நிறமாலைமானி (Spectrometer)

நிறமாலைமானி (Spectrometer)

பல்வேறு ஒளி மூலங்களிலிருந்து வரும் நிறமாலைகளை ஆராயவும், பொருள்களின் ஒளிவிலகல் எண்களைக் கணக்கிடவும் நிறமாலைமானிகள் பயன்படுத்கின்றன. நிறமாலைமானி ஒன்று படம் 6.90 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. அடிப்படையில் நிறமாலைமானி மூன்று பகுதிகளைக் கொண்டுள்ளது. அவை முறையே இணையாக்கி, முப்பட்டக மேடை மற்றும் தொலைநோக்கி ஆகும்.

படம் 6.90 நிறமாலைமானி

(i) இணையாக்கி

இணை ஒளிக்கற்றையை உருவாக்கும் அமைப்பே இணையாக்கி ஆகும். நீண்ட உருளை வடிவ குழலின் உள்முனையில் குவிலென்சும், வெளி முனையில் செங்குத்துப் பிளவும் கொண்ட அமைப்பே இணையாக்கி ஆகும். லென்ஸ் மற்றும் செங்குத்துப் பிளவுக்கு இடையே உள்ள தொலைவினைச் சரிசெய்து பிளவினை லென்சின் குவியத்தில் நிலைநிறுத்தும்படி இணையாக்கி அமைக்கப்பட்டுள்ளது. பிளவு ஒளிமூலத்தை நோக்கி உள்ளவாறு நிலைநிறுத்தப்பட்டுள்ளது. பிளவின் அகலத்தைத் தேவைக்கு ஏற்றவாறு சரிசெய்து கொள்ளலாம். முப்பட்டகத்தின் அடிபாகத்துடன் இணையாக்கி உறுதியாகப் பொருத்தப்பட்டுள்ளது.

(ii) முப்பட்டக மேடை

முப்பட்டகம், கீற்றணி போன்றவற்றைப் பொருத்துவதற்கு முப்பட்டகமேடை பயன்படுகிறது. மூன்று சரி செய்யும் திருகுகளுடன் அமைந்த இரண்டு இணையான வட்ட வடிவத் தட்டுகள் முப்பட்டக மேடையில் உள்ளன. நிறமாலைமானியின் மையத்தின் வழியே செல்லும் செங்குத்து அச்சைப் பொருத்து சுழலும் வகையில் முப்பட்டக மேடை பொருத்தப்பட்டுள்ளது. இதன் நிலையை வெர்னியர் V₁ மற்றும் V₂ ஆகியவற்றைக் கொண்டு அறியலாம். தேவையான உயரத்திற்கு முப்பட்டக மேடையை உயர்த்தும் வகையில் அது அமைக்கப்பட்டுள்ளது.

(iii) தொலைநோக்கி

இது வானியல் தொலைநோக்கி வகையைச் சார்ந்ததாகும். குழல் ஒன்றின் ஒரு முனையில் குறுக்குக் கம்பிகளுடன் அமைந்த கண்ணருகு லென்சும், அதன் மறுமுனையில் பொருளருகு லென்சும் ஒரே அச்சில் அமைந்துள்ளன. இணையாக்கியிலிருந்துவரும் இணைகதிர்களைக் கொண்டு கண்ணருகு லென்சுக்கும் பொருளருகு லென்சுக்கும் இடையே உள்ள தொலைவினைச் சரிசெய்து, தெளிவான பிம்பத்தைக் குறுக்குக் கம்பியில் தோன்ற செய்யலாம். நிறமாலைமானியின் மையம் வழியே செல்லும் செங்குத்து அச்சைப் பொருத்து, சுழலும் வகையில் தொலை நோக்கி பொருத்தப்பட்டுள்ளது. தொலைநோக்கியுடன் அரைடிகிரியாகப் பிரிக்கப்பட்ட அளவீடுகள் கொண்ட வட்டவடிவ அளவு கோல் ஒன்று தொலைநோக்கியுடன் சேர்ந்து சுழலும் வகையில் பொருத்தப்பட்டுள்ளது. தொலைநோக்கி மற்றும் முப்பட்டகமேடை இரண்டையும் விரும்பும் இடத்தில் நிலைநிறுத்துவதற்காக இரண்டு ஆர திருகு ஆணிகள் உள்ளன. மேலும், நுட்பகமாகச் சரிசெய்வதற்குத் தொடுகோடு திருகு ஆணிகளும் காணப்படுகின்றன.

நிறமாலைமானியில் மேற்கொள்ள வேண்டிய சீரமைப்புகள் : நிறமாலைமானியைப்

பயன்படுத்தி ஆய்வினை மேற்கொள்ளும் முன்பாகப் பின்வரும் சீரமைப்புகளைச் செய்ய வேண்டும்.

(அ) கண்ணருகு லென்சைச் சீரமைத்தல்

தொலைநோக்கியை, ஒளியூட்டப்பட்ட பரப்பினை நோக்கிச் சுழற்றி, குறுக்குக் கம்பியை முன்னும் பின்னும் நகர்த்தித் தெளிவான பிம்பம் கண்களுக்குத் தெரியும் இடத்தில் அதனை நிலைநிறுத்த வேண்டும்.

(ஆ) தொலைநோக்கியைச் சீரமைத்தல்

இணைகதிர்களைப் பெறும் வகையில் தொலைநோக்கியைச் சீரமைக்க, அதனை தொலைவில் உள்ள பொருள் ஒன்றைக் காணும் வகையில் நிலை நிறுத்த வேண்டும். பின்னர்,கண்ணருகு லென்சுக்கும் பொருளருகு லென்சுக்கும் உள்ள தொலைவினைச் சரிசெய்து, தெளிவான பிம்பம் கண்ணருகு லென்சின் குறுக்குக் கம்பியில் விழும்படி அமைக்க வேண்டும். (இ) இணையாக்கியைச் சீரமைத்தல்

இணையாக்கியின் பிளவினைச் சரி செய்து, ஒளிமூலம் ஒன்றினால் அதனை ஒளியூட்ட வேண்டும். பின்னர், இணையாக்கியின் அச்சுக் கோட்டில் நிற்கும் வகையில் தொலைநோக்கியைச் சுழற்றி நிலைநிறுத்த வேண்டும். தொலைநோக்கியின் கண்ணருகு லென்சின் குறுக்குக் கம்பியில் தெளிவான பிம்பம் கிடைக்கும் வரை, இணையாக்கியின் பிளவிற்கும் லென்சுக்கும் இடையே உள்ள தொலைவைச் சரிசெய்ய வேண்டும். ஏனெனில், தொலைநோக்கி இணைகதிர்களைப் பெறும் வகையில் ஏற்கனவே சரிசெய்யப்பட்டுள்ளது. இணையாக்கியிலிருந்து வரும் கதிர்கள் இணையாக இருந்தால் மட்டுமே, தெளிவான மற்றும் நன்கு வரையறுக்கப்பட்ட பிம்பம் கிடைக்கும்.

(ஈ) முப்பட்டக மேடையைச் சீரமைத்தல்

இரசமட்டம் மற்றும் சரிசெய்யும் திருகாணிகளைப் பயன்படுத்தி, முப்பட்டக மேடையின் இணை வட்டத்தகடுகளை சரிசெய்யலாம்.

1. முப்பட்டகம் செய்யப்பட்ட பொருளின் ஒளிவிலகல் எண்ணைக் காணல்

நிறமாலைமானியின் தொலை நோக்கி, இணையாக்கி மற்றும் முப்பட்டக மேடை போன்றவற்றின் தொடக்கச் சீரமைப்புகளைச் செய்ய வேண்டும். முப்பட்டகக் கோணம் மற்றும் சிறும் திசைமாற்றக் கோணம் ஆகியவற்றைக் கண்டறிந்து முப்பட்டகப் பொருளின் ஒளிவிலகல் எண்ணைக் கணக்கிடலாம். 

(i) முப்பட்டகக் கோணம் (A)

படம் 6.91 முப்பட்டகக் கோணம்

முப்பட்டகத்தின் ஒளிவிலகுப்பக்கங்கள் சந்திக்கும் முனைகள், இணையாக்கியைப் பார்க்கும் வகையில் முப்பட்டக மேடைமீது முப்பட்டகம் வைக்கப்படுகிறது. இதுபடம் 6.91 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. இணையாக்கியின் பிளவுசோடிய ஆவிவிளக்கினைக் கொண்டு ஒளியூட்டப்படுகிறது. இணையாக்கியிலிருந்து வரும் இணைகதிர்கள் முப்பட்டகத்தின் AB மற்றும் AC பக்கங்களில் விழும்படி முப்பட்டகம் சரிசெய்யப்படுகிறது. AB பக்கத்தில் பட்டு எதிரொளித்த பிளவின் பிம்பம், தொலை நோக்கியின் குறுக்குக் கம்பியுடன் பொருந்தும் வகையில் தொலைநோக்கியைச் சுழற்றி T₁ நிலையில் பொருத்தி வெர்னியர் அளவீடுகளை குறித்துக்கொள்ள வேண்டும். மீண்டும் தொலைநோக்கியைச் சுழற்றி, முப்பட்டகத்தின் AC பட்டகத்தில் பட்டு எதிரொளித்த பிளவின் பிம்பம் தொலைநோக்கியின் குறுக்குக் கம்பியுடன் பொருந்தும் வகையில் T₂ நிலையில் நிலைநிறுத்த வேண்டும். இதற்கான வெர்னியர் அளவீடுகளைக் குறித்துக் கொள்ள வேண்டும்.

இவ்விரண்டு அளவீடுகளின் வேறுபாடு, தொலை நோக்கி சுழற்றப்பட்டக் கோணத்தைக் கொடுக்கும். இக்கோணம் முப்பட்டகக் கோணத்தின் இரண்டு மடங்கிற்குச் சமமாகும். இம்மதிப்பில் பாதி முப்பட்டகக் கோணத்தைக் (A) கொடுக்கும்.

(ii) சிறுமதிசைமாற்றக்கோணம் (D)

படம் 6.92 சிறும திசைமாற்றக் கோணம்

இணையாக்கியிலிருந்து வரும் ஒளி முப்பட்டகத்தின் ஓர் ஒளிவிலகு பக்கத்தின் மீது விழுந்து, மறுபக்கத்தின் வழியே ஒளிவிலகல் அடைந்த ஒளியைத் தொலைநோக்கியின் வழியே பார்க்கும் வகையில், படம் 6.92 இல் காட்டியுள்ளவாறு முப்பட்டகத்தை மேடைமீது பொருத்த வேண்டும். தற்போது திசைமாற்றக்கோணத்தின் மதிப்பு குறையும் வகையில் முப்பட்டக மேடையைச் சுழற்ற வேண்டும். ஒரு கட்டத்தில் தொலை நோக்கியின் வழியே பார்க்கும் பிம்பம் ஓர் இடத்தில் நின்று, முப்பட்டக மேடையை ஏற்கெனவே சுழற்றிய திசையிலேயே தொடர்ந்து சுழற்றும்போது பின்வாங்க ஆரம்பிக்கும். இதன் காரணமாகத் திசைமாற்றக் கோணத்தின் மதிப்பு அதிகரிக்கும். பிம்பம் எந்த இடத்தில் பின்வாங்க ஆரம்பிக்கிறதோ, அந்த இடத்தில் தொலைநோக்கியின் செங்குத்துக் குறுக்குக் கம்பி பொருந்தும்படி தொலைநோக்கியை நிலைநிறுத்த வேண்டும். இது சிறுமதிசைமாற்ற நிலையைக் கொடுக்கும். இந்நிலைக்கான வெர்னியர் அளவீடுகளைக் குறித்துக் கொள்ள வேண்டும்.

தற்போது முப்பட்டகத்தை நீக்கிவிட்டு, இணையாக்கியிலிருந்து வரும் பிம்பத்தை நேரடியாக தொலைநோக்கியின் வழியே பார்க்கும் வகையில் தொலைநோக்கியைச் சுழற்ற வேண்டும். நேரடி பிம்பத்துடன் செங்குத்துக் குறுக்குக்கம்பி பொருந்தும் வகையில் அமைத்து அதற்கான வெர்னியர் அளவீடுகளைக் குறித்துக்கொள்ள வேண்டும் இவ்விரண்டு அளவீடுகளின் வேறுபாடு சிறுமதிசைமாற்றக் கோணத்தைக் (D) கொடுக்கும். முப்பட்டகம் செய்யப்பட்ட பொருளின் ஒளிவிலகல் எண்ணைப் பின்வரும் சமன்பாட்டினைப் பயன்படுத்திக் கணக்கிடலாம்.

வெற்றிட முப்பட்டகம் ஒன்றினுள் திரவத்தை நிரப்பி, மேற்கூறப்பட்ட அதே முறையில் சோதனைகளை நிகழ்த்தி திரவத்தின் ஒளிவிலகல் எண்ணைக் காணலாம். நிறமாலைமானி சோதனைகள் இப்பாடப்புத்தகத்தின் தொகுதி 1 இல் தரப்பட்டுள்ளன.