நிறமாலை ஒளியளவியல்

நிறமாலை ஒளியளவியல் (Spectrophotometry) என்பது நிறமாலையியலின் ஒரு பிரிவாகும். இது அலைநீளத்தின் சார்பாக ஒரு பொருளின் தெறிப்பு அல்லது பரப்புகைப் பண்புகளின் அளவீட்டுடன் தொடர்புடையது. நிறமாலை ஒளியளவியலானது நிறமாலையொளிமானிகள் எனப்படும் ஒளிமானிகளைப் பயன்படுத்துகிறது, இதன்மூலம் வெவ்வேறு அலைநீளங்களில் ஒரு ஒளிக்கற்றையின் செறிவை அளவிட முடியும். நிறமாலையொளியளவியல் பொதுவாகப் புறவூதா, கட்புலப்படும், மற்றும் அகச்சிவப்புக் கதிர்வீச்சுகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது என்றாலும், நவீன நிறமாலையொளிமானிகள் எக்சு-கதிர், புற ஊதாக் கதிர், கட்புலனாகும் நிறமாலை, அகச்சிவப்புக் கதிர், நுண்ணலை அலைநீளங்கள் உட்பட மின்காந்த நிழற்பட்டையின் பரந்த பகுதிகளுக்குப் பயன்படுத்த முடியும்.

நிறமாலையொளிமானியின் பயன்பாடு இயற்பியலின் ஆய்வுகளில் வரம்புக்குட்பட்டது அல்ல. அவை இயற்பியல், பொருளறிவியல், வேதியியல், உயிர்வேதியியல், வேதிப் பொறியியல், மூலக்கூற்று உயிரியல் போன்ற ஏனைய அறிவியல் துறைகளிலும் கூடப் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. குறைகடத்திகள், சீரொளி, ஒளியியல் உற்பத்திகள், அச்சிடுதல் மற்றும் தடவியல் சோதனை உள்ளிட்ட பல துறைகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அத்துடன் நொதிய செயற்பாடுகளின் அளவீடு, புரதச் செறிவுகளை அளவிடுதல், நொதி இயக்க மாறிலிகளைக் கண்டறிதல் போன்றவற்றிலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றது.

வடிவமைப்பு 

ஒற்றைக் கற்றை மற்றும் இரட்டைக் கற்றை என இரண்டு முக்கிய வகுப்புகளில் இந்தக் கருவிகள் உள்ளன. இரட்டைக் கற்றை நிறமாலையொளிமானி இரண்டு ஒளி வழிகளுக்கு இடையில் ஒளி அடர்த்தியை ஒப்பிடுகிறது, இங்கு ஒரு வழியில் குறிப்பிடு மாதிரியாகவும், மற்ற வழியில் சோதனை மாதிரியாகவும் இருக்கும். ஒற்றைக் கற்றை நிறமாலையொளிமானி சோதனை மாதிரி நுழைக்கப்படுவதற்கு முன்பும், பின்புமுள்ள ஒப்புமை ஒளி அடர்த்தி தொடர்புடைய அளவீடுகளைச் செய்கிறது. ஒப்பீட்டு அளவீடுகளில் இரட்டைக் கற்றைக் கருவிகள் எளிமையாகவும் மிகவும் நிலைப்புத் தன்மையுடனும் இருக்கின்ற போதும், ஒற்றைக் கற்றைக் கருவிகள் பெருமளவிலான இயக்கநிலை வரம்பைக் கொண்டிருக்கலாம், மேலும் அவை பார்ப்பதற்கு எளிமையாகவும் மிகவும் கச்சிதமாகவும் இருக்கின்றன. கூடுதலாக, நுண்ணோக்கிகள் அல்லது தொலைநோக்கிகளில் கட்டமைக்கப்பட்ட நிறமாலையொளிமானிகள் போன்ற சில சிறப்புக் கருவிகள், நடைமுறையின் காரணமாக ஒற்றைக்கற்றைக் கருவிகளாகும்.

வரலாற்று ரீதியாக, நிறமாலையொளிமானிகள் பகுமுறை நிறமாலையை உருவாக்குவதற்கு ஒளிக்கதிர் சிதைவுத் தாங்கி (கோணலளியடைப்பு) கொண்ட ஒருநிறமாக்கியைப் பயன்படுத்துகின்றன. இந்த அடைப்பு அசையும் அல்லது நிலையானதாக இருக்கலாம். ஒளிமின்பெருக்கிக் குழாய் அல்லது ஒளியுணர் இருமுனையம் போன்ற ஒற்றை உணர்கருவியைப் பயன்படுத்தினால், கோணலளியடைப்பைப் படிப்படியாக வருடலாம் (வருடு நிறமாலையொளிமானி), இதன் மூலம் உணர்கருவி ஒவ்வொரு அலைநீளத்திற்கும் ஒளியின் செறிவை அளவிட முடியும். ஒளியுணர்கருவிகளின் அணிவரிசைகளைப் பயன்படுத்தும் நிறமாலையொளிமானிகளும் இருக்கின்றன. மின்னூட்ட இணைப்புக் கருவிகள் (CCD) அல்லது ஒளியுணர் இருமுனைய அணிகள் (PDA) போன்ற உணர்கருவிகளின் அணிகளும் (array spectrophotometer) பயன்படுத்தப்படலாம். அத்தகைய அமைப்புகளில், அடைப்பு நிலையானதும், ஒளியின் ஒவ்வொரு அலைநீளத்தின் செறிவும் அணிவரிசையில் உள்ள வேறுபட்ட உணர்கருவி மூலம் அளவிடப்படுகிறது. கூடுதலாக, பெரும்பாலான நவீன நடு-அகச்சிவப்பு நிறமாலையொளிமானிகள் நிறமாலைத் தகவலைப் பெற பூரியே மாற்று நுட்பத்தைப் பயன்படுத்துகின்றன. இந்த நுட்பம் பூரியே மாற்று அகச்சிவப்பு நிறமாலையியல் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

புறவூதா நிறமாலையொளிமானிகள் 
அனேகமான நிறமாலையொளிமானிகள் நிறமாலையின் புறவூதா மற்றும் கட்புலனாகும் மண்டலங்களில் பயன்படுகிறது. மேலும் இதில் சில கருவிகளானது அகச்சிவப்பு மண்டலத்திற்குக் கிட்டவாகவும் இயங்குகிறது.

புறவூதா-கட்புலன் (UV-vis) நிறமாலையியல் மின்னணு மாற்றங்களைத் தூண்டும் ஆற்றல் நிலைகளை உள்ளடக்கியது. புறவூதா-கட்புலன் ஒளியை உறிஞ்சுவது அடிநிலைகளில் இருக்கும் மூலக்கூறுகளை அவற்றின் அருட்டிய நிலைகளுக்குத் தூண்டுகிறது.

கட்புனாகும் மண்டலம் 400–700 nm நிறமாலையொளிமானியானது நிறவளவியல் அறிவியலில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது 0.2–0.8 O.D வரம்பில் சிறப்பாக செயல்படுகின்றது. மை உற்பத்தியாளர்கள், அச்சு நிறுவனங்கள், நெசவாலைகளின் விற்பனையாளர்கள் போன்ற பலவற்றில் நிற அளவி வழியாக தரவு வழங்க இது தேவைப்படுகிறது.

அகச்சிவப்பு நிறமாலையொளிமானிகள் 
அகச்சிவப்பு மண்டலத்திற்கான நிறமாலையொளிமானிகள் அந்த மண்டலத்தில் அளவையின் தொழில்நுட்பத் தேவைகளுக்காக முழுவதும் மாறுபட்டதாக வடிவமைக்கப்படுகின்றன. வேறுபட்ட நிறமாலை மண்டலங்களுக்குத் தேவைப்படும் ஒளியுணரிகளே இதற்கு ஒரு காரணம். அத்துடன் அகச்சிவப்பு அளவீடும் சவாலானது, ஏனெனில், கிட்டத்தட்ட அனைத்துமே, குறிப்பாக 5 μmக்கு அப்பால் உள்ள அலைநீளங்களில், அகச்சிவப்பு ஒளியை வெப்பக் கதிர்வீச்சாக வெளியிடுகிறது.

மற்றொரு சிக்கல் என்னவென்றால், கண்ணாடி, நெகிழி போன்ற சில பொருட்கள் அகச்சிவப்பு ஒளியை உறிஞ்சுவதால், இவை ஒளியியல் ஊடகமாக செயற்பட முடியாததாக உள்ளது. உப்பு போன்றவை ஒளியியல் ஊடகமாக செயற்பட வல்லன, இவை அகச்சிவப்பு ஒளியை உறிஞ்சாது. அகச்சிவப்பு நிறமாலையொளிமானிகளுக்கான மாதிரிகள் பொட்டாசியம் புரோமைடின் இரண்டு தட்டுகளுக்கு இடையில் பூசப்படலாம் அல்லது பொட்டாசியம் புரோமைடுடன் அரைத்து ஒரு துகள்களாக அழுத்தலாம். நீர்க்கரைசல்கள் அளவிடப்படவேண்டி வரின், கலத்தை உருவாக்க கரையாத வெள்ளி குளோரைடு பயன்படுத்தப்படுகிறது.

நிறமாலை கதிர்வீச்சளவிகள்
நிறமாலை கதிர்வீச்சளவிகள் (spectroradiometers) கிட்டத்தட்ட கட்புலன் நிறமாலையொளிமானிகளைப் போலவே செயல்படுகின்றன, அவை ஒளியூட்டப் பொருளின் நிறமாலை அடர்த்தியை அளவிட வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன.

இவற்றையும் பார்க்கவும் 
 நிறமாலையியல்

மேற்கோள்கள்

வெளி இணைப்புகள் 

Spectrophotometry Handbook 

நிறமாலையியல்
ஒளி வேதியியல்
கதிர்வீச்சளவியல்