ഭൌമാന്തരീക്ഷവും വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളും

                                                                                                                   
                                                                                                                                                                                                                                                                                 

                    ഭൌമാന്തരീക്ഷവും വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളും                

                                                                                                                                                                                                                                                     

                   ഭൌമാന്തരീക്ഷവും വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളും -കൂടുതല്‍ വിവരങ്ങള്‍                

                                                                                             
                             
                                                       
           
 

വിദ്യുത്കാന്തിക വര്‍ണ്ണ രാജി

 

ഈ പ്രപഞ്ചത്തിലെ എല്ലാ വസ്തുക്കളും വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളായിട്ടാണ് ഊര്‍ജ്ജം പുറത്തുവിടുന്നത്. കുറച്ചു സങ്കീര്‍ണ്ണമായ പ്രക്രിയയിലൂടെ അണുവിന്റേയും, ഇലക്ട്രോണുകളുടേയും മറ്റ് അണുകണികകളുടേയും ന്യൂക്ലിയര്‍ കണികകളുടേയും മറ്റും ചലനത്തിന്റെ പ്രതിഫലനമായാണ് വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ഉണ്ടാവുന്നത്. ഈ പ്രക്രിയയില്‍ ഉള്‍പ്പെടുന്ന ബലത്തിന്റെ തീവ്രത അനുസരിച്ച് വസ്തു പുറത്തുവിടുന്ന വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ഗാമാരശ്മികള്‍ തൊട്ട് റേഡിയോ തരംഗം വരെ ഏതുമാകാം. ഇങ്ങനെ ഗാമാരശ്മികള്‍ തൊട്ട് റേഡിയോ തരംഗം വരെയുള്ള വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളെ ഒന്നാകെ ചേര്‍ത്ത് നമ്മള്‍ വിദ്യുത്കാന്തിക വര്‍ണ്ണ രാജി എന്നു പറയുന്നു. ഇതിനെകുറിച്ച് നമ്മള്‍ ഹൈസ്കൂള്‍ ക്ലാസ്സുകളില്‍ പഠിച്ചിട്ടുണ്ടല്ലോ.

 

വിദ്യുത്കാന്തിക വര്‍ണ്ണ രാജി

 

അനോന്യം ലംബമായി സ്പന്ദിക്കുന്ന വൈദ്യുതി ക്ഷേത്രവും കാന്തിക ക്ഷേത്രവും അടങ്ങിയതാണ് വിദ്യുത്കാന്തിക പ്രസരണം. അടുത്തുത്ത രണ്ട് crust-കളുടെ ഇടയിലുള്ള ദൂരത്തെയാണ് വിദ്യുത്കാന്തിക പ്രസരണത്തിന്റെ തരംഗദൈര്‍ഘ്യം (wave length) എന്ന് പറയുന്നത്. ഇതിനെ lambda (λ) എന്ന ഗ്രീക്ക് അക്ഷരം കൊണ്ടാണ് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്. അതേ പോലെ വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളുടെ ആവൃത്തി (frequency) എന്ന nu (ν) എന്ന ഗ്രീക്ക് അക്ഷരം കൊണ്ടാണ് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്. വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളുടെ ആവൃത്തിയേയും തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തേയും തമ്മില്‍ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന ഒരു ലളിതമായ സമവാക്യം ഉണ്ട്. അത് താഴെ കൊടുക്കുന്നു.

 

ν = c / λ

 

ν എന്നത് ആവൃത്തിയേയും(in Hz) , λ എന്നത് തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തേയും (in m), c എന്നത് പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗതയേയും (3 X 108 m/s) കുറിക്കുന്നു.

 

താപനിലയും വിദ്യുത്കാന്തിക വികിരണങ്ങളും

 

ഒരു വസ്തു ചൂടുപിടിക്കുമ്പോള്‍ അത് ഊര്‍ജ്ജം പുറത്തു വിടുന്നു. ഈ ഊര്‍ജ്ജം വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ആയി ആണ് വസ്തുവില്‍ നിന്ന് പുറപ്പെടുന്നത്. വസ്തു പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളുടെ ആവൃത്തി ആ വസ്തുവിന്റെ താപനിലയെ ആശ്രയിക്കുന്നു, കൂടുതല്‍ ചൂടുള്ള വസ്തു കൂടുതല്‍ ഊര്‍ജ്ജം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു. കൂടുതല്‍ ഊര്‍ജ്ജം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു എന്നു പറഞ്ഞാല്‍ തരംഗങ്ങളുടെ ആവൃത്തി കൂടി ഇരിക്കുന്നു എന്നത്ഥം.

 

ഒരു വസ്തുവിന്റെ താപനിലയും അത് പുറത്തു വിടുന്ന വികിരണങ്ങളേയും കുറച്ച് അറിയണം എങ്കില്‍ അദ്യം താപനില (temperature) എന്താണെന്ന് മനസ്സിലാക്കണം. ഒരു വസ്തുവിന്റെ താപനില ആ വസ്തുവിലെ മൊത്തം അണുക്കളുടെ ശരാശരി വേഗതയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ഒരു വസ്തുവിനു ചൂട് കൂടുതല്‍ ഉണ്ടെങ്കില്‍ അതിലെ അണുക്കള്‍ വേഗത്തില്‍ സഞ്ചരിക്കുന്നു. ആ വസ്തു തണുത്താണ് ഇരിക്കുന്നതെങ്കില്‍ (അല്ലെങ്കില്‍ ചൂട് കുറവാണെങ്കില്‍) അതിലെ അണുക്കള്‍ പതുക്കെ സഞ്ചരിക്കുന്നു. താപനിലയെകുറിച്ച് പറയുമ്പോള്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞന്മാര്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഏകകം കെല്‍വിന്‍ (K) ആണ്. ഈ താപനില മാപനത്തില്‍ (temperature scale) പൂജ്യം കെല്‍വിനില്‍ നിന്ന് മേലോട്ടാണ് എണ്ണുന്നത്. ഒരു വസ്തുവിന് ചെന്നെത്താവുന്ന ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ താപനില ആണ് 0 K. ഈ താപനില ഉള്ള വസ്തുവിലെ അണുക്കളുടെ ചലനം ഏറ്റവും കുറവായിരിക്കും.

 

താപനില അളക്കാന്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന വേറെ രണ്ട് ഏകകങ്ങള്‍ ആണ് ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസും , ഡിഗ്രി ഫാരന്‍ഹീറ്റും. സാധാരണ അന്തരീക്ഷ താപ നിലയെ കുറിച്ചൊക്കെ പറയുമ്പോള്‍ ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസ് ( °C എന്ന ചിഹ്നം കൊണ്ട് സൂചിപ്പിക്കുന്നു) ആണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത് (കേരളത്തിലെ ഏറ്റവും കൂടിയ ചൂട് 39 ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസ് പുനലൂരില്‍ രേഖപ്പെടുത്തി എന്നൊക്കെ വാര്‍ത്ത വായിക്കുന്നത് കേട്ടിട്ടില്ലേ). അതേ പോലെ നമ്മുടെ ശരീരത്തിന്റെ താപനില ഒക്കെ പറയുമ്പോള്‍ ഡിഗ്രി ഫാരന്‍ഹീറ്റ് ( °F എന്ന ചിഹ്നം കൊണ്ട് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.) ആണ് ഉപയോഗിക്കുക. (ഡോക്ടര്‍ പരിശോധിച്ചിട്ട് 102 ഡിഗ്രി പനിയുണ്ടായിരുന്നു എന്ന് ആരെങ്കിലും ആശുപത്രിയില്‍ ഒക്കെ പോയി വന്നാല്‍ പറയുന്നത് കേട്ടിട്ടില്ലേ). ശരിക്കും ഇതിനെ 102 ഡിഗ്രി ഫാരന്‍ഹീറ്റ് എന്നു തന്നെ പറയണം. ഇതു തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം അറിയാത്തതു കൊണ്ടാണ് പലരും ആശുപത്രിയില്‍ ഒക്കെ പോയി വന്നീട്ട് 102 ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസ് ആയിരുന്നു എന്നൊക്കെ പറയുന്നത് ആന മണ്ടത്തരം ആണെന്ന് പറയുന്നത്.

 

ഈ മൂന്നു താപനില മാപനങ്ങളുടേയും വിശദീകരണത്തിലേക്കൊന്നും പോകാന്‍ ഈ പോസ്റ്റില്‍ ഉദ്ദേശിക്കുന്നില്ല. പക്ഷെ ഡിഗ്രി ഫാരന്‍ഹീറ്റിലുള്ള താപനില അറിഞ്ഞാല്‍ അത് ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസിലേക്കു മാറ്റാനും, ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസിലുള്ള താപനില അറിഞ്ഞാല്‍ അത് ഡിഗ്രി ഫാരന്‍ഹീറ്റിലേക്ക് മാറ്റാനും നിങ്ങളെ സഹായിക്കുന്ന രണ്ട് സമവാക്യങ്ങള്‍ താഴെ കൊടുക്കുന്നു.

 

TF = (9/5) TC + 32

 

TC = (5/9) (TF - 32)

 

ഇവിടെ TF എന്നത് ഫാരന്‍ഹീറ്റിലുള്ള താപനിലയും TC എന്നത് ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസിലുള്ള താപനിലയും ആണ്.

 

ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസിലുള്ള താപനില കെല്‍വിനിലേക്ക് മാറ്റാന്‍ വളരെ എളുപ്പമാണ്. ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസിലുള്ള താപനിലയോട് 273 കൂട്ടിയാല്‍ കെല്‍വിനിലുള്ള താപനില കിട്ടും. അതേപോലെ കെല്‍വിനിലുള്ള താപനിലയില്‍ നിന്ന് 273 കുറച്ചാല്‍ ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസിലുള്ള താപനില കിട്ടും.

 

താപനിലയുടെ SI Unit കെല്‍വിനാണ്. അതിനാല്‍ എല്ലാ ശാസ്ത്രീയമായ കണക്കുക്കൂട്ടലുകള്‍ക്കും കെല്‍വിനാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നതും. ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തിലും എല്ലാ കണക്കുകളിലും കെല്‍വിനാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്.

 

ആരേഖം (Blackbody)

 

താഴെ കൊടുത്തിരിക്കുന്ന ആരേഖത്തില്‍ വിവിധ താപനിലകളില്‍ ഉള്ള Blackbodyയില്‍ നിന്നു വരുന്ന വിദ്യുത്കാന്തിക വികിരണത്തിന്റെ ഉച്ചതയെ വ്യക്തമാക്കുന്ന വക്രരേഖകള്‍ കാണൂ. അതിന്റെ താപനിലയുമായി എങ്ങനെ ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു എന്നു കാണിക്കുന്നു

 

ഈ ആരേഖത്തിലെ ഓരോ വക്രരേഖയും ഒരു പ്രത്യേക താപനിലയില്‍ (ഇവിടെ 3000 K മുതല്‍ 7000K വരെ) Blackbody പുറത്തുവിടുന്ന വികിരണത്തിന്റെ തീവ്രത വ്യക്തമാക്കുന്നു. മറ്റൊരു വിധത്തില്‍ പറഞ്ഞാല്‍ ഈ വക്രരേഖ (ഇംഗ്ലീഷില്‍ ഈ വക്രരേഖയ്ക്ക് Blackbody curve എന്നാണ് പറയുന്നത്) ഒരു പ്രത്യേക താപനില ഉള്ള ഒരു വസ്തുവിന്റെ വര്‍ണ്ണരാജി എപ്രകാരം ഉള്ളതായിരിക്കും എന്നു പറഞ്ഞുതരുന്നു. ഏതു താപനിലയിലും ഒരു ചൂടുള്ള വസ്തു എല്ലാ തര വികിരണങ്ങളേയും പുറപ്പെടുവിക്കും. എന്നാല്‍ ഒരു പ്രത്യേക തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തില്‍ വികിരണം ഏറ്റവും കൂടുതല്‍ (wave length of maximum emission) ആയിരിക്കും. അതേപോലെ ഈ വക്രരേഖ വിടവുകള്‍ ഒന്നുമില്ലാതെ, സുഗമമായ ഒരു തുടര്‍ച്ചയായ രേഖ ആയിരിക്കും.

 

പക്ഷെ ഈ രേഖയുടെ രൂപം വസ്തുവിന്റെ താപനില അനുസരിച്ച് മാറും. ഒരു താഴ്ന്ന താപനില (ഉദാ: 3000 K) ഉള്ള വസ്തുവിന്റെ Blackbody curve-ഉം താഴ്ന്നതായിരിക്കും. ഇത് ആ വസ്തുവില്‍ നിന്നു വരുന്ന താരതമ്യേന തീവ്രത കുറഞ്ഞ വികിരണങ്ങളെ ആണ് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്. ഏത് ഭാഗത്താണോ ഈ വക്ര രേഖ ഏറ്റവും കൂടുതല്‍ ഉയര്‍ന്നിരിക്കുന്നത് ആ തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തിലുള്ള വികിരണങ്ങളായിരിക്കും ഒരു വസ്തുവില്‍ നിന്നു ഏറ്റവും കൂടുതല്‍ വരിക. താപനില ഉയരുംതോറും ഈ രേഖയും ഉയരും. അതായത് വികിരണത്തിന്റെ തോത് തീവ്രത കുറഞ്ഞ തരംഗദൈര്‍ഘ്യമുള്ള ഭാഗത്തേക്ക് മാറുന്നു.

 

Wein's law

 

ഈ നിയമത്തിന്റെ സമവാക്യം താഴെ കൊടുക്കുന്നു.

 

λmax=0.0029/T

 

ഈ നിയമം ഒരു വസ്തുവിന്റെ താപനിലയും ആ വസ്തു ഏറ്റവും കൂടുതല്‍ പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗത്തിന്റെ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യവും തമ്മില്‍ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു. അതായത് ഒരു വസ്തുവിന്റെ താപനില അറിഞ്ഞാല്‍ നമുക്ക് അത് പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗത്തിന്റെ ഉച്ചത (wave length of maximum emission), വിദ്യുത്കാന്തിക വര്‍ണ്ണരാജിയുടെ ഏത് ഭാഗത്താണെന്ന് അറിയാം. ഉദാഹരണത്തിനു ഈ സമവാക്യം ഉപയോഗിച്ച് നമ്മള്‍ 3000 K, 6000 K, 12,000 K എന്നിങ്ങനെ വിവിധ താപനിലയുള്ള മൂന്നു വസ്തുക്കളുടെ വികിരണത്തിന്റെ തീവ്രതയുടെ ഉച്ചത കണ്ടാല്‍ അത് യഥാക്രമം 9600 X 10-10m, 4800 X 10-10m, 2400 X 10-10m ആണ് എന്നു കാണാം. ഈ മൂന്നു തരംഗങ്ങളും വര്‍ണ്ണരാജിയുടെ വിവിധ ഭാഗത്ത് കിടക്കുന്നതായി കാണാം. 9600 X 10-10m എന്നത് വര്‍ണ്ണ രാജിയുടെ ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് ഭാഗത്തും, 4800 X 10-10m എന്നത് ദൃശ്യപ്രകാശ ഭാഗത്തും 2400 X 10-10m എന്നത് അള്‍ട്രാവയലറ്റ് ഭാഗത്തും ആണ് കിടക്കുന്നത്. Wein's law വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ട ഒന്നാണ് ഇത് ഉപയോഗിച്ചാണ് നക്ഷത്രങ്ങളുടെ ഉപരിതല താപനില കണ്ടു പിടിക്കുന്നത്.

 

ഇനി ഇതിന്റെ ഭൌതീക പ്രത്യേകത മനസ്സിലാക്കാന്‍ ഒരു ഉദാഹരണം കൊടുക്കട്ടെ. ഒരു വെല്‍ഡര്‍ ഒരു ഇരുമ്പ് കഷ്ണം എടുത്ത് ചൂടാക്കുന്നു എന്നു വയ്ക്കുക. ചൂടുകൂടും തോറും ഇരുമ്പിന്റെ നിറം കടും ചുവപ്പാകുന്നു. പിന്നേയും ചൂടാക്കികൊണ്ടിരുന്നാല്‍ ആദ്യം ഒരു ചുവപ്പ് കലര്‍ന്ന ഓറഞ്ച് നിറവും പിന്നീട് മഞ്ഞ കലര്‍ന്ന വെള്ള നിറവും ആകുന്നു. പിന്നേയും‍ ഇരുമ്പ് കഷ്ണം ഉരുകിവീഴാതെ ചൂടാക്കാന്‍ കഴിയുന്നു എങ്കില്‍ അതിന്റെ നിറം നീലകലര്‍ന്ന വെള്ള നിറവും ആകുന്നു. താഴെയുള്ള ചിത്രം കാണൂ.

 

ചൂട് കൂടുമ്പോള്‍ ഇരുമ്പ് പുറത്ത് വിടുന്ന തരംഗങ്ങളുടെ വ്യത്യാസം

 

ഈ ഉദാഹരണത്തില്‍ നിന്നു, ഒരു വസ്തു പുറത്തുവിടുന്ന ഊര്‍ജ്ജവും ആ ഊര്‍ജ്ജം പുറത്തുവരുന്ന വൈദ്യുതികാന്തിക പ്രസരണവും വസ്തുവിന്റെ താപനില അനുസരിച്ച് ഇരിക്കുന്നു എന്നു മനസ്സിലാക്കാം. താപനില കൂടുതല്‍ ഉള്ള വസ്തു കൂടുതല്‍ ഊര്‍ജ്ജം പുറത്തു വിടുന്നു. അതിനാല്‍ ഊര്‍ജ്ജം പുറത്തുവരുന്നത് തരംഗദൈര്‍ഘ്യം കുറഞ്ഞ (അല്ലെങ്കില്‍ ആവൃത്തി കൂടിയ) വൈദ്യുതികാന്തിക തരംഗങ്ങളായിട്ടായിരിക്കും. അതേപോലെ താപനില കുറഞ്ഞ വസ്തു കുറച്ച് ഊര്‍ജ്ജം പുറത്തു വിടുന്നു. ഈ ഊര്‍ജ്ജം പുറത്തുവരുന്നത് തരംഗദൈര്‍ഘ്യം കൂടിയ (അല്ലെങ്കില്‍ ആവൃത്തി കുറഞ്ഞ) വൈദ്യുതികാന്തിക തരംഗങ്ങളായിട്ടായിരിക്കും.

 

അപ്പോള്‍ ഇത്രയും കാര്യങ്ങള്‍ പറഞ്ഞത് ഒരു ഖഗോള വസ്തു വിദ്യുത്കാന്തിക വര്‍ണ്ണ രാജിയിലെ വളരെ ചെറിയ ഒരു ഭാഗം മാത്രമായ ദൃശ്യ പ്രകാശം മാത്രമായല്ല ഊര്‍ജ്ജം പുറത്തുവിടുന്നത് എന്നു കാണിക്കാനാണ്. ആ വസ്തുവിന്റെ താപനില അനുസരിച്ച് വികിരണത്തിന്റെ ഉച്ചത വിദ്യുത്കാന്തിക വര്‍ണ്ണ രാജിയിലെ ഏതു വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗവുമാകാം.

 

ഭൌമാന്തരീക്ഷവും വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളും

 

പക്ഷെ ഭൂമിയില്‍ നിന്നുള്ള ജ്യോതിശാസ്ത്ര നിരീക്ഷണത്തിന്റെ ഒരു പ്രശ്നം ഭൂമിയുടെ അന്തരീക്ഷം മിക്കവാറും എല്ലാ വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളേയും തടയും എന്നതാണ്. സത്യത്തില്‍ ഇതു ഭൂമിയിലെ നമ്മുടെ നിലനിപ്പിനു അത്യാവശ്യമാണ്. അങ്ങനെയല്ലായിരുന്നു എങ്കില്‍ ഇന്നു ഭൂമിയില്‍ ജീവന്റെ ഒരു കണിക പോലും ഉണ്ടാകുമായിരുന്നില്ല. ഇങ്ങനെ അന്തരീക്ഷം വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളെ തടയുന്നതു മൂലം അതിനെ മറികടന്ന് ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തില്‍ എത്താന്‍ കഴിവുള്ള വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ദൃശ്യ പ്രകാശ തരംഗങ്ങളും റേഡിയോ തരംഗങ്ങളും മാത്രമാണ്. ബാക്കി എല്ലാ വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളെയും അന്തരീക്ഷം തടയും. ഏതൊക്കെ വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ അന്തരീക്ഷത്തെ കടന്ന് ഭൂമിയിലെത്തും ഏതൊക്കെ തടയപ്പെടും എന്നു വ്യക്തമാക്കുന്ന ഒരു ചിത്രം ഇതാ.

 

വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളുടെ വിഭജനം

 

ഇനി നമ്മള്‍ക്ക് വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളെ എല്ലാം ഒന്നു പരിചയപ്പെടാം. വിദ്യുത് കാന്തിക തരംഗങ്ങളുടെ ഈ വിഭജനം വളരെ കൃത്യമായ അതിര്‍വരമ്പുകള്‍ നിര്‍വചിച്ചുകൊണ്ടുള്ളതല്ല. വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളെ കുറച്ച് പറയുമ്പോള്‍ അവയുടെ തരംഗദൈര്‍ഘ്യംവും ആവൃത്തിയും ഫോട്ടോണിന്റെ ഊര്‍ജ്ജത്തിന്റെ അളവും ഒക്കെ മാറി മാറി ഉപയോഗിക്കും. സാധാരണ റേഡിയോ തരംഗങ്ങളെ കുറിച്ച് ഒക്കെ പറയുമ്പോള്‍ ആവൃത്തിയും (ആകാശ വാണി തൃശൂര്‍, 630 kHz എന്നൊക്കെ പറയാറില്ലേ) എക്സ്-റേ തരംഗങ്ങളെക്കുറിച്ചും ഗാമാ തരംഗങ്ങളെക്കുറിച്ചും പറയുമ്പോള്‍ അവയുടെ ഫോട്ടോണിന്റെ ഊര്‍ജ്ജത്തിന്റെ അളവോ തരംഗദൈര്‍ഘ്യൈമോ ഒക്കെ ആണ് സാധാരണ ഉപയോഗിക്കുക. ചിലപ്പോള്‍ ഇതൊക്കെ ഇടകലര്‍ത്തിയും ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്.

 

റേഡിയോ തരംഗങ്ങള്‍ ‍

 

മനുഷ്യനേത്രത്തിനു കാണാനാകാത്ത വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളില്‍ മനുഷ്യന്‍ ആദ്യം ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തിലെ പഠനങ്ങള്‍ക്ക് ഉപയോഗിച്ചത് റേഡിയോ തരംഗങ്ങള്‍ ആണ്. ഏതാണ്ട് 10-3 മീറ്ററില്‍ കൂടുതല്‍ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യം ഉള്ള വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളാണ് റേഡിയോ തരംഗങ്ങള്‍ എന്നു വിളിക്കുന്നത്‍. വിദ്യുത്കാന്തിക വര്‍ണ്ണരാജിയില്‍ ഏറ്റവും കൂടുതല്‍ തരംഗദൈര്‍ഘ്യൈം ഉള്ളതും ഇതിനാണ്.

 

ബെല്‍ ലബോറട്ടറിയില്‍ ജോലി ചെയ്തിരുന്ന അമേരിക്കന്‍ എഞ്ചിനീയറായ കാള്‍ ജി ജാന്‍സ്കി ആണ് ബഹിരാകാശത്തു നിന്നുള്ള റേഡിയോ തരംഗങ്ങളെ തികച്ചും യാദൃശ്ചികമായി ആദ്യം കണ്ടെത്തിയത്. അറ്റ്ലാന്റിക്കിനു കുറുകേ പുതുതായി സ്ഥാപിച്ച റേഡിയോ ലിങ്കില്‍ ഉണ്ടാകുന്ന disturbance നെ കുറിച്ചു പഠിക്കുകയായിരുന്നു അദ്ദേഹം. ധനു രാശി ആകാശത്തിന്റെ ഉച്ചിയില്‍ എത്തുന്ന സമയത്ത് ഈ disturbance ഏറ്റവും അധികം ആണെന്നു അദ്ദേഹം കണ്ടു. (നമ്മുടെ ഗാലക്സിയുടെ കേന്ദ്രം ധനു രാശിയില്‍ ആണ്.) ബഹിരാകാശത്തു നിന്നുള്ള റേഡിയോ തരംഗങ്ങളാണ് തന്റെ ശ്രദ്ധയില്‍ പെട്ടതെന്ന് അദ്ദേഹത്തിനു ബോധ്യപ്പെട്ടു. അവിടെ റേഡിയോ ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തിനു തുടക്കം കുറിച്ചു. നമുക്ക് ഇന്നു ആകാശഗംഗയെ കുറിച്ചുള്ള മിക്കവാറും എല്ലാ വിവരങ്ങളും റേഡിയോ തരംഗങ്ങള്‍ പഠിച്ചതു വഴി ലഭിച്ചതാണ്.

 

ശനി ദൃശ്യപ്രകാശത്തിലും റേഡിയോ തരംഗത്തിലും

 

ഇപ്പോള്‍ നിങ്ങള്‍ക്ക് തോന്നാവുന്ന ന്യായമായ ഒരു സംശയം ഉണ്ട്. ദൃശ്യ പ്രകാശ തരംഗം ഒഴിച്ച് മറ്റുള്ള വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ഒന്നും മനുഷ്യനു കാണാന്‍ പറ്റില്ല അപ്പോള്‍ പിന്നെ എങ്ങനെയാണ് റേഡിയോ തരംഗങ്ങള്‍ (അല്ലെങ്കില്‍ മറ്റ് ദൃശ്യപ്രകാശേതര വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍) ഇതേ പോലെ നമുക്ക് കാണാന്‍ പറ്റുന്ന വിധത്തിലാക്കുന്നത് എന്ന്. ഇതിനു ഉപയോഗിക്കുന്ന സംവിധാനത്തിനു false-color technique എന്നാണ് പറയുന്നത്. ഈ ചിത്രത്തില്‍ ഏറ്റവും തീവ്രത ഉള്ള റേഡിയോ തരംഗത്തിനു ചുവപ്പ് നിറം കൊടുത്തിരിക്കുന്നു. തീവ്രത ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ റേഡിയോ തരംഗത്തിനു നീല നിറവും. ഇതിന്റെ ഇടയ്ക്ക് തീവ്രത ഉള്ള തരംഗങ്ങള്‍ക്ക് അതിന്റെ തീവ്രത അനുസരിച്ച് ചുവപ്പിന്റേയും നീലയുടേയും ഇടയ്ക്കുള്ള നിറങ്ങളും കൊടുത്തിരിക്കുന്നു. ഇതേ പോലെ ആണ് മറ്റുള്ള വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളേയും നമ്മുടെ കണ്ണുകള്‍ക്ക് കാണാന്‍ പറ്റുന്ന വിധത്തിലേക്ക് മാറ്റുന്നത്.

 

മൈക്രോവേവ് തരംഗങ്ങള്‍

 

1 മില്ലി മീറ്റര്‍ മുതല്‍ 10 സെന്റി മീറ്റര്‍ വരെ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യം ഉള്ള വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളെ ആണ് മൈക്രോവേവ് തരംഗങ്ങള്‍ എന്നു പറയുന്നത്. പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഉല്പത്തിയെ കുറിച്ചൊക്കെ വിവരം തരുന്ന cosmic microwave background radiation ഈ തരംഗത്തിലാണ് വരുന്നത്.

 

cosmic microwave background radiation

 

ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് തരംഗങ്ങള്‍

 

ദൃശ്യ പ്രകാശ തരംഗങ്ങളേക്കാല്‍ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യം കൂടുതല്‍ ഉള്ളതും എന്നാല്‍ മൈക്രോ തരംഗങ്ങളേക്കാള്‍ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യം കുറവും ഉള്ള വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളെ ആണ് ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് തരംഗങ്ങള്‍ എന്നു പറയുന്നത്. 1 മില്ലി മീറ്റര്‍ മുതല്‍ 7 x 10-7 മീറ്റര്‍ വരെ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യം ഉള്ള വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ആണ് ഈ വിഭാഗത്തില്‍ പെടുന്നത്. അന്തരീക്ഷത്തിലെ നീരാവി ഈ തരംഗങ്ങളെ മിക്കവാറും ആഗിരണം ചെയ്യും. അതിനാല്‍ തന്നെ ഭൂമിയില്‍ നിന്നു ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് തരംഗങ്ങളെ നിരീക്ഷിക്കുവാന്‍ സാധ്യമല്ല. അന്തരീക്ഷത്തിലെ നീരാവി ഒക്കെ ഒഴിവാക്കി ഈ തരംഗങ്ങളെ നിരീക്ഷിക്കുവാനുള്ള ഏറ്റവും എളുപ്പമുള്ള മാര്‍ഗ്ഗം ഭൂമിയെ ചുറ്റിയുള്ള ഒരു ഭ്രമണപഥത്തില്‍ ഒരു ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് ടെലിസ്കോപ്പ് വയ്ക്കുക എന്നതാണ്. 1983-ല്‍ നാസ ചെയ്തതും അതു തന്നെയാണ്. ആ വര്‍ഷം നാസ Infrared Astronomical Satellite (IRAS) എന്ന ഒരു ബഹിരാകാശ ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് ടെലിസ്കോപ്പ് ഭൂമിയില്‍ നിന്നു 900 കിമി ഉയരത്തിലുള്ള ഒരു ഭ്രമണ പഥത്തില്‍ ഇട്ടു. ഏതാണ്ട് പത്തു മാസം നീണ്ട നിരീക്ഷണത്തില്‍ ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തിലുള്ള അനേകം ചിത്രങ്ങള്‍ IRAS ഭൂമിയേക്ക് അയച്ചു. ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞന്മാര്‍ ആദ്യമായി സൌരയൂഥത്തിലെ പൊടിപടലങ്ങളും സമീപ നക്ഷത്രങ്ങളെ ചുറ്റിയുള്ള പൊടിപടലങ്ങളുടെ വലയത്തേയും കണ്ടു. ഈ പൊടിപടലങ്ങളുടെ താപനില വളരെ കുറവായതിനാല്‍ ദൃശ്യ പ്രകാശ തരംഗങ്ങള്‍ ഇതില്‍ നിന്നും വികിരണം ചെയ്യുന്നുണ്ടായിരുന്നില്ല. അതിനാല്‍ തന്നെ ദൃശ്യ പ്രകാശ ദൂരദര്‍ശിനികള്‍ക്ക് ഇവയെ കണ്ടെത്താന്‍ കഴിയുമായിരുന്നില്ല.

 

ദൃശ്യ പ്രകാശ തരംഗങ്ങള്‍

 

7 x 10-7 മീറ്റര്‍ മുതല്‍ 4 x 10-7 മീറ്റര്‍ വരെ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യം ഉള്ള വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ആണ് ഈ വിഭാഗത്തില്‍ പെടുന്നത്. നമ്മളെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം ഇതാണ് ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട വിദ്യുത് കാന്തിക തരംഗം. വിദ്യുത് കാന്തിക വര്‍ണ്ണ രാജിയിലെ വളരെ ഒരു ചെറിയ വിഭാഗം മാത്രമേ ദൃശ്യ പ്രകാശം ഉള്ളൂ എങ്കിലും നമ്മള്‍ ഇത് ഉപയോഗിച്ചാണ് ബാക്കി എല്ലാത്തിനേയും പഠിക്കുന്നത്. താഴെയുള്ള ചിത്രം ശ്രദ്ധിക്കൂ.

 

ദൃശ്യപ്രകാശ വര്‍ണ്ണ രാജി

 

റേഡിയോ തരംഗം ജ്യോതിശാസ്ത്രപഠനത്തിനു ഉപയോഗിക്കുന്നതിനു മുന്‍പ് അത് വരെ നമ്മള്‍ പ്രപഞ്ചത്തെകുറിച്ച് നേടിയ അറിവ് എല്ലാം ദൃശ്യ പ്രകാശ തരംഗങ്ങള്‍ ഉപയോഗിച്ചാണ്.

 

മനുഷ്യ നേത്രം അതില്‍ തന്നെ ഒരു അസാമാന്യ യന്ത്രം ആണെങ്കിലും ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തിന്റെ അനന്തമായ സാധ്യതകളെ തിരയുവാന്‍ അത് അപര്യാപ്തമാണ്. ഗ്രഹങ്ങളും നക്ഷത്രങ്ങളും ഒക്കെ മനുഷ്യ നേത്രത്തിനു ചെന്നു എത്താവുന്നതിലും അകലങ്ങളില്‍ ഇരുന്നു മനുഷ്യനില്‍ നിന്നു അതിന്റെ യഥാര്‍ത്ഥ രൂപവും സ്വരൂപവും മറച്ചു പിടിക്കുന്നു. ഏതാണ്ട് പതിനഞ്ചാം നൂറ്റാണ്ടു വരെ നഗ്ന നേത്രം മാത്രമേ മനുഷ്യനെ ആകാശ നിരീക്ഷണത്തിനു സഹായിയായി ഉണ്ടായിരുന്നുള്ളൂ. അതിനു ശേഷം മനുഷ്യനെ ആകാശ നിരീക്ഷണത്തിനു സഹായിക്കാന്‍ പല ഉപാധികളും എത്തി. അങ്ങനെ മനുഷ്യനെ സഹായിച്ച ഒരു പ്രധാന ഉപാധി ആയിരുന്നു ദൂരദര്‍ശിനി. 1609-ല്‍ ഗലീലിയോ ഗലീലി ആണ് ദൂരദര്‍ശിനി കണ്ടെത്തിയത്. വിവിധ തരത്തിലും വലിപ്പത്തിലും ഉള്ള ദൃശ്യ പ്രകാശ ദൂരദര്‍ശിനികള്‍ (optical telescopes) അതിനു ശേഷം നമ്മെ ആകാശനിരീക്ഷണത്തിനു സഹായിക്കാനെത്തി. പക്ഷെ കാലം പുരോഗമിച്ചതോടെ ഭൂമിയില്‍ നിന്നുള്ള നിരീക്ഷണത്തിന്റെ പരിമിതികള്‍ മനുഷ്യന്‍ മനസ്സിലാക്കി. അങ്ങനെ അവന്‍ ദൃശ്യ പ്രകാശ ദൂരദര്‍ശിനികള്‍ അന്തരീക്ഷത്തിനു പുറത്ത് സ്ഥാപിച്ചും ആകാശ നിരീക്ഷണം നടത്തി.

 

അള്‍ട്രാ വയലെറ്റ് തരംഗങ്ങള്‍

 

ദൃശ്യ പ്രകാശ തരംഗങ്ങളേക്കാല്‍ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യം കുറഞ്ഞതും എന്നാല്‍ എക്സ് റേ തരംഗങ്ങളേക്കാള്‍ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യം കൂടുതലും ആയ വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളെ ആണ് അള്‍ട്രാ വയലെറ്റ് തരംഗങ്ങള്‍ എന്നു പറയുന്നത്. 4 x 10-7 മീറ്റര്‍ മുതല്‍ 10-9 മീറ്റര്‍ വരെ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യം ഉള്ള വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ആണ് ഈ വിഭാഗത്തില്‍ പെടുന്നത്. ഈ തരംഗങ്ങളിലെ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യം കൂടിയ തരംഗങ്ങള്‍ ഭൂമിയിലെത്തും. അതിനു near-ultra violet വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ എന്നാണ് പറയുന്നത്. ഈ തരംഗങ്ങളെ ഭൂമിയില്‍ നിന്നു തന്നെ ഒരു അള്‍ട്രാ വയലറ്റ് ദൂരദര്‍ശിനി ഉപയോഗിച്ച് നിരീക്ഷിക്കാം. പക്ഷെ ദൂരദര്‍ശിനിയില്‍ ഗ്ലാസ്സ് ലെന്‍സ് ഉപയോഗിക്കാന്‍ പറ്റില്ല. കാരണം ഗ്ലാസ്സ് അള്‍ട്രാ വയലെറ്റ് തരംഗങ്ങളെ തടയും. അതിനാല്‍ ക്വാര്‍ട്ട്സ് പോലെ അള്‍ട്രാ വയലെറ്റ് തരംഗങ്ങളെ ആഗിരണം ചെയ്യാത്ത എന്തെങ്കിലും വേണം ഇത്തരം ദൂരദര്‍ശിനികളില്‍ ഉപയോഗിക്കാന്‍.

 

പക്ഷെ ഈ വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളിലെ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യം കുറഞ്ഞ വിഭാഗമായ far-ultra violet തരംഗങ്ങള്‍ ഭൂമിയിലേക്ക് എത്തില്ല. അപ്പോള്‍ പിന്നെ ഭൂമിയുടെ പുറത്തു നിന്നു അതിനെ നിരീക്ഷിക്കുകയേ വഴിയുള്ളൂ. അങ്ങനുള്ള ആദ്യത്തെ ദൂരദര്‍ശിനി നാസ 1978-ല്‍ വിക്ഷേപിച്ചു. International Ultraviolet Explorer എന്നായിരുന്നു ഇതിന്റെ പേര്. 1996- വരെ അത് ഭൂമിയിലേക്ക് ചിത്രങ്ങള്‍ അയച്ചു കൊണ്ടിരുന്നു.

 

ഭൂമി അള്‍ട്രാവയലറ്റ് തരംഗത്തില്‍

 

എക്സ് റേ തരംഗങ്ങള്‍

 

10 -9 മീറ്റര്‍ മുതല്‍ 10-11 മീറ്റര്‍ വരെ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യം ഉള്ള വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ആണ് ഈ വിഭാഗത്തില്‍ പെടുന്നത്. ഈ കിരണങ്ങള്‍ക്കും അന്തരീക്ഷത്തെ മറികടന്ന് ഭൂമിയിലേക്ക് എത്താനാവില്ല. താപനില 106 K ഒക്കെയുള്ള വാതകങ്ങള്‍ ആണ് എക്സ് റേ തരംഗങ്ങള്‍ വികിരണം ചെയ്യുന്നത്. അതിനാല്‍ തന്നെ പ്രപഞ്ചത്തിലെ ഊര്‍ജ്ജപൂരിതമായ മേഖലകളെ കുറിച്ച് പഠിക്കാനാണ് എക്സ് റേ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യത്തിലുള്ള വിദ്യുത് കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ഉപയോഗപ്പെടുക. .

 

ഗാമാ തരംഗങ്ങള്‍

 

10-11 മീറ്ററിനു താഴെ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യം ഉള്ള വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ആണ് ഈ വിഭാഗത്തില്‍ പെടുന്നത്. ഈ കിരണങ്ങള്‍ക്കും അന്തരീക്ഷത്തെ മറികടന്ന് ഭൂമിയിലേക്ക് എത്താനാവില്ല. അള്‍ട്രാ വയലെറ്റ്, ദൃശ്യ പ്രകാശം, ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് മുതലായ വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ഒക്കെ അണുവിനു ചുറ്റും കറങ്ങുന്ന ഇലട്രോണ്‍ അതിന്റെ ഊര്‍ജ്ജ തലം മാറുന്നതു മൂലം ഉണ്ടാകുമ്പോള്‍ എക്സ് റേ തരംഗങ്ങളും ഗാമാ തരംഗങ്ങളും അണുകേന്ദ്രത്തിലെ ചില പ്രവര്‍ത്തനം മൂലം ആണ് ഉണ്ടാകുന്നത്. അതിനാല്‍ തന്നെ മറ്റ് വിദ്യുത് കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ തരുന്നതിനപ്പുറം വേറെ ചില വിവരങ്ങള്‍ ആണ് ഗാമാ തരംഗങ്ങള്‍ നമുക്ക് തരുന്നത്. 1960-ല്‍ Orbiting Solar Observatory (OSO 3) എന്ന ഉപഗ്രഹത്തില്‍ ഉണ്ടായിരുന്ന ഒരു ഗാമാ വികിരണ detector ആയിരുന്നു ആദ്യമായി ബഹിരാകാശത്തുനിന്നുള്ള ഗാമാ കിരണങ്ങളെ detect ചെയ്തത്.

                                                                                                             
 

വിദ്യുത്കാന്തിക വര്‍ണ്ണരാജി

 
 

Region

 
 

Wavelength (Angstroms)

 
 

Wavelength (centimeters)

 
 

Frequency (Hz)

 
 

റേഡിയോ

 
 

; 109

 
 

; 10

 
 

< 3 x 109

 
 

മൈക്രോവേവ്

 
 

109 - 106

 
 

10 - 0.01

 
 

3 x 109 - 3 x 1012

 
 

ഇന്‍ഫ്രാറെഡ്

 
 

106 - 7000

 
 

0.01 - 7 x 10-5

 
 

3 x 1012 - 4.3 x 1014

 
 

ദൃശ്യപ്രകാശം

 
 

7000 - 4000

 
 

7 x 10-5 - 4 x 10-5

 
 

4.3 x 1014 - 7.5 x 1014

 
 

അള്‍ട്രാവയലറ്റ്

 
 

4000 - 10

 
 

4 x 10-5 - 10-7

 
 

7.5 x 1014 - 3 x 1017

 
 

എക്സ്-കിരണങ്ങള്‍

 
 

10 - 0.1

 
 

10-7 - 10-9

 
 

3 x 1017 - 3 x 1019

 
 

ഗാമാ കിരണങ്ങള്‍

 
 

< 0.1

 
 

< 10-9

 
 

> 3 x 1019

 
 

 

 

പലവിധ കാന്തിമാനം

 

ഒരു ഖഗോളവസ്തുവിന്റെ താപനില അനുസരിച്ച് അതിന്റെ തരംഗ വികിരണത്തിന്റെ ഉച്ചത (wavelength of maximum emission) വിദ്യുത്കാന്തിക കാന്തിക വര്‍ണ്ണരാജിയിലെ ഏതു തരംഗവുമാകാം എന്നു നമ്മള്‍ മനസ്സിലാക്കി. അതിനാല്‍ ഇപ്പോള്‍ ദൃശ്യകാന്തിമാനവും കേവല കാന്തിമാനവും ഒക്കെ പറയുമ്പോള്‍ അത് ഏത് തരംഗത്തിലുള്ള അളവ് അണെന്നും പറയണം. അതിനു വേണ്ടി ദൃശ്യപ്രകാശത്തില്‍ ഉള്ള കാന്തിമാനത്തോടൊപ്പം v എന്ന അക്ഷരവും (v=visual) ചേര്‍ക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിനു തിരുവാതിര നക്ഷത്രത്തിന്റെ ദൃശ്യകാന്തിമാനം +0.45 ആണെന്നു പറഞ്ഞാല്‍ mv = +0.45 എന്നാണ് അര്‍ത്ഥം.

 

ഇതിന്റെ ഭൌതീക അര്‍ഥം ഖഗോളവസ്തു വിവിധ തരത്തിലുള്ള തരംഗങ്ങള്‍ പുറത്തു വിടുന്നതു കൊണ്ട് എല്ലാ തരംഗത്തിലും അതിന്റെ കാന്തിമാനം ഒന്നായിരിക്കില്ല എന്നതാണ്.

 

മനുഷ്യന്റെ വിദ്യുത് കാന്തിക വികിരണം

 

Blackbody യെ കുറിച്ചും Wein's Law യെ കൂറിച്ചും മുകളില്‍ നല്‍കിയ വിശദീകരണങ്ങളില്‍ നിന്നു നമുക്ക് എന്തുകൊണ്ട് ഇരുട്ടില്‍ കാണാന്‍ പറ്റില്ല എന്നു മനസ്സിലാക്കാന്‍ സഹായിക്കുന്നു. മനുഷ്യരുടെയും, മൃഗങ്ങളുടേയും, ഒരു മുറിയില്‍ ഉള്ള സാമാനങ്ങളുടേയും ഒക്കെ താപനില മുകളില്‍ വിവരിച്ച ഉദാഹരണത്തേക്കാള്‍ ഒക്കെ എത്രയോ കുറവായിരിക്കും. ഏതാണ്ട് 310 K ആണ് നമ്മുടെ ഒക്കെ ശരാശരി ശരീര താപനില. അപ്പോള്‍ Wein's Law അനുസരിച്ച് ഏതാണ്ട് 9300 X 10-9m ആണ് Wavelenghth of maximum emission. അതിനാല്‍ മുകളില്‍ പറഞ്ഞ വസ്തുക്കള്‍ ഒക്കെ പുറത്തു വിടുന്ന വൈദ്യുതികാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ചുവപ്പിനേക്കളും ഉയര്‍ന്ന തരംഗങ്ങള്‍ (ഇന്‍ഫ്രാ റെഡ് തരംഗങ്ങള്‍) ആയിട്ടായിരിക്കും വരിക. ഈ തരംഗങ്ങള്‍ കാണാനുള്ള കഴിവ് നമ്മുടെ കണ്ണിനില്ല. പക്ഷെ ഇന്‍ഫ്രാ റെഡ് തരംഗങ്ങള്‍ കാണാന്‍ കഴിവുള്ള ഒരു ക്യാമറ ഉപയോഗിച്ചാല്‍ ഈ തരംഗങ്ങളെ നമുക്ക് കാണാം.

 

ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് തരംഗങ്ങള്‍ക്ക് ദൃശ്യപ്രകാശ തരംഗങ്ങള്‍ കടന്നു പോകാത്ത പല വസ്തുക്കളില്‍ കൂടെ കടന്നു പോകാനും കഴിയും. ഉദാഹരണം മൂടല്‍ മഞ്ഞ്, പുക, പ്ലാസ്റ്റിക് പോലുള്ള ചില വസ്തുക്കള്‍. അതിനാല്‍ ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് തരംഗങ്ങളെ കുറ്റാന്വേഷണത്തിനും, രക്ഷാപ്രവര്‍ത്തനത്തിനും, വിമാനം ഇറക്കാന്‍ പൈലറ്റുമാര്‍ക്ക് സഹായിയായും ഒക്കെ ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്.

 

മനുഷ്യന്റെ വിദ്യുത്കാന്തിക പ്രസരണം

 

ദൃശ്യപ്രകാശ തരംഗം കടന്നു പോകാത്ത പല വസ്തുക്കളില്‍ കൂടെയും ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് തരംഗം കടന്നു പോകും. പക്ഷെ അതേ പോലെ അതിന്റെ എതിരും ശരിയാണ്. ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് തരംഗം കടന്നു പോകാത്ത പല വസ്തുക്കളില്‍ കൂടെ ദൃശ്യപ്രകാശ തരംഗം കടന്നു പോകും. ചിത്രത്തിലെ ഉദാഹരണത്തില്‍ ഈ മനുഷ്യന്റെ കണ്ണടയുടെ ഗ്ലാസ്സ് ശ്രദ്ധിക്കൂ. അതില്‍ കൂടെ ദൃശ്യപ്രകാശ തരംഗം കടന്നു പോകുമ്പോള്‍ ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് തരംഗം പോകുന്നില്ല. അതിനാല്‍ അയാളുടെ കണ്ണടയുടെ ഗ്ലാസ്സ് ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് ചിത്രത്തില്‍ കറുത്തിരിക്കുന്നു.

 

നമ്മള്‍ ഇനി ജ്യോതിര്‍ഭൌതീകത്തിന്റെ അത്ഭുത പ്രപഞ്ചത്തിലേക്ക് നീങ്ങുകയാണ് . പ്രപഞ്ച രഹസ്യം തേടിയുള്ള യാത്ര നമ്മള്‍ നക്ഷത്രങ്ങളെ കുറിച്ച് പഠിക്കുന്നതില്‍ ആരംഭിക്കുന്നു.

 

1. (a) സൂര്യന്റെ ഉപരിതല താപനില 5800 K ആണ്. അങ്ങനെയാണെങ്കില്‍ അതിന്റെ വികിരണത്തിന്റെ ഉച്ചതയുടെ തരംഗദൈര്‍ഘ്യം എത്രയാണെന്നും അത് വിദ്യുത്കാന്തിക വര്‍ണ്ണരാജിയുടെ ഏത് ഭാഗത്ത് വരുന്ന തരംഗം ആണെന്നും നിങ്ങള്‍ക്ക് കണ്ടു പിടിക്കാമോ? (b)സൂര്യന്റെ ഉപരിതല താപനില ഇപ്പോഴുള്ളതിന്റെ പകുതി ആയിരുന്നെങ്കില്‍ അതിന്റെ വികിരണത്തിന്റെ ഉച്ചതയുടെ തരംഗദൈര്‍ഘ്യം എത്രയായിരുന്നേനേ. അത് വിദ്യുത്കാന്തിക വര്‍ണ്ണരാജിയുടെ ഏത് ഭാഗത്ത് വരുന്ന തരംഗം ആയിരിക്കും.

 

വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ഉണ്ടാവുന്നത് എങ്ങനെ

 

 

 

 

 

എങ്ങനെയാണ് വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ഉണ്ടാവുന്നത്? രണ്ട് വിധത്തിലാണ് ഒരു വസ്തുവില്‍ നിന്ന് വിദ്യുത്കാന്തികതരംഗങ്ങള്‍ വികിരണം ചെയ്യുന്നത്.

 
     
  1. Thermal emission
  2.  
  3. Non-thermal emission‍
  4.  
 

. . ശുദ്ധ ഭൌതീക ശാസ്ത്രമാണെകിലും ഇനി പറയാന്‍ പോകുന്നതൊക്കെ ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തിലെ പഠനത്തിനു ഉപയോഗിക്കുന്നതാണ്. സത്യത്തില്‍ ജ്യോതിശാസ്ത്രം അതിന്റെ പഠനത്തിനു സഹായി ആയി ഉപയോഗിക്കാത്ത ശാസ്ത്രശാഖകള്‍ ഇല്ല എന്നു തന്നെ പറയാം.

 

അതായത് ഒരു വസ്തുവിന്റെ താപം മൂലം (black body radiation) അത് പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന വിദ്യുത്കാന്തികതരംഗങ്ങള്‍. Black body radiation കൂടാതെ രണ്ട് പ്രധാന തരത്തില്‍ കൂടെ Thermal emission മൂലം വിദ്യുത്കാന്തികതരംഗങ്ങള്‍ ഉണ്ടാകുന്നുണ്ട്. അയണീകൃത വാതകങ്ങളില്‍ സംഭവിക്കുന്ന free-free emissionഉം മറ്റൊന്ന് spectral line emissionഉം. താപം മൂലമല്ലാതെ മറ്റു വിധത്തില്‍ നിര്‍മ്മിക്കപ്പെടുന്ന വിദ്യുത്കാന്തികതരംഗങ്ങളാണ് Non-thermal emission‍ വഴി വികിരണം ചെയ്യുന്നത്.‍

 

Blackbody വികിരണം

 

ഒരു വസ്തുവിനേയും 0 K എന്ന മാന്ത്രിക താപനിലയിലേക്ക് തണുപ്പിക്കാന്‍ പറ്റില്ല. അതിനര്‍ത്ഥം ഈ പ്രപഞ്ചത്തിലുള്ള എല്ലാ വസ്തുക്കളും താപ വികിരണം (thermal radiation) പുറത്തു വിടുന്നു എന്നാണ്.

 

ഒരു വസ്തുവിന്റെ താപനില മൂലം അതിലുള്ള അണുക്കളും തന്മാത്രകളും നിരന്തരചലനത്തിലാണ്. ഇങ്ങനെ ഉള്ള ചലനം മൂലം ഈ അണുക്കള്‍ കൂട്ടിമുട്ടുന്നു. അങ്ങനെ കൂട്ടിമുട്ടുമ്പോള്‍ അവയുടെ ദിശ മാറുന്നു. ദിശ മാറുന്നു എന്നു പറഞ്ഞാല്‍ ത്വരണം ഉണ്ടാകുന്നു എന്നാണ് അര്‍ത്ഥം. ഇലക്ട്രിക് ചാര്‍ജ്ജ് ഉള്ള ഒരു കണത്തിനു ത്വരണം ഉണ്ടായാല്‍ അത് വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗം പുറപ്പെടുവിക്കും എന്നു നമ്മള്‍ സ്കൂള്‍ കോളേജ് തലത്തിലെ ഫിസിക്സില്‍ പഠിച്ചിട്ടുണ്ടല്ലോ. അതു കൊണ്ട് ഒരോ പ്രാവശ്യവും അണുക്കള്‍ ദിശ മാറുമ്പോള്‍ അത് വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗം പുറപ്പെടുവിക്കും. ഇങ്ങനെയാണ് ഈവിധത്തില്‍ വിദ്യുത് കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ നിര്‍മ്മിക്കപ്പെടുന്നത്.
                                                                                                                   

                                                                                                                                                                                                                                                                                 

                    bhoumaanthareekshavum vidyuthkaanthika tharamgangalum                

                                                                                                                                                                                                                                                     

                   bhoumaanthareekshavum vidyuthkaanthika tharamgangalum -kooduthal‍ vivarangal‍                

                                                                                             
                             
                                                       
           
 

vidyuthkaanthika var‍nna raaji

 

ee prapanchatthile ellaa vasthukkalum vidyuthkaanthika tharamgangalaayittaanu oor‍jjam puratthuvidunnathu. Kuracchu sankeer‍nnamaaya prakriyayiloode anuvinteyum, ilakdronukaludeyum mattu anukanikakaludeyum nyookliyar‍ kanikakaludeyum mattum chalanatthinte prathiphalanamaayaanu vidyuthkaanthika tharamgangal‍ undaavunnathu. Ee prakriyayil‍ ul‍ppedunna balatthinte theevratha anusaricchu vasthu puratthuvidunna vidyuthkaanthika tharamgangal‍ gaamaarashmikal‍ thottu rediyo tharamgam vare ethumaakaam. Ingane gaamaarashmikal‍ thottu rediyo tharamgam vareyulla vidyuthkaanthika tharamgangale onnaake cher‍tthu nammal‍ vidyuthkaanthika var‍nna raaji ennu parayunnu. Ithinekuricchu nammal‍ hyskool‍ klaasukalil‍ padticchittundallo.

 

vidyuthkaanthika var‍nna raaji

 

anonyam lambamaayi spandikkunna vydyuthi kshethravum kaanthika kshethravum adangiyathaanu vidyuthkaanthika prasaranam. Adutthuttha randu crust-kalude idayilulla doorattheyaanu vidyuthkaanthika prasaranatthinte tharamgadyr‍ghyam (wave length) ennu parayunnathu. Ithine lambda (λ) enna greekku aksharam kondaanu soochippikkunnathu. Athe pole vidyuthkaanthika tharamgangalude aavrutthi (frequency) enna nu (ν) enna greekku aksharam kondaanu soochippikkunnathu. Vidyuthkaanthika tharamgangalude aavrutthiyeyum tharamgadyr‍ghyattheyum thammil‍ bandhippikkunna oru lalithamaaya samavaakyam undu. Athu thaazhe kodukkunnu.

 

ν = c / λ

 

ν ennathu aavrutthiyeyum(in hz) , λ ennathu tharamgadyr‍ghyattheyum (in m), c ennathu prakaashatthinte vegathayeyum (3 x 108 m/s) kurikkunnu.

 

thaapanilayum vidyuthkaanthika vikiranangalum

 

oru vasthu choodupidikkumpol‍ athu oor‍jjam puratthu vidunnu. Ee oor‍jjam vidyuthkaanthika tharamgangal‍ aayi aanu vasthuvil‍ ninnu purappedunnathu. Vasthu purappeduvikkunna vidyuthkaanthika tharamgangalude aavrutthi aa vasthuvinte thaapanilaye aashrayikkunnu, kooduthal‍ choodulla vasthu kooduthal‍ oor‍jjam purappeduvikkunnu. Kooduthal‍ oor‍jjam purappeduvikkunnu ennu paranjaal‍ tharamgangalude aavrutthi koodi irikkunnu ennaththam.

 

oru vasthuvinte thaapanilayum athu puratthu vidunna vikiranangaleyum kuracchu ariyanam enkil‍ adyam thaapanila (temperature) enthaanennu manasilaakkanam. Oru vasthuvinte thaapanila aa vasthuvile mottham anukkalude sharaashari vegathayumaayi bandhappettirikkunnu. Oru vasthuvinu choodu kooduthal‍ undenkil‍ athile anukkal‍ vegatthil‍ sancharikkunnu. Aa vasthu thanutthaanu irikkunnathenkil‍ (allenkil‍ choodu kuravaanenkil‍) athile anukkal‍ pathukke sancharikkunnu. Thaapanilayekuricchu parayumpol‍ shaasthrajnjanmaar‍ upayogikkunna ekakam kel‍vin‍ (k) aanu. Ee thaapanila maapanatthil‍ (temperature scale) poojyam kel‍vinil‍ ninnu melottaanu ennunnathu. Oru vasthuvinu chennetthaavunna ettavum kuranja thaapanila aanu 0 k. Ee thaapanila ulla vasthuvile anukkalude chalanam ettavum kuravaayirikkum.

 

thaapanila alakkaan‍ upayogikkunna vere randu ekakangal‍ aanu digri sel‍shyasum , digri phaaran‍heettum. Saadhaarana anthareeksha thaapa nilaye kuricchokke parayumpol‍ digri sel‍shyasu ( °c enna chihnam kondu soochippikkunnu) aanu upayogikkunnathu (keralatthile ettavum koodiya choodu 39 digri sel‍shyasu punalooril‍ rekhappedutthi ennokke vaar‍ttha vaayikkunnathu kettittille). Athe pole nammude shareeratthinte thaapanila okke parayumpol‍ digri phaaran‍heettu ( °f enna chihnam kondu soochippikkunnu.) aanu upayogikkuka. (dokdar‍ parishodhicchittu 102 digri paniyundaayirunnu ennu aarenkilum aashupathriyil‍ okke poyi vannaal‍ parayunnathu kettittille). Sharikkum ithine 102 digri phaaran‍heettu ennu thanne parayanam. Ithu thammilulla vyathyaasam ariyaatthathu kondaanu palarum aashupathriyil‍ okke poyi vanneettu 102 digri sel‍shyasu aayirunnu ennokke parayunnathu aana mandattharam aanennu parayunnathu.

 

ee moonnu thaapanila maapanangaludeyum vishadeekaranatthilekkonnum pokaan‍ ee posttil‍ uddheshikkunnilla. Pakshe digri phaaran‍heettilulla thaapanila arinjaal‍ athu digri sel‍shyasilekku maattaanum, digri sel‍shyasilulla thaapanila arinjaal‍ athu digri phaaran‍heettilekku maattaanum ningale sahaayikkunna randu samavaakyangal‍ thaazhe kodukkunnu.

 

tf = (9/5) tc + 32

 

tc = (5/9) (tf - 32)

 

ivide tf ennathu phaaran‍heettilulla thaapanilayum tc ennathu digri sel‍shyasilulla thaapanilayum aanu.

 

digri sel‍shyasilulla thaapanila kel‍vinilekku maattaan‍ valare eluppamaanu. Digri sel‍shyasilulla thaapanilayodu 273 koottiyaal‍ kel‍vinilulla thaapanila kittum. Athepole kel‍vinilulla thaapanilayil‍ ninnu 273 kuracchaal‍ digri sel‍shyasilulla thaapanila kittum.

 

thaapanilayude si unit kel‍vinaanu. Athinaal‍ ellaa shaasthreeyamaaya kanakkukkoottalukal‍kkum kel‍vinaanu upayogikkunnathum. Jyothishaasthratthilum ellaa kanakkukalilum kel‍vinaanu upayogikkunnathu.

 

aarekham (blackbody)

 

thaazhe kodutthirikkunna aarekhatthil‍ vividha thaapanilakalil‍ ulla blackbodyyil‍ ninnu varunna vidyuthkaanthika vikiranatthinte ucchathaye vyakthamaakkunna vakrarekhakal‍ kaanoo. Athinte thaapanilayumaayi engane bandhappettirikkunnu ennu kaanikkunnu

 

ee aarekhatthile oro vakrarekhayum oru prathyeka thaapanilayil‍ (ivide 3000 k muthal‍ 7000k vare) blackbody puratthuvidunna vikiranatthinte theevratha vyakthamaakkunnu. Mattoru vidhatthil‍ paranjaal‍ ee vakrarekha (imgleeshil‍ ee vakrarekhaykku blackbody curve ennaanu parayunnathu) oru prathyeka thaapanila ulla oru vasthuvinte var‍nnaraaji eprakaaram ullathaayirikkum ennu paranjutharunnu. Ethu thaapanilayilum oru choodulla vasthu ellaa thara vikiranangaleyum purappeduvikkum. Ennaal‍ oru prathyeka tharamgadyr‍ghyatthil‍ vikiranam ettavum kooduthal‍ (wave length of maximum emission) aayirikkum. Athepole ee vakrarekha vidavukal‍ onnumillaathe, sugamamaaya oru thudar‍cchayaaya rekha aayirikkum.

 

pakshe ee rekhayude roopam vasthuvinte thaapanila anusaricchu maarum. Oru thaazhnna thaapanila (udaa: 3000 k) ulla vasthuvinte blackbody curve-um thaazhnnathaayirikkum. Ithu aa vasthuvil‍ ninnu varunna thaarathamyena theevratha kuranja vikiranangale aanu soochippikkunnathu. Ethu bhaagatthaano ee vakra rekha ettavum kooduthal‍ uyar‍nnirikkunnathu aa tharamgadyr‍ghyatthilulla vikiranangalaayirikkum oru vasthuvil‍ ninnu ettavum kooduthal‍ varika. Thaapanila uyarumthorum ee rekhayum uyarum. Athaayathu vikiranatthinte thothu theevratha kuranja tharamgadyr‍ghyamulla bhaagatthekku maarunnu.

 

wein's law

 

ee niyamatthinte samavaakyam thaazhe kodukkunnu.

 

λmax=0. 0029/t

 

ee niyamam oru vasthuvinte thaapanilayum aa vasthu ettavum kooduthal‍ purappeduvikkunna vidyuthkaanthika tharamgatthinte tharamga dyr‍ghyavum thammil‍ bandhippikkunnu. Athaayathu oru vasthuvinte thaapanila arinjaal‍ namukku athu purappeduvikkunna vidyuthkaanthika tharamgatthinte ucchatha (wave length of maximum emission), vidyuthkaanthika var‍nnaraajiyude ethu bhaagatthaanennu ariyaam. Udaaharanatthinu ee samavaakyam upayogicchu nammal‍ 3000 k, 6000 k, 12,000 k enningane vividha thaapanilayulla moonnu vasthukkalude vikiranatthinte theevrathayude ucchatha kandaal‍ athu yathaakramam 9600 x 10-10m, 4800 x 10-10m, 2400 x 10-10m aanu ennu kaanaam. Ee moonnu tharamgangalum var‍nnaraajiyude vividha bhaagatthu kidakkunnathaayi kaanaam. 9600 x 10-10m ennathu var‍nna raajiyude in‍phraaredu bhaagatthum, 4800 x 10-10m ennathu drushyaprakaasha bhaagatthum 2400 x 10-10m ennathu al‍draavayalattu bhaagatthum aanu kidakkunnathu. Wein's law valare pradhaanappetta onnaanu ithu upayogicchaanu nakshathrangalude uparithala thaapanila kandu pidikkunnathu.

 

ini ithinte bhoutheeka prathyekatha manasilaakkaan‍ oru udaaharanam kodukkatte. Oru vel‍dar‍ oru irumpu kashnam edutthu choodaakkunnu ennu vaykkuka. Choodukoodum thorum irumpinte niram kadum chuvappaakunnu. Pinneyum choodaakkikondirunnaal‍ aadyam oru chuvappu kalar‍nna oranchu niravum pinneedu manja kalar‍nna vella niravum aakunnu. Pinneyum‍ irumpu kashnam urukiveezhaathe choodaakkaan‍ kazhiyunnu enkil‍ athinte niram neelakalar‍nna vella niravum aakunnu. Thaazheyulla chithram kaanoo.

 

choodu koodumpol‍ irumpu puratthu vidunna tharamgangalude vyathyaasam

 

ee udaaharanatthil‍ ninnu, oru vasthu puratthuvidunna oor‍jjavum aa oor‍jjam puratthuvarunna vydyuthikaanthika prasaranavum vasthuvinte thaapanila anusaricchu irikkunnu ennu manasilaakkaam. Thaapanila kooduthal‍ ulla vasthu kooduthal‍ oor‍jjam puratthu vidunnu. Athinaal‍ oor‍jjam puratthuvarunnathu tharamgadyr‍ghyam kuranja (allenkil‍ aavrutthi koodiya) vydyuthikaanthika tharamgangalaayittaayirikkum. Athepole thaapanila kuranja vasthu kuracchu oor‍jjam puratthu vidunnu. Ee oor‍jjam puratthuvarunnathu tharamgadyr‍ghyam koodiya (allenkil‍ aavrutthi kuranja) vydyuthikaanthika tharamgangalaayittaayirikkum.

 

appol‍ ithrayum kaaryangal‍ paranjathu oru khagola vasthu vidyuthkaanthika var‍nna raajiyile valare cheriya oru bhaagam maathramaaya drushya prakaasham maathramaayalla oor‍jjam puratthuvidunnathu ennu kaanikkaanaanu. Aa vasthuvinte thaapanila anusaricchu vikiranatthinte ucchatha vidyuthkaanthika var‍nna raajiyile ethu vidyuthkaanthika tharamgavumaakaam.

 

bhoumaanthareekshavum vidyuthkaanthika tharamgangalum

 

pakshe bhoomiyil‍ ninnulla jyothishaasthra nireekshanatthinte oru prashnam bhoomiyude anthareeksham mikkavaarum ellaa vidyuthkaanthika tharamgangaleyum thadayum ennathaanu. Sathyatthil‍ ithu bhoomiyile nammude nilanippinu athyaavashyamaanu. Anganeyallaayirunnu enkil‍ innu bhoomiyil‍ jeevante oru kanika polum undaakumaayirunnilla. Ingane anthareeksham vidyuthkaanthika tharamgangale thadayunnathu moolam athine marikadannu bhoomiyude uparithalatthil‍ etthaan‍ kazhivulla vidyuthkaanthika tharamgangal‍ drushya prakaasha tharamgangalum rediyo tharamgangalum maathramaanu. Baakki ellaa vidyuthkaanthika tharamgangaleyum anthareeksham thadayum. Ethokke vidyuthkaanthika tharamgangal‍ anthareekshatthe kadannu bhoomiyiletthum ethokke thadayappedum ennu vyakthamaakkunna oru chithram ithaa.

 

vidyuthkaanthika tharamgangalude vibhajanam

 

ini nammal‍kku vidyuthkaanthika tharamgangale ellaam onnu parichayappedaam. Vidyuthu kaanthika tharamgangalude ee vibhajanam valare kruthyamaaya athir‍varampukal‍ nir‍vachicchukondullathalla. Vidyuthkaanthika tharamgangale kuracchu parayumpol‍ avayude tharamgadyr‍ghyamvum aavrutthiyum phottoninte oor‍jjatthinte alavum okke maari maari upayogikkum. Saadhaarana rediyo tharamgangale kuricchu okke parayumpol‍ aavrutthiyum (aakaasha vaani thrushoor‍, 630 khz ennokke parayaarille) eksu-re tharamgangalekkuricchum gaamaa tharamgangalekkuricchum parayumpol‍ avayude phottoninte oor‍jjatthinte alavo tharamgadyr‍ghyymo okke aanu saadhaarana upayogikkuka. Chilappol‍ ithokke idakalar‍tthiyum upayogikkaarundu.

 

rediyo tharamgangal‍ ‍

 

manushyanethratthinu kaanaanaakaattha vidyuthkaanthika tharamgangalil‍ manushyan‍ aadyam jyothishaasthratthile padtanangal‍kku upayogicchathu rediyo tharamgangal‍ aanu. Ethaandu 10-3 meettaril‍ kooduthal‍ tharamga dyr‍ghyam ulla vidyuthkaanthika tharamgangalaanu rediyo tharamgangal‍ ennu vilikkunnath‍. Vidyuthkaanthika var‍nnaraajiyil‍ ettavum kooduthal‍ tharamgadyr‍ghyym ullathum ithinaanu.

 

bel‍ laborattariyil‍ joli cheythirunna amerikkan‍ enchineeyaraaya kaal‍ ji jaan‍ski aanu bahiraakaashatthu ninnulla rediyo tharamgangale thikacchum yaadrushchikamaayi aadyam kandetthiyathu. Attlaantikkinu kuruke puthuthaayi sthaapiccha rediyo linkil‍ undaakunna disturbance ne kuricchu padtikkukayaayirunnu addheham. Dhanu raashi aakaashatthinte ucchiyil‍ etthunna samayatthu ee disturbance ettavum adhikam aanennu addheham kandu. (nammude gaalaksiyude kendram dhanu raashiyil‍ aanu.) bahiraakaashatthu ninnulla rediyo tharamgangalaanu thante shraddhayil‍ pettathennu addhehatthinu bodhyappettu. Avide rediyo jyothishaasthratthinu thudakkam kuricchu. Namukku innu aakaashagamgaye kuricchulla mikkavaarum ellaa vivarangalum rediyo tharamgangal‍ padticchathu vazhi labhicchathaanu.

 

shani drushyaprakaashatthilum rediyo tharamgatthilum

 

ippol‍ ningal‍kku thonnaavunna nyaayamaaya oru samshayam undu. Drushya prakaasha tharamgam ozhicchu mattulla vidyuthkaanthika tharamgangal‍ onnum manushyanu kaanaan‍ pattilla appol‍ pinne enganeyaanu rediyo tharamgangal‍ (allenkil‍ mattu drushyaprakaashethara vidyuthkaanthika tharamgangal‍) ithe pole namukku kaanaan‍ pattunna vidhatthilaakkunnathu ennu. Ithinu upayogikkunna samvidhaanatthinu false-color technique ennaanu parayunnathu. Ee chithratthil‍ ettavum theevratha ulla rediyo tharamgatthinu chuvappu niram kodutthirikkunnu. Theevratha ettavum kuranja rediyo tharamgatthinu neela niravum. Ithinte idaykku theevratha ulla tharamgangal‍kku athinte theevratha anusaricchu chuvappinteyum neelayudeyum idaykkulla nirangalum kodutthirikkunnu. Ithe pole aanu mattulla vidyuthkaanthika tharamgangaleyum nammude kannukal‍kku kaanaan‍ pattunna vidhatthilekku maattunnathu.

 

mykrovevu tharamgangal‍

 

1 milli meettar‍ muthal‍ 10 senti meettar‍ vare tharamga dyr‍ghyam ulla vidyuthkaanthika tharamgangale aanu mykrovevu tharamgangal‍ ennu parayunnathu. Prapanchatthinte ulpatthiye kuricchokke vivaram tharunna cosmic microwave background radiation ee tharamgatthilaanu varunnathu.

 

cosmic microwave background radiation

 

in‍phraaredu tharamgangal‍

 

drushya prakaasha tharamgangalekkaal‍ tharamga dyr‍ghyam kooduthal‍ ullathum ennaal‍ mykro tharamgangalekkaal‍ tharamga dyr‍ghyam kuravum ulla vidyuthkaanthika tharamgangale aanu in‍phraaredu tharamgangal‍ ennu parayunnathu. 1 milli meettar‍ muthal‍ 7 x 10-7 meettar‍ vare tharamga dyr‍ghyam ulla vidyuthkaanthika tharamgangal‍ aanu ee vibhaagatthil‍ pedunnathu. Anthareekshatthile neeraavi ee tharamgangale mikkavaarum aagiranam cheyyum. Athinaal‍ thanne bhoomiyil‍ ninnu in‍phraaredu tharamgangale nireekshikkuvaan‍ saadhyamalla. Anthareekshatthile neeraavi okke ozhivaakki ee tharamgangale nireekshikkuvaanulla ettavum eluppamulla maar‍ggam bhoomiye chuttiyulla oru bhramanapathatthil‍ oru in‍phraaredu deliskoppu vaykkuka ennathaanu. 1983-l‍ naasa cheythathum athu thanneyaanu. Aa var‍sham naasa infrared astronomical satellite (iras) enna oru bahiraakaasha in‍phraaredu deliskoppu bhoomiyil‍ ninnu 900 kimi uyaratthilulla oru bhramana pathatthil‍ ittu. Ethaandu patthu maasam neenda nireekshanatthil‍ in‍phraaredu tharamgadyr‍ghyatthilulla anekam chithrangal‍ iras bhoomiyekku ayacchu. Jyothishaasthrajnjanmaar‍ aadyamaayi sourayoothatthile podipadalangalum sameepa nakshathrangale chuttiyulla podipadalangalude valayattheyum kandu. Ee podipadalangalude thaapanila valare kuravaayathinaal‍ drushya prakaasha tharamgangal‍ ithil‍ ninnum vikiranam cheyyunnundaayirunnilla. Athinaal‍ thanne drushya prakaasha dooradar‍shinikal‍kku ivaye kandetthaan‍ kazhiyumaayirunnilla.

 

drushya prakaasha tharamgangal‍

 

7 x 10-7 meettar‍ muthal‍ 4 x 10-7 meettar‍ vare tharamga dyr‍ghyam ulla vidyuthkaanthika tharamgangal‍ aanu ee vibhaagatthil‍ pedunnathu. Nammale sambandhicchidattholam ithaanu ettavum pradhaanappetta vidyuthu kaanthika tharamgam. Vidyuthu kaanthika var‍nna raajiyile valare oru cheriya vibhaagam maathrame drushya prakaasham ulloo enkilum nammal‍ ithu upayogicchaanu baakki ellaatthineyum padtikkunnathu. Thaazheyulla chithram shraddhikkoo.

 

drushyaprakaasha var‍nna raaji

 

rediyo tharamgam jyothishaasthrapadtanatthinu upayogikkunnathinu mun‍pu athu vare nammal‍ prapanchatthekuricchu nediya arivu ellaam drushya prakaasha tharamgangal‍ upayogicchaanu.

 

manushya nethram athil‍ thanne oru asaamaanya yanthram aanenkilum jyothishaasthratthinte ananthamaaya saadhyathakale thirayuvaan‍ athu aparyaapthamaanu. Grahangalum nakshathrangalum okke manushya nethratthinu chennu etthaavunnathilum akalangalil‍ irunnu manushyanil‍ ninnu athinte yathaar‍ththa roopavum svaroopavum maracchu pidikkunnu. Ethaandu pathinanchaam noottaandu vare nagna nethram maathrame manushyane aakaasha nireekshanatthinu sahaayiyaayi undaayirunnulloo. Athinu shesham manushyane aakaasha nireekshanatthinu sahaayikkaan‍ pala upaadhikalum etthi. Angane manushyane sahaayiccha oru pradhaana upaadhi aayirunnu dooradar‍shini. 1609-l‍ galeeliyo galeeli aanu dooradar‍shini kandetthiyathu. Vividha tharatthilum valippatthilum ulla drushya prakaasha dooradar‍shinikal‍ (optical telescopes) athinu shesham namme aakaashanireekshanatthinu sahaayikkaanetthi. Pakshe kaalam purogamicchathode bhoomiyil‍ ninnulla nireekshanatthinte parimithikal‍ manushyan‍ manasilaakki. Angane avan‍ drushya prakaasha dooradar‍shinikal‍ anthareekshatthinu puratthu sthaapicchum aakaasha nireekshanam nadatthi.

 

al‍draa vayalettu tharamgangal‍

 

drushya prakaasha tharamgangalekkaal‍ tharamga dyr‍ghyam kuranjathum ennaal‍ eksu re tharamgangalekkaal‍ tharamga dyr‍ghyam kooduthalum aaya vidyuthkaanthika tharamgangale aanu al‍draa vayalettu tharamgangal‍ ennu parayunnathu. 4 x 10-7 meettar‍ muthal‍ 10-9 meettar‍ vare tharamga dyr‍ghyam ulla vidyuthkaanthika tharamgangal‍ aanu ee vibhaagatthil‍ pedunnathu. Ee tharamgangalile tharamga dyr‍ghyam koodiya tharamgangal‍ bhoomiyiletthum. Athinu near-ultra violet vidyuthkaanthika tharamgangal‍ ennaanu parayunnathu. Ee tharamgangale bhoomiyil‍ ninnu thanne oru al‍draa vayalattu dooradar‍shini upayogicchu nireekshikkaam. Pakshe dooradar‍shiniyil‍ glaasu len‍su upayogikkaan‍ pattilla. Kaaranam glaasu al‍draa vayalettu tharamgangale thadayum. Athinaal‍ kvaar‍ttsu pole al‍draa vayalettu tharamgangale aagiranam cheyyaattha enthenkilum venam ittharam dooradar‍shinikalil‍ upayogikkaan‍.

 

pakshe ee vidyuthkaanthika tharamgangalile tharamga dyr‍ghyam kuranja vibhaagamaaya far-ultra violet tharamgangal‍ bhoomiyilekku etthilla. Appol‍ pinne bhoomiyude puratthu ninnu athine nireekshikkukaye vazhiyulloo. Anganulla aadyatthe dooradar‍shini naasa 1978-l‍ vikshepicchu. International ultraviolet explorer ennaayirunnu ithinte peru. 1996- vare athu bhoomiyilekku chithrangal‍ ayacchu kondirunnu.

 

bhoomi al‍draavayalattu tharamgatthil‍

 

eksu re tharamgangal‍

 

10 -9 meettar‍ muthal‍ 10-11 meettar‍ vare tharamga dyr‍ghyam ulla vidyuthkaanthika tharamgangal‍ aanu ee vibhaagatthil‍ pedunnathu. Ee kiranangal‍kkum anthareekshatthe marikadannu bhoomiyilekku etthaanaavilla. Thaapanila 106 k okkeyulla vaathakangal‍ aanu eksu re tharamgangal‍ vikiranam cheyyunnathu. Athinaal‍ thanne prapanchatthile oor‍jjapoorithamaaya mekhalakale kuricchu padtikkaanaanu eksu re tharamga dyr‍ghyatthilulla vidyuthu kaanthika tharamgangal‍ upayogappeduka. .

 

gaamaa tharamgangal‍

 

10-11 meettarinu thaazhe tharamga dyr‍ghyam ulla vidyuthkaanthika tharamgangal‍ aanu ee vibhaagatthil‍ pedunnathu. Ee kiranangal‍kkum anthareekshatthe marikadannu bhoomiyilekku etthaanaavilla. Al‍draa vayalettu, drushya prakaasham, in‍phraaredu muthalaaya vidyuthkaanthika tharamgangal‍ okke anuvinu chuttum karangunna iladron‍ athinte oor‍jja thalam maarunnathu moolam undaakumpol‍ eksu re tharamgangalum gaamaa tharamgangalum anukendratthile chila pravar‍tthanam moolam aanu undaakunnathu. Athinaal‍ thanne mattu vidyuthu kaanthika tharamgangal‍ tharunnathinappuram vere chila vivarangal‍ aanu gaamaa tharamgangal‍ namukku tharunnathu. 1960-l‍ orbiting solar observatory (oso 3) enna upagrahatthil‍ undaayirunna oru gaamaa vikirana detector aayirunnu aadyamaayi bahiraakaashatthuninnulla gaamaa kiranangale detect cheythathu.

                                                                                                             
 

vidyuthkaanthika var‍nnaraaji

 
 

region

 
 

wavelength (angstroms)

 
 

wavelength (centimeters)

 
 

frequency (hz)

 
 

rediyo

 
 

; 109

 
 

; 10

 
 

< 3 x 109

 
 

mykrovev

 
 

109 - 106

 
 

10 - 0. 01

 
 

3 x 109 - 3 x 1012

 
 

in‍phraared

 
 

106 - 7000

 
 

0. 01 - 7 x 10-5

 
 

3 x 1012 - 4. 3 x 1014

 
 

drushyaprakaasham

 
 

7000 - 4000

 
 

7 x 10-5 - 4 x 10-5

 
 

4. 3 x 1014 - 7. 5 x 1014

 
 

al‍draavayalattu

 
 

4000 - 10

 
 

4 x 10-5 - 10-7

 
 

7. 5 x 1014 - 3 x 1017

 
 

eksu-kiranangal‍

 
 

10 - 0. 1

 
 

10-7 - 10-9

 
 

3 x 1017 - 3 x 1019

 
 

gaamaa kiranangal‍

 
 

< 0. 1

 
 

< 10-9

 
 

> 3 x 1019

 
 

 

 

palavidha kaanthimaanam

 

oru khagolavasthuvinte thaapanila anusaricchu athinte tharamga vikiranatthinte ucchatha (wavelength of maximum emission) vidyuthkaanthika kaanthika var‍nnaraajiyile ethu tharamgavumaakaam ennu nammal‍ manasilaakki. Athinaal‍ ippol‍ drushyakaanthimaanavum kevala kaanthimaanavum okke parayumpol‍ athu ethu tharamgatthilulla alavu anennum parayanam. Athinu vendi drushyaprakaashatthil‍ ulla kaanthimaanatthodoppam v enna aksharavum (v=visual) cher‍kkunnu. Udaaharanatthinu thiruvaathira nakshathratthinte drushyakaanthimaanam +0. 45 aanennu paranjaal‍ mv = +0. 45 ennaanu ar‍ththam.

 

ithinte bhoutheeka ar‍tham khagolavasthu vividha tharatthilulla tharamgangal‍ puratthu vidunnathu kondu ellaa tharamgatthilum athinte kaanthimaanam onnaayirikkilla ennathaanu.

 

manushyante vidyuthu kaanthika vikiranam

 

blackbody ye kuricchum wein's law ye kooricchum mukalil‍ nal‍kiya vishadeekaranangalil‍ ninnu namukku enthukondu iruttil‍ kaanaan‍ pattilla ennu manasilaakkaan‍ sahaayikkunnu. Manushyarudeyum, mrugangaludeyum, oru muriyil‍ ulla saamaanangaludeyum okke thaapanila mukalil‍ vivariccha udaaharanatthekkaal‍ okke ethrayo kuravaayirikkum. Ethaandu 310 k aanu nammude okke sharaashari shareera thaapanila. Appol‍ wein's law anusaricchu ethaandu 9300 x 10-9m aanu wavelenghth of maximum emission. Athinaal‍ mukalil‍ paranja vasthukkal‍ okke puratthu vidunna vydyuthikaanthika tharamgangal‍ chuvappinekkalum uyar‍nna tharamgangal‍ (in‍phraa redu tharamgangal‍) aayittaayirikkum varika. Ee tharamgangal‍ kaanaanulla kazhivu nammude kanninilla. Pakshe in‍phraa redu tharamgangal‍ kaanaan‍ kazhivulla oru kyaamara upayogicchaal‍ ee tharamgangale namukku kaanaam.

 

in‍phraaredu tharamgangal‍kku drushyaprakaasha tharamgangal‍ kadannu pokaattha pala vasthukkalil‍ koode kadannu pokaanum kazhiyum. Udaaharanam moodal‍ manju, puka, plaasttiku polulla chila vasthukkal‍. Athinaal‍ in‍phraaredu tharamgangale kuttaanveshanatthinum, rakshaapravar‍tthanatthinum, vimaanam irakkaan‍ pylattumaar‍kku sahaayiyaayum okke upayogikkaarundu.

 

manushyante vidyuthkaanthika prasaranam

 

drushyaprakaasha tharamgam kadannu pokaattha pala vasthukkalil‍ koodeyum in‍phraaredu tharamgam kadannu pokum. Pakshe athe pole athinte ethirum shariyaanu. In‍phraaredu tharamgam kadannu pokaattha pala vasthukkalil‍ koode drushyaprakaasha tharamgam kadannu pokum. Chithratthile udaaharanatthil‍ ee manushyante kannadayude glaasu shraddhikkoo. Athil‍ koode drushyaprakaasha tharamgam kadannu pokumpol‍ in‍phraaredu tharamgam pokunnilla. Athinaal‍ ayaalude kannadayude glaasu in‍phraaredu chithratthil‍ karutthirikkunnu.

 

nammal‍ ini jyothir‍bhoutheekatthinte athbhutha prapanchatthilekku neengukayaanu . Prapancha rahasyam thediyulla yaathra nammal‍ nakshathrangale kuricchu padtikkunnathil‍ aarambhikkunnu.

 

1. (a) sooryante uparithala thaapanila 5800 k aanu. Anganeyaanenkil‍ athinte vikiranatthinte ucchathayude tharamgadyr‍ghyam ethrayaanennum athu vidyuthkaanthika var‍nnaraajiyude ethu bhaagatthu varunna tharamgam aanennum ningal‍kku kandu pidikkaamo? (b)sooryante uparithala thaapanila ippozhullathinte pakuthi aayirunnenkil‍ athinte vikiranatthinte ucchathayude tharamgadyr‍ghyam ethrayaayirunnene. Athu vidyuthkaanthika var‍nnaraajiyude ethu bhaagatthu varunna tharamgam aayirikkum.

 

vidyuthkaanthika tharamgangal‍ undaavunnathu engane

 

 

 

 

 

enganeyaanu vidyuthkaanthika tharamgangal‍ undaavunnath? Randu vidhatthilaanu oru vasthuvil‍ ninnu vidyuthkaanthikatharamgangal‍ vikiranam cheyyunnathu.

 
     
  1. thermal emission
  2.  
  3. non-thermal emission‍
  4.  
 

. . Shuddha bhoutheeka shaasthramaanekilum ini parayaan‍ pokunnathokke jyothishaasthratthile padtanatthinu upayogikkunnathaanu. Sathyatthil‍ jyothishaasthram athinte padtanatthinu sahaayi aayi upayogikkaattha shaasthrashaakhakal‍ illa ennu thanne parayaam.

 

athaayathu oru vasthuvinte thaapam moolam (black body radiation) athu purappeduvikkunna vidyuthkaanthikatharamgangal‍. Black body radiation koodaathe randu pradhaana tharatthil‍ koode thermal emission moolam vidyuthkaanthikatharamgangal‍ undaakunnundu. Ayaneekrutha vaathakangalil‍ sambhavikkunna free-free emissionum mattonnu spectral line emissionum. Thaapam moolamallaathe mattu vidhatthil‍ nir‍mmikkappedunna vidyuthkaanthikatharamgangalaanu non-thermal emission‍ vazhi vikiranam cheyyunnathu.‍

 

blackbody vikiranam

 

oru vasthuvineyum 0 k enna maanthrika thaapanilayilekku thanuppikkaan‍ pattilla. Athinar‍ththam ee prapanchatthilulla ellaa vasthukkalum thaapa vikiranam (thermal radiation) puratthu vidunnu ennaanu.

 

oru vasthuvinte thaapanila moolam athilulla anukkalum thanmaathrakalum nirantharachalanatthilaanu. Ingane ulla chalanam moolam ee anukkal‍ koottimuttunnu. Angane koottimuttumpol‍ avayude disha maarunnu. Disha maarunnu ennu paranjaal‍ thvaranam undaakunnu ennaanu ar‍ththam. Ilakdriku chaar‍jju ulla oru kanatthinu thvaranam undaayaal‍ athu vidyuthkaanthika tharamgam purappeduvikkum ennu nammal‍ skool‍ koleju thalatthile phisiksil‍ padticchittundallo. Athu kondu oro praavashyavum anukkal‍ disha maarumpol‍ athu vidyuthkaanthika tharamgam purappeduvikkum. Inganeyaanu eevidhatthil‍ vidyuthu kaanthika tharamgangal‍ nir‍mmikkappedunnathu.

Terms And Service:We do not guarantee the accuracy of available data ..We Provide Information On Public Data.. Please consult an expert before using this data for commercial or personal use
DMCA.com Protection Status Powered By:Omega Web Solutions
© 2002-2017 Omega Education PVT LTD...Privacy | Terms And Conditions