எங்கேயும் எப்போதும் 13: வண்ணமில்லா வண்ணங்களின் அறிவியல்!

ஹாலாஸ்யன்

வண்ணப்பொடிகள், சாயங்கள், வண்ணப் பூச்சு ஆகியவை வெள்ளை ஒளியில் அவற்றின் நிறத்தைத் தவிர பிற நிறங்களை எல்லாம் உறிஞ்சிக் கொள்வதால் வண்ணம் பெறுகின்றன. நிறமிகளின் வேதிப்பிணைப்புகளும் அதன் வடிவங்களும் வண்ணங்களை உருவாக்குகின்றன. இவற்றை நிறமிகளால் ஆன நிறங்கள் (Pigment colours) என்கிறார்கள்.

சோப்புக் குமிழியின் பரப்பில் வானவில், மழைநாளில் சாலையில் பெட்ரோல், டீசல் சிந்துவதால் உருவாகும் நிறங்கள் ஆகியவற்றை நாம் ஒருமுறையேனும் பார்த்திருப்போம். சோப்பு அதிகபட்சமாக ஒரே ஒரு நிறத்தைக் கொண்டிருக்கும். ஆனால், சோப்புக் குமிழியில் எப்படி அத்தனை நிறங்கள்? ஆனால், நிறமிகளே இல்லாமல் நிறங்கள் உருவாகும். இதற்கு குறுக்கீடு (Interference) எனப்படும் ஒளியின் ஒரு பண்பைப் பற்றி நாம் பேசவேண்டியிருக்கிறது.

குறுக்கிடும் ஒளி

ஒளி அலைகள் அகடுகளையும் முகடுகளையும் கோண்டவை. அலையில் பள்ளமான இடங்கள் அகடுகள் (Trough) என்றும் மேடான இடங்கள் முகடுகள் (Crest) என்றும் வழங்கப்படுகின்றன. ஒரே துடிப்பெண் (pulsation) கொண்ட இரண்டு அலையின் இரண்டு அகடுகள் ஒன்றோடொன்று இணையும்போது அலை பெரிதாகும்; இது ஆக்கக் குறுக்கீடு (Constructive interference). ஆனால், அகடு ஒன்று முகடோடு இணையும்போது ஒன்றை ஒன்று சமன் செய்து காணாமல் போய்விடும்; இது அழிவுக் குறுக்கீடு (Destructive Interference).

இந்தக் குறுக்கீட்டு விளைவால் வெள்ளை நிறத்தில் இருக்கும் சில வண்ணங்கள் அழிவுக் குறுக்கீட்டுக்கு உள்ளாகி அமுங்கிப் போகும். குறுக்கீட்டால் பாதிக்கப்படாத நிறங்கள் மட்டும் பார்ப்பவர்களின் கண்களை வந்தடையும். ஆக, நிறமிகளே இல்லாத நிறங்கள். இந்தக் குறுக்கீட்டு விளைவுக்கு, ஒளியின் அலைநீளத்தை ஒத்த அளவுடைய படிகங்களோ அமைப்புகளோ வேண்டும்; அல்லது ஒளி புகுந்து பிரதிபலிக்கக் கூடிய நெருக்கமான படலங்கள் வேண்டும்.

நிறத்தின் அறிவியல்

சோப்புக் குமிழியின் வண்ணம் உருவாவது இப்படித்தான். இரண்டு ஒளி அலைகளில், குமிழியின் மேல் அடுக்கில் ஒன்றும், குமிழுக்குள் புகுந்து அடுத்த அடுக்கில் ஒன்றுமாகப் பிரதிபலிப்பதாக வைத்துக்கொள்வோம். இந்த இரண்டும் இணையும்போது குறிப்பிட்ட நிறம் அழிவுக் குறுக்கீட்டுக்கு உள்ளாகும். அப்போது அந்த நிறம் போக மீதமிருக்கும் நிறங்கள் நம் கண்ணுக்குத் தெரியும். ஒரு சோப்புக் குமிழி இப்படி பல அடுக்குகளைக் கொண்டதாகும். அதிலிருந்து பிரதிபலித்துத் திரும்பும் அலைகள் தாறுமாறாக குறுக்கீடு செய்ய வானவில் போன்ற கலவையான நிறங்கள் தெரிகின்றன.

இது மென்படலக் குறுக்கீடு (Thin Film Interference) என்று வழங்கப்படுகிறது. ஒளியைப் பிரதிபலிக்கக் கூடிய படலங்களின் வடிவக் கட்டமைப்பை நுண்ணோக்கிகள் கொண்டுதான் பார்க்க முடியும். இந்த அமைப்புகளுக்குள் புகும் ஒளி அலைகள் ஒன்றோடொன்று மோதி குறுக்கீட்டுக்கு உள்ளாகும்.

அதன் விளைவாக சில நிறங்கள் அடங்கியும் சில நிறங்கள் அதீதமாகவும் வெளிப்படும். இவ்வாறான வடிவமைப்புகளால் உருவாகும் நிறங்கள் வடிவ நிறம் (Structural color) என்று அழைக்கப்படுகின்றன. மயில் தோகை, வண்ணத்துப் பூச்சியின் சிறகு, வண்டுகள் ஓட்டின் நிறம், முத்துகளின் மினுமினுப்பு, தட்டான் - ஈக்களின் இறக்கைகள் போன்றவற்றில் தெரியும் நிறம் அனைத்துக்கும் அவற்றில் உள்ள நுண்ணிய தோல் போன்ற அமைப்புகளே காரணம்.

பயன்பாடுகள்

சாயங்களின் உருவாக்கமும் பயன்பாடும் சூழலுக்குக் கேடு விளைவிப்பதால், சாயங்கள் தேவைப்படாத வண்ணம் உருவாக்குதலுக்கு வடிவ நிறங்கள் பற்றிய ஆராய்ச்சி அடிப்படையாகிறது; ராணுவத்தினர் பயன்படுத்தும் உருமறைப்பு (Camouflage) ஆடைகள் தயாரிப்பிலும் இதைப் பயன்படுத்த ஆய்வுகள் நடந்துகொண்டிருக்கின்றன.

(தொடரும்)
கட்டுரையாளர் தொடர்புக்கு:
yes.eye.we.yea@gmail.com