Read Time:25 Minute
സംഗീത ചേനംപുല്ലി
“വാര്‍മഴവില്ലേ വന്നാലും
വാനിന്‍ മടിയിലിരുന്നാലും
കണ്‍കുളിരുന്നു കാണുമ്പോള്‍
കരള്‍ നോവുന്നു മായുമ്പോള്‍”
ആകാശത്തിന്‍റെ മടിയിലിരിക്കുന്ന മനോഹരമായ ഒരു വില്ലായാണ് കവിതയിലെ കുട്ടി മഴവില്ലിനെ കാണുന്നത്. കവിതയിലും ചിത്രത്തിലും സിനിമാഗാനങ്ങളിലും എല്ലാമായി മഴവില്ലിന്റെ ഭംഗിയും ക്ഷണികതയും വര്‍ണ്ണിക്കപ്പെട്ടുകൊണ്ടേയിരിക്കുന്നു. എന്നാല്‍ ശാസ്ത്രകുതുകിയായ ഒരാള്‍ മഴവില്ലിനെ എങ്ങനെയാവും നോക്കിക്കാണുക. മഴവില്ല് എന്തൊക്കെയാവും അവരോട് പറയുന്നുണ്ടാവുക? ഭൂമിയില്‍ കാണപ്പെടുന്ന ഏറ്റവും മനോഹരമായ പ്രകാശപ്രതിഭാസം എന്ന് മഴവില്ലിനെ വിശേഷിപ്പിക്കാറുണ്ട്. പ്രകാശത്തിന്റെ രഹസ്യങ്ങളെ വെളിപ്പെടുത്താനായി മഴത്തുള്ളികളും സൂര്യപ്രകാശവും ചേര്‍ന്ന് നടത്തുന്ന ആസൂത്രണത്തിന്റെ ഫലമാണ്‌ മഴവില്ലെന്ന അത്ഭുതക്കാഴ്ച. സൂര്യപ്രകാശത്തില്‍ ഒന്നുചേര്‍ന്നിരിക്കുന്ന നിറങ്ങളെ മഴത്തുള്ളികള്‍ പലതായി വേര്‍തിരിച്ചു കാണിക്കുന്നു. വയലറ്റ്, ഇൻഡിഗോ, നീല, പച്ച, മഞ്ഞ, ഓറഞ്ച്, ചുവപ്പ് എന്നിങ്ങനെ മഴവില്ലിന്റെ ഏഴു നിറങ്ങളെ നമ്മള്‍ VIBGYOR എന്ന ലളിത സമവാക്യത്തിലേക്ക് ചുരുക്കാറുണ്ട്. എന്നാല്‍ ഈ ഏഴു നിറങ്ങള്‍ മാത്രമല്ല മഴവില്ലിലുള്ളത്. ഇവയ്ക്കിടയിലുള്ള, മനുഷ്യന് കാണാവുന്ന അനേകം നിറങ്ങളും, അതോടൊപ്പം നമുക്ക് കാണാനാകാത്ത നിറങ്ങളും എല്ലാം ചേര്‍ന്ന് പല തരംഗദൈര്‍ഘ്യവും ഊര്‍ജ്ജവുമുള്ള പ്രകാശത്തിന്റെ കൂട്ടായ്മയാണ് മഴവില്ല്. പ്രകൃതി തന്നെ നിര്‍മ്മിക്കുന്ന ദൃശ്യപ്രകാശത്തിന്റെ വര്‍ണ്ണരാജിയാണ്(spectrum) മഴവില്ലെങ്കില്‍ നമുക്ക് കാണാവുന്നതും കാണാനാകാത്തതുമായ പ്രകാശതരംഗങ്ങളെ വര്‍ണ്ണരാജിയായി വേര്‍തിരിക്കാന്‍ കഴിയില്ലേ? പ്രകൃതിയിലെ ഏതെല്ലാം വസ്തുക്കള്‍ക്ക് ഇത്തരത്തില്‍ സ്പെക്ട്രം ഉണ്ടാക്കാനുള്ള കഴിവുണ്ടാകും?
വ്യത്യസ്ത തരംഗദൈര്‍ഘ്യങ്ങളില്‍ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുകയോ, പുറത്തുവിടുകയോ ചെയ്യുന്ന പ്രകാശത്തിന്റെ തീവ്രതയുടെ ഗ്രാഫാണ് വര്‍ണ്ണരാജി അഥവാ സ്പെക്ട്രം. പല നിറങ്ങള്‍ കൂടിക്കലര്‍ന്ന വെറുമൊരു കാഴ്ചവസ്തുവായി ഒറ്റനോട്ടത്തില്‍ തോന്നാമെങ്കിലും സ്പെക്ട്രത്തിനു ഒരുപാട് കാര്യങ്ങള്‍ പറഞ്ഞുതരാന്‍ കഴിയും. ഉദാഹരണത്തിന് നക്ഷത്രങ്ങളില്‍ നിന്നുള്ള സ്പെക്ട്രം പരിശോധിച്ചാല്‍ അവിടത്തെ താപനില, വിവിധ മൂലകങ്ങളുടെ സാന്നിധ്യം, ചലന വേഗത, ഭാരം, സാന്ദ്രത തുടങ്ങി നിരവധി കാര്യങ്ങള്‍ അറിയാനാകും. സൂര്യഗ്രഹണ സമയത്തെ കൊറോണയില്‍ നിന്നുള്ള സ്പെക്ട്രം പരിശോധിച്ചാണ് ജാന്‍സന്‍ ഹീലിയം എന്ന മൂലകത്തെ കണ്ടെത്തിയതുതന്നെ. അപ്പോള്‍ പഴയ ചോദ്യത്തിലേക്ക് തിരിച്ചു വരാം. ഏതൊക്കെ വസ്തുക്കളാണ് പ്രകാശത്തെ വര്‍ണ്ണരാജിയായി വേര്‍തിരിക്കുക. ഏറ്റവും ഊര്‍ജ്ജം കുറഞ്ഞ റേഡിയോ തരംഗങ്ങള്‍ മുതല്‍ ഏറ്റവും ഊര്‍ജ്ജം കൂടിയ ഗാമാതരംഗങ്ങള്‍ വരെ ഏതുതരം വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളെയും വര്‍ണ്ണരാജിയായി ഇഴപിരിച്ചെടുക്കാന്‍ കഴിയും. ദൃശ്യപ്രകാശമൊഴികെ മറ്റൊന്നിനെയും നമുക്ക് നഗ്നനേത്രങ്ങള്‍ കൊണ്ട് കാണാനാകില്ലെന്നു മാത്രം. അവയെ വര്‍ണ്ണരാജിയുടെ ഗ്രാഫ് ആയി രേഖപ്പെടുത്താന്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നത് സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പുകള്‍ എന്ന ഉപകരണങ്ങളാണ്.
പ്രകാശം ഒരു ഊര്‍ജ്ജരൂപമാണ്. അതുകൊണ്ടുതന്നെ വസ്തുക്കളില്‍ പ്രകാശം പതിക്കുമ്പോള്‍ അവ ഊര്‍ജ്ജം ആഗിരണം ചെയ്യുകയും അങ്ങനെ അവയിലെ ഇലക്ട്രോണുകള് ഉയര്‍ന്ന ഊര്‍ജ്ജ നിലകളിലേക്ക് ഉയര്‍ത്തപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇത് പല ഭൌതിക മാറ്റങ്ങള്‍ക്കും അപൂര്‍വ്വമായി രാസമാറ്റങ്ങള്‍ക്കും കാരണമാവും. പദാര്‍ത്ഥങ്ങളിലെ ഊര്‍ജ്ജനിലകള്‍ക്ക് സമാനമായ ഊര്‍ജ്ജമുള്ള തരംഗങ്ങള്‍ പതിപ്പിച്ചാല്‍ മൂലകങ്ങളും സംയുക്തങ്ങളും അടക്കം ഏത് വസ്തുക്കള്‍ക്കും സ്പെക്ട്രം നല്‍കാനാവും. ഇങ്ങനെ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന തരംഗദൈര്‍ഘ്യങ്ങള്‍ രേഖപ്പെടുത്തുന്നത് ആഗിരണ വര്‍ണ്ണരാജി (absorption spectrum) എന്ന് അറിയപ്പെടുന്നു. ഊര്‍ജ്ജം നേടിയ ഇലക്ട്രോണുകള്‍ക്ക് ഏറെ സമയം അസ്ഥിരമായ ആ അവസ്ഥയില്‍ തുടരാനാവില്ല. അവ ഊര്‍ജ്ജത്തെ പുറംതള്ളി സാധാരണ അവസ്ഥയിലേക്ക് മടങ്ങാന്‍ ശ്രമിക്കുന്നു. ഇങ്ങനെ പുറത്തുവിടുന്ന പ്രകാശത്തെ ഒരു പ്രിസത്തിലൂടെ കടത്തിവിട്ട് വേര്‍തിരിച്ചെടുക്കുന്നതാണ് വികിരണ സ്പെക്ട്രം (emission spectrum). മൂലകങ്ങളുടെ സ്പെക്ട്രം സംയുക്തങ്ങളുടേതിനെ അപേക്ഷിച്ച് താരതമ്യേന ലളിതമാണ്.
സംയുക്തങ്ങളുടെ സ്പെക്ട്രത്തില്‍ വിവിധ ആറ്റങ്ങളിലെ ഊര്‍ജ്ജ നിലകള്‍ കൂടിക്കലരുന്നതിനാല്‍ അത് വീതിയുള്ള ബാന്റുകളുടെ രൂപത്തിലാണ് കാണപ്പെടുക. എന്നാല്‍ മൂലകങ്ങളുടെ സ്പെക്ട്രം കൃത്യമായ തരംഗദൈർഘ്യങ്ങളില്‍ സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന ലംബ രേഖകളുടെ രൂപത്തില്‍ ആണ് ഉണ്ടാവുക. നമ്മുടെ കൈരേഖകള്‍ അനന്യമായിരിക്കുന്നതുപോലെ ഓരോ മൂലകത്തിന്റെയും വര്‍ണ്ണരാജിയും വ്യത്യസ്തമായിരിക്കും. അതുകൊണ്ടുതന്നെ മൂലകങ്ങളെ തിരിച്ചറിയാന്‍ അവയുടെ വര്‍ണ്ണരാജി ഉപയോഗിക്കാം.
തുടര്‍ച്ചയായ ഒരു സ്പെക്ട്രത്തിന്റെ ചില പ്രത്യേക തരംഗദൈര്‍ഘ്യങ്ങളില്‍ മാത്രം ആഗിരണത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്ന ഇരുണ്ട വരകള്‍ കാണപ്പെടുന്നതാണ് ആഗിരണ വര്‍ണ്ണരാജിയുടെ സ്വഭാവം. വികിരണ സ്പെക്ട്രത്തിലാവട്ടെ ചില പ്രത്യേക തരംഗദൈര്‍ഘ്യങ്ങളില്‍ നിറവും തെളിച്ചവുമുള്ള രേഖകളാണ് കാണപ്പെടുക.
മൂലകങ്ങളും വര്‍ണ്ണരാജിയും
വര്‍ണ്ണരാജി ഉപയോഗിച്ച് പുതിയൊരു മൂലകത്തെ ആദ്യമായി കണ്ടെത്തിയ സംഭവവും ശാസ്ത്രചരിത്രത്തിലുണ്ട്. 1868 ല്‍ ബ്രിട്ടീഷ് ശാസ്ത്രജ്ഞനായ പിയറി ജാന്‍സ്സെന്‍ സമ്പൂര്‍ണ്ണ സൂര്യഗ്രഹണം നിരീക്ഷിക്കാനായി ഇന്ത്യയിലെത്തി. സൂര്യന്റെ കൊറോണയില്‍ നിന്നുള്ള പ്രകാശത്തെ വിശദമായി നിരീക്ഷിച്ചപ്പോള്‍ അദ്ദേഹം ഒരു മഞ്ഞ സ്പെക്ട്രല്‍ രേഖ കണ്ടെത്തി. അന്നോളം പരിചയമുള്ള മൂലകങ്ങളുടെ സ്പെക്ട്രല്‍ രേഖകളില്‍ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായിരുന്നു അത്. (ജാൻസ്സെൻ സൂര്യനിൽ ഹീലിയം കണ്ടെത്തിയ കഥ ലൂക്കയിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ലേഖനം വായിക്കാം) പിന്നീട് ജോസഫ് നോര്‍മാന്‍ ലോക്കിയര്‍ മലിനീകരണം കൊണ്ട് പുകമഞ്ഞ്‌ നിറഞ്ഞ ലണ്ടന്‍ അന്തരീക്ഷത്തിലൂടെ സൂര്യനെ നിരീക്ഷിച്ച് ഇതേ രേഖ വീണ്ടും അടയാളപ്പെടുത്തി. ഇത് പുതിയൊരു മൂലകമാണെന്ന് മനസ്സിലാക്കിയ അദ്ദേഹം അതൊരു ലോഹമായിരിക്കാം എന്ന് അനുമാനിക്കുകയും സൂര്യനില്‍ നിന്നുള്ളത് എന്ന അര്‍ത്ഥത്തില്‍ ഹീലിയം എന്ന് പേര് നല്‍കുകയും ചെയ്തു. പിന്നെയും ഏറെക്കഴിഞ്ഞാണ് മൂലകമായി ഔദ്യോഗികമായി അംഗീകരിക്കപ്പെട്ടതെങ്കിലും ഹീലിയത്തിന്റെ കണ്ടെത്തലിന് കാരണം അതിന്‍റെ വര്‍ണ്ണരാജിയാണ്. എന്തുകൊണ്ടാണ് ഇത് പുതിയൊരു മൂലകമായിരിക്കാം എന്ന് ജെന്സനും ലോക്കിയറിനും തോന്നിയത്?
അന്നറിയാവുന്ന മൂലകങ്ങളുടെ വര്‍ണ്ണരാജിയില്‍ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായതുകൊണ്ട് തന്നെ. അതായത് മൂലകങ്ങളുടെ വിരലടയാളവും തിരിച്ചറിയല്‍ രേഖയുമൊക്കെയായി അവയുടെ സ്പെക്ട്രം പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നു. ഹീലിയം രണ്ട് ഇലക്ട്രോണുകള് മാത്രമുള്ള മൂലകമായതുകൊണ്ടാണ് സ്പെക്ട്രത്തിന്റെ താരതമ്യം വളരെ എളുപ്പമായത്. ഹൈഡ്രജന്റെ വര്‍ണ്ണരാജിയില്‍ ലെയ്മാന്‍, ബാമര്‍, പാഷന്‍, ബ്രാക്കറ്റ്, ഫണ്ട് എന്നറിയപ്പെടുന്ന അഞ്ച് സീരീസ് വരകളാണ് ഉള്ളത്. ഇവ ഓരോന്നും രണ്ടു മുതല്‍ അഞ്ചു വരെ ഊര്‍ജ്ജനിലകളില്‍ നിന്ന് ഒന്നാമത്തേതിലേക്കുള്ള ഇലക്ട്രോണിന്റെ പിൻമടക്കത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. എന്നാല്‍ ധാരാളം ഇലക്ട്രോണുകളും, ഊര്‍ജ്ജ നിലകളും ഉള്ള മൂലകങ്ങളുടെ സ്പെക്ട്രം അത്ര ലളിതമല്ല.
വര്‍ണ്ണരാജിയും നിയോണ്‍ വിളക്കും
മുന്‍പ് വഴിവിളക്കുകളായി ഉപയോഗിച്ചിരുന്ന മഞ്ഞനിറം തരുന്ന സോഡിയം വേപ്പര്‍ ലാമ്പുകളും, നിയോണ്‍ സൈന്‍സ് എന്നറിയപ്പെടുന്ന പല നിറമുള്ള പരസ്യപ്പലകകളും കണ്ടിട്ടില്ലേ? നിയോണ്‍ വിളക്കിന്റെ നിറം ചുവപ്പുകലര്‍ന്ന ഓറഞ്ച് ആണെങ്കിലും നിയോണ്‍ സൈന്‍സ് എന്ന പൊതുപേരില്‍ അവ അറിയപ്പെടുന്നു. മൂലകങ്ങളുടെ വികിരണ സ്പെക്ട്രത്തെ ഉപയോഗപ്പെടുത്തിയാണ് ഡിസ്ചാര്‍ജ് ട്യൂബുകള്‍ എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഇവയുടെ പ്രവര്‍ത്തനം. ചില പ്രത്യേക മൂലകങ്ങളുടെ ഇലക്ട്രോണുകളെ ഊര്‍ജ്ജം നല്‍കി ഉത്തേജിപ്പിച്ചാല്‍ അവ അടിസ്ഥാന ഊര്‍ജ്ജനിലയിലേക്ക് തിരിച്ചുവരുമ്പോള്‍ പ്രത്യേക നിറത്തിലുള്ള ദൃശ്യപ്രകാശത്തെ പുറത്തുവിടും. ഇത്തരം വാതകങ്ങളാണ്, അല്ലെങ്കില്‍ ബാഷ്പരൂപത്തിലുള്ള ലോഹങ്ങളാണ് ഡിസ്ചാര്‍ജ് ട്യൂബുകളില്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ആയിരക്കണക്കിന് വോള്‍ട്ടുകള്‍ വരുന്ന വൈദ്യുതി നല്‍കുന്ന ഉയര്‍ന്ന ഊര്‍ജ്ജം ഉപയോഗിച്ച്, വാതകങ്ങളില്‍ നിന്ന് ഇലക്ട്രോണുകളെ പറിച്ചുമാറ്റി അവയെ അയണീകരിക്കുന്നു. ഈ അയോണുകള്‍ നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിലേക്ക് സഞ്ചരിക്കും വഴി മറ്റ് ആറ്റങ്ങളുമായി കൂട്ടിയിടിച്ച് ഊര്‍ജ്ജം കൈമാറുന്നു. ഊര്‍ജ്ജം ലഭിച്ച ഇവയിലെ ഇലക്ട്രോണുകള് ഉയര്‍ന്ന ഊര്‍ജ്ജനിലകളിലേക്ക് ഉത്തേജിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു. ഇവ വീണ്ടും പഴയ ഊര്‍ജ്ജനിലയിലേക്ക് മടങ്ങുമ്പോള്‍ പുറത്തുവിടുന്ന പ്രകാശമാണ് നമ്മള്‍ നിറമായി കാണുന്നത്. ഏത് നിറമാണ്‌ ലഭിക്കുക എന്നത് മൂലകത്തിന്റെ വര്‍ണ്ണരാജിയിലെ പ്രബല രേഖകളെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കും. ഇതാവട്ടെ പുറത്തുവിടുന്ന പ്രകാശത്തിന്റെ തരംഗദൈര്‍ഘ്യവും, ആറ്റത്തിലെ ഊര്‍ജ്ജനിലകളുടെ സ്വാഭാവിക സംവിധാനവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. നിയോണ്‍ ഓറഞ്ചും, ആര്‍ഗണ്‍ നീല/വയലറ്റും ക്രിപ്റ്റോണ്‍ പച്ചയുമൊക്കെ നിറങ്ങള്‍ നല്‍കുന്നത് അങ്ങനെയാണ്. അലസ വാതകങ്ങള്‍ ആയതിനാല്‍ ഇവ രാസപ്രവര്‍ത്തനങ്ങളില്‍ ഏര്‍പ്പെടില്ല എന്നതാണ് മറ്റൊരു ഗുണം. ഇവയുടെ മിശ്രണം വഴി പലനിറങ്ങള്‍ ഉണ്ടാക്കാം. എളുപ്പത്തില്‍ ബാഷ്പീകരിക്കാവുന്ന സോഡിയം, മെര്‍ക്കുറി തുടങ്ങിയ ലോഹങ്ങളും ഡിസ്ചാര്‍ജ് ട്യൂബുകളില്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്. ധവള പ്രകാശം കിട്ടാന്‍ മെര്‍ക്കുറി ബാഷ്പമാണ് ഉപയോഗിച്ചിരുന്നത്. ട്യൂബിന്റെ ഉള്‍വശത്ത് പ്രകാശം പുറത്തുവിടുന്ന ഫ്ലൂറസന്റ് വസ്തുക്കള്‍ പൂശിയും പ്രകാശം ഉത്പാദിപ്പിക്കാം. എല്‍ ഇ ഡി സാങ്കേതിക വിദ്യയുടെ വരവോടെയാണ് ഡിസ്ചാര്‍ജ് ട്യൂബുകള്‍ പതുക്കെ പിന്തള്ളപ്പെട്ടത്. അതിനുമുന്‍പ് രണ്ടുനൂറ്റാണ്ടോളം ഇവ പ്രകാശം പരത്തി.
ജ്വാലാപരീക്ഷണവും മൂലകനിറങ്ങളും
ഡിസ്ചാര്‍ജ് ട്യൂബുകളില്‍ ഇലക്ട്രോണ്‍ ഉത്തേജനത്തിനാവശ്യമായ ഊര്‍ജ്ജം നല്‍കിയത് വൈദ്യുതിയായിരുന്നു. എന്നാല്‍ തീനാളത്തിന്‍റെ താപോര്‍ജ്ജം ഉപയോഗിച്ച് ചില മൂലകങ്ങളിലെ, പ്രത്യേകിച്ച് ലോഹങ്ങളിലെ ഇലക്ട്രോണുകളെ ഉത്തേജിപ്പിക്കാനും പുറത്തുവിടുന്ന നിറങ്ങള്‍ നിരീക്ഷിക്കാനുമാവും. മൂലകങ്ങളെ തിരിച്ചറിയാന്‍ ജ്വാലാ പരീക്ഷണം (Flame test) എന്ന പേരില്‍ ഈ പ്രതിഭാസം ഉപയോഗിക്കുന്നു.
തീനാളത്തിലെ ഊര്‍ജ്ജം ഉപയോഗിച്ച് ആദ്യം സംയുക്തങ്ങളുടെ ബാഷ്പീകരണം നടക്കുന്നു. ഇവയില്‍ ചില ലോഹ അയോണുകള്‍ ഇലക്ട്രോണുകളെ നേടി ആറ്റങ്ങളായി മാറുകയും, ഈ ആറ്റങ്ങളിലെ ഇലക്ട്രോണുകള് ഊര്‍ജ്ജത്താല്‍ ഉത്തേജിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. തീജ്വാലയില്‍ നിന്ന് നേടിയ ഊര്‍ജ്ജം ഉപയോഗിച്ച് ഊര്‍ജ്ജപ്പടവുകള്‍ കയറിയ ഇലക്ട്രോണുകള്, ഒറ്റ ഘട്ടത്തിലോ പല ഘട്ടങ്ങളായോ ഊര്‍ജ്ജം കൈയൊഴിച്ച് തിരിച്ച് സ്വന്തം നിലയിലേക്ക് മടങ്ങുമ്പോഴാണ് നമുക്ക് നിറങ്ങള്‍ തരുന്നത്. പുറത്തുവിടുന്ന ഊര്‍ജ്ജത്തിന്‍റെ ആവൃത്തിയും തരംഗദൈര്‍ഘ്യവുമാണ് ജ്വാലയുടെ നിറത്തെ തീരുമാനിക്കുന്നത്. ഇതാവട്ടെ മൂലകത്തിലെ വ്യത്യസ്ത ഊര്‍ജ്ജനിലകളുടെ സാന്നിധ്യവും അവ തമ്മിലുള്ള അകലവും എല്ലാമായി ബന്ധപ്പെട്ട് കിടക്കുന്നു. പുറത്തുവിടുന്ന ഊര്‍ജ്ജത്തിന്‍റെ തരംഗദൈര്‍ഘ്യം ദൃശ്യപ്രകാശത്തിന്റെ പരിധിയില്‍ വരുമ്പോഴാണ് നമുക്ക് നിറങ്ങള്‍ കാണുന്നത്. ചിലപ്പോള്‍ പല തരംഗദൈര്‍ഘ്യങ്ങളിലുള്ള പ്രകാശം കൂടിച്ചേര്‍ന്നാവാം ഒരു പ്രത്യേക നിറമുണ്ടാകുന്നത്. മറ്റുചിലപ്പോള്‍ ഏറ്റവും തീക്ഷ്ണമായ ഒറ്റ സ്പെക്ട്രല്‍ രേഖ കാരണവുമാകാം. നിറങ്ങള്‍ തരുന്നവയല്ലാത്ത മറ്റ് മൂലകങ്ങളിലും അയോണുകളിലും ഇലക്ട്രോണ്‍ ഉത്തേജനം നടക്കുന്നുണ്ടാകാം എങ്കിലും ചിലപ്പോള്‍ ഉയര്‍ന്ന ഊര്‍ജ്ജമുള്ള യു. വി കിരണങ്ങളാവാം പുറത്തുവിടുന്നത്. അപ്പോള്‍ നമുക്ക് പ്രകാശമോ നിറമോ കാണാന്‍ കഴിയില്ല. ഉദാഹരണത്തിന് സോഡിയം ആറ്റം മഞ്ഞ നിറം നല്‍കുമ്പോള്‍ സോഡിയം അയോണ്‍ ഉത്സര്‍ജ്ജിക്കുന്ന തരംഗങ്ങള്‍ യു.വി ആയതുകൊണ്ട് നമുക്ക് കാണാനാവില്ല. ഏതായാലും ഒരു മൂലകം തരുന്ന നിറം നിശ്ചിത സാഹചര്യങ്ങളില്‍ എല്ലായ്പോഴും ഒന്നുതന്നെയായിരിക്കും. അതുകൊണ്ടാണ് മൂലകങ്ങളെ തിരിച്ചറിയാന്‍ ഈ രീതി ഉപയോഗിക്കുന്നത്.
കാല്‍സ്യം ചെങ്കല്‍ ചുവപ്പും, ബേരിയം പച്ചയും, ചെമ്പ് പച്ച അഥവാ നീലയും. പൊട്ടാസ്യം വയലറ്റും, ബേരിയം ഇളംപച്ചയുമൊക്കെ നിറങ്ങള്‍ തരും. ഈ പരീക്ഷണങ്ങളില്‍ ലോഹലവണങ്ങള്‍ നേരിട്ട് ഉപയോഗിച്ചാല്‍ ഫലപ്രദമായിക്കൊള്ളണമെന്നില്ല. അവയെ ക്ലോറൈഡുകള്‍ ആക്കി മാറ്റിയാല്‍ ബാഷ്പീകരണ ശീലം കൂട്ടാനാവും. ലോഹസംയുക്തത്തിലെക്ക് ഏതാനും തുള്ളി ഗാഡ ഹൈഡ്രോക്ലോറിക് ആസിഡ് ചേര്‍ത്ത് കുഴമ്പാക്കിയ ശേഷം പ്ലാറ്റിനം അല്ലെങ്കില്‍ നിക്രോം വയറോ, തീപ്പെട്ടിക്കൊള്ളിയുടെ മരുന്നില്ലാത്ത അറ്റം കത്തിച്ച് കെടുത്തിയതോ ഒക്കെ ഉപയോഗിച്ച് ടെസ്റ്റ്‌ ചെയ്യാം.എന്നാല്‍ ചെമ്പ് പോലുള്ള ചില ലോഹങ്ങളുടെ ക്ലോറൈഡുകള്‍ തരുന്ന നിറം അവയുടെ തന്നെ മറ്റ് ലവണങ്ങള്‍ തരുന്ന നിറത്തില്‍ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമാണ്. പരീക്ഷണത്തിനുപയോഗിക്കുന്നത് നീലനിറത്തില്‍ കത്തുന്ന തെളിഞ്ഞ തീജ്വാലയായിരിക്കാന്‍ ശ്രദ്ധിക്കണം. മൂലകങ്ങളെ തിരിച്ചറിയാനുള്ള അതിലളിതവും ചെലവ് കുറഞ്ഞതുമായ മാര്‍ഗ്ഗമായതിനാല്‍ സ്കൂള്‍, കോളേജ് ലാബുകളില്‍ ഫ്ലേം ടെസ്റ്റ്‌ ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു. കൂടുതല്‍ വിശദമായ നിരീക്ഷണത്തിനും ലോഹഅയോണുകളുടെ ഗാഡത അളക്കാനും ഫ്ലേം ഫോട്ടോമെട്രി, അറ്റോമിക് അബ്സോര്‍പ്ഷന്‍ സ്പെക്ട്രോമെട്രി തുടങ്ങിയ ആധുനിക സങ്കേതങ്ങളും ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇവയും ലോഹങ്ങളുടെ വര്‍ണ്ണരാജിയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നത്.
ലോഹദ്യുതിയും ലോഹങ്ങളുടെ നിറവും
സാധാരണ വസ്തുക്കളിലെ ഇലക്ട്രോണ്‍ വിന്യാസത്തില്‍ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമാണ് ലോഹങ്ങളിലെ ഇലക്ട്രോണ്‍ ക്രമീകരണം. ഒറ്റയൊറ്റ ആറ്റങ്ങളുടെ ബന്ധനത്തില്‍ നിന്ന് സ്വതന്ത്രമായി ലോഹലാറ്റിസില്‍ ഒട്ടാകെ ഒഴുകിപ്പരക്കാനുള്ള ശേഷി അവയിലെ ഇലക്ട്രോണുകള്‍ക്കുണ്ട്. ലോഹങ്ങളുടെ ഉയര്‍ന്ന ചാലക സ്വഭാവത്തിന് കാരണം ഈ സ്വതന്ത്ര ഇലക്ട്രോണുകളാണ്. ഇവയുടെ ഊര്‍ജ്ജനിലകള്‍ തമ്മിലുള്ള അകലം വളരെ കുറവായിരിക്കുകയും ഒട്ടേറെ ഊര്‍ജ്ജനിലകള്‍ കൂടിച്ചേര്‍ന്ന് ബാന്റുകളായി കാണപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇലക്ട്രോണ്‍ മേഘം എന്നോ ഇലക്ട്രോണ്‍ കടല്‍ എന്നോ ഒക്കെ ഇതിനെ വിശേഷിപ്പിക്കാറുണ്ട്. ലോഹങ്ങളില്‍ പ്രകാശം പതിക്കുമ്പോള്‍ ഇലക്ട്രോണുകള് ഊര്‍ജ്ജത്തെ ആഗിരണം ചെയ്ത് കമ്പനം ചെയ്യാന്‍ തുടങ്ങുന്നു. ഊര്‍ജ്ജനിലകള്‍ തമ്മിലുള്ള അകലം കുറവായതിനാല്‍ ഇത് വളരെ എളുപ്പത്തില്‍ നടക്കും. ഈ കമ്പനം ഒരു പുതിയ വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗത്തെ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു. ഇതിന് ഒരു നിശ്ചിത ആവൃത്തി ഉണ്ടായിരിക്കും. ഈ ആവൃത്തിക്ക് മുകളിലുള്ള പ്രകാശ തരംഗങ്ങള്‍ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുകയും താഴെയുള്ളവ പ്രതിഫലിപ്പിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇലക്ട്രോണുകള് ഉണ്ടാക്കുന്ന വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗത്തിന്റെ ആവൃത്തി ഓരോ ലോഹത്തിനും വ്യത്യസ്തമായിരിക്കും. സ്വര്‍ണ്ണത്തില്‍ ഈ ആവൃത്തി എതാണ്ട് 2.3 eV ആണ്. അവയുടെ ആവൃത്തി ഈ പരിധിക്ക് മുകളില്‍ ആയതിനാല്‍ പച്ച മുതല്‍ മുകളിലേക്കുള്ള വയലറ്റ്, ഇന്റിഗോ, നീല തുടങ്ങിയ നിറങ്ങളെയെല്ലാം സ്വര്‍ണ്ണം ആഗിരണം ചെയ്യും. നിശ്ചിത പരിധിക്ക് തൊട്ടുതാഴെയുള്ള മഞ്ഞ പ്രകാശത്തെ ശക്തമായി പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നതിനാലാണ് സ്വര്‍ണ്ണം മഞ്ഞ നിറത്തില്‍ കാണപ്പെടുന്നത്. ചെമ്പിന്‍റെ ഇലക്ട്രോണ്‍ ഓസിലേഷന്‍ ആവൃത്തി സ്വര്‍ണ്ണത്തെക്കാള്‍ താഴെയാണ്. അതുകൊണ്ട് മഞ്ഞ പ്രകാശവും ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടും. അതിനുതാഴെയുള്ള ചുവപ്പ്, ഓറഞ്ച് നിറങ്ങള്‍ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നതുകൊണ്ടാണ് ചെമ്പിന് അതിന്‍റെ നിറം കിട്ടിയത്. വെള്ളിയില്‍ ആവൃത്തിയുടെ പരിധി 4.0 eV ആണ്. ദൃശ്യപ്രകാശത്തിന് മുകളില്‍ യു .വി മേഖലയിലാണിത്. അതുകൊണ്ട് ദൃശ്യപ്രകാശത്തിലെ ഒരു നിറത്തെയും ആഗിരണം ചെയ്യാതെ എല്ലാറ്റിനേയും വെള്ളി പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു. ഇവ കൂടിച്ചേര്‍ന്ന് വെള്ളിയുടെ വെളുപ്പ് നിറത്തിളക്കം ഉണ്ടാകുന്നു. ന്യൂട്ടന്‍റെ വര്‍ണ്ണപമ്പരത്തില്‍ പലനിറം ചേര്‍ന്ന് വെളുപ്പുണ്ടായതുപോലെ. ആഗിരണം ചെയ്യുന്നവ ഒഴിച്ചുള്ള പ്രകാശത്തെ ലോഹഇലക്ട്രോണുകള്‍ ഉപരിതലത്തില്‍ വെച്ച് തന്നെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നതുകൊണ്ടാണ് ലോഹങ്ങള്‍ അതാര്യമായി തിളങ്ങുന്നത്. സൂര്യനില്‍ നിന്നുള്ള പ്രകാശം കൊണ്ട് ചന്ദ്രന്‍ തിളങ്ങും പോലെ.
ഡോ. സംഗീത ചേനംപുല്ലി എഴുതുന്ന നിറങ്ങളുടെ ശാസ്ത്രം -പരമ്പരയിലെ മറ്റു ലേഖനങ്ങൾ
Happy
100 %
Sad
0 %
Excited
0 %
Sleepy
0 %
Angry
0 %
Surprise
0 %
0
0
