நுண்ணோக்கி, ஒலியியல்
nuṇṇōkki, oliyiyal
பொருள்களின் நுண் அளவு நிலைகளில், அவற்றின் மீட்சிப் பண்புகளை ஆய்ந்தறிந்து, அவை செயல்படும் திறனை அறியும் கருவி ஒலியியல் நுண்ணோக்கி (acoutic microscope)ஆகும்.
பொருள்களின் நுண் அளவு நிலைகளில், அவற்றின் மீட்சிப் பண்புகளை ஆய்ந்தறிந்து, அவை செயல்படும் திறனை அறியும் கருவி ஒலியியல் நுண்ணோக்கி (acoutic microscope)ஆகும். ஒருங்கிணைக்கப் பட்ட மின் சுற்றுகளின் சிக்கலான பொருள்களின் மீச்சிறு கூறுகள், மீச்சிறு கூறுகளின் வரம்புக் கோடுகள்,உயிரியலில் செல்களுக்கு இடையேயுள்ள பகுதி ஆகியவற்றின் கட்டமைப்பு விவரங்களை ஆய்ந்தறிய, இது பயன் படுகிறது. ஒளியியல் நுண்ணோக்கியைப் பயன் படுத்தும் ஆய்வுகளுக்கு, இயலும் இடங்களில் எல்லாம் இக்கருவியைப் பயன் படுத்தலாம். இது நுண்ணோக்கியியலில் ஒரு புதிய திருப்பத்தை ஏற்படுத்தியுள்ளது. ஒளி அலைகளைக் கொண்டு ஆய்ந்தறிய முடியாத ஆய்வுகளை ஒலிக் கதிர் வீச்சுகளைக் கொண்டு செய்ய முடியும்.
வரிக் கண்ணோட்ட ஒலியியல் நுண்ணோக்கி. வரிக் கண்ணோட்ட ஒலியியல் நுண்ணோக்கி ஒரு நீலக் கல் துண்டு செயல் படும் விதத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டுள்ளது. இந்த நீலக் கல் துண்டின் பிற்பகுதியில், ஒரு மீஅதிர்வெண் ஒலி அலைகளின் தோற்றுவாய் வைக்கப் பட்டுள்ளது. இத்தோற்றுவாய் மின் காந்த ஆற்றலை ஒலி ஆற்றலாக மாற்றுகிறது. இந்த ஒலி ஆற்றல், இணையாக்கப் பட்ட கற்றையாக நீலக் கல் துண்டு வழியே கடந்து, அதன் முன் பரப்பிற்குச் செல்கிறது. முன் பரப்பில், ஒரு கோள வடிவத் துளை தக்கவொரு நீர்மத்தால் நிரப்பப் பட்டுள்ளது. அத்துளை, ஒலியியல் வில்லையாகச் செயற் படுகிறது. இந்த வில்லை மிக நல்லியல்பானது; அதாவது, ஒளியியலில் பயன் படுத்தப் படும் கண்ணாடி வில்லைகளில் உள்ளதைப் போல், குறைகள் எதுவுமின்றி இருக்கிறது. இந்த ஒலியியல் வில்லை கோளகப் பரப்பின் வளைவு மையத்திற்கு அருகில், ஒலிக் கதிர் வீச்சைக் குவிக்கிறது. குவிக்கப் பட்ட கற்றை விளிம்பு விளைவிற்கு உட்படும் நிலையில் இருக்கிறது. நீர்மப் பொருளுக்கும், திண்மப் பொருளுக்கும் பொதுப் பரப்பில் ஒலிக் கற்றை செல்லும் போது, அதன் அலைத் திசை வேகம் 7.5 மடங்கு குறைகிறது. இதனால், வில்லைப் பரப்பில், கதிர் மிகவும் அதிகமாக விலக்கம் அடைகிறது. இது விளிம்பு விளைவு எல்லைக்குக் கீழே கோளகப் பிறழ்ச்சியைக் குறைக்கிறது.
ஆய்விற்குரிய பொருள் குவியத்திற்கு அருகில் வைக்கப் படுகிறது. அப்பொருள், ஒலிக் கதிரினால் ஒவ்வொரு புள்ளி, புள்ளியாகவும், வரி, வரியாகவும், வரிக் கண்ணோட்டம் தொலைக் காட்சியில், படத்தை வரிக் கண்ணோட்டம் செய்யும் முறைப் படியே செய்யப் படுகிறது. ஆனால், இதில் வரிக் கண்ணோட்டம் செய்வதற்கு ஒலிக் கற்றை நகர்வதில்லை. மாறாக, ஆய்விற்குரிய பொருள் தகுந்தவாறு நகர்த்தப் படுகிறது. பிம்பத்தைத் தோற்றுவிக்கும் எதிர் மின் கதிர்க் (cathode ray) குழாயின் கற்றையின் இயக்கம் பொருளின் இயக்கத்துடன் ஒருங்கமைவு செய்யப் படுகிறது. இதனால் எதிர் மின் கதிர்க் குழாய்த் திசையில் பிம்பத்தின் ஒவ்வொரு புள்ளியும், பொருளின் அதற்கேற்ற புள்ளிக்குப் பொருந்துவதாக அமைகிறது. பொருளால், எதிரொளிக்கப் பட்ட அல்லது செலுத்தப் பட்ட ஒலியியல் திறனுக்கு, நேர் விகிதத்தில் அமைகின்ற ஓர் எலெக்ட்ரான், குறிப்பலை பெறப் படுகிறது. இந்த எலெக்ட்ரான் குறிப்பலை, திரையில் பிம்பத்தை ஏற்படுத்தும் எலெக்ட்ரான் கற்றையின் செறிவைப் பண்பேற்றம் செய்கிறது. திரையில் தோன்றும் பிம்பம் ஆய் பொருளின் ஒலியியல் எதிரொளிப்புத் தன்மையின் பிம்பமாகும். இதனைப் புகைப் படம் எடுத்துப் பதிவு செய்யலாம்.
சோனோ ஸ்கேன். சோனோ ஸ்கேன் எனப் படும் மற்றொரு வகை ஒலியியல் நுண்ணோக்கியை எல்.டபிள்யூ. கெஸ்லர் என்பார் அமைத்துள்ளார். இந்த அமைப்பில், 15 மைக்ரோ மீட்டர் அலை நீளமுள்ள குவிக்கப் படாத கற்றைகள் பயன் படுத்தப் படுகின்றன. இதில், வரிக் கண்ணோட்டம் செய்யப் பொருளை நகர்த்த வேண்டியதில்லை. ஒலியியல் கற்றை, பொருளின் பிம்பத்திற்கு ஏற்றாற் போல், நீர்மத்திற்கும், நீர்மப் பொருளுக்கும் இடையேயுள்ள பொதுப் பரப்பைச் சிதைக்கிறது. சிதைக்கப் பட்ட இப்பரப்பிலிருந்து, எதிரொளிக்கப் படும் ஒரு லேசர் கற்றை, பரப்பில் தோன்றும் பிம்பத்திற்கு ஏற்ப, பண்பேற்றம் செய்யப் படுகிறது. பண்பேற்றம் செய்யப் பட்ட லேசர் கற்றையிலிருந்து, தகுந்த மின்னணுக் கருவிகளின் உதவியால் பிம்பம் பெறப் பட்டு, ஒரு தொலைக் காட்சித் திரையில் தோற்றுவிக்கப் படுகிறது.
கருவிகளின் செயற்பாட்டை மேம்படுத்துதல். ஒலியியல் நுண்ணோக்கியில் பயன் படுத்தப் படும் கருவிகளைச் செம்மைப் படுத்திப் பிம்பத்தின் தன்மையைப் பெரிதும் மேம்படுத்தலாம். இதற்குப் பின் வரும் மூன்று வழிகள் மேற்கொள்ளப் படுகின்றன. அவை: எதிரொளிப்புப் பிம்பம் ஏற்படுத்துதல், பயன் படுத்தப் படும் அதிர்வெண்களை உயர்த்துதல், நீர்ம நிலையில் நைட்ரஜன், ஆர்கான், ஹீலியம் போன்ற வளிமங்களைப் பயன் படுத்திக் குறைந்த வெப்ப நிலையில் செயற்படும் கருவிகளை அமைத்தல் என்பன.
எதிரொளிப்புப் பிம்பம் ஏற்படுத்துதல். ஒலிக் கதிரைச் செலுத்தும் வகை அமைப்புகளை விட, அதனை எதிரொளிக்கும் அமைப்பு, மிகவும் எளியது. இதற்கு ஓர் ஒலியியல் வில்லை போதுமானது. எதிரொளிப்பு முறையைப் பயன் படுத்தும் போது, பொருள்களை மென் படலங்களின் மீது வைக்க வேண்டியது இல்லை. மேலும், திண்மப் பொருள்களை எளிதில் ஆராயலாம். <!---- வார்த்தைகள் மீண்டும் வந்துள்ளன. Words repeated---->
பொருள்களை நுண்ணோக்கித் தகடுகள் (slides) மீது அமைக்கப் படும் அறைகளில் வைத்து ஆராயலாம். இவ்வகையில், பொருளின் மீது விழும் ஒலியியல் அலைகள் திண்ம, நீர்மப் பொருள்களின் பொதுப் பரப்பில் முழு அக எதிரொளிப்பிற்கு உட்படும். இது ஒளியியல் நுண்ணோக்கியினால் பெற முடியாத பிம்பம் பற்றிய சிறப்பான தகவல்களைக் கொடுக்கிறது.
மீ உயர் பகு திறன். குறைந்த வளைவு ஆரமுள்ள வில்லையை அமைப்பதன் மூலம், அதிக பகு திறனைப் பெறலாம். இவ்வாறு அமைக்கும் போது, நீர்மத்தில் ஒலியியல் ஆற்றல் உட்கவரப் படுவதைக் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும். உயர் அதிர்வெண்களில், நீர்மத்தில் ஒலி செல்லும் பாதையின் நீளத்தைக் குறைக்க வேண்டும். அப்போதுதான், ஒலி ஆற்றல் முழுவதும் பொருளின் மீது குவிக்கப் படும். நீலக் கல் வில்லையின் ஆரம் 40 மைக்ரோ மீட்டர் ஆகவும், ஒலியின் அலை நீளம் 0.5 மைக்ரோ மீட்டர் ஆகவும் உள்ள ஒலியியல் நுண்ணோக்கிகள் அமைக்கப் பட்டுள்ளன. ஒலியியலில், கண் காண்பதற்கு மிகவும் அதிகமாக உயர்வு நுட்பமுள்ள பச்சை ஒளியின் அலை நீளத்திற்கு இது சமமாகிறது.அப்போது பகு திறன் 0.4 மைக்ரோ மீட்டரை விடக் குறைவு. பொருளின் மிக நுட்பமான விவரங்களையும், பதிவு செய்வதற்கு இப்பகு திறன் போதுமான அளவு ஆகும்.
குறைந்த வெப்ப நிலை. வளிமங்களை நீர்ம நிலையில் பயன் படுத்தும் போது, இன்னும் குறைந்த அலை நீளங்களைப் பயன் படுத்த முடியும். ஆகையால், மேலும், நீரில் இருப்பதைப் போல், 0.6 மடங்கே ஆகும். அதிர்வெண் மாறாத போது, ஒலியின் அலை நீளத்தைத் திசை வேகமே தீர்மானிக்கிறது. நீருக்குப் பதிலாக, நீர்ம ஆர்கானைப் பயன்படுத்தினால், மொத்தத்தில் 1.8 மடங்கு கூடுதல் பகு திறனைப் பெறலாம். ஆனால், ஆர்கானை நீர்மமாக்கும் முன்பு, அதனை 85K வெப்ப நிலைக்குக் குளிர்விக்க வேண்டும். அறை வெப்ப நிலையில் கருவிகளை அமைப்பதை விட, மிகக் குறைந்த வெப்ப நிலையில், அவற்றை அமைப்பது கடினமாகும். 1K வெப்ப நிலைக்குக் கீழே நீர்ம ஹீலியத்தைப் பயன் படுத்துவது மிகச் சிறந்த பகு திறனைக் கொடுக்கிறது. ஏனெனில், அதில் ஒலியின் வேகம் நீரில் இருப்பதை விட 6 மடங்கு குறைவு. மேலும், நீர்மத்திற்கு உட்கவர் திறன் மிகவும் குறைவு; ஆதலால், உயர் அதிர்வெண் ஒலி அலைகளைப் பயன் படுத்தலாம்.
பிம்பங்கள். ஒளியியல் நுண்ணோக்கியினால் பெறப் பட்ட முலாம் பூசப் பட்ட பித்தளைப் பரப்பு ஒன்றின் பதிவைப் படம் 1 (அ) காட்டுகிறது.
இப்பதிவின் பரப்பில், வெவ்வேறு பகுதிகள் உள்ளன. ஒரு பகுதியிலிருந்து மற்றொரு பகுதி நன்றாக வேறு படுத்திக் காட்டப் படவில்லை. அதே பரப்பை, ஒலியியல் நுண்ணோக்கியில் காணும் போது, அதன் தோற்றம் படம் 1(ஆ) இல் உள்ளது போல் இருக்கிறது. இதில், மீச்சிறு கூறுகளின் வரம்புக் கோடுகள், மிகத் தெளிவாக வேறு படுத்திக் காட்டப் பட்டுள்ளன. பரப்பின் வெவ்வேறு பகுதிகள், வேறு படுத்திக் காணப் படுவதற்கு மூல காரணம் பற்றியும் ஆராயப் பட்டுள்ளது. பரப்பின் மீது, சிறு எல்லைக் கோடுகள் இருப்பதும், மீச்சிறு கூறுகளின் எல்லைக் கோடுகளின் அருகே பொருளின் மீட்சித் தன்மைகள் மாறு படுவதும் இதற்குக் காரணமாக இருக்கக் கூடும் எனக் கருதப் படுகிறது. படிகங்களின் மீட்சித் தன்மைகள், அனைத்துத் திசைகளிலும் ஒரே மாதிரியாக இருப்பதில்லை. மீச்சிறு கூறுகள் நிலை பெற்றிருக்கும் திசைகள் மாறுவதால், பரப்பு முழுவதிலும் மீட்சித் தன்மைகள் மாறும். —ப. தர்மலிங்கம் துணை நூல். L.W. Kessler and D. Yakas, Acoustic Microscopy, Proc. IEEE, 67: 526–536, April 1979.
மூலம் · source: அறிவியல் களஞ்சியம் — தமிழ்ப் பல்கலைக்கழகம் — CC BY-SA 4.0 (தொகுதி 14, பக். 76)
திருத்து / பொருள் சேர் · Edit or add a sense
வரலாறு · History (பதிப்பு 1)
JSON
⚑ புகார் · Report a problem
மேற்கோள் காட்ட · Cite this entry
நிலையான முகவரி · Permanent address: https://nigandu.oliyonresearch.com/e/xwxydv64/
தமிழ்“நுண்ணோக்கி, ஒலியியல்”, ஒளியோன் நிகண்டு, Oliyon Research, பதிப்பு 1, 2026-10-26, https://nigandu.oliyonresearch.com/e/xwxydv64/APA
Oliyon Research. (2026). நுண்ணோக்கி, ஒலியியல். In Oliyon Nigandu (rev. 1). https://nigandu.oliyonresearch.com/e/xwxydv64/MLA
"நுண்ணோக்கி, ஒலியியல்." Oliyon Nigandu, Oliyon Research, rev. 1, 2026-10-26, https://nigandu.oliyonresearch.com/e/xwxydv64/.
கருத்துரை · Discussion
இன்னும் கருத்துகள் இல்லை · No comments yet.
உள்நுழைந்து கருத்து தெரிவிக்கலாம் · Sign in to comment