முகப்பு அறிவியல் மின்காந்த அலைகள் 4: நுண்ணலைகள்

மின்காந்த அலைகள் 4: நுண்ணலைகள்

61
0

எழுதியது: சிறி சரவணா

முன்னைய பதிவுகளில் மின்காந்த அலைகள் என்றால் என்ன, அவற்றின் பண்புகள் மற்றும் ரேடியோ அலைகள் வரை பார்த்துவிட்டோம். அவற்றை நீங்கள் வசிக்க பின்வரும் இணைப்புக்களைப் பயன்படுத்துங்கள்.

இந்தப் பகுதியில் நாம் நுண்ணலை (microwave) என்ற மின்காந்த அலையைப் பற்றிப் பார்க்கப்போகிறோம்.

நுண்ணலைகள், ரேடியோஅலைகளை விட அலைநீளம் குறைந்தவை, அதாவது ரேடியோ அலைகளின் அலைநீளம் கொஞ்சம் கொஞ்சமாக குறைவடைந்து வரும்போது, அது ஒரு கட்டத்தில் நுண்ணலைகளாக மாறிவிடும். இது ரேடியோ அலைகளின் அலைநீளத்திற்கு மிக அருகில் இருந்தாலும் தனியான அலைக்கற்றை வடிவமாகவே கருதப்பட்டு, நுண்ணலை என்று பெயரிடப்பட்டுள்ளது.

நுண்ணலையின் அலைநீளம் 300MHz தொடக்கம் 300GHz வரை செல்கிறது, அதாவது 100 cm தொடக்கம் 0.1 cm வரை அல்லது ஒரு மீட்டரில் இருந்து ஒரு மில்லிமீட்டார் வரை என்றும் சொல்லலாம்.

நீங்கள் நுண்ணலை பற்றி அதிகம் கேள்விப்பட்ட இடம் நுண்ணலை வெதுப்பியாக (microwave oven) இருக்கும். இது 12 cm அலைநீளம் கொண்ட நுண்ணலைகளைப் பயன்படுத்தியே இந்த நுண்ணலை வெதுப்பிகள் தொழிற்படுகின்றன. உணவில் இருக்கும் நீர் மற்றும் கொழுப்பு மூலக்கூறுகளை அதிர்வடையச்செய்து வெப்பத்தை உருவாக்குகிறது இந்த நுண்ணலைகள்.

நுண்ணலைகள் தகவல்தொடர்பாடல் முறைகளுக்கும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இதற்கு முக்கிய காரணம், நுண்ணலைகளால் இலகுவாக மழை, முகில், பனி மற்றும் புகை மண்டலங்களை இலகுவாகக் கடந்துவிடமுடியும் என்பதனால் ஆகும்.

நுண்ணலைகளைக் கூட அதன் அலைநீளங்களுக்கு ஏற்றவாறு பல்வேறு குழுக்களாக (band) பிரித்துள்ளனர். இந்த உபகுழுக்கள் பல்வேறு வேறுபட்ட பண்புகளை கொண்டுள்ளன. அவற்றைப் பார்க்கலாம்.

C-band என்ற மத்திய அளவு அலைநீளம் கொண்ட நுண்ணலைகள் மேலே கூறியது போல மழை, முகில், பனி மற்றும் புகை ஆகியவற்றைக் கடந்து செல்லக்கூடியது.

L-band என்ற வகை நுண்ணலைகள் GPS கருவிகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. GPS செய்மதிக்கும், GPS கருவிகளுக்கும் இடையில் தகவல்களைப் பற்றிமார இவை பயன்படும் அதேவேளை, காடுகளில் இருக்கும் மரங்களின் இலை இடுக்குகளைக் கடந்து நிலம்வரை இந்த நுண்ணலையால் பயணிக்கமுடியும். இது ஆய்வாளர்களுக்கு காடுகளில் இருக்கும் மண்ணின் ஈரப்பதன் போன்ற தரவுகளை செய்மதிமூலம் தெரிந்துகொள்ள உதவுகிறது.

microwave-freq-bands
நுண்ணலைகளின் அலைநீளத்திற்கு ஏற்ப பிரிக்கப்பட்டுள்ள band வகைகள்

பொதுவாக தொடர்பாடல் செய்மதிகள் C-band, X-band மற்றும் Ku-band போன்ற நுண்ணலைகளைப் பயன்படுத்துகின்றன.

நுண்ணலைகளால் முகில், மழை போன்றவற்றை ஊடறுத்துச் செல்லக்கூடியதாக இருபதனால், செய்மதிகளில் இருந்து, வானிலை பற்றிய தகவல்களை திரட்டவும், கடல் மட்டத்தில் காற்றின் வேகத்தை அளக்கவும் இவை பயன்படுகின்றன.

நாசாவின் QuikSCAT என்ற செய்மதி, Ku-band வகை நுன்னலையைப்பயன்படுத்தி, கடல்மட்டத்தில் காற்றின் வேகம் மற்றும் திசை ஆகியவற்றை அளக்கிறது.

மற்றும் ரேடார் தொழில்நுட்பத்திலும் நுண்ணலைகள் பயன்படுகின்றன. தொடர்ச்சியாக நுண்ணலைத் துடிப்புகளை அனுப்பி அவை தெறிப்படைந்து மீண்டும் வரும் அலைகளில் இருக்கும் சக்திமட்டத்தை அளந்து மாறுபாடுகளை கண்டறிகின்றது. இது active remote sensing எனப்படுகிறது.

இயற்கையாகவே உருவாகும் நுண்ணலைகளைக்கூட கண்டறிய செய்மதிகள் பயன்படுகின்றன. இந்தத் தரவுகள் உலக வெப்பநிலை மாற்றம், மழை மற்றும் காலநிலை மாற்றங்கள் பற்றி அறிய உதவுகின்றன. நாசாவின் TRMM என்ற அயனமண்டல மழைவீழ்ச்சி அளவீட்டுத் திட்டம், மாலை முகில்களின் அடியில் உள்ள நீரின் அளவினை அளக்கின்றது!

மற்றும் நுண்ணலைகள் பிரபஞ்சவியலிலும் பயன்படுகிறது. நமது பிரபஞ்சம் உருவாகிய காலத்தில் ஏற்பட்ட பெருவெடிப்பின் போது வெளிவிடப்பட்ட சக்தி தற்போது நுண்ணலைகளாக இந்தப் பிரபஞ்சத்தில் வியாப்பித்துள்ளது! இதனை பிரபஞ்ச நுண்ணலை அம்பலம் (cosmic microwave background – CMB) என்கின்றனர்.

emsMicrowaves_mainContent_microwave-background_WMAP

1965 இல் பெல் ஆராச்சிக்கூடத்தை சேர்ந்த Arno Penzias மற்றும் Robert Wilson ஆகியோர் எதேர்ச்சையாக கண்டறிந்த இந்த CMB பிரபஞ்சம் உருவகியதன் ஆதாரமான எச்சமாக இன்றும் இந்தப் பிரபஞ்சத்தில் இருகின்றது. நாசா அனுப்பிய WMAP செய்மதி, இந்த நுண்ணலை கதிர்வீச்சை அளந்து அதன் வரைபடத்தை உருவாக்கியது. அந்தப் படத்தை நீங்கள் மேலே பார்க்கலாம்.  பிரபஞ்சம் உருவாகி வெறும் 380,000 வருடத்தில் பிரபஞ்சம் இப்படித்தான் இருந்தது!

அண்ணளவாக இன்று இந்த நுண்ணலைக் கதிர்வீச்சின் வெப்பநிலை 2.7 கெல்வின் (2.7 K). 13.7 பில்லியன் வருடங்களுக்கு முன்னர் இந்த வெப்பநிலையில் இருந்த சிறிய மாற்றங்கள் (படத்தில் புள்ளிக்கோலமாக தெரிவது) பிற்காலத்தில் விண்மீன்கள், பால்வீதி போன்ற பேரடைகள் மற்றும் அதனை பார்க்கக் கூடியவாறு மனிதன் என்று எல்லாம் உருவாக காரணமாக அமைந்தன என்றால் ஆச்சரியப்படவேண்டும் அல்லவா!

ரேடியோ அலைகளைப் போலவே நுண்ணலையும் மிகப் பயனுள்ளதாக இருக்கிறது. அடுத்ததாக நுண்ணலையை விட அலைநீளம் குறைந்த அகச்சிவப்புக்கதிர்களைப் பற்றிப் பார்க்கலாம்.

அடுத்த பாகம்: மின்காந்த அலைகள் 5: அகச்சிவப்புக் கதிர்கள்

படங்கள் மற்றும் தகவல்கள்: நாசா, விக்கிபீடியா


மேலும் பல அறிவியல் தகவல்களுக்கு, பரிமாணத்தின் பேஸ்புக் பக்கத்தை லைக் செய்யுங்கள் :- https://web.facebook.com/parimaanam