மின்காந்த அலைகளின் சூட்சமம் I

1895ல் நாம் வெள்ளையருக்குப் புறாவில் தூது அனுப்பிக் கொண்டிருந்த போது மார்கோனி என்ற கொள்ளுத் தாத்தா கம்பியில்லாமல் தந்தி அடிக்கும் புதிய முறையைக் கண்டுபிடித்துக் கொண்டிருந்தார். அன்று அவருக்கே தெரியாமல் கம்பியில்லாத் தகவல்தொடர்புப் புரட்சி ஒன்று உருவானது. அது தான் பிறகு 1ஜி யில் ஆரம்பித்து 5ஜி வரை வந்துவிட்டது. கம்பியில்லாமல் எப்படி தகவலை அவர் அனுப்பினார் என்று அறிவதற்கு முன் கம்பியிருந்தால் மட்டும் எப்படி அனுப்பியிருப்பார் என்றும் அறியவேண்டும். கம்பி, ஒரு மின் கடத்தி, ஒளி அல்லது ஒலியைத் தொடர்மின்[Analog] சைகைகளாக மாற்றி கம்பியில் ஓடவிட்டுச் சேருமிடத்தில் மீண்டும் இந்த மின் சைகைகளை ஒளியாகயோ, ஒலியாகவோ மாற்றிக் கொண்டிருப்பார். ஆக, கம்பிவழியாக ஊர்ந்து செல்லக்கூடியது நமது கானக் குரலல்ல, மின் சைகைகளே. மின்சைகைகளைக் கடத்த ஒரு கடத்தி[conductor] வேண்டும். ஆனால் எந்தவொரு கடத்தியும் இல்லாமல் இந்த தொடர்மின் சைகைகளை அனுப்பமுடியாது என்று அக்கால அறிவாளிகள் எண்ணிய போதுதான் நமது மார்கோனி மின்காந்த அலையாக மாற்றி அனுப்பி வெற்றியும் கண்டார். அதாவது எப்படி நமது குரலை மின் சைகையாக மாற்றினோமோ அதைப்போல அதை மின்காந்த அலையாக மாற்றினார். மின்காந்த அலை காற்றைக் கிழித்து பயணிக்கும், எந்த கம்பியும் தேவையில்லை. மின்சாரம் என்பது எலக்ட்ரான்களின் ஓட்டம் என்று தெரியும், அந்த எலக்ட்ரானின் அதிர்வை நமது குரலுக்கு ஏற்ப மாறுபடுத்தி தகவலை அனுப்பினோம் என்று தெரியும் இதுவரை சரி, ஆனால் மின்காந்த அலை என்றால் என்ன? அதில் எப்படி தகவலை அனுப்புகிறோம்?

ஓர் ஊரில் ஒரு குளத்தில், ஒரு கல்லைப் போடுகிறீர்கள். அந்தக் கல் நீரில் பரப்பைத் தொட்டவுடன் தனது வேகத்தைக் குறைத்து நீருக்குள் மெதுவாகச் சென்று தரையில் படுத்துக்கொள்கிறது. நீரில் தொடும்போது ஏற்படும் ஆற்றல் இழப்பு நீரலைகளாகக் கிளம்பும். அதுபோலவே இயற்கையின் சில அங்கங்கள் தீண்டப்பட்டு ஆற்றல் இழப்பு மின்காந்த அலைகளாக உருவாகிறது(எவையவை என்று பின்னர் பார்ப்போம்). இந்த அலையானது ஒரு சக்திப் பொட்டலமாகப் பயணம் செய்கிறது. எந்த கடத்தியோ, ஊடகமோ தேவையில்லை. இவ்வலையை மின்சாரத்தின் குணமும் காந்தத்தின் குணமும் கொண்ட சக்திப் பொட்டலங்கள் தொடந்து அலைபோல வருவதைப் போல மனதில் பின்பமிட்டுக் கொள்ளலாம். இந்த அண்டமெல்லாம் நீக்கமற நினைந்திருக்கிறது. ஒரு நட்சத்திரம் வெடிக்கிறதா? அங்கிருந்து எண்ணில் அடங்கா அலைகள் சிதறும், ஒரு பட்டாம்பூச்சி சிரிக்கிறதா? அங்கும் மின்காந்த அலைகள் சிதறும், ஒரு குழந்தை கண் திறக்கிறதா? அங்கும் சிதறும், சூரியன் விடியலில் நிற்கிறதா? அங்கும் சிதறுகிறது. அலையின் அதிர்வு வேகமும்[Frequency], அலையின் நீளமும்[Wave Length] தான் இந்த அலைகளின் பயன்பாட்டையும் தேவையையும் தீர்மானிக்கிறது.

நீளமான சிறகுடைய பறவைகளைவிட குறுகிய சிறகுடைய பறவைகள் அதிகம் சிறகடிக்கும் என்பது இயற்கையின் விதி. அதுபோலவே மின்காந்த அலையில், குறுகிய நீளம் உடையவை அதிகமாக அதிரும்; அதிக நீளம் உடையவை குறைவாக அதிரும். சுத்தி வளைக்காமல் சொல்வதென்றால் நிறைகுடம் தளும்பாது என்று சொல்லிவிடுகிறேன். நம்மால் கணிக்க முடிந்த அளவுகளில் 3000 இருந்து 3 *10^22 வரை ஒரு நொடியில் அதிரும்[Hetrz]. குறைவான அதிர்வுகளிலிருந்து வரிசைப்படித்தினால், ரேடியோ அலை, மைக்ரோ அலை, அகச்சிவப்பு, கண்ணுறு ஒளி, புறஊதா, எக்ஸ்-கதிர், காமா கதிர் என வரிசைப்படுத்தலாம்.

அலைகளின் வகைகள்:
வானொலி அலை [Radio Wave]
நொடிக்கு 3000 முதல் 3000 000 000 முறை அதிரும்{300 GHz முதல் 3 kHz} மின்காந்த அலைகளை வானொலி அலை என்று நாமகரணம் செய்துள்ளோம். இதன் அலை நீளம் 1மி.மீ முதல் 1 கி.மீ வரை ஆகும். தற்போதுள்ள கம்பியில்லாத் தகவல் தொழிற்நுட்பத்தின் முதுகெழும்பு(காரணம் பின்னர் வருகிறது). வானொலி, பண்பலை, கைப்பேசி, வை ஃபை, UHF ஆண்டனா, விமான தகவல் பரிவர்த்தனை, என பலவிதத் தகவல் தொடர்புக்கு அச்சாணியாகத் திகழ்கிறது. அலைக்கற்றை என்று அன்புடன் அழைக்கப்பட்டு வெவ்வேறு பணிகளுக்கு வெவ்வேறு அதிர்வுகள் பங்கிடப்பட்டுள்ளது. உள்ளாட்டு தகவல் தொடர்புக்கு உரிய கற்றைகளை அதாவது அலைத்தொகுதிகளை ஒவ்வொரு நாட்டும் தனது நாட்டில் உள்ள நிறுவனங்களுக்குப் பிரித்து உரிமம் வழங்கிக்கொள்ளும். 1ஜி முதல் 5ஜி கைச்சாத்து எல்லாம் இன்னாரின் சொத்தே. நமது பார்வை நரம்புகளுக்குக் கூடுதல் திறனிருந்தால், 2ஜி, 3ஜி, அலைகளைக்கூட பார்த்துவிடலாம். ஏதாவது புதிய நிறத்தில் அவ்வலைகள் இருக்கும்; கைப்பேசிக் கோபுரத்திலிருந்து வெளிவரும் சமிக்ஞையைக் கண்டே கைப்பேசியில் தொடர்பினைப்பு உள்ளதா என்று அறிந்துவிடலாம். மின்காந்தத் திறனை உமிழும் நாக்கு இருந்தால் நொடிக்கு ஒரு பில்லியன் முறை சும்மா அதிரவிட்டு நாமே வானொலி அலையை உருவாக்கி சந்திராயனுக்கு "குட்டு மார்னிங்" செல்லலாம்.

நுண்ணலை[Micro Wave]:
சுமார் 3000 000 முதல் 3000 000 000 முறை அதிரும் மின்காந்த அலைகளுக்கு இப்பெயர். செயற்கைக்கோள் தொடர்பு, டிஷ் ஆண்டனா, வைமேக்ஸ், புளுதூத், செயற்கைக்கோள் வானொலி போன்ற முனையிடை தகவல்தொடர்புக்குப் பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. வெப்பக்கலங்களாகவும், ராடார் மானிகளாகவும் பயன்படுகிறது.

அகச்சிவப்புக் கதிர் [Infrared Ray]:
தொலைக்காட்சித் தொலைநிலை செயலி[TV Remote], ஒளிவடம்[optical Fiber] போன்ற சிதைவுகளற்ற இடங்களில் பயன்படுத்தபடுகிறது. பல பூச்சிகள், பூனையினம் மற்றும் பல கண்பார்வை மங்கிய உயிரினங்கள் இக்கதிரை உணர்ந்து தகவல்தொடர்பு கொள்கிறது.

கண்ணுறு ஒளி[visible light]:
அட நீங்கள் படித்துக் கொண்டிருக்கும் கணினித்திரை, கைப்பேசித் திரை, நீங்கள் பார்ப்பவை எல்லாம் இவ்வகை அலைகளே. தகவல் தொடர்பு என்று பார்த்தால் சாலையில் உள்ள பச்சை சிவப்பு விளக்குகள் என்று கொள்ளலாம். ஆதி மனிதத்தின் முதல் தொலை தகவல் தொடர்பான நெருப்புப் பந்தங்கள் இவ்வலையே. இந்த அதிர்வுடைய எல்லா அலையையும் நமது கண்கள் உணர்ந்துவிடும். ஒரு மஞ்சள் பட்டாம்பூச்சி கண்ணில் படுகிறதென்றால் சுமார் 510–540 10^12 முறை அதிரக்கூடிய ஒரு அலை அதனில் இருந்து நமது கண்ணில் விழுந்து உணரப்படுகிரதென்று அர்த்தம். உங்கள் வீட்டு மாடியிலிருந்து பார்த்தால் ஒரு கோவில் கோபுரம் தெரிகிறதா? அப்படியென்றால் அங்கிருந்து வரும் அலையை உங்கள் கண்களால் உணர முடிகிறது; அந்த அலை கண்ணுறு அலை எனப்படுகிறது.

புறஊதாக் கதிர் [Ultraviolet Ray]:
இவை பெரும்பாலும் மருத்துவப் பயன்பாடுகளுக்கு உதவுகிறது. ஆனால் ஒளிரும் தாவரங்கள், ஒளிரும் பூச்சி இனங்கள் என மற்ற உயிரினங்கள் இக்கதிரைப் பயன்படுத்தி கருத்துப் பரிமாற்றம் கொள்கின்றன.

எக்ஸ்-கதிர் [X Ray]:
எக்ஸ்-ரே எடுக்கப் பயன்படும் தேவீகக் கதிர்தான் இது. முன்னதைவிட குறுகிய அலைநீளம் உடைய கதிர். எலும்பை உடுருவத் தெரியாதலால் இதனைப் பயன்படுத்தி எலும்பின் நிலையறிய மருத்துவத்தில் பயன்படுகிறது. இதுவும் எலும்புகள் சொல்ல நினைப்பதைச் சொல்வதால் தகவல் தொடர்புக்கு இதுவும் ஒருவகையில் கைங்கரியம் செய்கிறது.

காமா கதிர் [Gamma Ray]:
உணவுப்பதப்படுத்தலில் இக்கதிர் பயன்படுகிறது. மேலும் வெளிக் கோள்களில் ஆய்வுக்கு இக்கதிரே அச்சாணி. அணுவுலைகளில் இருந்து வந்து மனித உயிர்களைக் காவு வாங்கும் நம்ம பங்காளி. சூரியன் என்ற அணுவுலையிலிருந்து பூமி நோக்குயும் இக்கதிர் வருவதுண்டு ஆனால் பூமியின் காற்று மண்டலம் அதனைத் தடுத்து நம்மை பாதுகாத்துவிடுகிறது. காற்று மண்டலம் சுவாசத்திற்கு மட்டுமல்ல நச்சுக் கதிர்களைத் தடுக்கவும் இன்றியமையாதது.

இவ்வலைகளின் அடிப்படை ஒப்பீடும், தகவல் தொழிற்நுட்பத்தில் இதன் பங்களிப்பும் அடுத்தப் பகுதியில் தொடரும்...

மூலம்:மானிட்டர் உலகம் என்கிற மின்னூலிலிருந்து