மின்சாரம் பற்றிய வரலாறு -4

மின்சார சோதனைகளின் செய்தி அட்லாண்டிக் தாண்டி அமெரிக்காவை அடைந்தது. பென்சில் வேனியா என்ற இடத்தில் 1747 ம் வருடம் பெஞ்சமின் பிராங்களின் என்ற அமெரிக்கர் ஒரு லேடன் குடுவையை பெற்றார். எங்கிருந்து மின்சாரம் வருகிறது என்பது அவருக்கு வியப்பு ஊட்டியது. கண்ணாடியை உரசினால் மின்சாரம் நிரம்புகிறது. அது உரசின கையில் இருந்து வந்ததா ? கைக்கு எங்கிருந்து மின்சாரம் வந்தது ? பூமியிலிருந்தா ? பிராங்களின் இதை சோதிக்க விரும்பினார்.
ஒரு பெரிய மெழுகு கட்டியின் மேல் ஒரு மனிதனை நிறுத்தினார். மெழுகு மின்சாரம் அரிதில் கடத்தி. அதனால் அந்த மனிதன் எதையும் தொடாமல் (மெழுகு, காற்று, தவிர) இருந்தால் மின்சாரம் பாய வழி இல்லை. மெழுகு கட்டி மேல் நின்ற மனிதன் ஒரு கண்ணாடி குச்சி எடுத்து உரசினான். கண்ணாடி மின்சாரம் பெற்றது. சிறு பொருட்களை ஈர்த்தது. எப்படி மின்சாரம் வந்தது. மனிதனிடம் இருந்துதான் வந்திருக்க வேண்டும். மனிதனிடம் முதலிலேயே மின்சாரம் இருந்து இருக்க வேண்டும் தெரியாமல் இருந்து இருக்க வேண்டும். அவன் கண்ணாடியை உரசின பொழுது அவனிடம் இருந்து மின்சாரம் கண்ணாடிக்கு போய் இருக்க வேண்டும். அதன் விளைவு என்ன ?

பிராங்களின் மேலும் சோதனை தொடர்ந்தார் மற்றொரு மெழுகு கட்டி மேல் மற்றும் ஒரு மனிதனை நிறுத்தினார். முதல் மனிதன் அந்த இரண்டாவது மனிதனை மின்சாரமயமாக்கப்பட்ட கண்ணாடியால் தொட்டான். முதல் மனிதனிடம் இருந்து இரண்டாவது மனிதனிடம் மின்சாரம் பாய்ந்தது இரண்டாவது மனிதனிடம் மின்சாரம் வந்தது இறகுகள் அவனிடம் ஈர்க்கபட்டன. இரண்டாவது மனிதன் அவன் விரலே ஒரு கடத்தி அருகில் கொண்டு போனான். ஒரு பொறியுடன் மின்சாரம் வெளியேறியது. இரண்டாவது மனிதன் மின்சாரம் இழந்துவிட்டான். ஆனால் மின்சாரத்தை இழந்த முதல் மனிதனின் நிலை என்ன ? அவனிடம் மின்சாரம் பாய்ந்திருந்தது அவனும் இறகுகளை ஈர்த்தான். அவனையும் மின்சாரம் இழக்க செய்ய முடியும் ஒரு பொறியுடன் அது நடக்கும். இந்த இரண்டு மனிதர்களும் இரண்டு வகை மின்சாரம் கொண்டிருந்தார்கள் கண்ணாடியால் மின்சாரம் பாய்ச்சப்பட்ட மனிதன் கண்ணாடி மின்சாரம் என்று டூபே சொன்னது போல் ஒரு வகை முதல் மனிதன் கோந்து, பிசின், மின்சாரம் கொண்டிருந்தான்.

இதை எது எந்த வகை என்பதை சிறு கார்க் துண்டுகள் கொண்டு கண்டுபிடிக்கலாம் ஒரு வகை ஈர்க்கும் மற்றது தவிர்த்து தள்ளும். பிராங்களின் இதை இப்படி எண்ணினார் எல்லா பொருட்களும் ஒரு அளவு மின்சக்தி கொண்டுள்ளது. ஆனால் மின்சாரம் இருப்பதை காண்பிப்பதில்லை. எதையும் ஈர்ப்பதில்லை. உரசுவதனால் மின்சாரம் ஒரு பொருளில் ஏற்றப்படுகிறது அல்லது பிரிக்கப்படுகிறது. இதற்கு பிறகு தேய்க்கப்பட்ட பொருள் கொஞ்சம் குறைவான மின்சாரம் அல்லது கொஞ்சம் அதிகமான மின்சாரம் பெறுகிறது. ஆனால் இரண்டு வகையிலும் அது மின்சாரம் பாய்ந்தது போல் காண்பிக்கிறது அதிகமான மின்சாரம் ஏற்றப்பட்டதை பாஸிடிவ் மின்சாரம் என்றும் மின்சாரம் நீக்கி குறைந்த மின்சாரம் உள்ளன நெகடிவ் மின்சாரம் என்றும் அவர் பெயரிட்டார் பாஸிடிவ் மின்சாரம் கொண்ட இரண்டு பொருள்கள் ஒன்றை ஒன்று தவிர்க்கும் இரண்டு பொருள்களிடம் சமநிலை மின்சாரத்தை விட அதிக அளவு மின்சாரம் இருந்ததால் அவைகள் மேலும் மின்சாரத்தை ஏற்கவில்லை தவிர்த்தன. நெகடிவ் மின்சார உள்ள இரண்டு பொருட்களும் ஒன்றை ஒன்று தவிர்த்தன. ஏன் என்றால் அவைகளிடம் குறைந்த அளவே மின்சாரம் இருப்பதால் அவைகள் மின்சாரத்தை மற்றொரு பொருளுக்கு கொடுக்க முடியவில்லை அவை ஒன்றை ஒன்று தவிர்க்கின்றன.

ஆனால் ஒரு பாஸிடிவ் ஒரு நெகடிவ் இருந்தால் நடப்பது முற்றிலும் வேறு அதிக மின்சாரம் உள்ள பாஸிடிவ் பொருள் குறைந்த மின்சாரம் உள்ள நெகடிவ் பொருளுக்கு மின்சாரத்தை கொடுக்க முடியும். இதனால் பாஸிடிவ் மின்சார பொருளும், நெகடிவ் மின்சார பொருளும் ஒன்றை ஒன்று ஈர்க்கின்றன அவைகள் ஒன்றை ஒன்று தொட்டால் பாஸிடிவ் மின்சார பொருள் மின்சாரத்தை நெகடிவ் மின்சாரம் பொருளுக்கு பாய்ச்சுகிறது இது நடந்து முடிந்தபின் இரண்டு பொருள்களும் மின்சாரம் இல்லாத சாதாரண நிலையை அடைகின்றன. எதிர்மறை மின்சாரங்கள் தொட்டவுடன் மின்சாரம் இல்லாத சமநிலைக்கு வந்துவிட்டன.

ப்ராங்கலின் இதையும் சோதித்தார். ஒரு மனிதன் கண்ணாடியை உரசி அந்த கண்ணாடி கோலால் இன்னொரு மனிதனை தொடவைத்தார். இப்பொழுது ஒரு மனிதனிடம் அதிக மின்சாரமும் மற்ற மனிதனிடம் மிக குறைவான மின்சாரமும் இருந்தது. இருவரிடமும் மின்சாரம் இருந்தது ஒன்று பாஸிடிவ் மின்சாரம் மற்றது நெகடிவ் மின்சாரம். ப்ராங்கலின் அவர்களை கையை நீட்டி தத்தம் விரல்களை மிக அருகே கொண்டுவரச் செய்தார். இப்பொழுது மின்சாரம் ஒரு பொறியுடன் ஒரு மனிதனிடம் இருந்து அடுத்த மனிதனுக்கு தாவியது. அவர்கள் விரல்கள் குறுகுறுத்தன இதன்பிறகு அவர்கள் இரண்டு பேரிடமும் மின்சார ‘சார்ஜ்’ இல்லை. அடுத்த கேள்வி இது பாஸிடிவ் (நேர்மறை) மின்சாரம் இது நெகடிவ் (எதிர்மறை) மின்சாரம் ? கண்ணாடியை பட்டு துணியால் உரசியபோது கண்ணாடி சாதாரணத்தை விட அதிக மின்சாரம் பெற்றதா ? அல்லது குறைவாக பெற்றதா ?

ப்ராங்கலினால் சரியாக சொல்ல முடியவில்லை அதனால் அவர் ஒரு ஊகம் செய்தார். கண்ணாடி கோல் சமநிலையிலிருந்து குறைவான மின்சாரம் கொண்டிருந்தது அதனால் அது நெகடிவ் (எதிர்மறை) மின்சார சார்ஜ் கொண்டது. பிசின், கோந்து கோல் அதனால் நேர்மறை (பாஸிடிவ்) மின்சார சார்ஜ் கொண்டது. இவைகளை ஆதாரமாக கொண்டு மற்ற எல்லா பொருட்களையும் இவைகளுடன் ஒப்பிட்டு பாஸிடிவ், நெகடிவ் என்று பாகுபடுத்தினார். பல வருடங்களுக்கு பிறகு ப்ராங்கலின் ஊகம் தவறு என்று விஞ்ஞானிகள் கண்டுபிடித்தனர். கண்ணாடி கோல் அதிக மின்சாரமும் பிசின்,கோந்து கோல் குறைவான மின்சாரமும் கொண்டது. இந்த தவறு ப்ராங்கலின் கொள்கையை தவறு ஆக்கவில்லை அதாவது இரண்டு வகையான மின்சார பகுதிகள் – பாஸிடிவ், நெகடிவ். இந்த சிந்தனைக்கு பிறகு ப்ராங்கலின் லேடன் குடுவை எப்படி வேலை செய்கிறது என்பதை விளக்கினார்.  மின்சாரத்தை பற்றிய முதல் தத்துவ விளக்கம் தயாரித்தல் லேடன் குடுவை எப்படி வேலை செய்கிறது என்பதை எளிதாக விளக்க முடியும்.

ஒரு சாதாரண கோலை (சரியான பொருளால் ஆனது) உரசினால் அது பாஸிடிவ், நெகடிவ் மின்சார சக்தியை பெறும். மின் சக்தி ஏற ஏற மேலும் அதை ஏற்றுவது கடினமாகிறது ஒரு சமயத்தில் அது மேலும் மின்சாரத்தை ஏற்காது. லேடன் குடுவையின் கண்ணாடியின் ஒரு பக்கம் உலோக பூச்சு நெகடிவ் மின்சாரமாகவும் மற்ற புறம் பூச்சு பாஸிடிவ் மின்சாரமாகவும் இருந்தது. இரண்டுக்கும் நடுவில் இருந்த கண்ணாடி அவை ஒன்றையொன்று தொட்டு மின்சாரத்தை இழப்பதை தடுத்தது. ஆனால் பாஸிடிவ் உலோக பூச்சு நெகடிவ் உலோக பூச்சை ஈர்த்துக் கொண்டே இருந்தது. இதனால் ஒரே மாதிரி துருவ மின்சாரம் கொண்ட பொருளை விட இந்த மின்சாரம் அதிகமாய் இருந்தது. சரி லேடன் குடுவை மின்சாரம் இழக்கும் போது ஒரு பொறியும் சிறிய வெடிப்பு சத்தமும் ஏன் வந்தது ? மழையின் போது மேகத்தில் ஏற்படும் மின்னலை  ப்ராங்கலினுக்கு  அது ஞாபகப்படுத்தியது.

நிஜமான மின்னலும் இடியும் எப்படி ஏற்பட்டன ? மேகங்கள் நெகடிவ் மின்சாரத்தை சேர்த்து கொண்டனவா ? பூமி ஒரு பெரிய லேடன் குடுவை போல இயங்கியதோ ? மேகங்களின் நெகடிவ் மின்சாரம் கொஞ்சம் கொஞ்சமாக அதிகரித்தது. பூமியின் பாஸிடிவ் மின்சாரமும் கொஞ்சம் கொஞ்சமாக அதிகரித்தது. நடுவில் காற்று மின்சாரத்தை கடத்தாத அரிதில் கடத்தி. ஒர் அளவுக்கு மேல் மேகத்தில் மின்சார சக்தி ஏறினால் அது காற்றின் தடுப்பை மீறி மின்சாரத்தை வெளிப்படுத்தும். வெளிப்படும்போது ஒரு பெரிய சத்தமும் பொறியும் தோன்றும். பொறியை நாம் மின்னல் என்கிறோம், சத்தத்தை இடி என்கிறோம்.

மின்சாரம் வெளிப்படும்முன் சேர்ந்துவிடும் மின்சார சக்தி மிக அதிகமானது. அதனால் தான் பெரிய சத்தமும் பெரிய மின்னலும் ஏற்படுகின்றன. ஒரு வீடு அந்த சக்தியை சேமித்து வெளிபடுத்தினால் அந்த வெப்பம் வீட்டை எரித்து விடும் ஒரு மனிதனிடம் சேகரித்து வெளிபடுத்தினால் வெளிப்படும்போது அந்த மனிதன் மரணமடையலாம். ப்ராங்கலின் இதை சோதிக்க விரும்பினார். 1752 ம் வருடம் மின்னல் மழையின் போது ஒரு காற்றாடியை பறக்க விட்டு இதை சோதித்தார். காற்றாடியின் மரப்பகுதியுடன் கூர்முனைக் கொண்ட ஒரு உலோக கோலை கட்டினார். உலோக கோலில் நீளமான நூலை கட்டினார். காற்றாடியின் ட்வைன் நூலுடன் சிறு கயிறை கட்டினார். அந்த கயிற்றின் நுனியில் ஒரு உலோக சாவியை மாட்டினார். அவர் எண்ணம் என்ன ? மேகத்தில் மின்சாரம் இருந்தால் அது காற்றாடியில் உள்ள உலோக கோலில் வந்து பாயும்.

அது நனைத்த நுல் வழியாக சென்று கயிறை அடையும் அதிலிருந்து உலோக சாவிக்கு பாயும். ப்ராங்கலின் மின்சாரத்தால் அதிர்ச்சி ஏற்படாமல் தன்னை காத்துக்கொள்ள ஒரு பட்டு நூலை காற்றாடியின் கயிற்றில் கட்டி அந்த பட்டு நூலை கையில் பிடித்துக் கொண்டார். பட்டு நூல் நனையாமல் காய்ந்து இருக்கும் வரை மின்சாரம் அதில் பாயாது. ஒரு கூரைக்கு கீழே நின்று காற்றாடியை பறக்கவிட்டார். (மின்னல், இடி, மழை சமயத்தில் காற்றாடியை பறக்கவிடுவது மிகவும் ஆபத்தானது. பலர் இதனால் மரணம் அடைந்திருக்கிறார்கள் அதனால் இது மாதிரி சோதனைகளை செய்யக்கூடாது.) மழை மேகங்கள் திரண்டன. சிறிது நேரத்தில் கயிற்றின் இழைகள் தனித்தனியாக ஒன்றை ஒன்று பிரியச் செய்தன. அவைகள் எல்லாம் ஒரே வகை மின்சார சக்தியை பெற்றது போல் பிரிந்தன. வெகுகவனமாக ப்ராங்கலின் தன் விரலை உலோக சாவிக்கு பக்கம் வைத்தார்.

ஒரு பொறி வந்தது. அவர் விரலும் குறுகுறுத்தது. சோதனை சாவியில் வந்த பொறி போலவே பொறி அதே போல விரலின் குறுகுறுப்பு. மின்சாரம் இல்லாத ஒரு லேடன் குடுவையை ப்ராங்கலின் கொண்டு வந்திருந்தார் லேடன் குடுவையின் உலோக கோலினால் ப்ராங்கலின் காற்றாடியின் நுனியில் இருந்த உலோக சாவியை தொட்டார். லேடன் குடுவையில் மின்சாரம் பாய்ந்து இருந்தது. மின்சாரம் பாய்ந்த கண்ணாடி கோலினால் ஏற்றப்பட்டது போலவே மின்சாரம் பாய்ந்து இருந்தது. மின்னல் ஒரு மின்சார பொறி என்பதை ப்ராங்கலின் நிரூபித்துவிட்டார். சோதனை சாலையில் மின்சாரமும் மின்னலின் மின்சாரமும் ஒரு வகை மின்சாரம் தான் என்பதும் தெரிந்துவிட்டது. 1747 ம் வருடம் ஆராய்ச்சி செய்த முதல் லேடன் குடுவை ப்ராங்கலினிடம் இருந்தது. அதில் தட்டையான பித்தளை கோலை விட்டுவிட்டு ஒரு கூர் நுனி கொண்ட கோலை உபயோகித்தார். கூர் நுனி மின்சாரத்தை மேலும் எளிதாக வெளியேற்றியது. கூர் நுனி உலோக கோல் வெகு சீக்கிரம் மின்சாரத்தை வெளியேற்றியது இதனால் மின்சாரத்தை ஏற்றுவது கஷ்டமாக ஆயிற்று. லேடன் குடுவையில் மின்சாரத்தை பாய்ச்சினாலும் ஊவி முனை உலோக கம்பி வெகு விரைவாக அதை வெளியே செல்ல விட்டது.

ப்ராங்கலின் மேகமும் பூமியும் மின்னல் இழையின் போது ஒரு பெரிய லேடன் குடுவை போல நடக்கின்றன என்று அறிந்துக் கொண்டார் அதனால் கூர்முனைக்கொண்ட உலோக கோல் மேகம் பூமி மின்சாரத்தையும் வெளியேற்ற முடியும். ஒரு வீட்டின் கூரை மேல் கூர்முனை உலோக கோலும் அதிலிருந்து வந்த கம்பிகள் பூமிக்கும் கட்டி வைத்தால் என்ன நடக்கும் ? கூர்முனை உலோகம் மின்சாரத்தை கம்பிகள் வழியாக பூமிக்கு வெகு எளிதில் கடத்திவிடும். வீடும் அதைச்சுற்றி இருக்கும் இடமும் அதிக அளவு மின்சாரம் சேகரிக்க முடியாது. உலோக ஊசிமுனை அதை எளிதாக கடத்தி ஒரு பெரிய மின்னல், இடி இவைகளுக்கு தேவையில்லாமல் செய்து விடும். அதாவது அந்த வீட்டை மின்னல், இடி மின்சாரம் தாக்க முடியாது. இந்த கண்டுபிடிப்பை 1753 ம் வருடம் ப்ராங்கலின் தமது காற்றாடி சோதனைக்கு பிறகு அறிவித்தார். வீட்டை மின்னல், இடி தாக்காமல் பாதுகாக்க “இடிதாங்கி” அமைக்கும் முறையை எல்லோருக்கும் விளக்கினார்.

அமெரிக்காவிலும், ஐரோப்பாவிலும் மக்கள் தங்கள் கட்டிடங்கள் மேல் “இடிதாங்கி” அமைக்க ஆரம்பித்தார்கள். இதனால் மின்சாரம் பற்றிய அறிவு முதன்முறையாக மக்களுக்கு பயன்பட்டது இந்த கண்டு பிடிப்பு முதன்முறையாக மின்சாரத்தை மக்கள் பயனுக்கு கொண்டுவந்தது.