विभाग सहावा : अ ते अर्थशास्त्र

अतिपरमाणु विद्युत्कण - १ नि र व य व वि द्यु त् मू ल मा न अ थ वा वि द्यु त्प र मा णू ची क ल्प ना :- विद्युत विश्लेषणाच्या (Electrolysis ) सहाय्यानें मॅक्सवेल यास असें दिसून आलें कीं पदार्थांच्या प्रत्येक परमाणूवर सारखाच विद्युद्भार असतो. पण यानंतर (१८७३ ) मध्यें तो स्वत:च त्याच्या विरुद्ध विधान करूं लागला पण पूर्ण शोधा अंती आतां त्यानंतरच्या शास्त्रज्ञांनीं वरील गोष्ट सिद्ध केली आहे.

एकाकी परमाणूवरील विद्युद्भार हे विद्युतचें स्वाभाविक मूलमान ( Unit ) आहे. याचे पूर्ण आधार अथवा पटी असूं शकतात पण अपूर्ण पटी असूं शकत नाहीत आणि हें मूलमान सध्यां व्यवहारांत असलेल्या स्थिर विद्युत मूलमानापेक्षां बरेंच लहान आहे.

डॉ. जॉनसन स्टोनो यानें, विद्युद्भार असलेल्या परमाणूला `विद्युत्कणवाही परमाणू’ व द्रव्य विरहित विद्युद्भाराला `विद्युत्कण’अशी संज्ञा दिली व तींच नांवें अद्याप चालू आहेत. हे विद्युत्कण परमाणूंना अगदीं बिलगलेले असतात व विद्युत्विश्लेषणाचे वेळीं मात्र ते निरनिराळया विद्युन्मार्गांशीं संघात झाल्यामुळें नाहींसे होतात. हे विद्युद्भार, परमाणूबरोबर जातात म्हणा, किंवा विद्युद्भारच परिमाणूंना विद्युन्मार्गाकडे नेतात म्हणा, पण विद्युत्विश्लेषणाचे वेळीं विद्युन्मार्गांमुळें विद्युद्भार नाहींसा होऊन निव्वळ द्रव्यपरमाणू कायम रहातो. व हा विद्यद्भार एकाकी परमाणूवर एकपट असेल तर द्वणुकावर दुप्पट असतो यावरुन याचा परमाणूशीं असलेला संबंध कांहीं तरी नियमितच असला पाहिजे, व या परमाणूशीं असलेल्या प्रमाणाला विद्युत मूलमान किंवा विद्युत्परमाणु म्हणण्यास कोणतीच हरकत नाहीं.

२  अ ति प र मा णु वि द्यु त्क णां ची क ल्प ना : - (अ) निर्वात नळींतील द्दश्य. – विद्युन्मंडलांत एक साधारण निर्वात नळी घातली व दुसर्‍या ठिकाणी थोडी उघडी जागा ठेवली, तर विद्युत्प्रवाह त्या उघडया जागेंतून जाण्याऐवजीं, त्या निर्वात जागेंतून जाणें पसंत करतो. अशा तर्‍हेनें निर्वात जागेतून विद्युत्प्रवाह जात असतांना त्या नळींत चमचम करणारा स्फुरप्रकाश दिसूं लागतो, त्यानंतर निर्वात प्रदेश जसजसा वाढत जाईल तसतसा या चमकणार्‍या उजेडाचा रंग बदलून अखेर त्याचा नळीच्या आसाच्या ठिकाणीं एक सबंध पट्टा दिसूं लागतो. त्यापेक्षांहि निर्वांत प्रदेश जर जास्त वाढविला तर त्या सबंध पट्याऐवजीं त्याचे निरनिराळे तुकडे दिसूं लागतात व ॠणध्रुवाजवळ एक काळा भाग दिसूं लागतो, पण या काळया भागानें सर्व नळी व्यापून टाकण्यापूर्वीच ॠणध्रुवापासून आणखी एक तेजोभाग तुटून निघतो, पण हें सर्व चालू असतांना निर्वात भाग जर वाढवीत नेला तर अखेर सर्व तेजोभाग नाहींसा होऊन सर्व नळीभर अद्दश्य असा एक प्रवाह सुरू होतो; पण यावेळीं विद्युन्मंडळांत जी उघडी जागा ठेवलेली असते, तिची लांबी मात्र वाढवावी लागते. नाहीं तर विद्युत, आतां त्या निर्वात जागेतून मार्ग काढण्याऐवजीं या मोकळया जागेंतून मार्ग काढते; असो. अशा तर्‍हेनें जो हा अद्दश्य प्रवाह सुरू होतो त्याला ॠणध्रुवकिरण म्हणतात.

(आ)  ॠणध्रुवकिरण :-निर्वात नळींत एकदां अद्दश्य प्रवाह सुरू झाला म्हणजे उजेडाचा किंवा द्दश्य भागाचा कांहींच प्रश्न रहात नाही, पण ॠणध्रुवापासून कांही तरी अतिशय वेगानें बाहेर पडत असतें, आणि तें जोंपर्यंत कशानें थांबविलें गेलें नाहीं तोंपर्यंत तें अद्दश्य असतें, पण त्याच्या सरळ गतींत जर का विरोध झाला तर तें द्दश्यमान होऊं लागतें. अर्थातच या कृष्ण किरणांनीं व्यापलेला प्रदेश कृष्णच असणार पण याच्या सीमा मात्र प्रकाशित असतात, कारण त्या ठिकाणीं या किरणकणांना प्रतिबंध होत असतो; एरवीं ह्यांची गति अगदीं सरळ असते व ते आपापसांत एकमेकांवर सुद्धां आपटत नाहींत. ह्या कृष्ण किरणांत कांही शक्ति आहे हेंही सिद्ध होणें फारसें कठिण नाहीं. कारण हे कृष्ण किरण जर एका केंद्रांत आणले, व त्या ठिकाणीं प्लातिन (प्लॅटिनम ) धातूचा तुकडा ठेवला तर तो अतिशय तापतो, यावरून या कृष्ण किरणांच्या अंगी शक्ति असतें हें उघड आहे, निर्वात भाग जसजसा वाढवावा तसतसा प्लातिनचा पत्रा कमी कमी उष्ण होतो व पूर्ण निर्वात अवकाशाच्या वेळीं द्दश्य उजेड त्यांतून निघत नसला तरी, दुसर्‍या एका उच्च दर्जाच्या किरणांचें विसर्जन होऊं लागतें, आणि या किरणांनाच आपण क्ष-किरण म्हणतों. प्रक्षेप होणारा पदार्थ जर एकदम जोरानें थांबविला गेला तर हे क्ष-किरण विसर्जन त्यांतून होऊं लागतें; आणि हा धर्म चर विद्युद्भारांच्याच अंगीं असतो व तोहि त्यांची गति जर प्रकाशगतीच्या बरोबरीनें असेल तरच हा धर्म त्यांच्या अंगी असूं शकतो.

या ॠणध्रुव किरणांची भेदक शक्ति फार चमत्कारिक आहे. हे कोणत्याहि धातूच्या पत्र्यांना भेदून पार निघून जातात व नंतर बाहेर हवेंत आले, म्हणजे हवेच्या प्रतिबंधामुळें ते तेजोमय होतात. हे द्दश्य पाहून कांहींची अशी कल्पना झाली कीं हे विद्युद्भारयुक्त पदार्थ-परमाणू असावेत, पण पदार्थ परमाणूंना आघाताशिवाय एक हजारांश इंच सुद्धां प्रवास करतां येत नाहीं.

कांहीं काळ अशी कल्पना होती कीं हे जे ॠणध्रुव किरण आहेत हे पळणारे परमाणू असून त्यांची गति साधारण अणूंच्या गतीसारखीच आहे, पण फरक एवढाच कीं त्यांचा मोकळा मार्ग हा मात्र साध्या वायुरूप पदार्थांच्या परमाणूंना जेवढा मिळतो, त्यापेक्षांहि जास्त आहे, त्याचप्रमाणें ते जे फिरतात ते समांतर रेषात फिरत असल्यामुळें, आणि त्यांची गति उष्णतांशुविक्षेपणासारखी अनियमित नसल्यामुळें, त्यांना बराच मोठा मोकळा मार्ग मिळतो. क्रूक नांवाच्या शास्त्रज्ञाची अशी कल्पना होती कीं ज्याप्रमाणें वायुरूप, द्रवरूप व घनरूप या पदार्थांच्या तीन स्थिति आहेत त्याचप्रमाणें ही एक चवथी स्थिति होय.

आतां अशी एक शंका निघणें साहजिक हे कीं, ॠणध्रृवापासून निघणार्‍या परमाणूंना गति कशावरून असते, या शंकेचे निराकारण निर्वात नळींत कांहीं चक्ररचना करून नंतर विद्युत्प्रवाह सोडला असतां, तीं चक्रें फिरूं लागतात या प्रयोगानें होतें. दुसरें या किरणांच्या जवळ जर घोडयाच्या नालाच्या आकाराचा लोहचुंबक आणला, तर हे आपल्या सरळ मार्गापासून च्युत होतात. यावरून ह्या किरणांतील परमाणू विद्युत्पूर्ण आहेत हें सिध्द होतें, एवढेंच नव्हे तर हे विद्युत्परमाणू ॠण विद्युत्पूर्ण आहेत हेंहि प्रयोगानें सिध्द होतें; व यांच्यांत धनविद्युत्पूर्ण परमाणूंची संख्या फारशी असेल हें संभवत नाहीं. यावरून असें दिसतें कीं, कांहींका कारणांमुळें असेना, निर्वात नळींत ॠण विद्युत्किरण धन विद्युत्किरणापेक्षां फार चपल असतात एवढेंच नव्हे तर त्यांची गति अतिशयच असते. या गतीमुळें त्यांना वाटेल तितकें लांब जातां येतें, व तसेंच विरुद्ध विद्युत्भार असलेल्या कणांशीं संयोग पावून स्वत:ला नाहींसेहि करून घेतां येतें.

प्रो. टौनसेंडच्या मतानें यांची वाहकता, जर हवेंत धुळीचे कण नसतील तर बरीच टिकते, कारण हवेंत धुळीचे कण असले म्हणजे, ते विद्युद्भारांची देवाण घेवाण करीत असतांना स्वत:लाहि कांहीं ठेवतात. आणि हवेंत धुळीचे कण बिलकुल नसले तर वाहकशक्ति नष्ट होण्यास जास्त वेळ लागतो, यावरून असें वाटतें कीं, हे चर परमाणू फारच लहान असले पाहिजेत, व त्यांचे एकमेकांवर क्वचितच आघात होत असले पाहिजेत. परमाणू जितके आकारानें लहान तितका त्यांना आघात सहज चुकवितां येतो. वायूच्या अणूचें चापल्य किंवा प्रसरणशक्ति त्याच्या परमाणूंच्या आकारावर, आणि त्यांच्या स्वतंत्र मोकळ्या रस्त्यावर अवलंबून असते. विद्युद्विश्लेषणांत जे चपल परमाणू असतात ते द्रव्य-परमाणू नसून, द्रव्यपरमाणूपासून निराळा झालेला त्यांचा विद्युद्भार असतो, आणि अर्थातच द्रव्यपर-माणूचें ओझें नाहींसें झाल्यामुळें त्याला वाटेल तेवढया गतीनें फिरतां येतें; व विद्युन्मार्गाच्या विद्युच्छक्तीचाहि त्याच्यावर परिणाम होतो. यावरून असें दिसतें कीं विद्युद्भार हा द्रव्य-परमाणूपासून निराळा एकटा राहूं शकतो, किंवा एका परमाणूपासून दुसर्‍या परमाणूकडे जात असतांना कांहीं वेळतरी तो एकटा रहातो असे धरण्यास हरकत नाहीं. या क्षणिक स्वातंत्र्यात निर्वात अवकाशांत कांहीं विद्युद्भार विजातीय विद्युद्भाराशीं मिसळून नाहीसें होणें साहजिक आहे, त्याचप्रमाणें कायमचे सुटून जाऊन वाटेल तिकडे वावरणेंहि साहजिक आहे. अशा तर्‍हेच्या कल्पनेने मोकळया असलेल्या विद्युद्भारांना म्हणजे एकाकी परमाणूवरील मोकळया झालेल्या विद्युद्भाराला अतिपरमाणुविद्युत्कण हें नांव दिलें गेलें.

ॠणध्रुव किरण ज्यांचे बनलेले आहेत त्या चपल कणांकडे जर पाहिलें तर ते बहुतकरून अतिपरमाणुविद्युत्कणच असावेत असें वाटूं लागतें, कारण त्यांच्या अंगीं विलक्षण चापल्य, अतोनात वेग आणि प्रसरण पावण्याची अगाध शक्ति ही आहेत; आणि त्यांना कोणतेंहि द्रव्य असें म्हणतां आलें नाहीं, तरी द्रव्याचे कांहीं गुण त्यांच्या अंगीं नाहींत असें मात्र म्हणतां येणार नाहीं. द्रव्यपरमाणूप्रमाणेंच यांच्या अंगी जडत्व व भ्रामकत्व हीं आहेत, आणि त्यामुळेंच ते निर्वात नळींत तयार केलेली चक्रयोजना फिरवितात; तशीच त्यांच्या अंगांत गति-विशिष्ठ-शक्ति आहे, व त्यामुळें त्यांच्या मार्गामध्यें आलेला प्लातिनचा तुकडा तापविला जातो; आणि अतिशय वेगानें फिरत असतां जर ते मध्येंच जोरानें थांबविले गेले, तर एकदम त्यांचा उजेड पडूं लागतो किंवा त्यापेक्षांहि उच्च दर्जाच्या किरणविसर्जनास म्हणजे क्षकिरणविसर्जनास सुरवात होते. विद्युत्तत्वाप्रमाणें क्षकिरणांच्या या धर्मावरून कांहीं निश्चित गोष्टींचा सुगावा लागण्यासारखें आहे. विद्युत्प्रवाहाकरिता धन विद्युतपरमाणूंचीच जरूर असते ॠण विद्युत्परमाणू कितीहि असले तरी त्यांचा कांहींएक उपयोग नसतो. तरीहि पण ते सर्वच संपून जाऊं नयेत ह्मणून ते वरचेवर उत्पन्न होत असतात. ॠण विद्युत्कणांच्या गर्दीमुळे निर्वात नळींत जी कांहीं शिल्लक हवा राहिलेली असते तिचें विश्लेषण होऊं लागतें, आणि त्या विश्लेषणांत धन वैद्युदणू (Positive  ions) उत्पन्न होतात. हे धन-वैद्युदणू ॠणध्रुवापासून होत असणार्‍या ॠण विद्युत्कणांच्या भडिमाराला न जुमानतां ॠणध्रुवाकडेसच जात असतात; आणि अखेर त्यावर आपटतात व या आघातामुळें आणखी विद्युत्कण उत्पन्न करितात. ॠणध्रुवावर जो प्रकाशित भाग असतो, त्याच ठिकाणीं हें विश्लेषण चालू असतें असा समज आहे.

ज्या जोरानें ते पुढें लोटले जातात त्यावरून त्यांच्यावर जबर विद्युद्भार असला पाहिजे असें वाटतें, आणि त्यांची भेदून जाण्याची शक्ती इतकी विलक्षण आहे कीं, त्यांना साधारण आपणांस छिद्ररहित दिसणार्‍या धातूच्या पत्र्यांमधूनहि जातां येतें यावरुन त्यांचा आकार फारच लहान असला पाहिजे हें सिध्द होतें.

(इ) ॠणध्रुव किरणांची गति व विद्युद्रासानियक सममूल्य :-  ज्यावेळीं अतिपरमाणु विद्युत्कणांची गति मोजावी, त्यावेळीं ॠणध्रुव किरण हे परमाणूंचे बनलेले आहेत ही कल्पना पार नाहींशी होते, कारण त्यांची गति दर सेकंदाला दहा हजार मैल किंवा कमींत कमी म्हणजे प्रकाशाच्या गतीच्या एक दशांशाइतकी येते; आणि सेंटिमीटर ग्रॅमपध्दतीनें मोजली तर ती १०^९ इतकी भरते व विद्युद्रासायनिक सममूल्य १०^७ इतकें भरतें. याला प्रमाण मात्र उज्ज (हायड्रोजन ) वायु धरला आहे. निर्वात नळींतील वायु कोणताहि असला किंवा विद्युन्मार्ग कसलेहि असले, तरी यांत फरक होत नाहीं. दोन विद्युन्मार्गांतील संभाव्य शक्तीचा फरक व नळींतील निर्वाततेचें प्रमाण यावर ॠणध्रुव किरणांची गति अवलंबून असते.

ॠणध्रुव किरण ज्या कणांचे झाले आहेत, त्यांची गति जरी विलक्षण असली तरी त्यांची शक्ति साधारणच आहे, आणि त्यांचा एकंदर पिंड फारच थोडा होतो, पण त्यांचा एकंदर विद्युद्भार मात्र विलक्षण मोठा असतो. कारण ते १५ मायक्रो फॅरडची ग्राहकता एका सेकंदाला ५ व्होल्टनें वाढवितात, किंवा ज्या उष्णतामापकाची उष्णताग्रहणशक्ति ४ मि. ग्रॅ. पाण्याइतकी आहे त्याची उष्णता २ अंशानें वाढवितात; पण त्यांचा पिंड मात्र इतका लहान आहे की १/३० मि. ग्रॅ. गोळा करण्याला निदान शंभर वर्षे तरी लागतील. त्यांची गति बंदुकीतून सुटलेल्या गोळीच्या गतीपेक्षा लाखों पटीनें जास्त आहे आण या किरणांना जर द्रव्य म्हणावयाचें असेल तर द्रव्यांत ह्यांचीच सर्वात जास्त गति आहे. आतां ह्या ॠणध्रुव किरणांतील कण, परमाणू आहेत असें म्हटलें तर निदान त्यांच्यावरील विद्युद्भार तरी अतिशय मोठा आहे असें म्हटल्याशिवाय गत्यंतर नाहीं. पण या उडणार्‍या कणांचा विद्युद्भार व विश्लेषणांत सांपडलेल्या परमाणूंचा विद्युद्भार सारखाच आहे असें निश्चित वाटल्यावर, मग हे जर परमाणू असतील तर त्यांचा पिंड तरी विश्लेषणांत सांपडलेल्या परमाणूंच्या पिंडापेक्षां हजारांशानें लहान असला पाहिजे; आणि असा एकदा विचार कायम झाला म्हणजे हे ॠणध्रुवापासून निघणारे कण कांहीं तरी निराळे म्हणजेच आतांपर्यंत जे अति परमाणुविद्युत्कण आहेत अशी कल्पना केली आहे ते असले पाहिजेत किंवा ते निराळे विद्युत्परमाणूच असले पाहिजेत.

३  उ प नी ल लो हि त कि र णां च्या यो गा ने हो णा रा वि- द्यु त्स्त्रा व : -ॠण विद्युत्पूर्ण अशा भागावर जर उपनील लोहित किरण – मग ते कोणत्याहि प्रकाशस्थानापासून आलेले असोत पाडले तर त्या भागांतून विद्युद्भार हळू हळू नाहींसा होऊं लागतो, त्या भागाजवळ जर लोहचुंबक आणला तर लोहचुंबकाच्या शक्तिरेषा (Lines of force ) ज्या दिशेनें जात असतील त्या मानानें त्याच्यांत फरक होत असतो. हा स्त्राव, कण स्वत: बाहेर निघून जाण्यामुळेंच होत असतो. ॠणध्रुव किरणांत ज्याप्रमाणें विद्युत्कण स्वत:च हिंडत असतात, त्याचप्रमाणे उपनीललोहित प्रकाशामुळें ते या भागांतूनहि स्वत:च जाऊं लागतात. हा देखावा पहाण्याकरितां निर्वात प्रदेश लागतो असें नाहीं, पण निर्वातप्रदेशांत हा चांगला दिसतो. खरें म्हटलें तर अणुमध्यें चलबिचल सुरु झाल्याशिवाय हा स्त्राव शक्य नाहीं. ही चलबिचल उपनीललोहित किरणांच्या समकालिक आंदोलनांच्या योगानें सुरू होते. व अणूमध्यें चलबिचल सुरू झाली म्हणजे त्यांचा ॠण विद्युद्भार त्यांच्या पासून ढिला होतो, व तो तेथून अर्थातच दूर जाऊं लागतो; याशिवाय किरणांच्या योगानें थोडीशी धन विद्युत् उत्पन्न होते, व या धनविद्युत उत्पत्तीच्याच योगानें फक्त जो परिणाम होतो तो धातूच्या उष्णतामानावर अवलंबून असतो.

जे.जे.थॉम्सन या शास्त्रज्ञानें हा स्त्राव मोजण्याकरितां कांहीं प्रयोग केले. त्यानें असें शोधून काढलें कीं या कणांचा लोहचुंबकामुळें धातूच्या पत्र्याला सोडल्यावर फिरण्याचा जो मार्ग आहे तो चक्राभास (Cycloid) आहे आणि त्या चक्राभासाचे प्रमाण प/व  (प=पिंड आणि व=विद्यद्भार ) हें होय; म्हणजे, त्या कणाचा पिंड व त्यावर असलेला विद्युद्भार यांच्या भागाकाराच्या प्रमाणांत त्या चक्राभासाचा आकार असतो. हे चक्राभास अद्दश्य असून त्यांना पक्ष पहाणें फार कठिण आहे. त्यांची कल्पना मात्र करतां येते ती अशी कीं, समजा एखाद्या धातूच्या पत्र्यांतून हे कण निघून जात आहेत, तर त्या धातूच्या पत्र्याजवळ दुसरा एक पत्रा आणला, तर तो पत्रा जर चक्राभासाची जी त्रिज्या असेल त्याच्या आंत आला तर त्याच्यावर विद्युद्भार येईल व तो त्रिज्यान्तराच्या जर बाहेर गेला तर त्यावर विद्युद्भार बिलकुल येणार नाहीं; अशा तर्‍हेनें तो दुसरा पत्रा हलवून या कणांचा मार्ग चक्राभास आहे हें काढतां येतें; पण हाच पत्रा जर त्रिज्यान्तराच्या बाहेर नेऊन विद्युत्क्षेत्र जास्त शक्तिमान् केलें किंवा लोहचुंबकीय क्षेत्र कमी केलें तरी यावर पुष्कळसें विद्युत्कण येऊं शकतील. बरोबर त्रिज्यान्तर मोजण्याला दुसरा धातूचा तुकडा पुढें मागें सरकवून पाहून ज्या ठिकाणापासून विद्युद्भार येणें कमी होऊं लागेल तें त्रिज्यान्तर धरणें बरोबर होईल व हें अन्तर, व पिंड, विद्युच्छत्तिच् वगैरेचा संबंध (^{२ प.वि.}/व. ल२) या सारणीनें दाखविला जातो. यांत [ प=पिंड, वि=क्षेत्रांतील विद्युच्छक्ति, व= पिंडावरील विद्युद्भार, ल=लोहचुंबकाची शक्ति ( पृथ्वीची लोहचुंबकशक्ति) ].  यापैकीं क्षेत्राची विद्युच्छक्ति व पृथ्वीची लोहचुंबक शक्ति माहित असल्यामुळें, पिंड व विद्युद्भार यांचें प्रमाण सहज काढतां येतें. हें त्रिज्यान्तर जरी अगदीं बरोबर मोजतां आलें नाहीं, तरी या प्रयोगामुळें आलेली पिंड व विद्युद्भार यांच्या प्रमाणाची किंमत थॉमसननें काढलेल्या १०७ याच्या अगदीं जवळ जवळ येते.

या प्रयोगात कांहीं जर विशेष असेल तर तें हें की, यांत विद्युन्मापकाच्या विक्षेपाशिवाय दुसरें कांहींच दिसत नाहीं. लेनार्डच्या पद्धतीनें प्रयोग केला तर महत्तम विक्षेप किती हें पहावें व थॉमसनच्या पद्धतीनें प्रयोग केल्यास शून्य विक्षेपापासून अमुक एक विक्षेपापर्यंत कसें जातें, हें पहावयाचें.

४  ले ना र्ड चा ^प/व प्र मा ण मो ज ण्या क र तां प्र यो ग :- या प्रयोगांत विद्युत्स्फुल्लिंगाचें तेज विद्युद्भारित `क’ या तबकडीवर पडतें आणि मग तिच्यांतून विद्युत्कण बाहेर पडून ते `ब’ या सरंध्र तबकडीतून `इ’ या तबकडीवर पडतात, आणि अशा वेळीं त्यांच्या मार्गांत जर योग्य त्या तर्‍हेनें लोहचुंबकाची शक्ति सोडली तर ते `फ’ या तबकडीवर त्यांचें विक्षेपण होऊन पडू लागतात. ज्यावेळीं लोहचुंबकाची शक्ति जास्त लावावी त्यावेळीं त्यांचें पूर्ण विक्षेपण होऊन ते सर्व `फ’ या तबकडीवर पडूं लागतात. `इ’ व `फ’ हे निरनिराळया विद्युन्मार्गाला जोडलेले असतात. ज्यावेळीं `फ’ या तबकडीवर बहुतेक कण येऊं लागतात. त्यावेळीं या विद्युत्कणांच्या चक्राभासमार्गांची स्पर्शज्या पृथ्वीशी समांतर असते व हा चक्राभासविक्षेप `फ’ या तबकडीच्या मध्यांतून जात असतो. एवढया गोष्टी या वक्रगतीची त्रिज्या काढण्यास पुरेशा होऊन त्या लेनार्डने ( <sup>प. x ग. /</sup> व. x ल) या सारणीनें दर्शविल्या आहेत. यांत (प=पिंड, ग=पिंडाची गति, व=त्याचा विद्युद्भार, ल=पृथ्वीची लोहचुंबकीय शक्ति ) गतीचें माप ती, `ब’ व `क’ या दोन भागांतच असल्यामुळें त्यांच्या शक्त्यन्तरावर आहे आणि ती, [ <sup>१/२</sup> प x ग<sup>२</sup>= व (श-श’) या सारणीनें काढतां येते, (यांत श व श’ हे दोन विद्युन्मार्गांचे शक्तिनिदर्शक म्हणजे `क’ व `ब’चे शक्तिनिदर्शक आहेत व (श-श’) यानें शत्तच्यन्तर दाखविलें जातें; याप्रमाणें गति व पिंड व विद्युद्भार यांचें प्रमाण हीं दोन्ही मोजली जातात.

ही पिंड विद्युद्भार यांच्या प्रमाणाची किंमत दाब ज्या वेळीं थोडा असेल त्यावेळीं काढलेली आहे, पण दाब जर जास्त झाला तर यांची किंमत यापेक्षांहि कमी येऊं शकते. यावरून असें दिसतें कीं थोडया दाबाच्या वेळीं विद्युत्कण हा पर-माणूशीं संयोग पावत असला पाहिजे. साध्या वातावरणाचा दाब असतांना धन किंवा ॠण परमाणूच्या अवयवाची गति वायूरुप द्रव्यांत निराळी नसते, ते क्षेत्र मात्र विद्युत्क्षेत्र असलें पाहिजे, रेडियमपासून निघालेल्या विद्युत्कणांची गति इतकी असतें कीं, त्यांच्या बाबतींत हा परमाणूंच्या संयोगाचा भाग दिसूनहि येत नाहीं.

५  अ ति प र मा णु वि द्यु त्क णां ची ग ति :-धनवाहकाची गति दर सेंकदाला १०^८ सेंटिमीटर आहे व ॠणवाहकाची गति दर सेकंदाला ३x१०^९ सेंटिमीटर आहे. हें गतिप्रमाण प्रत्यक्ष मोजून काढलेलें आहे. या गतीमध्यें जो फरक दिसतो यावरून धनविद्युद्भारांच्या बरोबर द्रव्यपरमाणूंची संगती नेहेमीच असते, या काल्पनिक सिद्धांताला पुष्टि मिळते, आणि त्यांचा द्रव्यपरमाणूंशीं संयोग झाल्यामुळेंच त्याला परमाणूंचा अवयव वैद्युदणु (ion) म्हणतात. पण ॠणविद्युद्भार पुष्कळदां स्वतंत्रच सांपडतात, कदाचित् एकादे वेळीं त्यांच्याहि बरोबर द्रव्यपरमाणूंचें ओझें असेल, पण त्यावेळीं त्यांना रज (Corpuscle) म्हणावें लागेल. पण द्रव्यपरमाणुविरहीत असणारा विद्युद्भार, आपणाला सिद्धांतांत माहीत असलेल्या अतिपरमाणु विद्युत्कणा सारखाच असला पाहिजे.

६  वै द्यु द ण्वी भ व न ( Ionisation ) किं वा पृ थ क्करण. –हवा किंवा वायुरुप पदार्थ यांचे क्ष-किरणांच्या योगानें धन व ॠण वैद्युदणूंमध्यें वैद्युदण्वीभवन होतें, किंवा एखाद्या पदार्थांच्या अतिपरमाणु विद्युत्कणांच्या विसर्जनानेंहि होतें. पाण्याच्या पडण्याचे धक्यानें सुद्धां हवेचें वैद्युदण्वीभवन होतें; व याच कारणामुळे धबधब्याच्या तळाची हवा विश्लेषित असते.

७ द्द ढी क र ण (Condensation) - क्ष-किरणांच्या योगानें जर हवेचें पृथक्करण झालें व अशा पृथक्करण झालेल्या हवेंत जर विद्युन्मार्ग ठेवून त्यांचे विभाग केले तर ॠण विभाग एका विद्युन्मार्गाकडे व धन विभाग दुसर्‍या विद्युन्मार्गांकडे असे होतील व भांडयांतील हवेच्या विरलतेचें पहिल्या हवेशीं १.२५ असें प्रमाण आलें, तर अर्ध्या भांडयांत धुकें दिसूं लागतें, पण हेंच प्रमाण १.३१ केलें तर तें दिसत नाहीं. यावरून द्दढीकरणाला धनविभागापेक्षां ॠण विभागच जास्त उपयोगी आहेत हें सिध्द होतें. आतां ही झाली पदार्थपरमाणूंच्या ॠण व धन विभागांची गोष्ट. पण त्याप्रमाणें ॠणविभाग मध्यवर्ती असले म्हणजे त्यांच्या भोंवतीं द्दढीकरण होऊं लागतें, तसे जर `अतिपरमाणू विद्युत्कण’ असले तर होऊं लागेल काय हा प्रश्न निघतो. या प्रश्नावर सी. टी. आर. वुइलसन नांवाचा शास्त्रज्ञ असें लिहितो कीं, अतिपरमाणु विद्युत्कण जरी असला तरी तो हवेचें प्रसरण होण्यापूर्वींच परमाणूशीं संयोग पावून ॠण विभाग बनलेला असतो. पूर्णसंपृक्ततेच्या चौपट आर्द्रता ज्या हवेंत आहे त्या हवेंत शुष्क हवेच्या वैद्युदणूच्या आकाराचे अणू विद्युत्कणाच्या भोवतीं जमा होऊन मग शत्तिच्समता (equilibrium) होते. पण यापेक्षांहि जास्त आर्द्रता जर हवेंत असेल तर मात्र परिस्थितीत पुन: चलबिचल होऊन नंतर आर्द्रतेच्या अणूंचा थेंब होऊन तो दिसूं लागतो. पण अशा स्थितींत विद्युत्कण जर प्रसरण क्षेत्रांत प्रसरणानंतर एकदम एकाएकीं घुसले, व चौपट संपृक्ततेपेक्षां जास्त आर्द्रता असूं लागली, तर मग थेंबाच्या द्दढीकरणाकरितां तेच वैद्युदणु न होतां तसेच्या तसेच मूलबिंदू होतात. पण उप-नील-लोहित किरणांच्या प्रकाशांत जर प्रयोग केला तर या विद्युत्कणांचे अतिशय लवकर म्हणजे प्रसरण होण्यापूर्वीच वैद्युदणू झालेले असतात.

८  वि द्यु त्क णा च्या ब द्द ल नि र्ण य :-आतांपर्यंतच्या प्रयोगानें विद्युत्कणाचा विद्युत्भार व पिंड यांच्या प्रमाणाची किंमत काढली गेली, पण विद्युत्भार व पिंड यांची निरनिराळी किंमत काढली गेली नाहीं; त्याला मुख्य अडचण हीं कीं, आतांपर्यंत आपण बहुसंख्याक विद्युकण घेत होतों आणि म्हणून त्यांचा सर्वांचा एकत्र पिंड आपणाला मिळत असे. उदाहरणार्थ `स,’ ही या विद्युत्कणांची संख्या व `प,’ हा पिंड
असला तर आपल्याला `सप’, ही सर्व विद्युत्कणांच्या पिंडाची किंमत मिळत असे, पण `स’ व `प’ यांची निरनिराळी किंमत मिळत नसे. त्याचप्रमाणे `ग’ ही त्यांची गति धरली तर त्यांच्या एकत्रित गतीची किंमत ( १/२ पx ग² ) या सारणीनें मिळे; पण, `प,’ व `ग,’यांची, निरनिराळी किंमत मिळाली नाहीं. तेव्हां `स’ व `प’ व त्याचप्रमाणें `ग’ व `प’ यांची निरनिराळी किंमत कशी काढावी हा प्रश्न रहातो.

पुन्हा दुसरी गोष्ट म्हणजे हे विद्युत्कण एखाद्या रिकाम्या भांडयांत सोडले व ते भांडें विद्युन्मापकाला जोडलें तर एकंदर विद्युन्मान काय हे मोजणें कठिण नाहीं. म्हणजे (सxव ) ही किंमत निघेल, पण`स’ आणि `व’ ह्यांची निरनिराळी किंमत कशी काढणार ?

तेव्हां सxप, सxव. ^१/२ पग^२, ग, व/प इत्यादि निरनिराळया सारण्यांच्या किंमती मिळतात. पण पिंडाची स्वतंत्र किंमत पाहिजे ती किंवा त्याचप्रमाणें विद्युत्भाराची स्वतंत्र किंमत मिळत नाहीं. ती मिळविण्यास `स’ म्हणजे संख्या याची किंमत काय आहे हें काढलें पाहिजे, व त्याची किंमत काय हें बरोबर तर्‍हेनें सांपडलें म्हणजे बरेंचसें काम झाल्यासारखें होईल, ही संख्या मोजण्याचा निरनिराळया तर्‍हेनें विल्सन अ‍ॅटकिन, व सर जार्ज स्टोक्स वगैरे शास्त्रज्ञांच्या सिद्धांताच्या सहायानें जे. जे. थॉमसननें प्रयत्न केला.

(अ) अटकिनचा प्रयोग :-घनमध्यबिंदू असल्या शिवाय धुक्याचा बिंदू तयार होत नाहीं. व हे मध्यबिंदू जितके असतील त्या मानानेंच धुक्याचे बिंदू तयार होतात. जर वाफ गाळून घेतली व तिच्यांत अशा तर्‍हेचे घनमध्यबिंदू अगदीं कमी केले, तर धुकें लवकर तयार होत नाहीं व झालेंच तर पाण्याचें मोठालें थेंब दिसूं लागतात. यावरून द्दढीकरणाला घनमध्यबिंदूची जरूर आहे हें निर्विवाद होते. या घनमध्यबिंदूची किंवा मूलबिंदूची जरुर कां असावी याचें केलव्हिननें चांगलें स्पष्टीकरण केलें आहे. वाफेच्या जोरावर वक्र पातळीचा परिणाम होत असतो, कारण जों जों द्रव पदार्थांची पातळी वक्र होऊं लागते तों तों त्याची जास्त जास्त वाफ होऊं लागते, व जर प्रदेश अत्यंत बाह्य वक्र झाला तर द्रव पदार्थांची एकदम वाफ होईल; आणि म्हणूनच द्रव पदार्थांचा अतिसूक्ष्म परमाणु सांपडत नाहीं. वाफेचें द्दढीकरण होण्याला धुळीच्या कणासारखा उत्तम वक्र भाग असलेला प्रदेश किंवा परमाणू किंवा कांहीं एकत्रित झालेले परमाणू हेच योग्य आहेत, किंबहुना याचीच विशेष जरूर आहे.

(आ) थॉमसनचा प्रयोग :-१८८८ मध्यें थॉमसननें असें दाखविलें कीं पदार्थांत विद्युत्जागृति केली असतां, त्याच्या वक्रपणाचा जो गुण असतो तो नाहींसा होतो; व बाह्यवक्र भागावर वाफेच्या द्दढीकरणाला तिची (विद्युत्जागृतीची) मदत होते. वक्रतेमुळें पृष्ठतन्येतेचा (Surface Tension) अंत:केंद्रिक अवयव तयार होतो. म्हणजे वक्रभागामुळें सर्व जोर त्रिज्येच्या द्वारें केंद्रावर येतो. पण विद्युतजागृतीमुळें, त्याच्या अगदीं उलट म्हणजे, वक्रतेला बाहेर लोटणारा असा दाब उत्पन्न होतो. `ट’ ही जर पृष्ठतन्यता धरली व `र’ ही जर त्रिज्या धरली तर तन्यतेचा कैंद्रिक अवयव ( ^२ट/र ) या सारणीनें दाखविला जाईल, आणि विद्युत्वाह्य तन्यता ( ^व२/८x२२_७x कx र^४) या सारणीनें दाखविली जाईल. ( व=विद्युभार, र=त्रिज्या, क=एक नियमित संख्या ) या दोन्ही सारणींचें समीकरण मांडून जी `र’ ची किंमत येईल ती ज्या वैद्युदणूवर पाण्याचा थेंब द्दढ होऊं शकतो, अशा वैद्यदणूच्या आकाराची किंमत होय. ह्या दोन्ही सारण्यांचे समीकरण मांडून `र’ची किंमत १०-^८ इतकी येते, व ही परमाणूच्या आकारमानाशी बरोबर जुळते. यावरुन सर्व साधारण दंवावधीच्या वेळीं वैद्युदणूच्या योगानें द्दढीकरण होण्यास हरकत नाहीं; आणि इतकाच विद्युद्भार वहाणारें पण आकारमानानें मात्र यापेक्षां मोठें असें जर कांहीं असेल तर त्यावर फारच लवकर द्दढीकरण होईल. यावरुन विद्युद्भार हा द्दढीकरणाला मदत करतो, व पुरेसा विद्युद्भार असेल तर, मध्यबिंदु (Nuclus ) चा आकार लहान असला तरी त्यावर द्दढीकरण होऊं शकतें, किंवा पुरेसा विद्युद्भार लहान आकाराच्या पिंडावर देखील द्दढीकरण होण्यास लावील हें सिद्ध होतें आणि यावरून थोडें पुढें गेलें, तर विद्युत्कणच जर मध्यबिंदु आले तर कोणत्याहि द्रव्यपिंडाची जरूर न लागतां वाफ त्यावरच द्रवरुप होऊं लागेल असें म्हणण्यास हरकत नाहीं. ते (विद्युत्कण) गाळून काढणें शक्य नाहीं, व काढले तरी, धुळविरहित हवेंत ते उत्पन्न होण्यास वेळ लागत नाहीं. पुष्कळसे वैद्युदणू जर हवेंत असतील, तर दाट धुकें दिसूं लागेल पण या धुक्याचा रंग नेहेमीच्या धुळीच्या कणाभोवती जमणार्‍या पावसाळी धुक्यापेक्षां अगदीं निराळा दिसेल. हे जे विद्युत्पूर्ण मध्यबिंदू आहेत तें ज्या योगानें हवेचें पृथक्करण होतें किंवा हवेंत वैद्युदणू उत्पन्न होतात अशा कोणत्याहि रीतीनें, उत्पन्न होतात.

क्ष-किरणांच्या सहाय्यानें किंवा दुसर्‍या कोणत्यातरी रीतिनें विद्युन्मध्यबिंदू उत्पन्न करुन, कांहीं एक मर्यादित वाफेचें द्दश्य असे द्दढीकरण केलें. विद्युन्मध्यबिंदूंच्या योगानें एकदम धुकें तयार झालें व हळूहळू थेंब पडूं लागले, त्यानें त्या थेंबाच्या रंगावरुन त्यांच्या आकाराचा अजमास केला, पण तो अर्थातच असमाधानकारक होता. पुढें त्या थेंबांचा पडण्याचा वेग मोजून पुढें त्यांच्या आकाराचा अजमास थॉमसननें केला. तें थेंब सारख्याच आकाराचे असतात व ते एकदमच पडूं लागतात; त्यामुळें ते मोजण्यास कठीण जात नाहीं.

वैद्युदणू उत्पन्न करणारे क्ष-किरण स्फटा ( अल्युमिनम ) च्या घट्ट झांकणांतून एकाद्या भांडयांत येतात. विद्युत्स्त्राव मोजण्याकरितां स्फटचें ( अल्युमिनम ) झांकण व पाणी यांचा विद्युन्मापकाकडे संबंध जोडलेला असतो. विद्युन्मापकाच्या दोन्ही टोंकांचें विद्युच्छक्त्यन्तर साधारण ठेवलेलें असतें. इतकी व्यवस्था झाल्यावर, प्रसरणाकरितां जी सोय केलेली असते, तिच्या योगानें प्रसरण करतात. प्रसरण होऊं लागल्याबरोबर धुकें दिसूं लागतें व त्यांचा पडण्याचा किंवा धुकें होण्याचें थांबण्याचा वेग प्रकाशित ( भांडयातील ) भागाकडे पाहून मोजतां येतो. स्टोकच्या सारणीप्रमाणें द्रवबिंदूचा आकार काढतां येतो. ( क=^२/९ ^{गुxघx र}/हवेची घनता ).  यांत ( गु = गुरुत्वाकर्षणाची किंमत, घ=थेंबाची हवेपेक्षां जास्त असणारी घनता, र = थेंबाची त्रिज्या, क=त्यांचा पडण्याचा वेग.) या सारणीवरुन थेंबाचा पतनवेग व त्याचा आकार यांचा काय संबंध आहे हें काढतां येतें. प्रसरण किती झालें हें माहिती असल्यामुळें किती पाण्याचे बिंदू झाले हें काढतां येतें; आणि म्हणून हे थेंब किती आहेत व त्याचप्रमाणें त्यांच्या द्दढीकरणाला लागणारे मध्यबिंदू म्हणजे वैद्युदणू किती आहेत हेंहि काढतां येतें. एका प्रयोगांत एका घनसेंटिमीटरला अशा तर्‍हेचे थेंब ३०००० प्रमाणें मोजले गेले, आणि जितके थेंब तितकेच मध्यबिंदू, म्हणून मध्यबिंदूचीहि संख्या मोजली गेली.

या प्रयोगाच्या योगानें मध्यबिंदूंची संख्या सांपडल्यामुळें निव्वळ पिंडाची किंमत, व त्याचप्रमाणें त्या पिंडाच्या निव्वळ विद्युद्भाराची किंमत काय हें त्याच्या प्रमाण सारणीवरून (^व/प) काढतां आलें.

स्थिर विद्युत मूलमानाच्या प्रमाणानें मोजले तर विद्युद्भार ( ३x१०-^१’) इतका भरतो, व विद्युच्चुंबकीय मूलमानाच्या प्रमाणें मोजला तर ( १०-२) इतका भरतो. यावरुन पिंडाची जी किंमत निघेल ती अर्थातच घन विद्युद्वाहकाची किंवा वैद्युदणूंची होईल; आणि तो परमाणूचा खरा खरा जो पिंड आहे त्याची किंमत दाखवील; किंवा या किंमतीपेक्षां जर जास्त किंमत येऊं लागली तर एकापेक्षां जास्त परमाणू एके ठिकाणीं
झाले असें म्हटलें पाहिजे. ॠणविद्युत्द्वाहक किंवा विद्युत्कण यांच्या ( व/प ) विद्युद्भार व पिंड यांच्या प्रमाणाची किंमत ( १०^७ ) इतकी आहे आणि त्यांच्या पिंडाची किंमत नक्की ( १०-२७) ग्रॅम इतकी येते. ही सगळयांत हलका जो उज्ज ( हायड्रोजन ) वायूचा परमाणू त्याच्या १/७०^० आहे. अशा तर्‍हेनें परमाणूपेक्षांहि लहान पिंड स्तित्वांत आहेत याची प्रयोगानें सिद्धता मिळाली. या सिद्धतेच्या योगानें या शास्त्रांत
एक निराळें मन्वंतरच झालें.

९  अ ति प र मा णु वि द्यु त्क णा व री ल वि द्यु द्भा र :- एच. ए. विलसन नांवाच्या शास्त्रज्ञानें, `त्रिशंकू’च्या प्रयोगानें या विद्युद्भाराची किंमत काढली. तो प्रयोग म्हणजे असा कीं, द्रव झालेल्या वाफेचा बिंदू हवेंतून खालीं पडत असतांना त्याला त्रिशंकूप्रमाणें मधल्यामध्येंच लोंबत ठेवण्यास किती विद्युच्छक्ति लागेल, ती मोजून मग त्या बिंदूचें वजन व ही विद्युच्छक्ति यांचें समीकरण मांडून मग प्रमाण काढणें. भ= जर त्या बिंदूचें वजन असेल व इ=विद्युत्क्षेत्राची शक्ति आणि व, जर त्या बिंदूंत असलेल्या मध्यबिंदूचा विद्युद्भार असेल तर त्यांचें भ= Fxव असें समीकरण मांडतां येईल, या समीकरणांत इ, म्हणजे विद्युत्क्षेत्राची किंमत व `भ’ म्हणजे त्या थेंबाचें वजन यांच्या किंमती माहिती असल्यामुळें `व’ म्हणजे विद्यद्भार याची किंमत काढतां येते. या प्रयोगाअन्वयें आलेली विद्युद्भाराची किंमत (३.१x१०-^१०) इतकी होती.

गतिमापनाच्या सहाय्यानें थॉमसननें काढलेली किंमत (३.४x१०^-१०) इतकी होती.

आकार :- हे इकडे तिकडे फिरणारे कण हे द्रव्यकण असून त्यांच्यावर कांहीं विद्युद्भार आहे असा हा कल्पित सिद्धांत घेऊन चाललें तर, या कणांची विद्युत आणि द्रव्य अशी दुहेरी रचना होते, आणि अर्थातच त्याला येणारें जडत्वहि या दोन कारणांमुळें असलें पाहिजे. अशा दुहेरी कल्पनेमुळें प्रगति होणें कठिण जाऊं लागलें; पण त्याऐवजीं हे फिरणारे कण दुसरें कांहीं नसून विद्युत्कण आहेत, व त्यावर विद्युद्भार आहे व तेच परमाणूंचे घटक आहेत, पण त्यांना कोणत्याहि द्रव्याच्या मध्य बिंदूची (Material nucleus) जरुर नाहीं, अशी कल्पना केली तर ती प्रगतीच्या वाटेंत अडथळा आणणार नाहीं. परमाणूंचे जे गुणधर्म आहेत ते सर्व या घन अथवा ॠण विद्युत्कणांच्या समुदायांच्या मुळें झालेले असावेत व त्यांपैकीं एक दुसर्‍यापासून निराळा करणें शक्य असून तो स्वतंत्र आहे. या कल्पित सिद्धांतानुरोधानें या कणांचा पिंड जर मोजतां येतो तर त्यांचा आकारहि मोजतां आला पाहिजे. कांहीं विद्युदुण व कांही द्रव्यगुण अशा दोन्हींचाहि हिशेब धरुं म्हटलें तर आपल्याला कशाचा पत्ता लागणार नाहीं, व म्हणूनच हे कण निव्वळ विद्युत्कण आहेत असें धरून चालणेंच श्रेयस्कर होईल. दुसरा कल्पित सिद्धांत जर गृहीत धरला तर पिंड व विद्युद्भार यांच्या प्रमाणावरून या कणांचा आकारहि काढतां येईल; कारण यांचा पिंड उज्ज (हायड्रोजन ) परमाणूचा पिंडाच्या ^१/१००० आहे व त्याचा विद्युद्भार स्थिरविद्युत् मूलमाना प्रमाणें मोजला तर, ( १०^-१०) इतका होतो हें आपण मागें पाहिलेंच, तेव्हां विद्युत्कणाचें जितकें जडत्व आहे, तितकेंच जडत्व या विद्युद्भाराचें असावयाचें असें असल्यास त्या विद्युद्भाराचा आकार ( १०.१३) सेंटिमीटर त्रिज्या  असलेल्या गोलाएवढाच असला पाहिजे, तेव्हां आपला जो कल्पित विद्युत्कण आहे त्याचाहि आकार हाच असला पाहिजे,आणि या आकाराकडे पाहिलें म्हणजे मग ॠणध्रुव किरणांची भेदक शक्ति यथार्थ आहे असें वाटूं लागतें. कारण द्रव्यपरमाणूच या विद्युत्कणांचे बनलेले आहेत, व अर्थातच मग अशा दोन कणांत बरीचशी मोकळी जागा रहात असली पाहिजे, आणि म्हणूनच या कणांना एखाद्या धातूच्या पत्र्यांतून धक्का न खातां पार निघून जातां येतें.

विद्युत्कणाचा व्यास (१०^-१३) इतका आहे व परमाणूचा व्यास १०^-८ सेंटिमीटर इतका आहे. सूर्यमालेशीं जर याची तुलना केली तर पृथ्वीचा व्यास तिच्या कक्षेच्या ^१/२४००० आहे. आतां पृथ्वी हाच विद्युत्कण आहे अशी कल्पना केली तर परमाणूचा गोल इतका मोठा होईल कीं, सूर्य हा जर मध्य कल्पिला तर त्या गोलाची त्रिज्या पृथ्वीचें सूर्यापासून जितकें अंतर आहे त्याच्या चौपट होईल. साध्या वातावरणांत चार इंचाचे जागेंत एक विद्युत्कण जवळजवळ दहाकोट दुसर्‍या कणांना चुकवून जात असतो; पण जे परमाणू अतिशय घन धातूंतून पलीकडे जात असतात त्यांना मात्र इतका मोकळा रस्ता मिळत नाहीं. सरासरी मिलिमीटरच्या एक हजारांशाइतका त्यांना मोकळा मार्ग मिळतो, आणि तोहि सरळ रेषते मिळत नाहीं; आणि म्हणूनच स्फट (प्लॅटिनम)च्या पत्र्यांतून हे कण जात असतांना, त्या पत्र्याच्या पृष्ठभागांत जवळच थांबविले जातात आणि मग त्या गतिविरोधानें क्ष-किरण उत्पन्न होतात.

हे फिरत असतांना एकमेकांचे जे एकमेकांवर आघात होतात, त्यांची तुलना आकाशांतील तारकांच्या आघातांशीं करतां येण्याजोगी आहे. हे एकमेकांवर आपटणारे पिंड एकास लाख या प्रमाणांत आहेत. ह्या फिरणार्‍या विद्युत्कणांची स्थिति सूर्यमालेवर येणार्‍या धूमकेतूच्या स्थितीप्रमाणें होते. ज्याप्रमाणें धूमकेतू फिरत फिरत एखाद्या ग्रहाच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या तडाख्यांत आला म्हणजे, तो ग्रह आपल्या गुरुत्वाकर्षणाच्या तडाख्यांत धरून आपल्या ग्रहमालेंतील एक कायमचाच ग्रह त्या धूमकेतूला करून टाकतो, त्यचप्रमाणें परमाणूरुपी ग्रह या विद्युत्कणरूपी धूमकेतूला कायमचाच आपल्या मालेंतील करून टाकतो. यावरून विद्युत्कण परमाणूच्या परिमाणांतच थांबविला जात असला पाहिजे, म्हणजे १०^-८ सेंटिमीटर एवढयाच अंतरांत थांबविला जात असला पाहिजे, आणि एक विद्युत्कण थांबविण्यास ^१/१० डाईन शक्ति लागते ( डाईन= सेंटिमीटर ग्रॅम पद्धतीनें एक ग्रॅमवजन, एका सेकंदांत एक सेंटिमीटर वर उचलण्यास लागणारी शक्ति) आणि म्हणूनच आत्यंतिक किरणविसर्जनाचे देखावे दिसतात. प्रकाशाच्या वेगाच्या ^१/१० वेग असणार्‍या विद्युत्कणाची गति थांबविण्यास किती शक्ति लागते हें खालील सारणीनें कळेल.

शक्ति/वेळ=^१/२पxग^२x ग/२xपरिमाण= १०^-२७x(१०^९)^३x१०^८ = १०^८ अर्ग. १०^८ अर्ग म्हणजे जवळ जवळ १० वॅट ( वॅट=एक अम्पीयर तीव्रता असलेल्या विजेच्या चालक शक्तीच्या एका व्होल्टनें केलेलें काम ). पण यापैकीं फारच थोडा भाग किरणरूपानें जातो, व बाकीचा उष्णता म्हणून बाहेर पडतो. किरणरूपानें किती बाहेर पडतो हें `लारमूरच्या सारणीनें काढतां येतें.

^{(विद्युत्भार)2}/गतिx(गतिवर्धक)२=१०^-४०/१०^१०x१०^५२=१००अर्ग

तेव्हां १०^८ अर्ग पैकीं फक्त १०^२ अर्गच कायते किरण रूपानें बाहेर पडतात, बाकीचे उष्णता म्हणून बाहेर येतात.

या शक्तीपैकीं उष्णतेपेक्षां किरण म्हणून किंवा किरणापेक्षां उष्णता म्हणून कशी व किती शक्ति बाहेर येईल हें विचार करण्यासारखें आहे. किरणविसर्जन शक्तीच जर जास्त पाहिजे असेल, तर विद्युत्कणाचा वेग, प्रकाशवेगाच्या निदान अगदीं जवळ जवळ पाहिजे व त्याचा गतिविरोध जागच्याजागीं झाला पाहिजे; विद्युत्कणाचा वेग प्रकाशवेगाच्या ^१/१० असेल व त्याची गतिं त्याच्या व्यासाइतक्या अंतरांतच जर थांबविली गेली तर सरासरी शेंकडा १० शक्ति किरणविसर्जनरूपांत प्रकट होते; पण तो विद्युत्कण थांबविण्यास जवळ जवळ दोन ते तीन हजार किलोवॅट शक्ति लागेल. पण यापैकीं विद्युत्कण परमाणू परिमाणांतच थांबविणें जास्तींत जास्त शक्य आहे आणि एवढयाकरितां ५० वॅट् शक्ति लागते, पण यांत क्ष-किरणरूपांत फक्त एक दशलक्षांश हिस्साच मिळतो. पण जसजसी गति कमी होते, तसतसी जास्त जास्त शक्ति उष्णतारूपांत प्रकट होते. विद्युत्कणाची एकंदर शक्ति व किरणरूपांत प्रकट होणारी शक्ति यांचें प्रमाण त्याचें परिमाण व त्यास थांबविण्यास लागणार्‍या वेळांत उजेड किती लांब जाईल तें अंतर, यांच्या प्रमाणाबरोबर असतें.

११ वि द्यु त्क ण सि द्धा न्त- व ह न व कि र ण वि क्षे प ण :- (अ) वहन :- द्रव्यपरमाणूंच्या अंगीं हें जे विद्युद्गुण-धर्म आहेत ते सर्व या विद्युत्कणांच्याचमुळें असावेत हें दाखविण्याचा प्रयत्न लारेट्झ व लारमूर या दोघांहि शास्त्रज्ञांनीं केला. त्यांची अशी कल्पना होती की विद्युत्प्रवाह ज्याला म्हणतात तो खराखरा प्रवाह नसून, ती फक्त या विद्युत्कणांची गति आहे.  ते कदाचित् परमाणूंच्या बरोबर हिंडत असतील, आणि तसे ते विद्युद्विश्लेषणाचे वेळीं हिंडतातहि; किंवा विरलवायूमध्यें जसे असतात तसे ते मोकळेच फिरत असतील. किंवा घनपदार्थांत उष्णतावहनाचे वेळीं जी क्रिया होते त्याप्रमाणे कदाचित् हे विद्युत्कण एका परमाणूपासून दुसर्‍या परमाणूच्या स्वाधीन केले जात असतील.

विद्युद्वहनाच्या शक्य अशा तीन तर्‍हा आहेत (१) पक्षी ज्याप्रमाणें दाणा चोंचींत धरुन उचलून आपल्या घरांत नेऊन ठेवतो, त्याप्रमाणें विद्युंत् एके ठिकाणाहून उचलून दुसरे ठिकाणीं नेऊन ठेवली जाणें (२) विरल वायुद्रव्यांत ॠण ध्रुव किरणापासून, बंदुकींतील गोळी जशी निघते, त्या प्रमाणें किंवा (३) परमाणू स्वत: फार लांब न हालतां एके बाजूस विद्युत घेण्याकरतां थोडे व दुसर्‍या बाजूस देण्याकरतां थोडे या तर्‍हेनें म्हणजे उदाहरणार्थ पुष्कळ माणसें आोळीनें उभीं करून हातोहात ज्याप्रमाणें कांहीं जिनसा एका ठिकाणाहून दुसर्‍या ठिकाणीं नेतात तसें. विद्युद्रोधक द्रव्यांतून विद्युद्वहन बळजबरीने चाललेलें असतें, आणि धातूंतून तें सहज तर्‍हेनें चाललेलें असतें. जोंपर्यंत विद्युत्प्रवाह फार झाला नाहीं तोंपर्यंत तो धातूंतून घालविण्यास बाह्य शक्ति लागत नाहीं, जोंपर्यंत विद्युत्कणांची शक्ती उष्णतेवर अवलंबून असते, तोंपर्यंत धातूंत विद्युत्कण मोकळे असतात.

वायुरूप द्रव्यांत ॠण विद्युत्कण मोकळे झाले म्हणजे फारच जोरानें धावूं लागतात, पण धन विद्युत्कण किंवा वैद्युदणू यांचा वेग इतका नसतो.

द्रवरुप द्रव्यांत कोणत्याच तर्‍हेचे विद्युत्कण मोकळे सांपडत नाहींत. त्यांचा परमाणूंशीं लागलीच संयोग होतो, आणि नंतर ते वैद्युदणु या रूपानें असतात, पण त्यांचा वेग कमी असतो.

घनरूप द्रव्यांत, कांहींत ॠण तर कांहींत धन यांचा वेग जास्त असतो.

(ब) किरणविक्षेपण –किरणविक्षेपणाची शक्ति पमाणूंत, वर, किंवा भोंवतीं ज्यप्रमाणें विद्युत्कण फिरत असतील, त्या पद्धतीवर अवलंबून आहे. निव्वळ द्रव्य (Matter) जर घेतले तर त्याचा इथ्र (इथर)शीं संबंध येत नाहीं. त्याचा जर इथ्रशी संबंध येतच असेल तर तो विद्युद्भारामुळेंच येतो. इथ्रमध्यें चलन उत्पन्न होत असेल, तर तें या विद्युद्गतिवर्धनामुळेंच. विच्छिन्नकिरणपटांतील निरनिराळया रेषा गतीच्या निरनिराळया कंपनसंख्येवर (Frequency) अवलंबून आहेत. पण हेंच जर किरणविक्षेपणाचें कारण असेल, तर त्यावर लोह-चुंबकाचा परिणाम झाला पाहिजे; कारण फिरता विद्युद्भार म्हणजे वर्तुलगति-विद्युत्प्रवाहच होय. विद्युत्कण वाटेल त्या दिशेंत हिंडत असतांना जर त्याच्याभोवतीं वाढत्या शक्तीचें लोहचुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न केलें, तर कांहींची गति वाढेल तर कांहींची कमी होईल व ही क्रिया तें क्षेत्र नाहीसें होईपर्यंत चालेल. ह्यावरुन असें दिसतें कीं किरणविक्षेपक पदार्थ जर लोहचुंबकीय क्षेत्रांत ठेवला, व त्याच्या विच्छिन्न किरणपटांतील रेषांचें जर निरीक्षण करूं गेलें तर त्यांतील कांही रुंद दिसतील तर कांहींनीं जागा बदलल्यासारखी दिसेल तर कांहीमध्यें दुसरा कांहीं फरक झाल्यासारखें दिसेल. अशा तर्‍हेच्या प्रकाराची `लारमूर’नें कल्पना केली होती, पण त्याला प्रयोगानें तें सिध्द करतां आलें नाहीं. त्याच्या पाठीमागून १८९७ सालांत झीमननें एक चांगलें अपभवनजाल ( Diffraction grating ) व लोहचुंबक घेऊन, या रेषा रुंद होतात हें मोठया कुशलतेनें अवलोकन केलें. अशा तर्‍हेनें सहज सुरवात झाल्यावर या विषयाला बरेंच महत्व आलें, आणि मग निरनिराळया पदार्थांतून निघणार्‍या किरणांच्या विच्छिन्नपटांत असणार्‍या प्रत्येक रेषेंत लोहचुंबकामुळें काय फरक होतो याचें निरीक्षण करण्यांत आलें. लोहचुंबकामुळें कांहीं रेषा दुप्पट तर कांहीं चौपट, सहापट अशा झाल्या, यावरून हा जो लोहचुंबकाचा परिणाम आहे तो अर्थातच लहानसहान नसून अतिशय तीव्र आहे पण तो पहाण्याला सामुग्रीहि अत्युत्तम लागते. आणि किरणविक्षेपण जर विद्युत्कणांच्याचमुळें असेल तर त्यांच्या गतीला विरोध करणारा द्रव्यपिंड त्याबरोबर फारच थोडा असला पाहिजे हें उघड आहे; एवढेंच नव्हे तर विच्छिन्न किरणपटांतील रेषांच्या अनुमानावरून निरनिराळया विद्युकणांबरोबर प्रत्यक्ष द्रव्यभाग किती आहे, हेंहि काढतां येतें, किंवा दुसर्‍या तर्‍हेनें सांगावयाचें म्हणजे किरणविक्षेपणोपयोगी असा विद्युद्रासायनिक सममूल्य किती आहे हें काढतां येतें. प्रो. झीमननें सिंधू (सोडियम)च्या रेषांत होणार्‍या फरकावरून विद्युत्सममूल्याची किंमत १०७ (सें. ग्रॅ. प) इतकी आहे हें काढलें आणि हीच किंमत बरोबर विद्युद्भार व पिंड यांच्या प्रमाणाची आहे; आणि अलीकडील कांहीं प्रयोगांनीं हें कायम केलें आहे. ॠणध्रुव किरणांत जे कांहीं कण पडत असतात, त्यांचें आंदोलन किरणविक्षेपाच्या उगमस्थानांत होतें; आणि ॠणध्रुव किरण जर फिरत्या विद्युत्कणांचे झालेले असले,
तर किरणविक्षेपण या फिरत्या विद्युत्कणांमुळेंच होतें असें म्हणण्यास हरकत नाहीं. झीमनचा प्रयोग जर जास्त बारकाईनें करूं गेलें तर झीमन, लारेन्ट्रझ, फिटझीरल्ड व लारमूर वगैरेंनी किरणविक्षेपणाचें कारक विद्युत्कणच आहेत हे जें सांगितलें तें जरी अद्याप पूर्ण सिद्ध झालें नसलें तरी पुष्कळसें समाधानकारक रीतीनें सिद्ध होतें.

लारेन्ट्रझच्या सिद्धांताच्या अनुरोधानें झीमननें केलेल्या शोधानें परमाणूंचे गुणधर्म दाखविण्याच्या बाबतींत व किरणविक्षेपणाच्या पद्धतीवर उजेड पाडण्याकरितां विच्छिन्नकिरण वर्गीकरण पद्धतीला दुप्पट जोर आल्यासारखें झालें आहे; आणि त्या योगानें ग्रह आणि उपग्रह याऐंवजीं परमाणू व विद्युत्कण असलेलें हे एक निराळेच भौतिक ज्योतिष उत्पन्न झालें.

१२  शी घ्र ग ती च्या यो गें ज ड त्वा ची वा ढ :-जडत्व हें नेहमीं ठराविक असून, याचा व गतीचा कांहीं संबंध नाहीं असेंच नेहमीं समजलें जातें. ज्या वेळीं एखादा पिंड शीघ्रवेगानें फिरत असतो, त्या वेळीं जाणार्‍या शक्तिरेषा त्याच्या पृष्ठभागावर ज्या तर्‍हेनें वांटल्या गेलेल्या असतात, ती पद्धति जर बदलली, तर मग मात्र त्या रेषांच्या लंबपार्श्वगतीनें जडत्वांत फरक पडूं शकतो, आणि म्हणूनच विद्युज्जडत्व वेगावर अवलंबून असण्याचा संभव आहे. ही गोष्ट यंत्रशास्त्रांत अद्यापपर्यंत माहित नव्हती. ज्या वेळीं एखादा विद्युद्भार फिरूं लागतो, त्या वेळीं तो आपल्या भोंवतीं वर्तुलाकार लोहचुंबकीय रेषा उत्पन्न करतो, आणि या रेषाहि त्या पिंडाच्याच वेगानें फिरत असल्यामुळें त्यांच्यापासून आणखी स्थिरविद्युद्रेषा निघतात. ह्या ज्या दुसर्‍या प्रतीच्या रेषा निघतात त्यांचा परिणाम साध्या वेगाच्याच वेळीं काय, पण अतिशय मोठया वेगाचे वेळींसुद्धां फारसा दिसत नाहीं, पण हा वेग जसजसा प्रकाशी वेगाच्या जवळजवळ बरोबरीला येऊं शकतों, त्या वेळीं मात्र त्याचा परिणाम होतो. प्रकाशी वेगा इतका वेग झाल्यावर जडत्व अगदीं अंतिम सीमेला जातें; पण हें होण्यास मात्र तो विद्युद्भार अगदीं बारीक बिंदूएवढा असायला पाहिजे. आतांपर्यंत प्रकाशाचा वेग असलेलें असें काहीच अस्तित्वांत नव्हतें आणि म्हणून हा जडत्ववर्धनाचा प्रश्न कमी महत्वाचा होता. ॠणध्रुवापासून निघणार्‍या कणांचा वेग दर सेकंदास २०००० मैल आहे, आणि त्यांच्या बाबतीत शेंकडा एकनें वाढतो. पण यापेक्षांहि कांहीं ठिकाणीं आतां तसा जास्त वेग दिसून येतो, तो म्हणजे विद्युत्किरणविसर्जक ( Radioactive ) पदार्थांकडून फेंकल्या गेलेल्या विद्युत्कणांचा किंवा परमाणूंचा होय. तेव्हां अशा तर्‍हेच्या या किरणांचें जडत्व काय असलें पाहिजे, हीहि एक महत्वाची गोष्ट होऊं लागली आहे.

१३  ज ड त्वा च्या वि द्यु त सि द्धां ता चें स म र्थ न :- ज्या कणावरून या जडतेचें मोजमाप होणार तो कणच मूळांत केवळ विद्युन्मय असून, त्यांत मध्यबिंदूला सुद्धां दुसरें द्रव्य नाहीं, या गोष्टीचें तरी अगोदर कशानें समर्थन करणार ? ही गोष्ट सिद्ध झाल्याशिवाय जडत्व किंवा जडत्ववर्धन हें विद्युन्मूलक आहे हें कसें सिद्ध होईल ? वरील गोष्ट सिद्ध करण्याकरितां थॉमसननें किरणविक्षेपणाचें उष्णता-उत्पादनाशीं काय प्रमाण आहे याचा विचार केला, कारण किरणविक्षेपण जें होतें तें त्या कणांतील विद्युद्भागामुळें होतें व उष्णता इतर द्रव्यामुळें उत्पन्न होते हें वर सिद्ध झालेंच आहे; तरी पण या प्रयोगामुळें वरील गोष्ट कायमची सिद्ध झाली नाहीं. यानंतर कॉफमननें दुसर्‍या एका रीतीचा अवलंब केला. त्यानें एकाच प्रकारचे किरण विद्युत व विद्युत चुंबकीय शक्तीच्या क्षेत्रांत एका वेळीं घालून व त्या शक्तिरेषाहि एकाच दिशेनें सोडून प्रत्येक शक्तीनें त्या रेषा कशा वळतात हें काढलें. व या प्रयोगावरून त्यानें असें काढलें कीं, या किरणांचा वेग प्रकाशवेगाच्या जवळ आला म्हणजे विद्युद्भार रासायनिक सममूल्याची किंमत जडत्वाच्या विद्युत्सिद्धांताच्या योगानें जितकी वाढावयास पाहिजे तितकीच वाढे, आणि हा सिद्धांत सर्व जडत्ववर्धन विद्युत मुळेंच आहे दुसर्‍या कशाहिमुळें नाहीं असें सांगतो; व वरील कॉफमनच्या प्रयोगामुळें, ज्या वेळीं त्या कणाचा वेग प्रकाशाच्या वेगाइतका होतो, त्यावेळीं विद्युत शिवाय दुसर्‍या तर्‍हेच्या कोणत्याहि द्रव्यामुळें होणार्‍या जडत्वाला जागाच उरत नाहीं.

कॉफमननें मोजलेला विद्युत्कणाचा जास्तींत जास्त वेग २३६, २.४८, २.५९, २.७२, २.८५x१०१० सेंटिमीटर इतका व प्रकाशाचा वेग ३.०x१०१० सेंटिमीटर इतका आहे. तेव्हां या दोन्ही प्रमाणें प्रकाशाच्या एकास विद्युत्कणाचा.७८७,.८१७, .८६३;९०७, .९५ या प्रमाणांवरून शून्य गति असल्या वेळेपेक्षां प्रकाशाची गति असल्या वेळीं मूळ पिंड किती वाढल्यासारखा दिसतो याचें प्रमाण अनुक्रमें १.५, १.६६, २.०, २.४२, ३.१, आणि प्रत्यक्ष पाहिलेला– १.६५, १.८३, २.०४, २.४३, ३.०४ इतका आहे. यावरून प्रयोग आणि सिद्धांत हीं किती जवळ जवळ जमतात हें दिसतें.

अशा तर्‍हेनें सिद्धांतीय व प्रयोगाचीं उत्तरें अगदीं जमलीं. विद्युत्कणांचें जडत्व विद्युद्भारामुळेंच आहे या सिद्धांताबद्दल जरी तो काल्पनिक असला तरी, शंका घेण्यास जागाच रहात नाहीं. आणि यापुढें जर विद्युत्कणाला द्रव्यमध्य आहे व तो सर्व विद्युन्मय नाहीं असें कोणी म्हणूं लागला, तर तें सिद्ध करण्याची जबाबदारी त्याच्याच शिरावर राहील, आजपर्यंतच्या प्रयोगावरून तरी वरील गोष्ट सिद्ध झाली आहे. पण परमाणूच्या बद्दलचा मात्र प्रश्न रहातो, परमाणु सर्वस्वी या विद्युत्कणांचाच झाला आहे हें मात्र खात्रीनें आज सांगतां येत नाहीं.

१४- द्र व्या सं बं धी वि द्यु त् द्द ष्टि :-आतांपर्यंत सांगितलेल्या निरनिराळया प्रयोगांचें एवढें सार निघतें कीं हे जे महत्त्वाचे गणले जाणारे चपल कण आहेत ते, केवळ विद्यद्भार असून त्यांचा मध्यसुद्धां द्रव्याचा किंवा दुसर्‍या एखाद्या अविद्युत पदार्थांचा नाहीं. यावरून ॠणविद्युत्, लहान लहान, निरनिराळया, अभेद्य व द्रव्यापासून निराळया अशा भागांत राहूं शकतें हें महत्वाचें अनुमान काढतां येतें; आणि यावरून विद्युत्प्रवाह, लोहचुंबक, व तेजोत्पादनासारखीं मूळ द्दश्यें यांचा अर्थ आपणाला कळूं लागतो; पण रासायनिक क्रिया, किरणविसर्जनाचें सविस्तर स्पष्टीकरण, विद्युद्वहनासंबंधी निरनिराळया पदार्थांत दिसून येणारे फरक व त्याचप्रमाणें लोहचुंबकीय द्रव्यासंबंधीं दिसून येणारे फरक याचा अर्थ पूर्णंपणें समजण्यास द्रव्य हें काय आहे हेंहि समजलें पाहिजे. विद्युत्कणाचे अंगी जरी विद्युज्जडत्व आहे हें सिद्ध झालें असलें तरी परमाणूसंबंधी तें अद्याप सिद्ध झालें नाहीं. याशिवाय आतांपर्यंत फक्त ॠण विद्युत्कणच पहाण्यांत आहे; घनविद्युत्कण अद्याप पहाण्यांत सुद्धां आला नाहीं. यावरून द्रव्यपरमाणूशिवाय त्याला निराळें अस्तित्वच नसेल किंवा द्रव्यपरमाणूच स्वत: घनविद्युतचा गोळा असेल. कसेंहि असलें, तरी अनुमानापलीकडे तें काय आहे याचा मात्र अद्याप नक्की शोध लागला नाहीं. लारमूरच्या मतें घनविद्युत्कण हा ॠणविद्युत्कणाचें आरशात दिसणारें प्रतिबिंब आहे व प्रयोगाची घटना याच द्दष्टीनें करावी. कांहीं झालें तरी हे घनविद्युत्कण काय आहेत हा पदार्थविज्ञानशास्त्रांतील आतां पहिला प्रश्न आहे व त्याचा निकाल झाल्याशिवाय परमाणू म्हणजे काय हें समजणार नाहीं. तथापि हें कार असावें याविषयीं खालीं देलेल्या कांहीं कल्पना अस्तित्वांत आहेत :-

(१) सर्वसाधारण द्रव्याचाच परमाणूचा मध्यभाग झाला असावा, फरक एवढाच की हे जे विद्युत्कण (अथार्तच ऋणविद्युत्कण) त्या भोंवती असतात त्यांचा विद्युद्भार शून्यवत करण्याकरितां  त्याच्यांत कांहीं धनविद्युद्भार असला पाहिजे.

(२) परमाणूंचा पिंड घन व ॠण विद्युत्कणांचा झाला असावा. योग्यशा बंधनांनीं ते एकमेकांत गुंतले जाऊन त्यांची कांहीतरी स्थिर आंतररचना असावी.

(३) परमाणूचा मध्य घनविद्युतच्या एकाच अभेद्य गोलकाचा असावा, त्याचा आकार बहुतकरून गोल असावा, आणि त्याच्यांत विद्युद्भाराला पुरेसे असे अर्थातच नविद्युत्कण पेरलेले असावे. हे चक्रगतीनें मध्यबिंदूंभोंवतीं फिरत असले पाहिजेत.

(४) घन व ॠण विद्युत एकमेकांना अगदीं घट्ट बांधून टाकून परमाणू बनवलेला असावा. त्यांना दूर (एकमेकांपासून निराळे) करण्याकरितां कसलीहि शक्ति लाविली तरी ते दूर होत नसलें पाहिजेत; व सबंध एकच पिंड आहे अशाच तर्‍हेनें रहात असावें.

(५) परमाणू हा तीव्रतेनें एकजीव केलेला घनविद्युद्रूपी सूर्य मध्यभागी असून त्याभोवती त्याच्या कक्षेंत आकर्षणशक्तीच्या पल्ल्यांत बरेचसे ॠण विद्युत्कण फिरत असले पाहिजेत.

यापैकीं तिसर्‍या कल्पनेशिवाय बाकी सर्व अनिश्चित आहेत. तिसर्‍या कल्पनेंतसुद्धां बरीचशी अंधुकता आहे, व जोपर्यंत घनविद्युत् म्हणजे काय हें आपणाला पूर्णपणें समजलें नाहीं तोंपर्यंत ती रहाणारच, पण त्याशिवाय बाकीच्या बर्‍याच निश्चित गोष्टी त्यांत दिसतात. त्या कल्पनेची कांहींहि किंमत असली तरी, आतांपर्यंत तिच्याच अनुरोधानें पुष्कळसें काम झालें आहे, आणि अद्यापपर्यंत जरी ती पूर्णत्वास आली नसली, तरी तिच्या स्वाभाविक किंमतीमुळेंच तिच्याकडे विशेष लक्ष्य देणें जरूर आहे. तिचा काल्पनिकपणा जर कमी झाला असता तर तिची पूर्ण माहिती या ठिकाणीं देणें जरूर होतें; पण एका विद्वान् शास्त्रकोविदानें नुकत्याच एका लेखानें या सिद्धांतांत अनिश्चिततेची बरीच भर टाकली; आणि आता नाइलाज म्हणून ती कल्पना या स्थितींतच सध्या सोडून देणें भाग आहे. तरीपण विद्युत्कणांच्या रचनेचा प्रश्न सोडून दिला तरी, द्रव्य विद्युन्मय आहे, या द्दष्टीनें कांहीं गुणधर्मांचें स्पष्टीकरण करतां येण्याजोगें आहे.

संसक्तिच्स्वरूप ( Nature of Cohesion ) – मं. ३ च्या कल्पनेवरून विद्युत्कण कोणत्यातरी नियमित आकारांत जुळलेले असतात याची कल्पना येईल, त्यांचे कोणकोणते आकार होतात हें स्फटिकशाखेच्या अभ्यासावरून समजेल.

रासायनिक आकर्षण :-वास्तविक रासायनिक आकर्षण हें दोन परमाणूंत असतें. या परमाणूंत कोणत्यातरी जातीचा एक किंवा एकापेक्षां अधिक असे अनियमित विद्युत्कण असतात. एखाद्या परमाणूंत ॠण विद्युत्कण जास्त आहेत व दुसर्‍यांत घन विद्युत्कण जास्त आहेत असे दोन परमाणू जवळ आले तर त्यांचा कमीजास्तपणा भरून निघून एक तटस्थ ( Neutral ) अणु तयार होतो. पण हा जो जोड बसतो, तो मात्र कायमचा नसतो; कारण ज्या ठिकाणीं हा जोड बसतो त्याच ठिकाणीं तो तुटतो; फक्त सेंद्रिय रसायनशास्त्रांत रसायनें वाटेल तशीं निरनिराळया तर्‍हेनें पृथक्करण्याच्या पद्धती प्रचलित आहेत. घर्षणाच्या योगानें या अणूंचा विद्युतसंभार कमी किंवा जास्त होतो. ज्यांचें वजन अतिशय आहे अशा तर्‍हेचे स्थूल परमाणू आपोआपच अस्थिर होतात; व अशा तर्‍हेनें अस्थिर झाले ह्मणजे पुन्हा स्थिर होण्याकरितां ते आपल्या आंतररचनेंत फरक करतात. हा फरक करीत असतांना जरूर पडेल तसे विद्युत्कण ते बाहेर फेंकून देतात. आणि त्यामुळेंच किरणविसर्जना ( adio-activity ) चा देखावा द्दश्य होतो.

अणु-शक्ति ( molecular force ) – रासायनिक संसक्तीशिवाय अणू संसक्तीचाहि कांहीं भाग आहे. त्या अणूसंसक्तीचा जोर ज्या परमाणूवर विद्युद्भार किंवा वैद्युदणुसंभार नाहीं अशावरच चालतो, विद्युत्कण सुव्यवस्थित तर्‍हेनें वसत असतांना परमाणूवर खांचा किंवा टोकें तयार होतात, अशा तर्‍हेच्या एकमेकांत बसण्यासारख्या दोन खांचा व टोकें आलीं तर ते दोन परमाणू जोडले जातात, अर्थातच अशा तर्‍हेचा जोड टिकाऊ असत नाहीं, व साधारण अंतरावर हा आकर्षणाचा जोर कांहींच नसतो. पण ते परमाणू जसजसे जवळ येतात तसतसा हा अधिक वाढतो, व ही क्रिया विद्युच्छक्तीनेंच होत असावी असें वाटतें. पण अशा तर्‍हेची संसक्ति रासायनिक द्दष्टीनें जे अणू संवृत आहेत त्यांच्यामध्येंच असते, व ती अण्वंतरात आलेल्या जोडविद्युत्कणांच्या एकमेकांवरील क्रियेप्रतिक्रियेमुळेच असते किंवा हें कार्य अवशिष्ट स्नेहाकर्षणामुळें होतें असेंहि म्हणतां येईल. जर दोन अणू अण्वन्तराच्या बाहेर असतील, व त्यांचे समोरासमोरचे भाग जर विरुद्ध विद्युद्भारानें भारित केले, तर क्षणांत रासायनिक आकर्षणासारख्याच आकर्षणानें संसक्ति शक्ति वाढली जाईल. आणि अण्वन्तरापेक्षांहि जास्त अंतरावर या संसक्तिशक्तीचा परिणाम दिसूं लागेल. परमाणूंच्या ध्रुवीभवनानें साधारण अणुशक्तीचें औपक्रमिक पण खर्‍या खर्‍या अशा रासायनिक स्नेहाकर्षणांत रूपांतर होतें. दोन्ही तर्‍हेच्या या शक्तींचें वरील नंबर ३ च्या कल्पनेनें विद्युतच्याच आधारावर स्पष्टीकरण करतां येतें.

१५  प र मा णू च्या र च ने सं बं धीं आ ण खी कां हीं वि चा र : नं. ३ च्या कल्पनेवर असा एक आक्षेप घेतां येण्या जोगा आहे कीं त्याच्या भागांत अन्योन्य प्रतिकार असून सुद्धां धनविद्युत्पिंड एके ठिकाणीं कसा राहूं शकतो. हा आक्षेप धनविद्युत्संबंधींच नव्हे तर ॠणविद्युत्संबंधीं सुद्धां असूं शकतो. या आक्षेपांत कांहीं अर्थ आहे असें म्हणावयाचें असेल तर विद्युत्कणांना आणखी कांहीं भाग आहेत असें म्हणावयास पाहिजे. आपणाला आतांपर्यंत एवढेंच माहित आहे कीं निरनिराळे विद्युत्कण एकमेकांचा प्रतिकार करतात, व ते धनविद्युद्भारानें आकर्षिले जातात, पण एकाच विद्युत्कणाचे विभाग एकमेकांना दूर लोटतात हें मात्र आपणाला माहीत नाहीं.
वित्द्युकणाची कार्यशक्ति दाखविणार्‍या रेषा सर्वस्वी बाहेरच असावयास पाहिजेत, त्यांनीं आंत असण्याची जरूर नाहीं, आणि सर्व विद्युत्कार्याकरितां विद्युत्कण हा अविभक्त एक असणें बरें.

दुसरेंहि एक असें मत आहे कीं आपण ज्याला परमाणू म्हणतों तो फक्त धन विद्युतचाच नसून धन व ॠण विद्युतचें कधींच निराळें न होणारें पूर्ण मिश्रण होय, आणि ते बाह्य सर्वं पदार्थांशीं कोणत्याहि तर्‍हेने एकएकटे वागत नसून दोन्हीच्या मिश्रणाच्या गुणधर्माप्रमाणें वागतात. उदाहरणार्थ पाणी प्राण व उज्ज या दोन वायूंचें झालेलें आहे पण पाणी हें नंतर बाह्य शक्तीशीं प्राण किंवा उज्ज असें निराळया शक्तींत वागत नसून पाणी याच रूपानें वागतें. तद्वतच वरील परमाणु पिंडाचें आहे. आतां पुढें या पाण्यांत जसे प्राणाचे प्रमाणाबाहेर अधिक परिमाणू घालतां येतील, तद्वतच कांहीं जास्ती विद्युत्कण या परमाणुपिंडाभोंवतीं फिरत असतात. अशा स्थितींत परमाणू एकत्रित बद्ध करून धरण्यासाठीं शक्ति-रेषा आंतील बाजूनें जातात व बाह्य बाजूनें जात नाहींत व त्यामुळें जवळील दुसर्‍या एखाद्या परमाणूवर त्याचा परिणाम होत नाहीं. अशा स्थितींत परमाणु मध्याला उत्तम रचना केलेल्या द्दंहाकचीच उपमा लागूं पडेल, ह्याला भाररहित होण्याला त्याचप्रमाणें प्रत्यक्ष विश्लेषणाशिवाय त्याचें पृथक्करण होण्याला त्याला वावच रहात नाहीं. प्रत्यक्ष विश्लेषणाच्या योगानें मात्र किरणविसर्जन द्दष्टोत्पतीस येतें.

१६.  कि र ण वि स र्ज न - कोणत्याहि पदार्थाच्या परमाणू भोंवतीं विद्युत्कण आहेत आणि ते त्याच्या कक्षेंत परिभ्रमण करीत आहेत, असेंच असेल तर असा प्रश्न निघतो कीं ते सतत किरणविक्षेपण करीत आहेत काय, कारण फिरते विद्युद्भार एक प्रकारचे विसर्जक आहेत, आणि कमी अधिक प्रमाणांत ते किरणविसर्जनहि करतात, आणि त्यायोगानें त्यांची गतिशक्ति नाहींशी होते, व अशा तर्‍हेनें शेवटीं एक शांत तरी होतात किंवा निराळया स्वरूपांत त्यांचा बदल होतो. वरील तर्‍हेनें ज्यांची क्रिया होते असे कांहीं पदार्थ आधुनिक शोधकांस सांपडले आहेत, व विसर्जन होतें एवढेंच नव्हे, तर तें विसर्जनहि पुष्कळ प्रकारचें आहे. १ ला प्र का र – राँटजेन किरणाप्रमाणेंच लहरी स्वरूपांत यांना `ग' किरण म्हणतात.

२ रा प्र का र : - ॠणध्रुवकिरणांप्रमाणेंच किरण, यांत प्रत्यक्ष विद्युत्कणच असतात यांना `ब' किरण म्हणतात.

3 रा प्रकार :- यांत विद्युद्भारसहित वैद्युदणु परमाणू किंवा अर्ध परमाणू जे जवळ जवळ सौर (हेलियम) वायूच्या स्वरूपांत असतात असे दूर फेंकले जातात. यांना `अ' किरण म्हणतात.

४ था प्र का र : - इतक्या सर्व विसर्जनानंतर विद्युद्भारर-हित अवशिष्ट भागाचे तुकडयांपासून गंधस्वरूपांत बाहेर पडतो.

ज्यांच्या परमाणूंचें वजन अतिशय असतें अशा पदार्थापासून वरील तर्‍हेचें विसर्जन होतें. याचें कारण ज्यापासून रांटजेन किरण निघतात असे अतिशय वेगवान अंत:क्षोभ होत.

आघातामुळें होणारें किरणविसर्जन मान्य करावें लागेल, पण ज्या अर्थी विद्युत्कण कक्षाभ्रमण करतात त्या अर्थी ज्या पदार्थांच्या परमाणूंचें वजन थोडें आहे अशा पदार्थांच्या कडून तरी विक्षेपण कां होऊं नये. याचें उत्तर असें देतां येईल कीं या पदार्थांत विसर्जक निरनिराळे झालेले नसतात, आणि पृष्ठभागावरील विसर्जन आंतल्या बाजूस जे पडदे असतात त्यांच्या योगानें होत असतें आणि हे विसर्जक संख्येनेंहि फार असतात व एकापेक्षां अधिक विसर्जक असले म्हणजे त्यांच्या व्यक्तिश: विसर्जनानें अन्योन्यविसर्जनाचा नाश होतो, आणि त्यामुळें बाह्य परिणाम कांहींच दिसूं शकत नाहीं.

खरें पाहूं गेलें तर ऊष्णतामान कमी असतांना सर्वच पदार्थांतून किरणविसर्जक होत असतें; आणि शक्ति-क्षय होत नसेल तर त्याचें कारण आयात आणि निर्यात किंवा ग्रहण आणि विसर्जन सारखें असतें हें होय विसर्जन थांबतें हें नव्हे. आणि अशा तर्‍हेनें विसर्जन किती होतें हें पाहणें असेल तर, ज्याचें विसर्जन मोजावयाचें असेल तो पदार्थ शून्यांश उष्णतेच्या जागेंत ठेविला पाहिजे; कारण त्या ठिकाणी त्याला कोणत्याहि तर्‍हेची शक्ति ग्रहण करतां येणार नाहीं, जें काय होईल तें सर्व विसर्जनच होईल.
 
अंत:शक्ति खर्च पडून जर किरण-विसर्जन चालू असेल तर परमाणू स्थिर नसून क्षणिक व अस्थिर होऊं लागतील; व तसेंच त्यांच्यांत अंत:स्फोटहि होणें साहजिक होईल; आणि सर्वच परमाणू, या द्दष्टीनें सारख्या तर्‍हेनें वागावयास पाहिजेत. किरण-विसर्जन हा विषय अतिशयच मोठा असल्यानें त्याचें विस्तृत विवेचन करण्याचा येथें विचार नाहीं.

ज्याच्या योगानें विद्युत उत्पन्न होऊन छायाचित्र काढण्याकरितां तयार केलेल्या कांचेवर परिणाम होतात असेंहि कांही पदार्थांचे किरण-विसर्जन होतें. पुष्कळ पदार्थ विद्युत्कणासारखे किंवा वैद्युदणूसारखे कण फेकीत असतात. हे प्रक्षेपितकण ज्यावेळीं फोटोप्लेटवर आपटतात त्यावेळीं ते त्यांच्या आघाताच्या योगानें विद्युल्लहरी उत्पन्न करतात, आणि त्या योगानें त्या कांचेच्या तुकडयावर लावलेल्या राजतक्षारावर परिणाम होतो. हा गुण ज्याचे परमाणू वजनदर आहेत अशा वरुण (युरेनियम) रद (रेडियम,) वगैरे धातूंनाच लागू नसून सर्व पदार्थांना लागू आहे. फरक इतकाच कीं या पदार्थांत (म्हणजे ज्यांचे वजनदार परमाणू आहेत) तो विशेषेंकरून दिसून येतो.

तीव्र किरणविसर्जनशक्ति असलेल्या रद ( रेडियम ), पोल ( पोलो नियम ) वगैरे सारख्या पदार्थांतून जे `अ'किरण निघतात त्या `अ' किरणांचा जशदगंधकिदाशीं ( Zinc Sulphide ) आघात होऊन प्रकाशित किरण निघूं लागतात व हे किरण थोडे मोठे केले तर दिसूं लागतात. किंवा या क्षास्फटिकावर त्यांची क्रिया होऊनहि त्यांच्यांतून किरण निघूं लागतात. ( क्रूक्सचा शोध ).

कांहीं कांहीं बदल होतात ते किरणरूपानें होत नाहींत आणि त्यामुळें परमाणूंचें वजन बदलत नाहीं, पण जेव्हां जेव्हां `अ' किरणविक्षेपण होतें तेव्हां तेव्हां सौर ( हेलियम ) वायूच्या परमाणूच्या वजनाच्या प्रमाणांत याचें वजन कमी झालें पाहिजे. रांटजेन किरणाच्या बरोबर नेहमीं विद्युत्कण असतात. हीं सर्व निसृत द्रव्यें वायुरूपांत किंवा त्यासारखीं असतात, आणि बाकीची घन-निक्षेप ( Solid deposit ) स्वरूपांत असतात. हीं निसृत द्रव्यें त्यावरच सांचून रहातात व हीं ज्या पदार्थावर सांचलेलीं आहेत त्याची किरणविसर्जन क्रिया पूर्वीपेक्षांहिं अधिक चालते. कारण हीं निसृत द्रव्यें मूळद्रव्यापेक्षां तीव्र क्रियाकारक असतात. रेडियमवरील निसृतद्रव्य शून्यांशाच्या खालीं १५००श अंशाचे वेळीं द्रवरुपांत येतें.

`अ' किरण ज्यावेळीं लोहचुंबकीय क्षेत्रांत घालावे त्यावेळीं ते आपल्या मार्गांतून थोडेसे वक्र होतात, व यावरून त्यांच्यावरील विद्युद्भार धन आहे हें दिसतें. रूदरफोर्ड व बेक्केरल यादोन्हीहि शास्त्रज्ञांचीं अशींच मतें होतीं, पण नुकतीच सादी नांवाच्या शास्त्रज्ञानें हा धन विद्युद्भार मूलचा नसून हवेच्या वैद्युदण्वीभवनानें मध्यंतरीं आला असावा अशी शंका काढली. कारण निर्वातस्थान जर चांगल्या तर्‍हेनें उत्पन्न केलें तर मग किरणांच्या अंगीं वक्रता येत नाहीं; आणि यावरून मूळारंभीं त्यांच्या अंगीं कसल्याच तर्‍हेचा विद्युद्भार नसावा हें त्यानें दाखविलें, व हे दोन तर्‍हेचे प्रयोग करून सिद्ध केले. त्याचप्रमाणें रेडियम धातूची किरणविसर्जकता कोणत्याहि उष्णतामानाच्या वेळीं सारखी असते हेंहि त्यानें दाखविलें.

१७  रे डि य म धा तू च्या यो गा नें दि स णा रा वि च्छि न्न कि र ण प ट :-रेडियम धातूचा विच्छिन्नकिरणपट याचे दोन अर्थ होऊं शकतील (१) ज्या उजेडांत रेडियम जळत आहे त्या उजेडाची विच्छिन्नकिरणपट (२) किंवा रेडियमपासून निघणार्‍या प्रकाशाचा विच्छिन्न किरणपट. दुसर्‍या तर्‍हेचा विच्छिन्न किरणपट जर पाहिला तर तो नत्र ( नायट्रोजन ) या वायूचा असावा असें दिसतें. यावरून रेडियम हवेंत ठेवला असतां नत्रला बरेच धक्के बसतात असें दिसतें. रेडियमचा जो स्वयंप्रकाश आहे, तो त्याचा दुसर्‍या वस्तूवर होणार्‍या परिणामामुळें होय. साधी कांच जर रेडियम किरणावर धरली तर काळी होते.

विद्युद्दर्शकाच्या सहाय्यानें रद ( रेडियम ) धातूचा पत्ता लावणें ही फारच सूक्ष्म भेदग्राही पद्धत आहे. तिच्यांत रेडियमच्या किरण-विसर्जन क्रियेची वाजवीपेक्षा जास्त जी वैद्युदण्वीभवनाची शक्ति आहे तिचा उपयोग होतो. प्रत्येक `अ' किरणकणाची गति थांबण्याच्या पूर्वी तो हजारो वैद्युदणू उत्पन्न करतो. योग्य सूक्ष्म ग्राहकतेचा विद्युद्भारित विद्युद्दर्शक त्याच्या विद्युन्नाशाच्या योगानें वैद्युदण्वीवन किती झालें हें दाखवतो, आणि त्यावरुन `अ' किरणकण किती आहेत हेंहि दाखवितो. पण एक मिलिग्रॅम रेडियममधून अशा तर्‍हेचे कोटयवधी कण सेकंदाला निघत असतात.

१८  वि द्यु द्वि ष य क उ प प त्ति :-डब्ल्यू. वीन, नांवाच्या शास्त्रज्ञानें किरणांतून ही शक्ति निघूं लागते हें पाहिलें व `अ' व `ब'  किरण परमाणूंच्या निरनिराळया भेदक शक्तीचा फायदा घेऊन एक प्रकारच्या किरणांना जाऊं देतात व दुसर्‍यांना अडकवून धरतात, व अशा तर्‍हेनें विद्युदुत्पन्न होते हें दाखविण्याचें नवीन यंत्रसाधन स्ट्रटनें तयार केलें. त्यानें एक लहान कांचेची नळी घेतली, व तिची बाहेरची बाजू वि्युत्प्रवाही केली, व त्याला सुवर्णपत्रें (वर्ख) लावून ठेविलीं, नंतर या नळींत रेडियम क्षार घालून ठेविला; आणि नंतर तिचा विद्युत्प्रवाही पदार्थांपासून संबंध तोडून, तिच्या भोवतीं निर्वात प्रदेश तयार केला. रेडियमपासून धन व ॠण कण सारख्याच प्रमाणांत निघतात; पण ॠण कण लहान आणि जास्त भेदक असल्यामुळें लवकर निघून जातात, आणि धन तसेच वाढत जातात त्यामुळें सुवर्णपर्णावर विद्युद्भार जमा होत जातो. यावरून किरण-विसर्जनानें विद्युदुत्पादन होतें हें सिद्ध होतें. विद्युद्भारित विद्युद्दर्शक रेडियमच्या अभावीं सुद्धां विद्युत हळू हळू गमावीत असतो असें नेहमीं दिसून येतें. हा विद्युन्नाश वातावरणाच्या वैद्युदण्वीभवनानें होतो. हें अण्वीभवन कांहीं अंशीं बाहेरून येणार्‍या किरणविक्षेपणानें होतें व कांहीं अंशीं ज्या धातूच्या पत्र्याच्या पट्या विद्यु्द्दर्शकांत बसविलेल्या असतात, त्या धातूच्या किरण-विसर्जनानें होतें. यावरून साधारण पदार्थांत सुद्धां किरण-विसर्जन होत असतें हें सिद्ध होतें.

ज्याअर्थी सर्व पदार्थांच्या जवळील हवेंत वैद्युदण्वीभवन चालू असतें, त्याअर्थी प्रत्येक पदार्थांत हा किरणविसर्जन धर्म असला पाहिजे, असे वरील आधारावरून, नार्मन कँबेल नांवाच्या शास्त्रज्ञाचें म्हणणें आहे. याशिवाय प्रयोगावरून असेंहि दिसून येतें कीं प्रत्येक पदार्थांची कांहीं तरी विशिष्ट किरणविसर्जन क्रिया आहे, व यामुळें प्रत्येक पदार्थांत थोडा बहुत तरी रेडियमचा अंश आहे व त्यामुळें ती होत असते या कल्पनेला धक्का बसतो; व ही किरणविसर्जन क्रिया अशा तर्‍हेनें रेडियम अवशेषाची नसून प्रत्येक पदार्थांच्या अंगी असलेली विशिष्ट किरणविसर्जन क्रिया होय हेंच सिद्ध होतें.

किरणविसर्जन हें जर पृथक्करणाचें चिन्ह आहे व त्यामुळें जर प्रत्यक्ष पृथक्करण व द्रव्यनाश होतो, तर मग हे किरण-विसर्जन ज्या पदार्थांच्या अंगीं तीव्र आहे ते पदार्थ फारच थोडया प्रमाणांत अस्तित्वांत असले पाहिजेत. सर्वसाधारण चिरकालिक अशीं जीं द्रव्यें आहेत तीं किरणविसर्जनांत फार तीव्र नाहींत. एखाद्या पदार्थांची विपुलता त्याचें उत्पादनाचें प्रमाण, त्याचा आयुष्यावधि व नाशप्रमाण यांवर अवलंबून असतें.
 
१९. वि द्यु त्क ण व ल यां कि त कि र ण वि स र्जन : - स्पंदन पावणार्‍या किंवा भ्रमण पावणार्‍या एका विद्युत्कणाची किरण-विक्षेपण शक्ति जरी बरीच असली तरी त्याच्या सम प्रमाणावर जर दुसरा एखादा विद्युत्कण आला तर त्या दोघांचीहि किरणविक्षेपण शक्ति बरीच कमी होते. कारण वस्तुत: कांहीं अंतरावर ते अगदीं विरुद्ध अवस्थेंत असतात. किरण-विक्षेपण जर वाढवावयाचें असेल तर व्यासाच्या दुसर्‍या टोंकावर असलेला विद्युत्कण निराळा चिन्हांकित असावा. प्रो. थॉमसननें जसे जसे विद्युत्कण संख्येनें वाढवावे तसतसें किरणविक्षेपण कसें कमी होतें हें काढलें आहे. समभुज त्रिकोणाच्या तिन्ही कोणावर जर एकजातीय विद्युत्कण असतील तर त्या तिघांचें किरण-विक्षेपण दोन स्वतंत्र असणार्‍यांच्या किरणविक्षेपणापेक्षां कमी होईल. व्यासाच्या दोन्ही टोंकावर असणार्‍या विद्युत्कणांचें किरणविक्षेपण एकटयाच्या ^१/१० इतकें सुद्धां होत नाहीं. काटकोन त्रिकोणाच्या चार कोपर्‍यांवर असलेल्या चारी विद्युत्कणांचें किरणविक्षेपण त्यांची गति प्रकाशाच्या ^१/१० इतकी असेल तर एकाच्या ^१/६०००० इतकें होतें. पण कोणत्या का कारणामुळें होईना ते जर का समप्रमाणांतून निसटलें, तर त्यांच्या एककेंद्री गतीचा विचार केला तर त्यांचें अन्योन्य किरण-विक्षेपण नाहींसें न होतां तें एकाएकीं अतिशय वाढतें. तीव्र उष्णतामानाच्या योगानें होणारें किरणविक्षेपण सुद्धां असेंच एकाएकीं तीव्र होतें.

२०. परमाणूचें अस्थैर्य :- जोंपर्यंत कोणात्मक वेग कांहीं एका मर्यादेपेक्षां जास्त आहे तोंपर्यंतच परिभ्रमित विद्युत्कणवलय स्थिर असतें. तीनच विद्युत्कणांची गोष्ट घेतली तर ते स्वस्थ असले तरी स्थिर असतात, तरी पण ते फिरूं लागले तर त्यांचें स्थैर्य वाढतें; पण काटकोन चौकोनाच्या चार कोपर्‍यांवरील चार विद्युत्कण घेतले तर ते फिरते असल्याशिवाय स्थिर रहातच नाहींत. त्यांची गति जर .५७ च्या खालीं येईल तर त्यांची काटकोन चौकोनाची रचना बिघडून ते एकदम चतुष्कोण फलकाच्या रचनेंत येतात. पांच असतील तर त्यांना यापेक्षांहि जास्त वेगाची जरूर आहे. सहा असले तर कोणत्याहि वेगानें स्थिर राहूं शकत नाहीं; पण त्यांतच जर सातवा कण मिळविला, तर तें वलय स्थिर राहूं शकतें. बारा विद्युत्कणांचें जर स्थिर वलय पाहिजे असेल तर सात मध्यभागीं ठेवून त्याभोंवतीं पांचांचें वलय असावें लागतें. अशा तर्‍हेनें पुष्कळसे कण निरनिराळया लयांत व व्यवस्थित बसवितां येतील; पण त्या वलयांची गति मात्र नियमित गतीपेक्षां जास्त पाहिजे. ती जर त्यापेक्षां कमी होईल, मग ती त्यापैकीं एका का वलयाची होईना, तर सर्वांचीच रचना बिघडते व नंतर नवीन घटना होते; या वेळीं परमाणूंच्या रचनेंत एकदम क्षोभ उत्पन्न होतो. या क्षोभानंतर त्या परमाणूंची घटना होते. नवीन घटनेंत संभाव्यशक्ति कमी होऊन गतिविशिष्ट शक्ति वाढते, व कांहीं परमाणूहि निघून जाण्याचा संभव असतो; व अशा तर्‍हेनें एकाच्या जागीं दुसराच पदार्थ बनतो; किंवा पहिलाच पण निराळया रूपांत दिसूं लागतो; आणि हें सर्व होत असतांना किरणविसर्जनक्रिया चालू असते, किंबहुना किरणविसर्जनक्रियेनेंच हें होतें.

२१.  प र मा णूं च्या अ स्थै र्या ब द्द ल लॉ ज चें म त :- परमाणुबाह्य असा जो विद्युत्कण परमाणूभोंवतीं हिंडत असतो, त्याचा किरण-विसर्जन क्रियेमुळें शक्तिर्‍हास होत असून तो हळू हळू त्या परमाणूकडे आोढला जातो; आणि नंतर त्याची गति वाढते. त्याची गति वाढूं लागली म्हणजे त्याचें कार्यक्षम-जडत्वहि वाढूं लागतें, आणि मग मध्याभिगामी शक्तीच्या योगानें त्याला त्याचे कक्षेंत ठेवणें कठिण पडतें. ही शक्ति ज्या अर्थी विद्युदाकर्षणावर अवलंबून आहे आणि गतीवर नाही, त्या अर्थी जशी गती वाढेल तसें तें कमी होईल; व शेवटीं एकदां अशी वेळ येईल कीं या किरणाच्या गोळ्याला ताब्यांत धरण्याला विद्युदाकर्षण पुरेसें रहात नाहीं व मग सध्याच्या गतीनें तें दूरदूर जाण्याचा प्रयत्न करितें आणि अशा जाण्यानें त्याला ताब्यांत धरणार्‍या विद्युदाकर्षण शक्तीचा जोर कमी कमी होतो व त्याचा मध्योत्सारी वेग मात्र कायम असतो. अशा ओढाताणीत समतोलता नाहींशी होते आणि तो कण स्वत:च्या गतिचक्राच्या स्पर्शरेषेच्या दिशेंत परमाणूपासून दूर निघून जातो; व अशा तर्‍हेनें एका नवीन तर्‍हेच्या किरणविसर्जनक्रियेला सुरवात होते. ही किरणविसर्जन-क्रिया म्हणजे मनस्वी वेगानें धावणार्‍या विद्युत्कणांचें उत्सर्जन होय. याचा बेक्केरल नांवाच्या शास्त्रज्ञानें शोध लाविला. एखाद्या विद्युत्कणाचें एकाएकीं उत्सर्जन किंवा त्याच्या गतीला एकाएकीं विरोध यांच्या योगानें इथरमध्यें एक प्रकारच्या लहरी उत्पन्न होतात, त्यासच रांटजेन किरण म्हणतात, व याचा शोध रांटजेन नांवाच्या शास्त्रज्ञानें लाविला.

२२. उ प सं हा र :- हा विषय कितीहि लिहिला तरी पुरेसा होण्यासारखा नाहीं, तरी पण स्थलसंकोचास्तव जास्त वाढवितां येत नाहीं. यांत मुख्य महत्वाचा मुद्दा म्हणजे विद्युत् हें मूल तत्व असून, आपण ज्याला परमाणु म्हणतों, व ज्याचे त्यापुढें विभाग करणें शक्य नाहीं, तो परमाणु या विद्युत्कणांचाच बनलेला आहे, हा होय व सर्व पदार्थांचे परमाणू याच तर्‍हेनें झालेले आहेत. सर्व पदार्थांच्या एक मूलत्वाचा किंवा अद्वैताचा (Unification of matter ) जो तत्वज्ञांचा सिद्धांत आहे त्याची सिद्धता पदार्थविज्ञान-शास्त्रज्ञांच्याकडेच आली म्हणण्यास हरकत नाहीं. ही सिद्धता जरी बहुतांशीं साध्य असलीं तरी पूर्णत्वानें साध्य नाहीं हें लक्षांत ठेवलें पाहिजे, कारण अद्याप मुख्य भाग हा विद्युत् मूलबिंदूचा झालेला आहे हें सिद्ध होण्यापूर्वीं बरेंच काम राहिलें आहे. त्यानंतर परमाणूमधील अवकाशजागा, विद्युत्कणापेक्षांहि जास्त आहेत असें दिसून आल्यावर त्याची तुलना, ज्याच्या भोंवतीं, सारख्या आकाराचे, जडत्व असलेले (Intertia) व एकमेकांना विद्युद्योगानें आकर्षण व प्रतिसारण करणारे गोल आहेत अशा एखाद्या तेजोमेघाशीं करतां येईल; कारण या तेजोमेघाचें किरणविसर्जन, कांहीं परमाणूंच्या क्ष-किरणासारखेच आघात अगर धक्के याशिवाय होत नाहीं.

परमाणु व अतिपरमाणुविद्युत्कण (electron) यांच्या आकारांत अतिशय विसाद्दश्य आहे; कारण एका पूर्णविरामाएवढा जर अतिपरमाणु विद्युत्कण धरला व एका परमाणूंत ते हजार आहेत असें धरलें तर त्या परमाणूचा आकार मोकळया  अवकाशासुद्धां जवळ जवळ शंभर घनफूट होतो. आणि असें आहे तरी त्याच  अतिपरमाणु विद्युत्कणांचा परमाणु झाला आहे, तेच त्याला जडत्व देतात, त्यांच्याच योगानें त्याच्या कक्षेंत जे परमाणू येतील त्यांच्याशीं याचा संयोग होतो, व एखाद्या संख्येनें जास्त किंवा कमी असल्यामुळें यांच्याच योगानें परमाणु निरनिराळे रासायनिक गुणधर्म दाखवितो.

अतिपरमाणु विद्युत्कणांच्या प्रकृतिधर्माचा विचार करून त्याविषयीं मत ठरविणें अकालिक होईल. कारण धनविद्युत् मुख्य भागाशीं एवढी बांधलेली कां असावी व ॠणविद्युत्कण मात्र मोकळे स्वतंत्रपणें का हिंडावे हे स्पष्ट झालें नाहीं त्याचप्रमाणें गुरुत्वाकर्षण हें काय आहे हेंहि पूर्णपणें समजलें नाहीं. ज्या वेळीं विद्युत्कणांचा सिद्धांत पूर्णतेला येईल त्यावेळीं गुरुत्वाकर्षणाचाहि खरा अर्थ विशद होईल. ॠणविद्युत्कण मोकळया स्थितींत सांपडत असल्यामुळें आतांपर्यंत त्यांचाच विचार झाला, पण धनविद्युत्कण काय आहेत हें समजल्याशिवाय हे विद्युत्कण म्हणजे काय व कशा तर्‍हेनें वागतात हें समजणें कठिण आहे. लारमूर या शास्त्रज्ञाच्या मतानें पाहिलें तर तो म्हणतो धनविद्युत्कण हें ॠणविद्युत्कणांचें आरशांतील प्रतिबिंब आहे.

आतांपर्यंत धनविद्युत्कणाबद्दल काय माहीत आहे याचा विचार केला तर ते, कधीं ॠणविद्युत्कणाप्रमाणें मोकळे सांपडले नाहींच, पण एवढें मात्र म्हणतां येईल कीं, ॠणविद्युत्कण काढून घेतले म्हणजे जें काय शिल्लक राहील तें ते होत. अशा तर्‍हेने सिद्धांताची मांडणी करणें म्हणजे बेंजामिन फ्रँकलिनच्या मताला पुष्टि देण्यासारखेंच आहे, आणि यावरून पूर्वींच्या शोधकांनीं केलेलीं भविष्यें खरीं ठरण्याचा संभव उत्पन्न होतो.

धन व ॠण विद्युत्कणांच्या एकमेकांत मिश्रणामुळें परमाणु झाला आहे हे फ्रँकलीनचें मत नव्हतें, व अद्यापपर्यंत हीं तर नुसतीं अनुमानें आहेत, तीं अनुमानें, सिद्धांतरूपांत येण्या- पूर्वीं धनविद्युत्कणाचें खरें स्वरूप काय आहे हें स्पष्ट होणें आवश्यक आहे.