This site is not complete. The work to converting the volumes of സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം is on progress. Please bear with us
Please contact webmastersiep@yahoo.com for any queries regarding this website.
Reading Problems? see Enabling Malayalam
ഇന്‍ഫ്രാറെഡ്‌ സ്‌പെക്‌ട്രാസ്‌കോപ്പി
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
ഇന്‍ഫ്രാറെഡ്‌ സ്‌പെക്‌ട്രാസ്‌കോപ്പി
Infrared spectroscopy
പദാർഥങ്ങളുടെ തന്മാത്രകള്‍ ഊർജത്തെ അവശോഷണം ചെയ്യുന്നതുമൂലമുള്ള അവശോഷണവർണരാജി(spectrum)യെപ്പറ്റി ഇന്‍ഫ്രാറെഡ്‌ പ്രയോഗത്തിലൂടെ പഠനംനടത്തുന്ന ഭൗതികവിജ്ഞാനശാഖ. അനുയോജ്യമായ ആവൃത്തിയോടുകൂടിയ വിദ്യുത്‌കാന്തിക (electromagnetic)കിരണത്തിൽനിന്ന്‌ ഊർജത്തെ അവശോഷണം ചെയ്യുന്നതിന്റെ ഫലമായി തന്മാത്രകള്‍ ഉത്തേജിക്കപ്പെടുന്നു. ഈ വിധത്തിലുള്ള ഉത്തേജനം അവയുടെ കമ്പന-ഘൂർണനോർജത്തിന്റെ മേഖലയിലായാൽ അവശോഷണവർണരാജി ഇന്‍ഫ്രാറെഡ്‌ മേഖലയിലൂടെ ദർശിക്കാം. തന്മാത്രകളുടെ ഈ അഭിലക്ഷണിക അവശോഷണ(characteristic absorption) വർണരാജി, ഭൗതികശാസ്‌ത്രത്തിലും രസതന്ത്രത്തിലും തന്മാത്രാഘടനയെപ്പറ്റി വിശദമായി പഠനം നടത്തുന്നതിന്‌ വളരെ സഹായകമായ ഒരു ഉപാധിയാണ്‌.
ഇന്‍ഫ്രാറെഡ്‌ അവശോഷണവർണരാജിയെപ്പറ്റി പഠനം നടത്തുന്നതിന്‌ ഉപയോഗിക്കുന്ന സ്‌പെക്‌ട്രാഗ്രാഫിന്‌ മൂന്നു പ്രധാന ഘടകങ്ങളുണ്ട്‌: സ്രാതസ്സ്‌, വർണപ്രകീർണകം, സംസൂചകം. ഗ്ലോബാർ (ചൂടാക്കിയ സിലിക്കണ്‍ കാർബൈഡ്‌), നേണ്‍സ്റ്റ്‌ ഗ്ലോവർ (സിർക്കോണിയം, ഇറ്റ്രിയം, എർബിയം എന്നിവയുടെ ഓക്‌സൈഡുകളുടെ മിശ്രിതത്താൽ നിർമിതമായതും വൈദ്യുതിയാൽ 1,500ഛഇ വരെ ചൂടാക്കിയതുമായ ദണ്ഡ്‌) എന്നിവയാണ്‌ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന സ്രാതസ്സുകള്‍. അനുയോജ്യമായ പദാർഥത്താൽ നിർമിതമായ പ്രിസമോ, ഗ്രറ്റിങ്ങോ രണ്ടും കൂടിയോ ചേർന്നതാണ്‌ വർണപ്രകീർണകം. 0.66 വരെ ലിഥിയം ഫ്‌ളൂറൈഡ്‌, 0.28.5 വരെ കാത്സ്യം ഫ്‌ളൂറൈഡ്‌, 2-15 വരെ സോഡിയം ക്ലോറൈഡ്‌, 1025 വരെ പൊട്ടാസ്യം ബ്രാമൈഡ്‌ മുതലായവയാണ്‌ സാധാരണയായി പ്രിസം നിർമിക്കുവാന്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന പദാർഥങ്ങള്‍. താപവൈദ്യുതയുഗ്മം, പ്രകാശചാലകസെൽ, ബോളോമീറ്റർ, ഗോളെസെൽ എന്നിവയാണ്‌ സംസൂചകങ്ങളായി ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നത്‌. ഇന്‍ഫ്രാറെഡ്‌ വർണരാജിയുടെ പഠനത്തിനു പലതരം ഉപകരണങ്ങളും നിർമിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്‌. ചിലത്‌ രണ്ടു കിരണപുഞ്‌ജങ്ങളെ ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു. ഇവയിൽ ഒന്ന്‌ പഠനത്തിലിരിക്കുന്ന പദാർഥത്തിൽകൂടി കടന്നുപോകുമ്പോള്‍ മറ്റേത്‌ നിർദേശകപുഞ്‌ജമായി നിലകൊള്ളും. നവീനോപകരണങ്ങള്‍ ഓട്ടോമാറ്റിക്‌ ക്രമവീക്ഷണത്തിനും അഭിലേഖന(marking)ത്തിനും സാധിക്കുന്നവയാണ്‌.
തന്മാത്രകളുടെ കമ്പനവും ഘൂർണന കമ്പനവും ആണ്‌ അവശോഷണവർണരാജിക്കു കാരണം. ഘൂർണന കമ്പനവർണരാജി സാധാരണയായി വാതകങ്ങളിലാണ്‌ ദൃശ്യമാകുന്നത്‌. ഘൂർണന-ആവൃത്തി (frequency of rotation)തന്മാത്രകളുടെ ജഡത്വ-ആഘൂർണ(moment of inertia)ത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നതിനാൽ ഘൂർണന കമ്പനവർണരാജിയുടെ പഠനം തന്മാത്രകളുടെ ഘടനയെപ്പറ്റി പഠിക്കുന്നതിനുതകുന്നു. ഘനീഭവിച്ച വാതകങ്ങളിലും ദ്രവങ്ങളിലും ഖരങ്ങളിലും സാധാരണയായി കമ്പന വർണരാജിയെയാണ്‌ ദർശിക്കാവുന്നത്‌.
N അണുക്കളുള്ള ഒരു തന്മാത്രയ്‌ക്ക്‌ 3N-6 കമ്പനസ്വാതന്ത്യ്രകോടി(degrees of freedom)കളുണ്ട്‌ (തന്മാത്ര രേഖീയമെങ്കിൽ ഈ സംഖ്യ 3N-5 ആയിരിക്കും). ഓരോ കമ്പനസ്വാതന്ത്ര്യകോടിയും ഓരോ കമ്പനചലനത്തിനും കമ്പന ആവൃത്തിക്കും സംഗതമാകുന്നു. കമ്പനചലനങ്ങള്‍ ബന്ധനത്തിന്റെ തനനത്തിനു മാത്രമല്ല, വളയ്‌ക്കലിനും കാരണമാകുന്നു. ൂ ചലനത്തിനുള്ള ഒരു നിർദേശാങ്കവും ാ ദ്വിധ്രുവ-ആഘൂർണവും ആയിരുന്നാൽ, ഒരു കമ്പന-ആവൃത്തി ഇന്‍ഫ്രാറെഡിൽ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നതിന്‌ ൂനെ അപേക്ഷിച്ചുള്ള ാന്റെ ആംശികാവകലജം (Partial differe-ntial coeffi-ciet: dm/dq) ശൂന്യമല്ലാതിരിക്കണം. അവശോഷണ ബാന്‍ഡിന്റെ തീവ്രത റാ/റൂ-നെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നതിനാൽ, തന്മാത്രയുടെ ഇലക്‌ട്രാണികഘടനയും മനസ്സിലാക്കാം. ഒരു നിർദിഷ്‌ട കമ്പനസംക്രമണം ഇന്‍ഫ്രാറെഡ്‌ മേഖലയിൽ അനുവദിക്കപ്പെടുമോ എന്നത്‌ തന്മാത്രയുടെ സമമിതിയെക്കൂടി ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. കമ്പന-ആവൃത്തിയുടെ പരിമാണം കമ്പനത്തിലേർപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന അണുകേന്ദ്രങ്ങളുടെ ദ്രവ്യമാനം, പൊട്ടെന്‍ഷ്യൽ ഫലനത്തിന്റെ സ്വഭാവത്തെ തിട്ടപ്പെടുത്തുന്നതായ നിരവധി ബലസ്ഥിരാങ്കങ്ങള്‍ (force constants)Fഎന്നിവയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.
ഒരു തന്മാത്രയുടെ ജ്യാമിതി, അണുകേന്ദ്രദ്രവ്യമാനം തന്മാത്രീയ പൊട്ടെന്‍ഷ്യൽ ഫലനം ഇവയെ ആസ്‌പദമാക്കിയുള്ള ഇന്‍ഫ്രാറെഡ്‌ വർണരാജി വിശ്ലേഷണം വളരെ ശ്രമാവഹമാണ്‌. അതിനാൽ സാധാരണയായി കമ്പനസംക്രമണങ്ങളുടെ പല ലക്ഷണങ്ങളെയും തന്മാത്രയിലെ പല ക്രിയാത്മക സമൂഹങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെടുത്തുകയാണ്‌ ചെയ്യുക. പല ക്രിയാത്മക സമൂഹങ്ങളുടെയും മൗലിക കമ്പന-ആവൃത്തിയായി ഒട്ടുവളരെ അവശോഷണബാന്‍ഡുകളെ തരംതിരിച്ചിട്ടുണ്ട്‌. ഈ മൗലിക കമ്പന-ആവൃത്തികള്‍ ക്രിയാത്മക സമൂഹങ്ങളുടെ സമമിത-പ്രതിസമമിത തനനങ്ങള്‍ (symmetric and assymmetric diffusions) വിവിധതരത്തിലുള്ള വിരൂപണങ്ങള്‍ (deformations)ഇവയിൽനിന്നും ഉണ്ടാകുന്നു. മറ്റ്‌ ആവൃത്തികളെ ഇവയുടെ അതിസ്വരങ്ങളായോ സംയോഗങ്ങളായോ വ്യാഖ്യാനിക്കാം. ക്രിയാത്മക സമൂഹങ്ങളുടെ മൗലിക ആവൃത്തികള്‍ ഒരു പരിധിവരെ നിശ്ചിതമാണെങ്കിലും അവ തന്മാത്രതോറും വ്യതിയാനം കാണിക്കുന്നുണ്ട്‌. ഈ വ്യതിയാനത്തിന്‌ നിരവധി കാരണങ്ങളുണ്ട്‌. അവയിൽ പ്രധാനമായവ യുഗ്മനപ്രഭാവം (coupling effect). ദ്രവ്യമാനപ്രഭാവം, വിലായകപ്രഭാവം, വൈദ്യുതപ്രഭാവം മുതലായവയാണ്‌. സമൂഹങ്ങളുടെ ആവൃത്തിയെപ്പറ്റിയുള്ള പഠനം ഹൈഡ്രജന്‍ ബന്ധനം എന്ന രസായനികബന്ധത്തിന്റെ അസ്‌തിത്വത്തെ സ്ഥിരീകരിക്കുകയും തദ്വാരാ പല ജൈവ തന്മാത്രകളുടെയും ഘടന മനസ്സിലാക്കുന്നതിനു കാരണമാകുകയും ചെയ്‌തിട്ടുണ്ട്‌. ഇന്‍ഫ്രാറെഡ്‌ സ്‌പെക്‌ട്രത്തെ തന്മാത്രകളുടെ "വിരലടയാള'മായി കണക്കാക്കുന്നു. ഈ അർഥത്തിൽ 1300650 രാ1 വരെയുള്ള ഇന്‍ഫ്രാറെഡ്‌ മേഖലയെ "വിരലടയാളമേഖല' (fingerprint region) എന്നു വിളിക്കുന്നു. പ്രധാനപ്പെട്ട രസായനികബന്ധങ്ങളുടെയെല്ലാം തനന-വളയ്‌ക്കൽ-കമ്പന ആവൃത്തികള്‍ (diffusion, bending and vibration frequencies)ഈ മേഖലയിലാകുന്നു. ഈ ആവൃത്തികളുടെ പട്ടികകള്‍ തയ്യാറാക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്‌.
(ഡോ. എം.ജി. കൃഷ്‌ണപിള്ള)
