வானவில்லை இழையுரித்தல்
தனது கண்டுபிடிப்புகளின் மூலம் பிரபஞ்சத்தின் பல புதிர்களுக்கு விடையளித்தவர் நியூட்டன். அவரது பங்களிப்புகளில் முக்கியமான ஒன்று ஒளியியல் (Optics) ஆய்வுகள்.
அந்த ஆய்வில் அவர் கண்டறிந்தது இதைத்தான். முப்பட்டகம் (Prism) எனப்படும் முக்கோணத்தில் சூரிய ஒளி விழும்போது அது ஏழு வண்ணங்களாகப் பிரிகிறது. அதாவது வெள்ளை ஒளி, வானவில் போன்ற வண்ணப்பட்டையாக பிரிகிறது. இவற்றை நாம் நிறப்பிரிகை (Dispersion) என்கிறோம்.
இதை நியூட்டன் எப்படிச் செய்தார் என்பதைச் சிறுவயதிலேயே பாடப்புத்தகத்தில் படித்திருப்போம். இருந்தாலும் இப்போது சுருக்கமாக பார்த்துவிடுவோம். முதலில் ஓர் இருண்ட அறையைத் தேர்வு செய்தார். பின் அந்த அறைக்குள் ஒரு மெல்லிய அளவிலான ஒளியை வரச் செய்தார். அவர் வைத்திருந்த முப்பட்டகத்தின் மீது அந்த ஒளியை விழச்செய்தார்.
ஒளி முப்பட்டகத்தில் விழுந்து வானவில்லைப் போல ஏழு வண்ணங்களாகப் பிரிந்து காட்சியளித்தது. இவ்வாறு அந்த ஒளி ஒரு முப்பட்டக கண்ணாடியில் பட்டு வண்ணங்களாக பிரிந்ததற்குக் காரணம் ஒளிவிலகல் (Refraction) என்ற செயல்முறையாகும். கண்ணாடி மட்டுமல்ல, நீரிலும் கூட ஒளி இவ்வாறு பிரியும் தன்மையை கொண்டது.
நியூட்டனுக்கு முன்னரே இந்தக் கண்டுபிடிப்பு நிகழ்ந்துவிட்டாலும், அவருக்கு முன்னர் செய்யப்பட்ட ஆய்வுகளில், வெள்ளை ஒளிக்கு கண்ணாடிப் பட்டகம்தான் வண்ணங்களைத் தருகிறது என்ற தவறான கருத்தே நிலவி வந்தது. ஆனால் நியூட்டன்தான் சூரியனில் இருந்து வெளிவரும் வெள்ளை ஒளி, ஊதா, கருநீலம், நீலம், பச்சை, மஞ்சள், ஆரஞ்ச் மற்றும் சிவப்பு ஆகிய வண்ணங்களை ஏற்கெனவே தனக்குள் கொண்டுள்ளது. முப்பட்டகம், இந்த வண்ணங்களை பிரித்துதான் நம்மிடம் காட்டுகிறது என்பதை விளக்கினார். இதை அவர் பல்வேறு ஆய்வுகளின் மூலம் நிரூபித்தார்.
நியூட்டனின் இந்தக் கண்டுபிடிப்பு அதுவரை வானவில் குறித்து நிலவி வந்த பல அறியாமைகளை அகற்றியது. சூரிய ஒளி, மழைத்துளிகளுக்குள் ஊடுருவி, பின் பிரதிபலிக்கும்போது வானவில்லாக நமக்குத் தோற்றமளிக்கிறது. (அதாவது நீர்த்துளி இங்கே முப்பட்டகம்போலச் செயல்படுகிறது) வானவில் என்பது ஒரு மாயத்தோற்றம்தான் என்பதை நிரூபித்தது.
மேலும் அனைவருக்கும் வானவில் காட்சியளித்தாலும் இரண்டு நபர்கள் ஒரே வானவில்லைப் பார்க்க முடியாது. ஒவ்வொரு கோணத்தில் இருந்து பார்க்கும்போது வானவில்லின் தோற்றம் மாற்றமடையும் எனக் கூறியது.
இந்தக் கண்டுபிடிப்பைதான் ஜான் கீட்ஸ் குற்றம்சாட்டினார். அதற்குக் காரணம், இயற்கையின் அதிசய நிகழ்வுகளில் ஒன்றான வானவில், மனிதனுக்கு ஆச்சரியத்தக்க மர்மங்களில் ஒன்றாகவே இருந்து வந்தது. அவற்றை ஒவ்வொரு கவிஞரும் ஒவ்வொரு வகையில் வர்ணித்து வந்தனர். சிலர் வானவில்லைக் கடவுள் சொர்க்கத்தில் இருந்து பூமிக்கு வந்து செல்லும் பாதை என்றனர். சிலர் அவற்றைப் பெண் உடுத்தியுள்ள அழகிய பட்டாடை என வர்ணித்தனர். ஆனால் நியூட்டனின் கண்டுபிடிப்பு வானவில்லின் இயற்கை நிகழ்வுக்குக் கோட்பாட்டு விளக்கம் கொடுத்து அதுவரை நிலவிவந்த கற்பனைகளை உடைத்துவிட்டது.
ஆனால் மற்றொருபுறம் இந்தக் கண்டுபிடிப்பு ஒளி மற்றும் வண்ணங்கள் குறித்த ஆய்வுகளைத் தீவிரப்படுத்தியது. இதன் தொடர்ச்சியாக ஜேம்ஸ் கிளர்க் மேக்ஸ்வெல் என்ற ஆங்கில விஞ்ஞானி மின்காந்த அலைகள் குறித்த கோட்பாட்டை வெளியிட்டார். இதன்மூலம் ஒளி மற்றும் வண்ணங்கள் குறித்த புதிய புரிதல்கள் ஏற்படத் தொடங்கின.
ஒளியும் வண்ணங்களும்
ஒளி என்றால் என்ன? ஒளி என்பது மின்காந்த அலைகள் (Electromagnetic Waves). சூரியனில் இருந்து வெளியாகும் மின்காந்த அலைகள் பல்வேறு அலைநீளங்களை (wavelengths) கொண்டவை. இவற்றில் 380 நானோ மீட்டர்கள் முதல் 740 நானோ மீட்டர்கள் அளவிலான அலைநீளங்களைதான் நாம் வெறும் கண்களால் பார்க்க முடியும். இவற்றைதான் நாம் கண்ணுறு ஒளி (Visible Light) என்கிறோம்.
இதில் 380 நானோ மீட்டர் அலைநீளம் (குறுகிய அலைநீளம்) கொண்ட மின்காந்த அலைகள் நமது கண்ணுக்கு நீல நிறமாகத் தெரிகிறது. 720 நானோ மீட்டர் அலைநீளம் (நீண்ட அலைநீளம்) கொண்ட மின்காந்த அலைகள் நமது கண்ணுக்குச் சிவப்பு நிறமாகத் தெரிகிறது. இடைப்பட்ட அலைநீளங்கள் பச்சை, மஞ்சள், ஆரஞ்சு வண்ணங்களாகத் தெரிகின்றன.
உண்மையில் சூரியனில் இருந்து வெளிவரும் மின்காந்த அலைகள் 380 நானோ மீட்டரை விடவும் குறுகிய அலைநீளங்களையும், 740 நானோ மீட்டர்களை விடவும் நீண்ட அலைநீளங்களையும் கொண்டுள்ளது. அந்த அலைநீளங்களை நம்மால் பார்க்க முடியாது. நமது கண்களுக்கு நாம் மேலே குறிப்பிட்ட அலைநீளங்களை (கண்ணுறு ஒளி) மட்டுமே பார்க்கும் தன்மை இருக்கிறது. ஆனால் பிற மின்காந்த அலைநீளங்களை நாம் பல்வேறு வகைகளில் பயன்படுத்தி வருகிறோம்.
400 நானோ மீட்டருக்குக் குறைவான அலைநீளம் கொண்ட மின்காந்த அலைகளை நாம் புற ஊதா கதிர்கள் என்கிறோம். அவற்றை நம்மால் பார்க்க முடியாது. ஆனால் சில பூச்சிகளால் புற ஊதா கதிர்களைப் பார்க்க முடியும். பூச்சிகள் அவற்றைப் பயன்படுத்தி, பூக்களில் மகரந்த சேர்க்கையை நடைபெற செய்கின்றன. நாம் அந்தப் புற ஊதா கதிர்களைப் பார்க்க வேண்டும் என்றால் கூடுதலாக கருவிகள் வேண்டும்.
அந்த கருவிகளை வைத்து பார்த்தோமானால் பூக்களில் நம் கண்ணுக்கு தெரியாத நுணுக்களுங்களும் அமைப்புகளும் இருப்பதைக் காணலாம். இந்தப் புற ஊதா கதிர்களுக்கும் கீழே உள்ள அலைநீளத்தை நாம் எக்ஸ் கதிர்கள் (X Rays) என்கிறோம். எக்ஸ் கதிர்களைப் பயன்படுத்தி ஒரு பொருளின் உள்ளே உள்ள அமைப்பை நம்மால் ஊடுருவிப் பார்க்க முடியும். அவற்றிருக்கும் கீழே உள்ள அலைநீளம் காமா கதிர் (Gama Rays) என்று அழைக்கப்படுகிறது. காமா கதிர்கள் புற்றுநோய் செல்களை அழிக்க மருத்துவத் துறையில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
நம் கண்களால் பார்க்க முடிந்த நீண்ட அலைநீளமான 740 நானோ மீட்டர்களுக்கும் அதிகமான அலைநீளங்களைக் கொண்ட மின்காந்த அலைகளை நாம் அகச்சிவப்புக் கதிர் (Infrared wave) என்கிறோம். அவற்றையும் நம்மால் பார்க்க முடியாது. ஆனால் அதன் வெப்பத்தை உணர முடியும்.
சில பாம்புகள் இந்த அகச்சிவப்புக் கதிர்களை உணரும் தன்மை கொண்டவை. அதன் துணையுடன் தனது இரைகளை வேட்டையாடுபவை. அகச்சிவப்பு அலைநீளத்திற்கும் அதிகமான அலைநீளத்தை கொண்ட அலைகளை நுண்ணலை (Micro Wave) என்கிறோம். இந்த நுண்ணலை மூலம்தான் ரேடார்கள், டெலிபோன்கள் மற்றும் நாம் சமைக்கப் பயன்படுத்தும் மைக்ரோவேவ் இயந்திரங்கள் ஆகியவை செயல்படுகின்றன.
அதற்கும் அதிகமான அலைநீளத்தை நாம் ரேடியோ அலை என்கிறோம். இன்று ரேடியோ அலையின் உதவியால்தான் நாம் பார்க்கும் தொலைக்காட்சி, இணையம் உள்ளிட்ட தொழில்நுட்பங்கள் இயங்குகின்றன.
மின்காந்த அலைகள் அலைநீளத்தின் அளவை பொறுத்து நீண்ட தூரம் பயணம் செய்கின்றன. நீண்ட அலைநீளங்கள் நீண்ட தூரத்திற்கு பயணம் செய்கின்றன, குறைந்த அலைநீளங்கள் குறைந்த தூரத்திற்கே பயணம் செய்கின்றன. உதாரணமாக கண்ணுறு ஒளியில் சிவப்பு நிறம் நீண்ட அலைநீளத்தை கொண்டது. அதனால் அது மற்ற நிறங்களை விட நீண்ட தூரத்திற்கு பயணம் செய்கிறது.
நீலம், குறைந்த அலைநீளத்தை கொண்டது. அதனால் அது குறைந்த தூரத்தில் மட்டுமே பயணம் செய்கிறது. இதனால்தான் சாலையில் உள்ள சிக்னல்களில் சிவப்பு நிறம் இடம்பெறுகிறது. சிவப்பு நிறம் நீண்ட தூரம் பயணம் செய்யும் என்பதால் வாகன ஓட்டிகள் தொலைவில் இருந்தே பார்த்து வண்டியை நிறுத்திவிட முடியும்.
அதேபோல் கண்ணுறு ஒளியை விட நீண்ட அலைநீளங்களை கொண்ட கதிர்கள் இன்னும் வெகு தூரம் பயணித்து செல்லும்தன்மை கொண்டவை. இதை நினைவில் வைத்துக்கொள்ளுங்கள்.
சரி, நாம் இப்போது மீண்டும் கண்ணுறு ஒளிக்குத் திரும்புவோம். மனிதர்களால் பார்க்க முடியும் அலைநீளங்களைக் கொண்டுள்ள கண்ணுறு ஒளி உண்மையில் நாம் மேலே கூறிய ஏழு வண்ணங்களைக் கொண்டுள்ளதா என்றால் அதுவும் கிடையாது. அது வெறும் அலைகள்தான். அவற்றை நம் மூளைதான் கண்கள் மூலம் உள்வாங்கி அதற்கு வண்ணம் என்ற அடையாளத்தைத் தருகிறது. அதனால் வண்ணம் என்பதே மனித மூளை புரியும் மாயாஜாலம்தான். அவற்றை முடிந்தால் வேறு ஒரு கட்டுரையில் பார்க்கலாம். இங்கே பொருட்கள் உள்வாங்கும் தன்மையை மட்டும் நாம் சுருக்கமாகப் பார்த்துவிடுவோம்.
(தொடரும்)
