரியில் உள்ள புரோட்டான்கள் புலத்திற்குக் கறாராக நேர்விகிதமான அதிர்வெண்ணில் முன்னிலைச் சுழற்சி செய்கின்றன: ஒரு டெஸ்லாவுக்கு 42.58 மெகா ஹெர்ட்சு. அளவீடு ஓர் அதிர்வெண்ணை அளப்பதாகச் சுருங்குகிறது; அதிர்வெண்ணையே நாம் எல்லாவற்றையும்விட நன்றாக அளக்க முடியும் — அங்கிருந்தே பத்து லட்சத்தில் ஒரு பங்கு துல்லியமும், மேற்கோள் முறையாகும் பங்கும் வருகின்றன.
மீக்கடத்தும் குறுக்கீட்டுமானி காந்தப் பாயத்தின் குவாண்டங்களை எண்ணி ஃபெம்டோ டெஸ்லாவைப் பிரித்தறிகிறது — பூமியின் புலத்தைவிட நூறு கோடி மடங்கு குறைவு. அது கிரையோஸ்டாட்டிலும் கவசமிட்ட அறையிலும் மட்டுமே இயங்குகிறது, ஆனால் மூளையின் காந்தப் புலத்தைப் பதிவு செய்ய அனுமதிக்கிறது.
05 · வேலையில் டெஸ்லா
எந்தப் புலம் எங்கே, அதில் ஆபத்து எது
ஐம்பது மைக்ரோ டெஸ்லா என்பது பூமியின் புலம்; அதன் பத்து மடங்கு, அரை மில்லி டெஸ்லா, இதயத் துடிப்பு ஒழுங்கமைப்பான் உள்ளவர்களை எம்ஆர்ஐ அறைக்குள் விடாத கோடு. அதைத் தரையில் வரைந்து வைக்கிறார்கள்.
கருவியின் வழக்கமான வலிமை. இந்தப் புலத்தில் எஃகுப் பொருளைக் கையால் பிடிக்க முடியாது: ஈர்ப்பு, மனிதன் விரல்களை விரிப்பதைவிட வேகமாக வளர்கிறது.
நீரின் எதிர்க்காந்தத் தன்மை மென்மையானது, ஆனால் இத்தகைய புலத்தில் அது வெளிநோக்கித் தள்ளப்படுகிறது — ஒரு துளி, ஒரு வெட்டுக்கிளி, ஒரு தவளை காற்றில் தொங்கும் அளவுக்கு.
அதற்கு மேல் காந்த அழுத்தம் சுருளை உள்ளிருந்து கிழிக்கிறது. அதற்கு அப்பால் மைக்ரோ வினாடிகள் வாழும் துடிப்பு அமைப்புகள் மட்டுமே எஞ்சுகின்றன.
கருவியின் புலம் இரும்புக் காந்தப் பொருளை நெருங்க நெருங்க வளரும் விசையுடன் இழுக்கிறது, எனவே அதைப் பிடித்து வைப்பது இயலாது: கடைசி மீட்டரை உருளை ஒரு கார் வேகத்தில் கடக்கிறது. 2001 இல் நியூயார்க்கில் இத்தகைய உருளை கருவியில் படுத்திருந்த ஆறு வயதுச் சிறுவனைக் கொன்றது. காந்தத்தை உடனடியாக அணைக்க முடியாது — மீக்கடத்தும் சுருளை நீர்ம ஹீலியத்தை ஆவியாக்கி அணைக்க வேண்டும்; மீட்டெடுப்பதற்குப் பல நாட்கள் ஆகும்.
நீர் மென் எதிர்க்காந்தத் தன்மை கொண்டது; வலிமையான, சீரற்ற புலத்தில் வெளிநோக்கித் தள்ளப்படுகிறது. நெதர்லாந்து ஆய்வகத்தில் 1997 இல் பதினாறு டெஸ்லா புலத்தில் நீர்த்துளிகள், ஒரு வெட்டுக்கிளி, ஒரு தவளை ஆகியவை மிதக்கச் செய்யப்பட்டன — தவளைக்கு, தெரிந்தவரை, எந்தத் தீங்கும் நேரவில்லை. இந்தச் சோதனை ஆந்த்ரே கெய்முக்கு 2000 ஆம் ஆண்டின் இக் நோபல் பரிசைப் பெற்றுத் தந்தது; பத்தாண்டுகள் கழித்து அதே ஆய்வாளர் கிராஃபீனுக்காக நோபல் பெற்றார்.
06 · எழுத்து விதிகள்
T பெரியது — சிறிய t டன்
T பெரியது — சிறிய t டன்; பெயர் ஓடும் உரையில் சிறிய எழுத்தில் எழுதப்படுகிறது: டெஸ்லா. பன்மையில் மாற்றமில்லை: ஐந்து டெஸ்லா; குடும்பப் பெயரிலிருந்து வந்தாலும் பெரிய எழுத்து எடுப்பதில்லை. அருகில் நிற்கும் சிறிய t டன், முற்றிலும் வேறு அளவு.
அளவின் குறியீடு சாய்வான B, அலகின் குறியீடு நேரான T; ரஷ்யக் குறியீடு Тл. காஸ் SI இல் இல்லை: ஒரே ஆவணத்தில் இரு அலகுகளை அருகருகே பயன்படுத்துவதைத் தரநிலைகள் தெளிவாகத் தடுக்கின்றன. மைக்ரோ முன்னொட்டுக்குக் கிரேக்க மியூ தேவை: µT, uT அல்ல. மருத்துவத்தில் கருவியின் புல வலிமையை வழக்கமாக அலகே இன்றிச் சொல்கிறார்கள் — «ஒன்றரை», «மூன்று» — ஆனால் ஆவணத்தில் முழுமையாக எழுதுகிறார்கள்.
07 · அண்டை அலகுகள்
டெஸ்லா என்பது பாய அடர்த்தி; பரப்பால் பெருக்கினால் வெபரையும், காந்த மாறிலியால் வகுத்தால் மீட்டருக்கு ஆம்பியரில் செறிவையும் தருகிறது. காஸ் என்பது CGS முறையில் அதே அளவு.
Simetrium ஏடுகளில் டெஸ்லாவுக்கு அடுத்தபடியாக நிற்பவை வெபர் அதே இயல்பின் பாயமாக, காஸ் மற்றும் ஓர்ஸ்டெட் CGS முறையிலிருந்து, ஹென்றி s ஆம்பியர் சுருள் கணக்கீட்டிலிருந்து, மேலும் ஹெர்ட்ஸ், அதிலேயே ஒத்ததிர்வு அதிர்வெண் சொல்லப்படுகிறது.
08 · வரலாற்றுப் பகுதி
டெஸ்லாவுக்கு முன் புலத்தை எதில் அளந்தார்கள்
நிகோலா டெஸ்லா, கட்ட வேறுபாடு கொண்ட மூன்று மின்னோட்டங்கள் அசையும் பாகங்கள் இன்றியே சுழலும் புலத்தை உருவாக்குகின்றன என்பதைக் காட்டினார். தூண்டல் மோட்டார் திருப்பிக்கும் தூரிகைகளும் இன்றி இயங்கியது; நேர்திசை மின்னோட்டத்தைத் தொழிற்துறையிலிருந்து விரட்டியது.
எடிசன் நேர்திசை மின்னோட்டத்தைக் காத்தார்; அதன் ஆபத்தை நிரூபிக்க விலங்குகளை மாறுதிசை மின்னோட்டத்தால் பொது இடத்தில் கொல்லவும் தயங்கவில்லை. சச்சரவை 1895 இன் நயாகரா மின் நிலையம் முடித்து வைத்தது: ஆற்றலைத் தொலைவுக்குக் கொண்டு செல்லத் தெரிந்தது மாறுதிசைக்கு மட்டுமே.
கடல் மட்டத்திலிருந்து இரு கிலோமீட்டர் உயரத்தில் இருந்த ஆய்வகத்தில் டெஸ்லா பல்லாயிரம் மீட்டர் நீளமான செயற்கை மின்னல்களை இழுத்தார்; கம்பியின்றி விளக்குகளை ஏற்றினார். அவரது பெயரைத் தாங்கும் ஒத்ததிர்வு மின்மாற்றி தொழில்நுட்பத்திற்குள்ளும், அதே அளவுக்கு நாட்டுப்புற கதைகளுக்குள்ளும் சென்றது.
பதினொன்றாவது பொது மாநாடு — «பன்னாட்டு அலகு முறை» என்ற பெயரையே ஏற்ற அதே மாநாடு — பாய அடர்த்திக்கு டெஸ்லாவின் பெயரைத் தந்தது. அப்போது கண்டுபிடிப்பாளர் இறந்து பதினேழு ஆண்டுகள் ஆகியிருந்தன; அவர் நியூயார்க் விடுதி ஒன்றில், கடனில் மூழ்கி இறந்தார்.
நாற்பத்தைந்தரை டெஸ்லா என்பது வலிமையான காந்தப் புலங்களுக்கான தேசிய ஆய்வகத்தில் எட்டப்பட்ட எல்லை: மின்தடைக் காந்தத்திற்குள் ஒரு மீக்கடத்தும் உட்செருகல். துடிப்பு அமைப்புகள் ஆயிரம் டெஸ்லா வரை தருகின்றன, ஆனால் அதே நேரத்தில் தங்கள் சுருளையே மைக்ரோ வினாடிகளில் அழித்துக் கொள்கின்றன.
மிக வலிமையான காந்தப் புலம் கொண்ட நியூட்ரான் விண்மீன்களில் பாய அடர்த்தி நூற்றுக்கணக்கான கிகா டெஸ்லாவை எட்டுகிறது. ஆயிரம் கிலோமீட்டர் தொலைவிலிருந்தும் இத்தகைய புலம் எந்த வங்கி அட்டையையும் அழித்துவிடும்; அருகில் அணுக்களின் எலக்ட்ரான் ஓடுகளைச் சுருட்டாக நீட்டுகிறது.
தன் சுருளையே கிழிக்கும் புலம்
காந்தப் புலத்தின் மேல் எல்லையை மின் பொறியியல் அல்ல, பொருள்களின் வலிமையே தீர்மானிக்கிறது. காந்த அழுத்தம் பாய அடர்த்தியின் வர்க்கத்தில் வளர்கிறது: ஒரு டெஸ்லாவில் நான்கு வளிமண்டல அழுத்தம், பத்தில் நானூறு, ஐம்பதில் ஏற்கெனவே பத்தாயிரம் — இது செம்பின் வலிமையைத் தாண்டுகிறது. எனவே நாற்பத்தைந்து டெஸ்லாவைவிட வலிமையான நிரந்தரக் காந்தங்கள் இருக்க முடியாது: சுருள் உள்ளிருந்தே கிழிந்துவிடும். துடிப்பு அமைப்புகள் இந்தத் தடையை நேரத்தால் சுற்றி வருகின்றன — ஆயிரம் டெஸ்லா புலம் மைக்ரோ வினாடிகளே வாழ்கிறது, அழிவு வளர்வதற்கு மிகக் குறுகிய நேரம்; இருப்பினும் ஒவ்வொரு சுடலுக்குப் பிறகும் சுருளை மாற்ற வேண்டும். டெஸ்லாவையே மிகத் துல்லியமாக அதிர்வெண் வழியாக அளக்கிறார்கள்: புரோட்டான் புலத்தில் ஒரு டெஸ்லாவுக்கு 42.577 மெகா ஹெர்ட்சு வீதம் முன்னிலைச் சுழற்சி செய்கிறது; பாய அடர்த்திக்கான தேசிய அளவுகோல்கள் அடிப்படையில் ஒரு நீர்க் குப்பியுடன் கூடிய அதிர்வெண் எண்ணிகளே. புரோட்டானின் சுழல்-காந்த விகிதமே பதினொரு இலக்கங்கள் வரை அறியப்பட்டுள்ளது; எனவே புல அளவீட்டின் நிச்சயமின்மையை இயற்பியல் அல்ல, காந்தத்தின் ஒருமைத்தன்மையே தீர்மானிக்கிறது.
பட்டியல் · அளவை அலகுகள்
ஒவ்வோர் அளவைக்கும் ஓர் ஏடு
SI-இன் ஏழு அடிப்படை அலகுகள், சொந்தப் பெயர் கொண்ட இருபத்திரண்டு வழி அலகுகள், மேலும் தொழில்நுட்பமும் அன்றாட வாழ்வும் இல்லாமல் நடக்காத முறைக்கு வெளியிலான அலகுகள். ஒவ்வொன்றுக்கும் தனி ஏடு: வரையறை, மாற்றம், கருவிகள், எழுத்து விதிகள். 36 மொழிகளில்.
சொந்தப் பெயர் கொண்ட SI வழி அலகுகள்
டெஸ்லாவின் ஏடு திறந்துள்ளதுSI அடிப்படை அலகுகள்
செங்கல் நிறத்தில் — டெஸ்லாவை உருவாக்கும் மூன்று அலகுகள்பிற முறைகளில் காந்தப் பாய அடர்த்தி
ஏட்டின் மொழி
36 மொழிகள். T என்ற குறியீடு பன்னாட்டுத் தன்மையுடையது, ஆனால் காஸில் அளக்கும் பழக்கம் சமமாக நிலைக்கவில்லை: காந்தப் பொருள்கள் குறித்த ரஷ்ய, ஜப்பானிய, சீன நூல்களில் CGS அலகுகள் இன்றளவும் காணக்கிடைக்கின்றன.