ಮೋಸ್ಲೆಯ ನಿಯಮ

ಒಂದು ವ್ಯಾಪ್ತಿಯ ಧಾತುಗಳಿಗೆ Kα ಮತ್ತು Kβ ಕ್ಷ-ಕಿರಣ ಉತ್ಸರ್ಜನ ರೇಖೆಗಳ ಛಾಯಾಚಿತ್ರ ಮುದ್ರಣ; ಬಳಸಲಾದ ಚೆದರಿಸುವ ಧಾತುವಿಗೆ ರೇಖೆಯ ಸ್ಥಾನ ತರಂಗದೂರಕ್ಕೆ (ಶಕ್ತಿಗೆ ಅಲ್ಲ) ಅನುಪಾತೀಯವಾಗಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸಿ

ಮೋಸ್ಲೆಯ ನಿಯಮ ಎಂದರೆ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶ್ರೇಣಿಗೆ ಸೇರಿರುವ ಒಂದು ಎಕ್ಸ್-ಕಿರಣ ರೋಹಿತರೇಖೆಯ ಆವರ್ತಾಂಕದ ವರ್ಗಮೂಲವು ಲಕ್ಷ್ಯಧಾತುವಿನ ಪರಮಾಣುಸಂಖ್ಯೆ ಮತ್ತು ಈ ಮೇಲಿನ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ಮಾತ್ರ ಅವಲಂಬಿಸಿರುವ ಒಂದು ಸ್ಥಿರಾಂಕ ಇವುಗಳ ವ್ಯತ್ಯಾಸಕ್ಕೆ ಅನುಪಾತೀಯವಾಗಿದೆ ಎಂಬ ನಿರೂಪಣೆ.

$$\nu =A\cdot \left(Z-b\right)^{2}$$

ಪ್ರತೀಕಗಳಲ್ಲಿ ಇಲ್ಲಿ v ಅವರ್ತಾಂಕ, Z ಪರಮಾಣು ಸಂಖ್ಯೆ, A ಮತ್ತು b ಸ್ಥಿರಾಂಕಗಳು. A ಮತ್ತು b ಗಳಿಗೆ ಯುಕ್ತ ಬೆಲೆಗಳನ್ನು ಆಯ್ದರೆ ಈ ಸೂತ್ರ ಎಲ್ಲ ಎಕ್ಸ್ ಕಿರಣ ಶ್ರೇಣಿಗಳಿಗೂ (K, L, M ಇತ್ಯಾದಿ) ಅನ್ವಯವಾಗುತ್ತದೆ. ಮೋಸ್ಲೆ (1887-1915) ಎಂಬ ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಿಯಿಂದ ಆವಿಷ್ಕೃತವಾದುದರಿಂದ ಈ ಹೆಸರು ಬಂದಿದೆ.

ಎಕ್ಸ್ ಕಿರಣಗಳ ರೋಹಿತದಲ್ಲಿ ಗೊತ್ತಾದ ಕೆಲವು ಆವರ್ತಾಂಕಗಳಲ್ಲಿ ತೀಕ್ಷ್ಣ ರೇಖೆಗಳು ಇರುವುದು ಸರಿಯಷ್ಟೆ. ಇವುಗಳಿಗೆ ವಿಲಕ್ಷಣ ಎಕ್ಸ್ ಕಿರಣಗಳೆಂದು ಹೆಸರು. ಇವುಗಳ ಆವರ್ತಾಂಕ ಆ್ಯನೋಡಿಗಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಲೋಹವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಆವರ್ತಾಂಕಕ್ಕೂ ಲೋಹದ ಗುಣಕ್ಕೂ ಇರುವ ಪರಿಮಾಣಾತ್ಮಕ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಮೂಲಕ ಮೊದಲ ಬಾರಿ ಸಂಶೋಧಿಸಿದಾತನೆ ಮೋಸ್ಲೆ. ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಲೋಹಗಳನ್ನು ಎಕ್ಸ್ ಕಿರಣಗಳ ನಾಳಗಳಲ್ಲಿ ಆ್ಯನೋಡುಗಳನ್ನಾಗಿ ಉಪಯೋಗಿಸಿ ಅವುಗಳಿಂದ ಬರುವ ವಿಲಕ್ಷಣ ಎಕ್ಸ್ ಕಿರಣಗಳ ಆವರ್ತಾಂಕದ (v) ವರ್ಗಮೂಲವನ್ನು ಆಯಾ ಲೋಹ ಆವರ್ತ ಕೋಷ್ಟಕಗಳಲ್ಲಿ ಹೊಂದಿರುವ ಕ್ರಮಸಂಖ್ಯೆ Z ಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ನಕ್ಷಾಕಾಗದದ ಮೇಲೆ ಗುರುತಿಸಿದಾಗ ಅವುಗಳ ಮೂಲಕ ಕೆಲವು ಸರಳರೇಖೆಗಳ ಸಮುದಾಯಗಳನ್ನು ಎಳೆಯಬಹುದೆಂದು ಮೋಸ್ಲೆ ಕಂಡುಕೊಂಡ. Z ನ್ನು ಆತ ಪರಮಾಣು ಸಂಖ್ಯೆ ಎಂದು ಕರೆದ. ಈತನ ಅಧ್ಯಯನಗಳ ಫಲವಾಗಿ ಅನೇಕ ಧಾತುಗಳ ಪರಮಾಣು ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಕರಾರುವಾಕ್ಕಾಗಿ ನಿಗದಿಸುವುದು ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು.

ಮೋಸ್ಲೆಯ ನಿಯಮವನ್ನು ಪರಮಾಣುಗಳ ರಚನೆಯ ಮೂಲಕ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಬಹುದಾಗಿದೆ. ಪರಮಾಣುವಿನ ರಾಶಿ ಎಲ್ಲವೂ ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾಗಿರುವ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸಿನ ಸುತ್ತಲ ಗೊತ್ತಾದ ಕಕ್ಷೆಗಳಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳು ಸುತ್ತುತ್ತಿರುತ್ತವೆ. ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸಿಗೆ ತೀರ ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿರುವ ಕಕ್ಷಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳಿಗೆ K ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳೆಂದು ಹೆಸರು. ಪ್ರೋಟಾನುಗಳಿಂದ ಕೂಡಿರುವ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸಿಗೂ ಋಣಕಣ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳಿಗೂ ನಡುವೆ ಇರುವ ವಿದ್ಯುದಾಕರ್ಷಣೆಯ ಪರಿಮಾಣ ಪ್ರೋಟಾನುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿದೆ. ಈ ಸಂಖ್ಯೆಯೆ ಪರಮಾಣು ಸಂಖ್ಯೆಯೂ ಆಗಿದ್ದು ಇದು ಜಾಸ್ತಿಯಾದಂತೆ ಆಕರ್ಷಣೆಯೂ ಜಾಸ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸಿನಿಂದ ದೂರಹೋದಂತೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳು K, L ಮುಂತಾದ ಕಕ್ಷೆಗಳಲ್ಲಿ ಸುತ್ತುತ್ತಿರುತ್ತವೆ. ಇವುಗಳಲ್ಲಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳಿಗೂ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸಿಗೂ ನಡುವೆ ಇರುವ ವಿದ್ಯುದಾಕರ್ಷಣೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳ ಮೇಲಿರುವ ಆಕರ್ಷಣೆಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ. ಕಕ್ಷೆಯಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿನ ಕೊರತೆ ಇದ್ದರೆ L ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಆ ಕಕ್ಷೆಗೆ ಧುಮುಕಬಹುದು. ಆಗ ಎಕ್ಸ್ ಕಿರಣದ ಒಂದು ಫೋಟಾನ್ ಹೊರಹೊಮ್ಮುತ್ತದೆ. ಇದಕ್ಕೆ K_a ಎಕ್ಸ್ ಕಿರಣ ಎಂದು ಹೆಸರು.

ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ M ಕಕ್ಷೆಯಿಂದ K ಕಕ್ಷೆಗೆ ಧುಮುಕಿದಾಗ ಹೊರಹೊಮ್ಮುವ ಎಕ್ಸ್ ಕಿರಣಕ್ಕೆ Kβ ಎಂದು ಹೆಸರು. ಈ ರೀತಿ ಉಂಟಾಗುವ ವಿಲಕ್ಷಣ ಎಕ್ಸ್ ಕಿರಣಗಳ ಆವರ್ತಾಂಕ ಎರಡು ಕಕ್ಷೆಗಳ ಶಕ್ತಿವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನೂ ಇದು ಮೇಲೆ ಹೇಳಿದ ಕಾರಣಗಳಿಂದಾಗಿ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸಿನಲ್ಲಿರುವ ಪ್ರೋಟಾನುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನೂ ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ.

ನೀಲ್ಸ್ ಬೋರ್ ಪ್ರತಿಪಾದಿಸಿದ ಪರಮಾಣುವಿನ ತತ್ತ್ವದ ಪ್ರಕಾರ ಹೈಡ್ರೊಜನ್ ರೀತಿಯ ಪರಮಾಣುವಿನ ಎಂದರೆ ಒಂದು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಭರ್ತಿಯಾಗಿರುವ ಕಕ್ಷೆಯ ಹೊರಗೆ ಒಂದೇ ಒಂದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಇರುವಂಥ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ವಿಲಕ್ಷಣ ಎಕ್ಸ್ ಕಿರಣದ ಆವರ್ತಾಂಕ (v) ಪರಮಾಣುಸಂಖ್ಯೆಯ (Z) ವರ್ಗವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಎಂದರೆ v ∝ Z². ಈ ರೀತಿಯ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಅಧಿಕ ಪರಮಾಣುಸಂಖ್ಯೆಯ ಪರಮಾಣುಗಳಿಗೂ ಅನ್ವಯಿಸಬಹುದು. ಆದರೆ ಇಂಥ ಪರಮಾಣುಗಳಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸಿನ ಹತ್ತಿರ ಇರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿನ ಬಂಧಕಶಕ್ತಿ (ಬೈಂಡಿಂಗ್ ಎನರ್ಜಿ) ಹೊರಕಕ್ಷೆಗಳಲ್ಲಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳ ಮರೆಯಾಗಿಸುವ ಪರಿಣಾಮದಿಂದಾಗಿ (ಸ್ಕ್ರೀನಿಂಗ್ ಎಫೆಕ್ಟ್) ಸ್ವಲ್ಪ ಕಡಿಮೆ ಆಗುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಈ ಬಂಧಕಶಕ್ತಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ರೀತಿಯ ಪರಮಾಣುವಿನ Z ಗಿಂತ ಸ್ವಲ್ಪ ಕಡಿಮೆ ಪ್ರೋಟಾನುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವಂತೆ ಆಗುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಇಂಥ ಪರಮಾಣುಗಳಲ್ಲಿ ಬೋರ್‌ನ ಸೂತ್ರದಲ್ಲಿ Z ಗೆ ಬದಲಾಗಿ (Z-δ) ವನ್ನು ಬಳಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಇಲ್ಲಿ δ ಕ್ಕೆ ಮರೆಯಾಗಿಸುವ ಸ್ಥಿರಾಂಕ (ಸ್ಕ್ರೀನಿಂಗ್ ಕಾನ್‌ಸ್ಟೆಂಟ್) ಎಂದು ಹೆಸರು. ಎಂದರೆ ಆವರ್ತಾಂಕ (v) ಈಗ (Z-δ)² ಅನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ.

ಇದೇ ರೀತಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ M ಕಕ್ಷೆಯಿಂದ L ಕಕ್ಷೆಗೆ ಧುಮುಕಿದಾಗ L_X ಎಂಬ ಎಕ್ಸ್ ಕಿರಣ ಮುಂತಾದ ಅನೇಕ ವಿಲಕ್ಷಣ ಎಕ್ಸ್ ಕಿರಣಗಳು ಎಕ್ಸ್ ಕಿರಣಗಳ ರೋಹಿತದಲ್ಲಿರುತ್ತವೆ. ಇವುಗಳ ತರಂಗಸಂಖ್ಯೆಗಳು K ಕಕ್ಷೆಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಧುಮುಕಿದಾಗ ಉಂಟಾಗುವ ಎಕ್ಸ್ ಕಿರಣಗಳ ಆವರ್ತಾಂಕಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಇರುತ್ತವೆ. ಈ ಆವರ್ತಾಂಕಗಳೂ ಮೋಸ್ಲೆ ನಿಯಮಕ್ಕೆ ಒಳಗಾಗಿರುತ್ತವೆ.

ಹೊರಗಿನ ಕೊಂಡಿಗಳು

• Oxford Physics Teaching - History Archive, "Exhibit 12 - Moseley's graph Archived 2016-03-03 ವೇಬ್ಯಾಕ್ ಮೆಷಿನ್ ನಲ್ಲಿ." (Reproduction of the original Moseley diagram showing the square root frequency dependence)