भ्याकुम ट्यूबहरू, एक पटक टेक्नोलोजीको अगाडि, रेडियो, टेलिभिजन, र कम्प्युटर युगको शुरुवात लगायत प्रारम्भिक इलेक्ट्रोनिक्सको विकासमा निर्णायक भूमिका खेलेको थियो। भ्याकुम ट्युबका सिद्धान्तहरू बुझ्दा हामीलाई ऐतिहासिक प्रविधिको झलक मात्र दिँदैन तर आधुनिक इलेक्ट्रोनिक्स र भौतिक विज्ञानका आधारभूत कुराहरूमा पनि प्रकाश पार्छ, विशेष गरी भ्याकुम र इलेक्ट्रोन प्रवाहको अवधारणा।
भ्याकुम ट्यूब, जसलाई थर्मियोनिक भल्भ पनि भनिन्छ, एक उपकरण हो जसले इलेक्ट्रोडहरू बीचको उच्च भ्याकुममा विद्युतीय प्रवाहलाई नियन्त्रण गर्दछ जसमा विद्युतीय सम्भावित भिन्नता लागू गरिएको छ। भ्याकुम ट्यूबको सरल रूप दुई इलेक्ट्रोडहरू हुन्छन्: क्याथोड र एनोड (वा प्लेट), खाली गिलास वा धातुको घेरामा बन्द।
क्याथोड: क्याथोड तातो इलेक्ट्रोड हो। जब उच्च तापक्रममा तताइन्छ, यसले थर्मियोनिक उत्सर्जन भनिने प्रक्रिया मार्फत इलेक्ट्रोनहरू जारी गर्दछ। यो किनभने क्याथोडलाई तताउँदा कार्य प्रकार्यलाई पार गर्न पर्याप्त ऊर्जाको साथ इलेक्ट्रोनहरू आपूर्ति गर्दछ, धातुको सतहबाट इलेक्ट्रोन हटाउन आवश्यक ऊर्जाको न्यूनतम मात्रा।
कार्य प्रकार्य ( \( \phi \) ) लाई यसरी व्यक्त गर्न सकिन्छ: \( \phi = h \nu_0 \) जहाँ \(h\) प्लान्कको स्थिर र \(\nu_0\) इलेक्ट्रोनको इजेक्शनको आवृत्ति हो।
एनोड (प्लेट): एनोड सकारात्मक रूपमा चार्ज गरिएको इलेक्ट्रोड हो जसले क्याथोडद्वारा उत्सर्जित इलेक्ट्रोनहरूलाई आकर्षित गर्दछ। जब एनोड र क्याथोडको बीचमा विद्युतीय सम्भाव्यता भिन्नता लागू हुन्छ, इलेक्ट्रोनहरू क्याथोडबाट एनोडमा भ्याकुमबाट प्रवाह हुनेछन्, यसरी ट्यूब मार्फत प्रवाह प्रवाह गर्न अनुमति दिन्छ।
भ्याकुम: घेरामा हावा वा कुनै पनि पदार्थको अनुपस्थितिले इलेक्ट्रोनहरू वायु अणुहरूसँग टक्कर नगरी क्याथोडबाट एनोडमा यात्रा गर्न सक्छन् भन्ने कुरा सुनिश्चित गर्दछ। यो भ्याकुम अवस्थाले भ्याकुम ट्यूबलाई यसको नाम दिन्छ र यसको सञ्चालनको लागि महत्त्वपूर्ण छ।
जबकि आधारभूत भ्याकुम ट्यूबमा दुई इलेक्ट्रोडहरू छन्, विभिन्न प्रकार्यहरू प्रदर्शन गर्न थप जटिल ट्यूबहरू विकसित गरिएको छ:
ट्रान्जिस्टरहरू जस्ता ठोस-राज्य उपकरणहरू द्वारा ठूलो मात्रामा प्रतिस्थापित भए तापनि, भ्याकुम ट्यूबहरू अझै पनि तिनीहरूको अद्वितीय गुणहरूको कारणले विशेष क्षेत्रहरूमा अनुप्रयोगहरू फेला पार्छन्:
भ्याकुम ट्युबको सञ्चालनलाई अझ राम्ररी बुझ्नको लागि, ट्रियोडको जाँच गरौं, जसले सिग्नल प्रवर्धनको अवधारणालाई परिचय गराउँछ:
सङ्केतहरू विस्तार गर्न ट्रियोडको क्षमताले इलेक्ट्रोनिक सञ्चारमा क्रान्ति ल्यायो, स्पष्ट रेडियो प्रसारण, टेलिभिजनको विकास र प्रारम्भिक कम्प्युटरहरूको लागि अनुमति दिँदै।
भ्याकुम ट्युबको सञ्चालनमा भौतिकशास्त्रका धेरै मुख्य सिद्धान्तहरू समावेश हुन्छन्:
भ्याकुम ट्यूबहरू विगतका अवशेषहरू जस्तो लाग्न सक्छ, तर तिनीहरूको सञ्चालनका सिद्धान्तहरू इलेक्ट्रोनिक्सको क्षेत्रमा आधारभूत छन् र भ्याकुममा इलेक्ट्रोनहरूको व्यवहारमा सम्मोहक अन्तरदृष्टि प्रदान गर्दछ। भ्याकुम ट्यूबहरू बुझेर, हामीले इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरूको विकास र तिनीहरूको सञ्चालनलाई नियन्त्रित गर्ने अन्तर्निहित भौतिकीहरूको लागि गहिरो प्रशंसा प्राप्त गर्छौं। यद्यपि ठोस-राज्य प्रविधिले धेरै जसो अनुप्रयोगहरूमा भ्याकुम ट्यूबहरू प्रत्यारोपण गरेको छ, भ्याकुम ट्यूबहरूको विरासत र आला प्रयोगहरूले तिनीहरूलाई अध्ययनको आकर्षक विषय बनाउन जारी राख्छ।
