Argi monokromatiko

Argi monokromatikoa (grezieraz μονο  monos, "bat, bakar", eta χροματικί  chrôma, "kolore"), uhin-luzera edo maiztasun bakarreko erradiazio elektromagnetikoa da, eta hortaz kolore bakarrekoa. Dena dela, errealitatean, indukzio elektromagnetikoaren ondorioz, maiztasun edo uhin-luzera bakarra baino uhin-luzeren oso multzo txikiak osatzen du argi monokromatikoa, baina giza begiak beti kolore bakarra jasotzen du.

Argi ikusgarria edo argia uhin-luzera ezberdinez osatua dago, 440 – 700 nm tartekoak, eta horrexegatik kolore desberdinak hautematen ditugu gure inguruan. Argi mota honi polikromatikoa deritzo. Eguneroko bizitzan argi polikromatikoa dugu: eguzki-argia, kale-argia, goritasun-lanpara eta abarrek igortzen dutena.

 Iturriak 
Argi monokromatikoaren iturriak ugariak eta era askotarikoak dira.

 Laserra 
Laserraren bidezko argia lortzeko material batean dauden atomoak kitzikatu egin behar dira eta kitzikatutako atomoak hasierako energia-egoerara bueltatzean maiztasun bakarreko argia igortzen dute, hau da, kolore bakarreko argia. Materiala era askotakoa da, besteak beste, gasa (helioa, argona..), likidoa (Rodamina, Curamina), eta solidoak (erbio, neodimio). Laserraren abantaila nagusia da, bestelako argi igorpenen aldean, zuzentasuna, hots, puntu jakin batera zuzentzeko duen gaitasuna, baita koherentzia edo fase bera atxikitzea ere. Argi-izpien maiztasuna oso zehatza da, eta ondorioz barne-interferentziak saihesten dira, eta igorpen garbia lortzen da.

 Deskarga lanpara 
Deskarga-lanparan dagoen gasean zehar korronte elektriko bat pasaraziz sortzen da argi monokromatikoa. Gasaren atomoak kitzikatu egiten dira korronte elektrikoaren eraginez eta gero atomoak hasierako egoerara bueltatzean maiztasun bakarreko argia igortzen dute. Argiaren uhin-luzera, kolorez beraz, lanpararen barruko gas-motaren araberakoa da.

Deskarga elektriko baten eraginpean gas guztiek igortzen dute argia, baina erabilitako gasaren arabera sortutako argiak ezaugarri desberdinak ditu energia, intentsitatea eta argitasunari dagokienez. Esaterako, merkurio-lurrunezko lanpara kaleko-argiterian oso ohikoa da, 50 lumen/W-eko potentzia, handia alegia, eta argitasun handia ematen duelako. Halogeno-lurrunezko lanparak, ostera, 12- 25 lumen/W-ekoa sortzen duenez, kirol-instalazioetan, barruko eta kanpoko erakinetan erabiltzen dira.

 LED 
LED (light-emitting diode - diodo argi-igorlea) oso ohikoa da gure artean eta bere funtsezko osagaia erdieroalea da. LEDak argia sor dezan korronte elektriko batek zeharkatu behar du. Kolorea LEDaren erdieroalearen osagaien araberakoa da. Esaterako, laranja kolorea galio eta artsenio fosfurozko erdieroalea erabilita lortzen da; urdina zink seleniurozkoa baliatuz. Argi monokromatikoa sortzen duenez, energiaren gastuaren ikuspegitik eraginkorragoak dira argitasun handia ematen dutelako eta aldi berean enegia gutxi kontsumitzen dutelako.

 Sinkrotroi-erradiazioa 
Sinkrotroi-erradiazioa ere argi monokormatikoa da. Sinkrotroia partikula azeleragailua da eta bertan partikula kargatuak (elektroiak, protoiak…) azeleratu egiten dira eta oso abiadura handian (ia-ia abiaduraren argian) higitzen direnean maiztasun-banda estuko argia igortzen dute. Sinkrotroi-argia hainbat esparrutan erabiltzen da, hala nola, medikuntzan minbiziari aurre egiteko, nekazaritzan lorzoruen egoera aztertzeko, zientzia forentseko gorpu-laginen analisietan, botika berriak garatzeko, arkeologian objektuen konposizioa eta haien historia ezagutzeko... 

 FEL  (Elektroi askeko laserra) 
Elektroi askeko laserrak (edo FEL – free-electron laser) 10-6 mm – 1 mm tarteko uhin-luzera duen argia sortzen du: oso intentsua eta energia handikoa. Horretarako elektroi-sorta bat azeleratu egiten da ia-ia argiaren abiadura lortu arte oso eremu magnetiko handien bidez. Egoera horretako elektroiek tarte estuko maiztasuna duen erradiazioa igortzen dute. Sortutako argia intentsitate handikoa da eta elektroiaren abiadura mugatuz espektro osoko maiztasun guztietako erradiazioak sor daitezke. Oso erabilia da, besteak beste, medikuntzako kirurgia alorrean: gaixotutako giza-ehunak erauzteko giza gorptuzari ahalik eta eragin gutxien sortaraziz.

 Monokromatzailea 
Laserraren erabilera orokortu baino lehen, argi monokromatikoa lortzeko monokromatzailea izeneko tresna usu handikoa izan da, eta gaur egun ere oso erabilia da. Tresna honen helburu nagusia uhin-luzera zehatza duen erradiazio elektromagnetikoa lortzea da, hots, argi monokromatikoa eskuratzea argi polikromatiko batetik abiatuta.
1930ean Marianus Czerny eta Arthur Francis Turner ikertzaileek lehen monokromatzailea asmatu zuten: Czerny-Turner monokromatzailea izenaz ezagutzen dena. Argiaren sakabanaketa optikoan oinarritzen da: difrakzio-sarea, ispilu konkaboak eta kolimatzailearen bitartez argi monokromatikoa lortzen da. Tresna honetan argia -argi polikromatikoa- sarrerako zirrikitura (A) heltzen da eta bertatik igarotzean argi-sorta estutu egiten da. Ostean, kolimatzailera (B) iritsi eta bertan argi-izpiak mehetu egiten dira eta ibilbide paraleloan mugiarazten dira, edo izpien mugimendu-norabidea lerrokatuz edo izpien sekzioa txikiagotuz, betiere kolimatzaile-motaren arabera. Kolimatutako argiak difrazkio-sarea edo prisma (C) batean intziditzen du eta dispertsatua edo errefraktatua izan ohi da. Ondoren, ispilu (D) baten bidez argia fokuratu egiten da eta, azkenik, irteerako saretatik (E) pasatzean lortu nahi den maiztasuneko argia eskuratzen da, argi monokromatikoa alegia Difrakzio-sarea biratuz lortu nahi den uhin-luzera lortzen da. Irteerako zirrikitua ere garrantzitsua da, besteak beste, zenbat eta estuagoa izan orduan eta erresoluzio handiagoa lortzen baita, erradiazioaren eraginkortasuna handituz. 

 Argi monokromatikoaren ezaugarriak 
Uhin-luzera bakarrez edo oso banda-zabalera txikian kokatuta dauden uhin-luzerez osatua dagoenez, giza-begiak kolore bakarra antzematen du. Haren igorpena oso jarraitua da eta horregatik zehaztasun, ziurtasun eta egonkortasun handia behar diren jardueretan oso lanabes bikaina da. Gainera, fotoi guztiek energia bera garraiatzatzen dute, uhin-luzera bera dutelako. Gainera, intentsitate eta energia handikoa da, argi polikromatikoaren aldean. Oso distantzia luzean zehar hedatzen da eta ibilbide zuzenari eusten dio, gainera, oso gutxi sakabanatzen da eta uhinak konbergentzia puntu berean elkartzen dira, oso zonalde txikia argiztatuz. Argi koherentea denez, uhin guztiak fasean daude eta guztiek energia bera dute, energia handiko erradiazioa sortaraziz. Kolore bakarrekoa denez, kolore purua da, bestelako kolorerik gabe. Edonola ere, tonuak erakuts ditzake, dagokion maiztasun-tarteko uhin-luzera desberdinak dituelako. Irudi gardenak sortzen ditu eta aberrazio kromatikoa saihesten du.

Edonola ere, argi monokromatikoak baditu bere desabantailak. Mota honetako argi-iturriak teknologikoki konplexuak dira eta eurekin lan egitean arreta handia eskaini behar zaie. Esaterako, argi mota hau distira handikoa denez, hots, intentsitate eta energia handia garraiatzen duenez, kaltegarria izan daiteke begietarako.

 Erabilera 
Erabilerari dagokionez, esparru desberdinetan erabiltzen da. Argi koherentea -monokromatikoa- fokuratze handikoa denez, zehaztasun handia eskatzen duten jardueretan erabili ohi da. Haatik, argi inkoherentea -polikromatikoa- errazago sakabanatzen denez, hots, fokuratze txikia duenez, helburuaren arabera egokiagoa da. Hala nola, kale, etxe eta lantokietako argi-sisteman erabiltzen da. Izaera aleatoria duenez, kamara edo sentsore optikoetarako oso aproposa da, batez ere, argiztapen egokia dagoen lekuetan irudi zehatzak eta gardenak eskuratzea ahalbidetzen duelako. Azken batean, giza begiak argi inkoherentea behar du -eguzki-argia, esaterako- inguratzen duen guztia ikusi ahal izateko. 

Argi monokromatikoaren erabilera oso anitza da. Esate baterako, ikerketa eta saio zientifikoetan material desberdinen aurrean nola jokatzen duen aztertuta, material horren egitura eta zein osagai dituen jakin daiteke. Usu handikoa da espektroskopian eta materialen analisi kimikoan: erradiazio monokromatikoak materiala zeharkatzean igorri eta xurgatutako uhin-luzeren arabera materialaren konposizioa lor daiteke.

Medikuntzak larru-azaleko arazoei aurre egiteko baliatzen du argi monokromatikoa: fototerapia. Argi urdinak, kasu, azalaren akne-arazoak zuzentzen ditu. Giza ehunak maila mikroskopikoan aztertzeko eta begietako gaixotasunak sendatzeko ere baliagarria da.

Astronomian eta astrofisikan zeru-objektuen egitura eta ezaugarriak ezagutzea ahalbidetzen du: izar eta galaxien konposizio kimikoa. Metrologia optikoan neurketa zehatzak egin daitezke, besteak beste, ingenieritza eta arkitekturan. Kaleko argiterian sodio-lurrina duten lanparak gero eta sarriago erabiltzen dira, argiztapen handia eragiten dutelako eta eraginkortasun energetikoa bermatzen dutelako. Holografian funtsezkoa da argi monokromatikoa eta bai segurtasun-gailuetan eta erakustaldi artistikoetan ere. Arte eta diseinugileek argiztatze monokromatikoa baliatzen dute euren lan artistikoetan. Eta ez dugu laser teknologia ahaztu behar. Izan ere, laserrek intentsitate handiko argi monokromatikoa igortzen dute eta aukera ona da hainbat alorretarako, adibidez, begien laser bidezko ebakuntza, industriako materialak (altzairua, keramika, zementua…) ebakitzeko, moldatzeko... Zuntz optiko bidezko komunikazioa ezin liteke gauzatu argi monokromatikorik gabe, seinalea (datuak, mezuak, bideoak…) distantzia luzean zehar igor baitaiteke ahaldu gabe. Bestalde, argiztagintza artistiko eta dekoratiboan erabiltzen dute eta antzerkigintzan ere bai. Hatz-aztarnen eskanerrek argi monokromatikoa baliatzen dute giza-hatzen markak irudikatzeko. Argi ultramorearen bidezko gailu monokromatikoak oso erabiliak dira ura arazteko eta hainbat produktu esterilizateko, hala nola, esnea… Beraz, argi monokromatikoak erabilera zabala du ikerketa zientifikoan, teknologian, medikuntzan eta industrian.

 Eragina 
Azken urteotan argi monokromatikoaren inguruan egindako ikerketek bai gizakiongan bai animaliengan duen eragina agerian utzi dute.

 Argi berdeak (520-560 nm) gizakiaren hezurduraren haziera suspertzen du eta animalien aktibitatea bizkortu; horren ondorioz abere-haztegietan egokia da euren ugaltzea areagotzeko. Eta oilaskoen haztea areagotzen du.
 Argi urdinak (440 – 550 nm) gizakien protein-ekoizpena bultzatzen du. Oilategietan, esaterako, oso erabilia da oiloak baretasun-giroan murgil daitezen; argi honek lasaitu egiten ditu eta.
 Argi gorriak (620-700 nm) hipotalamoaren funtzionamendua suspertzen du eta hori garrantzitsua da hormonen giza sistema indartzeari begira. Oiloen haztegietan argi hau baliatuta errute-prozesua areagotzen da.

 Erreferentziak 

 Ikus, gainera 

 Argiztapena
 Kale-argia
 Kolorea

 Kanpo estekak 

 (Gaztelaniaz) Fisica de la luz. Universidad de la Plata
 (Ingelesez) The nature of light. New Jersey Institute of Technology