Monokromatzaile

Monokromatzailea argi polikromatikoak -argi ikusgarriak, kasu- dituen uhin-luzera ezberdinak bereizten dituen gailua da eta horrek nahi dugun uhin-luzera -kolorea, beraz- eskuratzea ahalbidetzen digu. Monokromatzailean sartzen den argia giza-begiak hautematen duena da, hau da, argi zuri edo argi ikusgarria, kolore ezberdinek osatutakoa. Argi mota honi polikromatikoa deritzo eta 400-700 nanometroko (nm) tarteko uhin-luzera du. Monokromatzaileatik ateratzen den argiari monokromatikoa deritzo kolore bakarrekoa delako eta, hortaz, uhin-luzera bakarrekoa, hau da, monokromatikoa.

Argi monokromatikoa hainbat jardueratarako erabiltzen da, esaterako, kirurgian, ikerketa eta saio zientifikoetan, espektroskopian, astrofisikan eta industrian. Oso gailu erabilia da eta diseinuari dagokionez, ezaugarri batzuk bete behar ditu, hala nola, uhin-luzeren tarte zabala kudeatu, eskuratu nahi den uhin-luzera -kolorea- iristeko gaitasuna izatea (eraginkortasuna ahalik eta handiena izan dadin), erresoluzioa eta dispertsio-maila egokia lortzea.

 Funtzionamendua 
Argia -argi polikromatikoa- argi-iturritik 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 higitzen dira, edo izpien mugimendu-norabidea lerrokatuz edo izpien sekzioa txikiagotuz, betiere kolimatzaile-motaren arabera. Kolimatutako argiak difrakzio-sarean edo prisma (C) batean jotzen du eta difraktatua edo errefraktatua, hurrenez hurren, 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. Irteerako zirrikituak ere garrantzitsua da, besteak beste, zenbat eta estuagoa izan orduan eta erresoluzio handiagoa lortzen da, erradiazioaren eraginkortasuna handituz.

 Kolimatzailea 
Kolimatzailea argi izpiak estutu edo mehetzen dituen gailua da. Izpi meheagoak lor daitezke bai izpien mugimendu-norabidea lerrokatuz (adibidez kolimatutako argia edo izpi paraleloak), bai izpien zeharkako sekzioa txikiagotuz (adibidez izpi-mugagailua). Kolimatzailean jotzen duen argia norabide guztietara zuzendutako uhin izpiek osatzen dute eta behin kolimatzailetik pasatuta ibilde paraleloan eta mehean bildu eta abiatzen dira. Horrelakoei kolimatzaile optiko deritze. 
ezkerrera|thumb|300x300px|Kolimatzaile optikoa. Monokromatzaileetan erabiltzen da.

 Sakabanatzailea: prisma eta difrakzio-sarea 
Prisma eta difrakzio-sarea argia sakabanatzen duten gailuak dira. Alegia, argi zuria bere koloretan deskonposatzen dituzte. Argia sakabanatu egiten da, hau da, argiaren kolore eratzaileak bereizita geratzen dira. Kontuan izan behar da argia esaten dugunean eguzkitik datorren argiaz ari garela eta kolore desberdinek osatzen dutela. Biek argia sakabanatzen dute, baina era deberdinez. Izan ere, prismak argiaren errefrakzioa baliatzen du eta difrakzio-sarean argiaren difrakzioaz baliatzen da.

 Prisma 
Prismadun monokromatzailean -izenak berak adierazten duen moduan- prisma bat erabiltzen da argiaren uhin-luzera desberdinak bereizteko. Prismak gailu sakabanatzaile gisa funtzionatzen du. Argiak prismaren gainazalean jotzen duenean errefraktatu egiten da, hau da, kolore guztiez osatutako argi zuria -argi ikusgarria- hainbat koloretan banatzen da.  Banatzearen arrazoia da errefrakzio-indizea txikiagotu egiten dela uhin-luzera handitzen denean eta horrela uhin-luzera handiagoak (gorria) txikiagoak (urdina) baino gutxiago desbideratzen dira.  Prisma optikoaren erabilera I. Newtonen eskutik datorkigu. 1670etik 1672ra bitartean argiaren izaera jakiteko xedez argiaren errefrakzioa ikertu zuen eta prisma bat baliatuz argia -argi ikusgarria- kolore ezberdinek osatzen zutela aurkitu zuen. 

Gehienbat, bi prisma mota erabiltzen dira. Prisma aldeberdina, 60º graduko angeluak dituena eta Littrow prisma 30°, 60° eta 90° graduko angeluak dituena. Materialari dagokionez, flint beira, kaltzio fluoruroa, zink kaltzio flururoa edo zink seleniuroa erabiltzen dira prisma optikoak egiteko. 

 Difrakzio-sarea 
Saretadunean difrakzio-sareak sakabanatzen du argia. Argiak saretaren gainazalean jotzen duenean difraktatu egiten da, hau da, kolore guztiez osatutako argia -argi ikusgarria- hainbat koloretan banatzen da. Izpi horien norabideak saretak dituen koska-tartearen eta argiaren uhin-luzeraren araberakoak dira.  Difrakzio-sare mota honi difrakzio-sare islatzailea deitzen zaio. Sareak koskak ditu, zerraren moduko hortzak: 500-2.000 bitarteko mm-koak. Koska bakoitzak erretxina sintetiko eta aluminiozko geruza du, beirazko xafla baten gainean itsatsita. 
Sasoi batean prisma optikoa erabilia izan bazen ere, difrakzio-saredunak haren lekua hartu du. Besteak beste, sareta ekoiztea  merkeagoa da eta eragiten duen dispertsioa linealagoa da, bereizmen handiagoa sortuz. Dena dela, prismadunak potentzia-galera txikiagoa eskaintzen du eta uhin-luzera baxuetan erresoluzio handiagoa ematen du, hala nola, argi ultramorearekin lan egiten denean.  Bestalde, difrakzio-sarearen aldean prismak argiaren zati bat xurgatzen du eta horrek uhin-luzeren tarte erabilgarria mugatu egiten du. 

 Monokromatzaile bikoitza 
Sarritan monokromatzail bakarra baino bi batera erabiltzen dira: monokromatzaile bikoitza. Beraz, bata bestearen atzean bi monokromatzaile elkartzen direnean monokromatzaile bikoitza dugu.
ezkerrera|thumb|410x410px|Monokromatzaile bikoitza
Lehen kromatzailearen irteerako zirrikitua bigarrenaren sarrerakoa da. Lehen kromatzailetik ateratzen den argia, berez, ez da uhin-luzera bakarrekoa, tarte-txikiko uhin-luzerak ditu eta, hortaz, argi monokromatiko hori ez da hain purua, hots, kolore bakarra baino tonalitate ezberdinez osatua dago. Aldiz, bigarren kromatzailetik ateratzen den argia puruagoa da eta argi parasitoa ezabatu egiten da, alegia, baztertu nahi den argia -uhin-luzera- desagerrarazi egiten da eta uhin-luzera bakarra ziurtatzen da. Hau behar-beharrezkoa da zehaztasun handia eskatzen duten jardueretan, analisien zehaztasuna eta eraginkortasuna handitu egiten delako.  Monokromatzaile bikoitz batzuen egituran ez dira bi monokromatzaile batera lotzen, izan ere, monokromatzaile bakarra da, baina bi prisma edo bi difrakzio-sare ditu.

 Monokromatzaile-motak: diseinu optikoaren arabera 

 Czerny-Turner monokromatzailea 
ezkerrera|thumb|380x380px|Czerny-Turner monokromatzailea
1930ean Marianus Czerny ikertzaileak eta graduondoko ikasleak, Arthur Francis Turner-ek, lehen monokormatzailea lortu zuten: Czerny-Turner monokromatzailea izenekoa. Argiaren dispertsioan oinarritzen da, difrakzio-sarea, ispilu konkaboak eta kolimatzailearen bitartez. 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 mugitzen dira, edo izpien mugimendu-norabidea lerrokatuz edo izpien sekzioa txikiagotuz, betiere kolimatzaile-motaren arabera. Kolimatutako argiak sare 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 mugituz lortu nahi den uhin-luzera eskuratzen da. Irteerako zirrikituak ere garrantzitsua da, besteak beste, zenbat eta estuagoa izan orduan eta erresoluzio handiagoa lortzen da, erradiazioaren eraginkortasuna handituz.  Monokromatzaile-mota hau haren ondoren sortutakoen oinarria da.

 Ebert-Fastie monokromatzailea 
Monokromatzaile batzuen diseinuan Ebert-Fastie-ren egitura optikoa erabiltzen da. Ispilu esferiko bat ere biltzen da eta, besteak beste, ispilu honek kolimatzailearen lana egiten du eta sakabanatutako argia irteerako zirrikiturantz zuzentzen du. Sarrerako zirrikitutik sartzen den argia ispiluan jo ostean, difrakzio-sarerantz zuzentzen da izpi parraleloetan. Gero, difraktatua izan ostean ispilurantz zuzentzen da berriro eta bertatik fokuratua irteerako zirrikiturantz. Abantailarik nagusiena astigmatismo-efektuak ekiditea eta oso uhin-luzera zehatza eskuratzea dira; espektro-erresoluzio handia lortzeaz gain..   Baina, aberrazio-arazoak izaten ditu eta honek fokuratze egokia zailtzen du. Hala ere, haren ekoizpena ekonomikoki bere Czerny-Turner-ena baino bideragarriagoa da, merkeagoa delako. 
ezkerrera|thumb|314x314px|Echelle monokromatzailearen egitura

 Echelle monokromatzailea 
Bi gailu sakabanatzaile ditu: prisma optikoa eta difrakzio-sarea. Erabilera bikoitz honek uhin-luzeren banaketa handiagoa ahalbidetzen du eta honek eskuratu nahi den uhin-luzera aukeratzea errazten du. Beraz, oso egokia da bereizmen handia beharrezkoa duten jardueretarako; emisio-espektroskopia, kasu. 

 Erabilera 
Monokromatzailea hezkuntza, ikerkuntza eta osasusun-arloetako gailu eta tresna optikoetan erabiltzen da. Euren osagaietako bat da. Erabilera anitza du eta, batez ere, argiaren erabilera zehaztasun eta eraginkortasun handia behar duten alor askotan erabiltzen da.

 Espektrofotometroa 
Espektrofotometroa laborategietan erabiltzen da hainbat jardueratarako, hala nola, entzimen aktibitatea zehazteko eta makromolekulen kontzentrazioa neurtzeko.  Industriagintzan oso tresna baliotsua eta erabilia da, batez ere, saltzen dituzten produktuen kalitatea bermatzeko. Esaterako, medikamentuen eraginkortasuna neurtzeko, olioa kutsatuta dagoen ala ez jakiteko, fruta helduegi dagoen eta abar. Monokromatzaileak sortutako argi monokromatikoa analisatu nahi den substantziarantz zuzentzen da eta absorbitutako argi-kantitatea neurtu ostean, substantziaren izaera jakiteaz gain osagaiak zenbateko kantitatean dauden jakin liteke. 

 Espektrofluorómetroa 
Substantzia batzuek fluoreszentzia -argi fluoreszentea- igortzen dute (fluoreszentzia fenomenoa erakusten dute) eta ezaugarri hori baliatuta lagin batean substantzia horien kantitatea neurtzen du. Gailu honek bi monokromatzaile ditu. Bata, substantzia kitzikatzen duena, argi fluoreszentea igorraraziz eta, bestea, sortutako fluoreszentzia-maila neurtuz, substantzia horren kantitatea neurtzen duena.  Gailu hau oso erabilia da fluoreszentziaren espektroskopian. Bertan fluoroforoak ikertzen dira, batetik aplikazio fluoreszenteen erabilerarako, esaterako, LEDak; eta, bestetik, prozesu biologikoen erreakzio kimikoak ikertzeko.

 Erreferentziak 

 Ikus, gainera 
Prisma optikoa
Difrakzio sarea

 Kanpo estekak