கண்ணாடி கால்வனோமீட்டர்

thumb

கண்ணாடி கால்வனோமீட்டர் (Mirror Galvanometer) என்பது ஒரு அம்மீட்டர் ஆகும், இது ஒரு கண்ணாடியைக் கொண்டு ஒரு ஒளிக்கற்றையைத் திசை திருப்புவதன் மூலம் மின்சாரத்தை உணர்ந்ததைக் குறிக்கிறது . ஒரு அளவுகோலில் திட்டமிடப்பட்ட ஒளிக்கற்றை ஒரு நீண்ட நிறையில்லாத சுட்டியாகச் செயல்படுகிறது. 1826 ஆம் ஆண்டில், ஜோஹன் கிறிஸ்டியன் போகென்டோர்ஃப் மின்சார ஓட்டங்களைக் கண்டறிய கண்ணாடி கால்வனோமீட்டரை உருவாக்கினார். மிகச் சிறிய மின்தரத்தை மிகுந்த உணர்திறனுடன்  அளப்பதற்காக பயன்படுத்தப்படும் ஒரு சாதனம் ஆகும். இது குறுகிய தொகுப்பு மின்தரங்களைக் கண்டறியவும், டெலிகிராப் , வெகுஇயக்க மின்முனை (ballistic measurements) போன்ற ஆய்வுகளிலும் பயன்படுகிறது. சில மாதிரிகளில் உற்பத்தி செய்யப்படும் ஒளிப்புள்ளிக்குப் பிறகு இந்தக் கருவி ஒரு புள்ளி கால்வனோமீட்டர் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

நம்பகமான, நிலையான மின்னணுப் பெருக்கிகள் கிடைப்பதற்கு முன்பு, கண்ணாடி கால்வனோமீட்டர்கள் அறிவியல் கருவிகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்பட்டன . நில அதிர்வு அளவீடுகளுக்கானப் பதிவுக் கருவியாகவும் , தந்திக்குப் பயன்படுத்தப்படும் நீர்மூழ்கிக் கப்பல் கேபிள்களாகவும் மிகவும் பொதுவான பயன்பாடுகளின் பயன்பாட்டில் இருந்தன .

நவீன காலங்களில், கண்ணாடி கால்வனோமீட்டர் நேரடியாகப் பயன்பாட்டில் இல்லாவிட்டாலும், அதன் குறிப்பிட்ட கொள்கைகள் நவீன உபகரணங்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பெரும்பாலும் சர்வோ போன்ற கட்டுப்பாட்டு வளையத்துடன் , ஒரு கால்வனோமீட்டர் அமைப்பின் வழியாக ஒரு கண்ணாடியைச் சுழற்றுவதன் மூலம் லேசர் கற்றைகளை நகர்த்தும் சாதனங்களுக்கும் பயன்படுத்தப்படுகிறது . இந்தப் பெயர் பெரும்பாலும் கால்வோ என்று சுருக்கமாகக் கூறப்படுகிறது.

 மாற்றம் 
கண்ணாடி கால்வனோமீட்டரை வில்லியம் தாம்சன் கணிசமாக மேம்படுத்தினார் . அவர் கண்ணாடி கால்வனோமீட்டர் என்ற வார்த்தையை உருவாக்கி 1858 இல் சாதனத்திற்கு காப்புரிமை பெற்றார். மிக நீண்ட நீர்மூழ்கிக் கப்பல் தந்தி கேபிள்களில் பலவீனமான சமிக்ஞை நீரோட்டங்களைப் படிக்க தாம்சன் இந்த கருவியை நோக்கமாகக் கொண்டிருந்தார்.  இந்தக் கருவி அதற்கு முந்தைய எந்தவொரு கருவியையும் விட மிகவும் உணர்திறன் கொண்டது, இது ஒரு கேபிளின் உற்பத்தி மற்றும் நீரில் மூழ்கும்போது அதன் மையத்தில் உள்ள சிறிய குறைபாட்டைக் கண்டறிய உதவுகிறது.

1857 ஆம் ஆண்டு அட்லாண்டிக் கடலில்  கடல்கடந்த தந்திக் கேபிள் பதிக்கும் முயற்சியில் தோல்வியடைந்த பிறகு, தாம்சன் மிகவும் உணர்திறன் வாய்ந்த ஒரு கருவி தேவை என்று முடிவு செய்தார். அடுத்த ஆண்டு ஒரு புதிய பயணத்திற்காகக் காத்திருந்தபோது அவர் அந்தச் சாதனத்தில் பணியாற்றினார். 1849 ஆம் ஆண்டில் நரம்பு சமிக்ஞைகளின் வேகத்தை அளவிட ஹெர்மன் வான் ஹெல்ம்ஹோல்ட்ஸ் பயன்படுத்திய கால்வனோமீட்டரை மேம்படுத்துவதை அவர் முதலில் கவனித்தார் . ஹெல்ம்ஹோல்ட்ஸின் கால்வனோமீட்டரில் நகரும் ஊசியில் ஒரு கண்ணாடி பொருத்தப்பட்டிருந்தது, இது எதிர் சுவரில் ஒளிக்கற்றையை செலுத்தப் பயன்படுத்தப்பட்டது, இதனால் சமிக்ஞையை பெரிதும் பெருக்கியது. நகரும் பாகங்களின் நிறை குறைப்பதன் மூலம் இதை மேலும் உணர்திறன் மிக்கதாக மாற்ற தாம்சன் விரும்பினார், ஆனால் அவரது கழுத்தில் தொங்கவிடப்பட்ட அவரது ஒற்றைக்கருவியிலிருந்து பிரதிபலிக்கும் ஒளியைப் பார்த்து , உத்வேகத்தின் ஒரு மின்னலில், ஊசியையும் அதன் ஏற்றத்தையும் முழுவதுமாக கைவிட முடியும் என்பதை அவர் உணர்ந்தார். அதற்கு பதிலாக பின்புறத்தில் ஒட்டப்பட்ட ஒரு சிறிய காந்தமாக்கப்பட்ட எஃகு துண்டுடன் ஒரு சிறிய  கண்ணாடியைப் பயன்படுத்தினார். இது நிலையான உணர்திறன் சுருளின் காந்தப்புலத்தில் ஒரு நூலால் தொங்கவிடப்பட்டது. இந்த யோசனையை  அவசரமாக, தாம்சன் முதலில் தனது நாயின் முடியைப் பயன்படுத்திச் செய்தார். பின்னர் அவரது மருமகள் ஆக்னஸின் உடையில் இருந்து ஒரு பட்டு நூலைப் பயன்படுத்தினார். 

தாம்சனின் இசைக்கருவியின் (Thomson ballistic Galvanometer) சமகாலக் கணக்கிலிருந்து பின்வருபவை தழுவி எடுக்கப்பட்டுள்ளன: கண்ணாடி கால்வனோமீட்டர் பட்டு மூடிய செப்பு கம்பியின் நீண்ட மெல்லிய சுருளைக் கொண்டுள்ளது. அந்த சுருளின் மையத்தில், ஒரு சிறிய காற்று அறைக்குள், ஒரு சிறிய வட்டக் கண்ணாடி ஒரு ஒற்றை ஃப்ளோஸ் பட்டு இழையால் தொங்கவிடப்பட்டுள்ளது, அதன் பின்புறத்தில் நான்கு சிறிய காந்தங்கள்  வைக்கப்பட்டுள்ளன. விளக்கிலிருந்து ஒரு ஒளிக்கற்றை கண்ணாடியின் மீது செலுத்தப்பட்டு, சில அடி தொலைவில் உள்ள ஒரு வெள்ளைத் திரை அல்லது அளவுகோலில்  பிரதிபலிக்கிறது, அங்கு அது ஒரு பிரகாசமான ஒளிக்கற்றையை உருவாக்குகிறது. கருவியில் மின்னோட்டம் இல்லாதபோது, ​​ஒளிக்கற்றை திரையில் பூஜ்ஜிய நிலையில் நிலையாக இருக்கும்; ஆனால் ஒரு மின்னோட்டம் சுருளின் நீண்ட கம்பியைக் கடக்கும் தருணத்தில், தொங்கவிடப்பட்ட காந்தங்கள் அவற்றின் முந்தைய நிலையிலிருந்து கிடைமட்டமாகத் திருப்புகின்றன, கண்ணாடி அவற்றுடன் சாய்ந்திருக்கும், மேலும் மின்னோட்டத்தின் தன்மைக்கு ஏற்ப ஒளிக்கற்றை திரையில் ஒரு பக்கமாகவோ அல்லது மறுபக்கமாகவோ திசை திருப்பப்படுகிறது. ஒரு நேர்மறை மின்சாரம் பூஜ்ஜியத்தின் வலதுபுறமாக விலகலைக் கொடுத்தால், ஒரு எதிர்மறை மின்னோட்டம் பூஜ்ஜியத்தின் இடதுபுறமாக விலகலைக் கொடுக்கும், மேலும் நேர்மாறாகவும். கண்ணாடியைச் சுற்றியுள்ள சிறிய அறையில் உள்ள காற்று, ஒரு மெத்தை போலச் செயல்படவும், கண்ணாடியின் இயக்கங்களை முடக்கவும், விருப்பப்படி சுருக்கப்படுகிறது. இதனால், ஒவ்வொரு விலகலிலும் ஊசி சும்மா ஆடுவதைத் தடுக்கிறது, மேலும் தனித்தனி சமிக்ஞைகள் திடீரென வழங்கப்படுகின்றன. ஒரு பெறும் நிலையத்தில், கேபிளில் இருந்து வரும் மின்னோட்டம் தரையில் அனுப்பப்படுவதற்கு முன்பு சுருள் வழியாக அனுப்பப்பட வேண்டும், மேலும் திரையில் அலைந்து திரியும் ஒளிப் புள்ளி அதன் அனைத்து மாறுபாடுகளையும் எழுத்தருக்கு உண்மையாகக் குறிக்கிறது, அவர், இவற்றைப் பார்த்து, விளக்குகிறார், மேலும் செய்தியை வார்த்தைக்கு வார்த்தையாகக் கூறுகிறார். இந்த கருவியின் நகரும் பகுதியை உருவாக்கும் கண்ணாடி மற்றும் காந்தங்களின் சிறிய எடை, மற்றும் கண்ணாடியின் சிறிய இயக்கங்களை பிரதிபலித்த ஒளிக்கற்றையால் திரையில் பெரிதாக்க முடியும்.   இது ஒரு நீண்ட, அசையாத கை அல்லது சுட்டிக்காட்டியாக செயல்படுகிறது, கண்ணாடி கால்வனோமீட்டரை மின்னோட்டத்திற்கு அற்புதமாக உணர்திறன் மிக்கதாக ஆக்குகிறது, குறிப்பாக மற்ற வகையான பெறும் கருவிகளுடன் ஒப்பிடும்போது.  அமெரிக்க ஐக்கிய நாடுகளிடமிருந்து அமெரிக்காவிற்கு ஒரு அட்லாண்டிக் கேபிள் வழியாகவும், மீண்டும் மற்றொரு கேபிள் வழியாகவும் செய்திகளை அனுப்ப முடியும். மின்னோட்டத்தின் சமிக்ஞை அலைகள் ஒன்றோடொன்று மிக நெருக்கமாகப் பின்தொடர்ந்து கிட்டத்தட்ட முழுமையாக ஒன்றிணைந்து, பாயும் நீரோட்டத்தின் மேற்பரப்பில் சிற்றலைகளைப் போல அவற்றின் முகடுகளில் மிகக் குறைந்த உயர்வு மற்றும் வீழ்ச்சியை மட்டுமே விட்டுச்செல்கின்றன, இருப்பினும் ஒளிப்புள்ளி ஒவ்வொன்றிற்கும் பதிலளிக்கும். மின்னோட்டத்தின் முக்கிய ஓட்டம் நிச்சயமாக இடத்தின் பூஜ்ஜியத்தை மாற்றும், ஆனால் இந்த இட மாற்றத்திற்கு மேல் புள்ளி மின்னோட்டத்தின் தற்காலிக ஏற்ற இறக்கங்களைப் பின்பற்றும், இது செய்தியின் தனிப்பட்ட சமிக்ஞைகளை உருவாக்குகிறது. பூஜ்ஜியத்தின் இந்த மாற்றம் மற்றும் விரைவான சமிக்ஞையால் உருவாக்கப்பட்ட மின்னோட்டத்தில் மிகக் குறைந்த உயர்வு மற்றும் வீழ்ச்சியுடன், சாதாரண தரைவழி இணைப்புக்கருவிகள் நீண்ட கேபிள்களில் வேலை செய்வதற்கு மிகவும் பயன்படும்.Lindley, David, Degrees Kelvin: A Tale of Genius, Invention, and Tragedy, pp. 132–133, Joseph Henry Press, 2004 .

 நவீன பயன்பாடுகள் 
கண்ணாடி கால்வனாமீட்டர் (Mirror Galvanometer) இப்போது வழக்கமான மின்மீட்டர்கள், டிஜிட்டல் கருவிகள் போன்றவை வளர்ந்ததால் பரவலாக பயன்படுத்தப்படாமல் போனாலும், சில சிறப்பு துறைகளில் இன்னும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அதன் முக்கிய தற்போதைய பயன்பாடுகள்:
 லேசர் சோதனை மற்றும் ஒளிதொகுதி அமைப்புகள் (Optical Deflection Systems)
 மிகச்சிறிய மின்னோட்டங்களைக் கண்டறிய
 கல்வி மற்றும் ஆராய்ச்சி 
 பூஜ்ஜியத்தில் சமநிலை கண்டறிதல் 
 துல்லியமான கோண மாற்றம்  - மிகச்சிறிய கோண மாற்றங்களைப் பெரிதாக்கி காண்பிக்க முடிய

 மேற்கோள்கள் 

பகுப்பு:அளவிடும் கருவிகள்
பகுப்பு:ஒளியியல் கருவிகள்