வெப்பக் கதிர் அளவி

வெப்பக் கதிர் அளவி (bolometer) என்பது தன் மீது விழும் மின்காந்தக் கதிர்வீச்சின் திறனை, அது பொருட்களின் மீது உண்டாக்கும் வெப்பத்தை, வெப்பநிலையைப் பொறுத்து மாறும்  மின்தடையைக் கொண்டு கண்டறியப் பயன்படுகிறது. 1878 ல் சாமுவேல் பியேர்பாயிண்ட் இலாங்லே என்ற அமெரிக்க வானியலாளரால் உருவாக்கப்பட்டது.See, for example, bolometers – Definition from the Merriam-Webster Online Dictionary

 இயங்கும் விதம் 

வெப்பக் கதிர் அளவி ஒரு உறிஞ்சும் பகுதியைக் கொண்டுள்ளது. மெல்லிய உலோகம், மாறாத வெப்பநிலைக் கொண்ட வெப்பத் தேக்கியுடன் (reservoir) இணைக்கப்பட்டுள்ளது. உறிஞ்சும் பகுதியை அடையும் எந்ததொரு வெப்பக் கதிரால், அதன் வெப்பநிலையை வெப்பத் தேக்கியின் வெப்பநிலையை விட அதிகமாகிறது. வெப்ப உட்கவர்வுதிறன் அதிகரிக்கும் போது வெப்பநிலையும் அதிகரிக்கிறது. உள்ளார்ந்த வெப்ப மற்றும் நேர மாறிலி  (intrinsic thermal time constant), உணர்கருவியின் வேகத்தை அதிகரிக்கிறது. இது வெப்ப ஏற்புத் திறனுக்கும்  வெப்பக் கடத்துதிறனுக்கும் இடையேயான விகிதத்திற்குச் சமம்.P. L. Richards, "Bolometers for infrared and millimeter waves," Journal of Applied Physics 76, 1–36 (1994),  
வெப்பநிலை மாற்றம் மின்தடை வெப்பமானியால் அளக்கப்படுகிறது. உலோக வெப்பக் கதிர் அளவிகள் குளிர்விக்கப்படாமலே தொடர்ந்து வேலை செய்யும் தன்மை கொண்டவை. இவை மெல்லிய உலோகத் தகடு அல்லது சுருளால் உருவாக்கப்படுகிறது. குறைகடத்தி அல்லது மீக்கடத்திகளால் பெரும்பாலான வெப்பக் கதிர் அளவிகள் உருவாக்கப்படுகின்றன. கடுங்குளிர்பெறுமுறை துகள் கண்டுணரிகளைக் (Cryogenic particle detectors) கொண்டு இக்கருவி இயக்கப்படுகிறது. இதனால் வெப்பக் கதிர் அளவியின் துல்லியத்தன்மை சிறப்பாக உள்ளது.

ஒளியணு மற்றும் அயனியாக்கும் கதிர்கள் என அனைத்துக் கதிர்களுக்கும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. கரும்பொருள் போன்ற எந்த கதிர்வீச்சுக்கும் இக் கருவியைப் பயன்படுத்தலாம். மிகவும் துல்லியமான வெப்பக் கதிர் அளவிகளில் மீள அமைத்தல் மெதுவாக நடைபெறும். வெப்ப உணரிகள் என அழைக்கப்படுகிறது.

 இலாங்லேயின் வெப்பக் கதிர் அளவி 

முதல் வெப்பக் கதிர் அளவி இலாங்லேயால் உருவாக்கப்பட்டது. கருப்பு மை பூசப்பட்ட இரண்டு பிளாட்டினம் தகடுகள் பயன்படுத்தப்பட்டன. 
வீட்ஸ்டன் சமனச்சுற்றுடன் இணைக்கப்பட்ட இரண்டு பிளாட்டினத் தகடுகளும், இது ஒரு சக்திவாய்ந்த கால்வனாமீட்டர் மற்றும் மின்கலத்துடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. தகடுகளின் மீது விழும் மின்காந்தக் கதிர்வீச்சு, அதன் மின்தடையை மாற்றுகிறது. 1880 ல் உருவாக்கப்பட்ட இலாங்லேயின் வெப்பக் கதிர் அளவி கால் மைல்லுக்குப்பால் உள்ள பசுவின் உடல் வெப்பத்தை உணர உதவியது.Samuel P. Langley Biography   High Altitude Observatory, University Corporation for Atmospheric ResearchNASA Earth Observatory 
இக் கருவி வெப்பத்தைக் கொண்டு நிறமாலையை உணரப் பயன்படுகிறது. பிரான்ஃகோபர் கோடுகளைக் கொண்டு அவை கண்டறியப்படுகின்றன. அவர் அணுவினுடைய மற்றும் மூலக்கூற்று உட்கவர் வரிகளை (absorption lines) கட்புலனாகும் நிறமாலையில் அகச்சிவப்புக் கதிர் பகுதியைக் கொண்டு கண்டறிந்தார். 1892 ல் நிக்கோலா தெஸ்லா, தனது மின்னோட்டம் சார்ந்த சோதனைகளைச் செய்ய, இலாங்லேயின் வெப்பக் கதிர் அளவி பயன்படுத்த தனிப்பட்ட முறையில் அனுமதி பெற்றார்.

 வானியலில் பயன்கள் 

வெப்பக் கதிர் அளவி எந்த அதிர்வெண் மற்றும் அலைநீளம் கொண்ட கதிர்வீச்சையும் கண்டுணர உதவுகிறது. அதிக அதிர்வெண் கொண்ட அகச்சிவப்புக் கதிர் மற்றும் டெராகெர்ட்சு கதிரியக்கம் ஆகியவற்றையும் கண்டறிய வானியலில் பயன்படுகிறது. கருவியின் துல்லியத்தன்மையை அதிகரிக்க தனிச்சுழி வெப்பநிலைக்கு அருகாமையில், அதன் வெப்பநிலை நிலைநிறுத்தப்படுகிறது.  குறு மின்காந்தஅலை வானியலில் (submillimeter astronomy)  வெப்பக் கதிர் அளவி கீழ்க்கண்ட ஆய்வகங்களில் கெர்செல் விண் ஆய்வகம் மற்றும் சேம்சு கிளார்க் மேக்சுவெல் தொலைநோக்கி பயன்படுத்தப்படுகிறது.

 துகள் இயற்பியலில் பயன்கள் 

வெப்பக் கதிர் அளவிகள் துகள் இயற்பியலில்  புதிய துகள் உணரிகளை (particle detector) வடிவமைக்க உதவுகிறது. வெப்பக் கதிர் அளவிகள் ஒளிக்கு மட்டுமல்ல எந்தவகை ஆற்றலையும் உணரப் பயன்படுகிறது. 
வெப்ப இயக்கவியலில் பயன்படும் கலோரிமானியின் தத்துவத்தில் வெப்பக் கதிர் அளவி செயல்படுகிறது.

சூடேற்றப்பட்ட இலத்திரன் வெப்பக் கதிர் அளவி

கடுங்குளிரியல் வெப்பநிலையில், தனிச்சுழி வெப்பநிலைக்கு சிறிது மேலே சூடேற்றப்பட்ட இலத்திரன் வெப்பக் கதிர் அளவி செயல்படுகிறது. கடுங்குளிரியல் வெப்பநிலையில், ஒலி ஆற்றல் கற்றைகள் (phonon) மற்றும் இலத்திரன்கள் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. இவை சூடேற்றப்பட்ட இலத்திரன்களை உருவாக்க பயன்படுகிறது.F.C. Wellstood, C. Urbina and J. Clarke, "Hot-electron effects in metals," Physical Review B 49, 5942–5955 (1994),  
உறிஞ்சும் அமைப்பின் மின்தடை, இலத்திரன் வெப்பநிலையைப் பொறுத்தது. இலத்திரன் அமைப்பில் மின்தடை வெப்பநிலைமானியை பயன்படுத்தலாம். 

மேலும் பார்க்க
வெப்பமின் இரட்டை
மீவெப்பநிலை அளவி
வெப்பமாறுமின்தடை
கதிரவ அனல்மானி

மேற்கோள்கள்

வெளியிணைப்புகள்

Introduction to bolometers (Richards group, Dept. of Physics, UC Berkeley)
NASA on the history of the bolometer
Langley's own words on the bolometer and its use

பகுப்பு:உணரிகள்
பகுப்பு:அளவிடும் கருவிகள்
பகுப்பு:துகள் முடுக்கிகள்
பகுப்பு:கதிர்வீச்சளவியல்