ஒளி வேதியியல்

ஒளி வேதியியல் (Photo chemistry) என்பது ஒளியின் வேதி விளைவுகளைப் பற்றிய வேதியியலின் ஒரு பிரிவாகும். சாதாரண வேதி வினைகளில் வெப்பத்தின் ஆற்றல் மூலமாக கிளர்வு கொள் ஆற்றல் வழங்கப்படுகிறது. இவ்வகை வினைகளை வெப்ப வினைகள் என்று அழைக்கிறோம். தேவையான கிளர்வு கொள் ஆற்றலைப் பெறுவதற்கு உரிய மற்றொரு வழி ஒளி உறிஞ்சலாகும். தகுந்த குவாண்டம் அளவு புற ஊதா ஒளியை உறிஞ்சுவதாலும் ஆற்றலைப் பெறலாம். பொதுவாக,  புறவூதா ஒளி  (அலைநீளம் 100 முதல் 400 நானோமீட்டர்), கட்புலனாகும் ஒளி (400 முதல் 750 நானோமீட்டர்) அல்லது அகச்சிவப்புக் கதிர்கள் (750 முதல் 2000 நானோமீட்டர்) போன்றவை உறிஞ்சப்படுவதாலும் ஆற்றல் பெறப்படலாம். இத்தகைய வினைகளையே ஒளி வேதியியல் வினைகள் என்று அழைக்கிறோம். இந்த ஒளி வேதியியல் வினை நடைபெறும் போது நிகழும் வேதி விளைவுகளைப் பற்றி விளக்குவதே ஒளி வேதியியல் துறையாகும்.

இயற்கையில் ஒளிச்சேர்க்கை, பார்வை மற்றும் சூரிய ஒளியுடன் வைட்டமின் டி உருவாக்கம் ஆகியவற்றுக்கு அடிப்படையாக இருப்பதால்  இயற்கையிலேயே ஒளிவேதியியல் துறை மகத்தான் முக்கியத்துவம் வாய்ந்ததாக உள்ளது Ksenija Glusac "What has light ever done for chemistry?" Nature Chemistry 2016, volume 8, 734–73. .ஒளிவேதி வினைகள் வெப்ப வேதியியல்  வினைகளில் இருந்து முற்றிலும் வேறுபட்டவையாகும். இதனால் இவ்வினைகள் கனிம மற்றும் கரிம வேதியியலில் முக்கியத்துவம் பெறுகின்றன. ஒளிவேதியியல் பாதைகள் உயர் ஆற்றல் இடைநிலைகளை அணுகுகின்றன. குறுகிய காலத்திற்குள் பெரிய தடைகளை எதிர்கொண்டு  வெப்பவியலால் அதை உருவாக்க முடியாது. மற்றும் வெப்ப செயல்முறைகளால் இயலாமல் போகின்ற நிகழ்வுகளில் வினைகள் நடைபெற ஒளிவேதியியல் அனுமதிக்கிறது. நெகிழிகளின் ஒளிச்சிதைவு நோக்கில் பார்த்தால் ஒளிவேதியியல் என்பது அழிக்கவும் செய்யும் ஆற்றல் ஆகும்.

 கோட்பாடு 
 குரோத்தசு-டிராப்பர் விதி 
ஒளிவேதியியல் செயல்முறையின் முதல் படியாகக் கருதுவது ஒளிக்கிளர்வு ஆகும். வினைபடு பொருள் உயர் ஆற்றல் கொண்ட கிளர்வு நிலைக்கு உயர்த்தப்படுகிறது. குரோத்தசு-டிராப்பர் விதி ஒளி வேதியியலின் முதலாவது விதி எனப்படுகிறது. இவ்விதியின் படி ஒளிவேதியியல் வினை நிகழ வேண்டுமெனில் ஒளியானது கண்டிப்பாக ஒரு வேதிப்பொருளால் உறிஞ்சப்படவேண்டும். தியோடர் குரோத்தசு மற்றும் யான் டபிள்யூ டிராப்பர் ஆகியோர் இவ்விதியை வெளியிட்டனர். யோகானசு சிடார்க் மற்றும் ஆல்பர்ட்டு ஐன்சுடீன் ஆகியோர் ஒளிவேதியியலின் இரண்டாவது விதியை வெளியிட்டனர். ஒளிவேதியியல் வினையில் பங்குபெறக்குடிய ஒவ்வொரு மூலக்கூறும் கதிர்வீச்சில் ஒரு குவாண்டம் அளவை உறிஞ்சும் என்பது அவ்விதியாகும்.

ஒளி வேதியியல் வினையின் போது ஒரு மூலக்கூறு உறிஞ்சும் ஆற்றலின் அளவு ஒரு குவாண்டம் எனப்படுகிறது. அதேபோல ஒளி வேதியியல் வினையின் போது ஒரு மோல் உறிஞ்சும் ஆற்றலின் அளவு ஒரு ஐன்சுட்டீன் எனப்படுகிறது. ஒவ்வொரு ஐன்சுட்டீன் ஒளி உறிஞ்சப்பட்டதற்கும் எவ்வளவு மோல் பொருள் வினையில் ஈடுபடுகிறது என்பது குவாண்டம் விளைச்சல் எனப்படுகிறது Calvert, J. G.; Pitts, J. N. Photochemistry. Wiley & Sons: New York, US, 1966. Congress Catalog number: 65-24288Photochemistry, website of William Reusch (Michigan State University), accessed 26 June 2016.

 கிளர் ஒளி வீசல் மற்றும் பாசுபரசன்சு 

தரைமட்ட நிலையில் (S0) உள்ள ஓர் அணு அல்லது ஒரு மூலக்கூறு ஒளியை உறிஞ்சும்போது ஓர் எலக்ட்ரான் கிளர்வடைந்து உயர் ஆற்றல் மட்டத்திற்குச் செல்கிறது. சுழற்சி தேர்வு விதியின்படி அந்த எலக்ட்ரான் தன் சுழற்சியை பராமரிக்கிறது. மற்ற மாற்றங்கள் கோண முடுக்கத்தைப் பாதுகாக்கும் விதியை மீறுகின்றன..ஒற்றை எலக்ட்ரானின் உயர்வு நிலைக்குரிய கிளர்வு உயர் ஆக்ரமிப்பு மூலக்கூற்று ஆர்பிட்டலில் இருந்து தாழ் ஆக்ரமிக்கா மூலக்கூற்று ஆர்பிட்டலுக்குச் செல்லும்போதோ அல்லது உயர் ஆர்பிட்டலுக்குச் செல்லும்போதோ கிடைக்கலாம். எனவே ஒற்றை எலக்ட்ரானின் கிளர்வு S1, S2, S3… என்று செல்கிறது. வேறுபட்ட ஆற்றல்கள் இங்கு சாத்தியமாகிறது.

சில பொருள்களின் மீது ஒளிக்கற்றை செலுத்தப்படும் போது அப்பொருள் கட்புலனாகும் ஒளியை அல்லது கதிவீச்சை வெளிவிடுகிறது. செலுத்தப்படும் ஒளிக்கற்ரை நிறுத்தப்பட்டவுடன் அப்பொருளும் கதிர்வீச்சை அல்லது கட்புல ஒளியை நிறுத்தி விடுகிறது. அதாவது ஆற்றலை உறிஞ்சி கிளர்வுற்று உயர் ஆற்றல் மட்டத்திற்குத் தாவிய அணு அல்லது மூலக்கூறு சில வினாடிகள் அங்கு நீடித்து பின்னர் உறிஞ்சப்பட்ட ஆற்றலை உமிழ்ந்து மீண்டும் அடிநிலை மட்டத்திற்கு திரும்புகிறது. இவ்வாறு உமிழப்படும் ஆற்றல்  செயல்பாட்டையே கிளர் ஒளி வீசல் என்கிறார்கள்

உயர் ஒற்றை நிலை விரைவாக கதிரியக்கமற்ற சிதைவு அல்லது உள்மாற்றம் மூலமாக S1 ஆக  தளர்கிறது. பின்னர் இந்த S1  மேலும் தளர்ந்து S0 ஆக உள் மாற்றமடைகிறது. இதனால் ஒரு போட்டான் உமிழப்படுகிறது. இதையே கிளர்வு ஒளி வீசல் என்கிறார்கள்.

சில பொருள்கள் மீது செலுத்தப்படும் படுஒளி நிறுத்தப்பட்ட பின்னரும் கூட அப்பொருள் தொடர்ச்சியாக ஒளியை வெளிவிடுவது பாசுபாரசன்சு எனப்படுகிறது. அதாவது இங்கு கிளர்வுற்று உயர் ஆற்றல் மட்டத்திற்குச் சென்ற ஒரு மூலக்கூறு தரை மட்டத்திற்கு திரும்புவதற்கு முன்னர் இடையில் உள்ளமைப்பு குறுக்கீடாக ஒரு ஆற்றல் மட்டத்திற்கு தாவி பின்னர் தரை மட்டத்திற்கு திரும்புகிறது.

மேலும் காண்க
ஒளித்தொகுப்பு
ஒளிமின் விளைவு
ஒளிவலி
நீல அச்சுப்படி

 மேற்கோள்கள் 

உசாத்துணை

 principle of physical chemistry—Puri, sharma and pathania

பகுப்பு:வேதியியல்