மின்காந்த அலைகள் (Electromagnetic Waves) எவ்வாறு உருவாகின்றன?

நாம் தினமும் பயன்படுத்தும் மொபைல் போன்கள், வானொலி (Radio), நுண்ணலை அடுப்புகள் (Microwave Ovens), மற்றும் சூரியனில் இருந்து வரும் ஒளி ஆகிய அனைத்தும் ஒற்றை அறிவியல் தத்துவத்தின் அடிப்படையிலேயே செயல்படுகின்றன. அவை அனைத்தும் ‘மின்காந்த அலைகள்’ (Electromagnetic Waves) ஆகும்.

மின்காந்த அலைகள் என்றால் என்ன?

மின்புலம் (Electric Field) மற்றும் காந்தப்புலம் (Magnetic Field) ஆகிய இரண்டும் ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்தாக அதிர்வடைவதன் மூலம் உருவாகும் அலைகளே மின்காந்த அலைகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. ஒலி அலைகள் பரவுவதற்கு காற்று அல்லது நீர் போன்ற ஒரு ஊடகம் தேவை. ஆனால் மின்காந்த அலைகளுக்கு எந்த ஊடகமும் தேவையில்லை; அவை வெற்றிடத்தின் (Vacuum) வழியாகவும் பயணிக்கக்கூடியவை. பிரபஞ்சத்தில் ஒளியின் வேகத்தில் (வினாடிக்கு சுமார் 3 லட்சம் கிலோமீட்டர்) இவை பயணிக்கின்றன.

மின்காந்த அலைகள் எவ்வாறு உருவாகின்றன?

மின்காந்த அலைகள் ஒரு மின்னூட்டம் பெற்ற துகள் (Charged particle), உதாரணமாக ஒரு எலக்ட்ரான், முடுக்கம் (Acceleration) அடையும்போது உருவாகின்றன. ஒரு எலக்ட்ரான் அதிரும்போது, அது தன்னைச் சுற்றி ஒரு மாறும் மின்புலத்தை உருவாக்குகிறது. இந்த மாறும் மின்புலம், ஒரு மாறும் காந்தப்புலத்தை உருவாக்குகிறது. மீண்டும் இந்த மாறும் காந்தப்புலம் ஒரு மின்புலத்தை உருவாக்குகிறது.

இவ்வாறு மின்புலமும் காந்தப்புலமும் ஒன்றையொன்று தொடர்ந்து உருவாக்கி, ஒரு சங்கிலித் தொடர் போல விண்வெளியில் பரவிச் செல்கின்றன. இந்தத் தொடர்ச்சியான அலை இயக்கமே மின்காந்த அலை ஆகும்.

மின்காந்த நிறமாலை (Electromagnetic Spectrum)

அனைத்து மின்காந்த அலைகளும் ஒரே மாதிரியானவை அல்ல. அவற்றின் அலைநீளம் (Wavelength) மற்றும் அதிர்வெண் (Frequency) ஆகியவற்றைப் பொறுத்து அவை பல்வேறு வகைகளாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன. இது ‘மின்காந்த நிறமாலை’ என்று அழைக்கப்படுகிறது. இதன் முக்கிய வகைகள்:

• வானொலி அலைகள் (Radio Waves): மிக நீண்ட அலைநீளம் கொண்டவை. தொலைத்தொடர்பு, வானொலி மற்றும் தொலைக்காட்சிகளில் பயன்படுகின்றன.
• நுண்ணலைகள் (Microwaves): மொபைல் போன் தொடர்புகளுக்கும், உணவைச் சூடாக்கும் மைக்ரோவேவ் ஓவன்களிலும் பயன்படுகின்றன.
• அகச்சிவப்புக் கதிர்கள் (Infrared Rays): ரிமோட் கண்ட்ரோல்கள் மற்றும் இரவு நேர கேமராக்களில் (Night vision cameras) பயன்படுத்தப்படுகின்றன. நாம் உணரும் வெப்பமும் அகச்சிவப்புக் கதிர்களே.
• கண்ணுறு ஒளி (Visible Light): மனிதக் கண்களால் பார்க்கக்கூடிய ஒரே மின்காந்த அலை இதுதான். வானவில்லின் ஏழு நிறங்களும் இதில் அடங்கும்.
• புறஊதாக் கதிர்கள் (Ultraviolet Rays): சூரியனில் இருந்து அதிக அளவில் வெளிவருகின்றன. இது தோலில் வைட்டமின் டி உருவாக உதவுகிறது, ஆனால் அதிகப்படியான வெளிப்பாடு ஆபத்தானது.
• எக்ஸ்-கதிர்கள் (X-Rays): மனித உடலின் எலும்புகளைப் படம் பிடிக்க மருத்துவத் துறையில் பெரிதும் பயன்படுகின்றன.
• காமா கதிர்கள் (Gamma Rays): மிக அதிக ஆற்றல் மற்றும் மிகக் குறுகிய அலைநீளம் கொண்டவை. புற்றுநோய் சிகிச்சையில் (Radiotherapy) இவை பயன்படுகின்றன.

அறிவியலில் இதன் முக்கியத்துவம்

மின்காந்த அலைகள் கண்டுபிடிக்கப்படாமல் இருந்திருந்தால், நவீன தகவல் தொடர்பு சாத்தியமாகியிருக்காது. ரேடார் (Radar) தொழில்நுட்பம் முதல் செயற்கைக்கோள் (Satellite) தொடர்புகள் வரை அனைத்தும் இந்த அலைகளின் பயன்பாடே ஆகும். பிரபஞ்சத்தின் தொலைதூரப் பகுதிகளில் உள்ள விண்மீன் திரள்களை (Galaxies) நாம் ஆராய்வதற்கும் இந்த மின்காந்த அலைகளே ஒரே வழியாக உள்ளன.