നികോൽ പ്രിസം

ധ്രുവിത പ്രകാശം (polarised light) ലഭിക്കാനായി പ്രത്യേക രീതിയിൽ രൂപകല്പന ചെയ്ത കാൽസൈറ്റ് ക്രിസ്റ്റലിനെ നികോൽ പ്രിസം എന്നു പറയുന്നു. സ്കോട്ടിഷ് ശാസ്ത്രജ്ഞനായ വില്യം നികോൽ (1770-1851) ആണ് 1828-ൽ ഇത്തരമൊരു പ്രിസം ആദ്യമായി നിർമിച്ചത്. കാൽസൈറ്റ് ക്രിസ്റ്റലിന്റെ ദ്വിഅപവർത്തനം (birefringence or double refraction) എന്ന ഗുണവിശേഷമാണ് ഇവിടെ പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നത്. ഐസ്ലൻഡ് സ്പാർ എന്ന പേരിൽ അറിയപ്പെടുന്ന കാൽസൈറ്റ് രാസപരമായി കാൽസിയം കാർബണേറ്റ് (CaCO3) ആണ്.

നിർമ്മിക്കുന്ന വിധം

നികോൽ പ്രിസം നിർമ്മിക്കുന്നതിനായി പ്രകൃതിയിൽനിന്നു ലഭിക്കുന്ന സുതാര്യവും വർണരഹിതവുമായ കാൽസൈറ്റിന്റെ ഒരു റോംബോഹെഡ്രൽ ക്രിസ്റ്റൽ നിർദിഷ്ട കോണുകളിൽ മുറിച്ചെടുത്ത് ഉരസി മിനുസപ്പെടുത്തുന്നു. കനത്തിന്റെ മൂന്നിരട്ടിയോളം നീളമുണ്ടായിരിക്കണം ക്രിസ്റ്റലിന്. നീളം കുറഞ്ഞ വികർണത്തിന്റെ (diagonal) ദിശയിൽ ഈ ക്രിസ്റ്റലിനെ രണ്ട് തുല്യഭാഗങ്ങളായി പിളർന്നശേഷം അവയെ കാനഡാ ബാൾസംകൊണ്ട് ഒട്ടിച്ചുചേർക്കുന്നു. സാധാരണ പ്രകാശം ക്രിസ്റ്റലിലൂടെ കടക്കുമ്പോൾ അത് ദ്വിഅപവർത്തനത്തിനു വിധേയമാകുന്നു. അതായത് പ്രകാശരശ്മി രണ്ടായി പിരിഞ്ഞ് ഓരോന്നും വ്യത്യസ്ത തലങ്ങളിൽ ധ്രുവിതങ്ങളായി മാറുന്നു. സാധാരണ രശ്മി (ordinary ray) എന്നും അസാധാരണ രശ്മി (extra ordinary ray) എന്നുമാണ് ഇവയെ വിളിക്കുന്നത്. ഇവയുടെ അപവർത്തനാങ്കം (refractive index) യഥാക്രമം 1.658-ഉം 1.486-ഉം ആണ്. അപവർത്തനാങ്കം 1.55 ആയുള്ള കാനഡാ ബാൾസ സ്തരത്തെയും ക്രിസ്റ്റലിനെയും വേർതിരിക്കുന്ന പ്രതലത്തിൽ പതിക്കുന്ന സാധാരണ രശ്മി പൂർണ ആന്തര പ്രതിഫലനത്തിനു (total internal reflection) വിധേയമായി ക്രിസ്റ്റലിന്റെ ഒരു വശത്തേക്കു തിരിഞ്ഞ് പുറത്തുപോകുന്നു. (സാധാരണ രശ്മി പുറത്തുവരേണ്ട പ്രതലത്തിനു കറുത്തനിറം കൊടുത്താൽ പ്രസ്തുത രശ്മികളെ മുഴുവനായി ആഗിരണം ചെയ്ത് നീക്കാനാവും). അസാധാരണ രശ്മിയാകട്ടെ, പ്രതിഫലനത്തിനു വിധേയമാകാതെ ക്രിസ്റ്റലിന്റെ രണ്ടാം പകുതിയിലൂടെ കടന്ന് സമതലധ്രുവിത പ്രകാശമായി (plane polarized light) പുറത്തുവരുന്നു. ഇപ്രകാരം നികോൽ പ്രിസം ഒരു ധ്രുവീകാരി (polarizer) ആയി പ്രവർത്തിക്കുന്നു.

പാരലൽ നികോൽസ്

പോളറൈസർ ആയും അനലൈസർ ആയും നികോൽ പ്രിസത്തെ ഉപയോഗപ്പെടുത്താം. ഒരു നികോൽ പ്രിസത്തിൽ നിന്നു പുറത്തുവരുന്ന ധ്രുവിത പ്രകാശത്തിന്റെ പാതയിൽ രണ്ടാമതൊരു നികോൽ പ്രിസം കൂടി അതേ ദിഗ്വിന്യാസത്തിൽ വച്ചാൽ അതിൽക്കൂടിയും ആ രശ്മി യാതൊരു മാറ്റവുമില്ലാതെ കടന്നുപോകും. ക്രിസ്റ്റലുകളുടെ മുഖ്യ ഛേദതലങ്ങൾ സമാന്തരമായ ഇത്തരം സജ്ജീകരണം പാരലൽ നികോൽസ് എന്നറിയപ്പെടുന്നു. രണ്ടാമത്തെ പ്രിസം ലംബദിശയിൽ (907deg; യിൽ) വിന്യസിച്ചാൽ പ്രകാശം ഒട്ടും കടന്നുവരില്ല. ഇതിനെയാണ് ക്രോസ്ഡ് നികോൽസ് എന്നു വിശേഷിപ്പിക്കുന്നത്. ഓരോ പൂർണ തിരിയലിനും ഈരണ്ടുതവണ പ്രകാശം ഒട്ടും കടന്നുവരാത്തതിനാൽ ഏതു പ്രകാശവും സമതലധ്രുവിതമാണോ എന്നറിയുന്നതിനുള്ള ഒരു പരിശോധനാരീതിയായി ഇത് അംഗീകരിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. രണ്ടാം നികോൽ പ്രിസം അല്പാല്മായി കറക്കിയാൽ, തിരിയുന്ന കോണിന് ആനുപാതികമായി പ്രകാശത്തിന്റെ ഒരു ഘടകം മാത്രം കടന്നുവരുന്നതായി കാണാം.

ഉപയോഗം

മൈക്രോസ്കോപ്പി, പൊളാരിമെട്രി എന്നീ മേഖലകളിൽ നികോൽ പ്രിസം വ്യാപകമായി ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. പിൽക്കാലത്ത് പോളറോയ്ഡ് ഫിലിമുകളും മറ്റും ഇതിനു പകരമായി പ്രചാരത്തിലായി. പ്രകാശത്തിന്റെ അപവർത്തനം, ധ്രുവീകരണം എന്നീ പ്രതിഭാസങ്ങളുടെ പഠനത്തിനും ജൈവസംയുക്തങ്ങളുടെ ഗവേഷണത്തിനും ധാതുക്കളുടെ ആന്തരികഘടന നിരീക്ഷിക്കുന്നതിനും ജ്യോതിശ്ശാസ്ത്രരംഗത്ത് നക്ഷത്രങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനത്തിനും നികോൽ പ്രിസം ഏറെ പ്രയോജനപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്.

പുറത്തേക്കുള്ള കണ്ണികൾ
http://physics.kenyon.edu/EarlyApparatus/Polarized_Light/Nicol_Prism/Nicol_Prism.html 
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/phyopt/polpri.html
http://www.chemistrylearning.com/nicol-prism/