பவுலி தவிர்ப்புத் தத்துவம்

வோல்வ்காங்க் பௌலி

பவுலி தவிர்ப்புத் தத்துவம் (Pauli exclusion principle) என்பது ஒரு குவாண்டம் இயற்பியல் தத்துவம் ஆகும். இதன்படி எந்த ஒரு அணுவில் உள்ள இரு ஒத்த எலக்ட்ரான்கள் அனைத்து நான்கு குவாண்டம் எண் மதிப்புகளையும் ஒரே மாதிரியாக பெற்றிருக்க முடியாது. ஒரு குறிப்பிட்ட அணுவில், இரு எலக்ட்ரான்கள் அதிகபட்சமாக மூன்று குவாண்டம் எண்களின் மதிப்பை ஒரே அளவாகப் பெற்றிருக்கலாம் (n,l,m). ஆனால் நான்காம் குவாண்டம் எண்ணின் மதிப்பு (s) மாறுபடும். எனவே, s = +½ என ஒரு இலத்திரன் பெற்றிருந்தால், மற்றைய இலத்திரனின் 's' பெறுமானம் –½ என அமையும். பிறிதொரு முறையில் சொல்ல வேண்டுமெனில், ஒரே துணை ஓட்டில் அமைந்துள்ள இலத்திரன்கள் எதிர் சுழற்சிகளைப் பெற்றிருக்கும்.

எடுத்துக்காட்டாக, சுற்றுப்பாதையின் இரண்டாம் ஓடு 'L' ஐ நோக்கின், இந்தக் கூட்டிற்கு n = 2 ஆகும். n = 2 எனில் l, m, s ஆகிய குவாண்டம் எண்களின் மாறுபட்ட எட்டுவித சேர்க்கைகளை பின்வருமாறு குறிக்கலாம்.

ஓர் அணுவில் உள்ள இலத்திரன்கள், உட்கருவைச் சுற்றுவதோடு மட்டுமல்லாமல், தன் அச்சினைச் சுற்றி சுழலும் தன்மையும் உடையன. ஒரு இலத்திரனின் சுழற்சித் திசையை தற்சுழற்சிக் குவாண்டம் எண் குறிக்கின்றது. இச்சுழற்சி இருவிதங்களில் நடைபெறுகின்றது: கடிகாரத் திசை, கடிகார எதிர்த் திசை. எனவே சுழற்சி குவாண்டம் எண்களின் இரு பெறுமானங்கள் +1/2 மற்றும் -1/2 ஆகும்.

1. n = 2, l = 0, m = 0, s = +1/2 (s துணை ஆற்றல் மட்டம்)
2. n = 2, l = 0, m = 0, s = –1/2 (s துணை ஆற்றல் மட்டம்)
3. n = 2, l = 1, m = 0, s = +1/2 (p துணை ஆற்றல் மட்டம் )
4. n = 2, l = 1, m = 0, s = –1/2 (p துணை ஆற்றல் மட்டம் )
5. n = 2, l = 1, m = +1, s = +1/2 (p துணை ஆற்றல் மட்டம் )
6. n = 2, l = 1, m = +1, s = –1/2 (p துணை ஆற்றல் மட்டம் )
7. n = 2, l = 1, m = –1, s = +1/2 (p துணை ஆற்றல் மட்டம் )
8. n = 2, l = 1, m = –1, s = –1/2 (p துணை ஆற்றல் மட்டம் )

மேற்காட்டிய, எட்டு சேர்க்கைகள், L கூடு இரு துணைக் கூடுகளாக பிரிபடுவதைக் காட்டுகிறது. l = 0 ( s துணைக்கூடு) மற்றும் l = 1 ( p துணைக்கூடு). இந்தக் கூட்டின் உச்ச இலத்திரன் பெறுமானம் எட்டாகும்.

பயன்கள்

• குறிப்பிட்ட முக்கிய ஆற்றல் மட்டத்தில் அதிகபட்ச எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கையைக் கண்டறியலாம்.