வளிமண்டல அழுத்தம் அளவிட பயன்படும் அறிவியல் கருவி From Wikipedia, the free encyclopedia
காற்றழுத்தமானி (Barometer) என்பது வளிமண்டல அழுத்தத்தை அளவிடுவதற்கான ஓர் அறிவியல் அளவீட்டுக்கருவி ஆகும். இவ்வகையான கருவியானது நீர், காற்று அல்லது பாதரசத்தைப் பயன்படுத்தி வளிமண்டல அழுத்தத்தை அளவிடும். அழுத்தப் போக்கினால் வானிலையில் ஏற்படும் குறைந்த நேர மாற்றங்களை முன்னறியமுடியும். தரைமட்டப்பள்ளங்கள், உயர் அழுத்த அமைப்புகள் மற்றும் முன்பகுதி எல்லைகளைக் கண்டறிவதில் உதவிட, தரைமட்ட தட்பவெப்ப பகுப்பாய்வுக்குள்ளாகவே பல்வேறு காற்று அழுத்த அளவீடுகள் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
காற்றழுத்தமானியை இவாஞ்சலிசிட்டா தோரிச்செல்லி 1643 ஆம் ஆண்டில் கண்டுபிடித்ததாக உலகளவில் போற்றப்பட்ட போதிலும், இரு குறிப்பிடத்தக்க முயற்சிகளும் குறிப்பிடப்படவேண்டியிருக்கிறது.[1][2][3] இத்தாலிய கணிதவியலாளரும், வானியலாளருமான காசுப்ரோ பேர்தி எத்தகைய நோக்கமுமின்றி 1640 மற்றும் 1643 ஆம் ஆண்டுகளுக்கிடையில் எப்போதோ ஒரு நீர் காற்றழுத்தமானியை உருவாக்கியதாக வரலாற்றுப் பதிவுகள் குறிப்பிடுகின்றன.[1][4] பிரான்சிய அறிவியலாளரும் தத்துவ ஆசிரியருமான இரெனே தேக்கார்த்து வளிமண்டல அழுத்த உறுதிப்பாடு மீதான ஒரு பரிசோதனையின் வடிவமைப்பு பற்றி 1631 ஆம் ஆண்டுகளிலேயே விவரித்துள்ளார், ஆனால் அந்த நேரத்தில் அவர் வேலை செய்யக்கூடிய காற்றழுத்தமானியை உருவாக்கியதற்கான எந்தச் சான்றும் இல்லை.[1]
சூலை 27, 1630 அன்று கியோவன்னி படிசுத்தா பலியானி, தான் மேற்கொண்ட ஒரு பரிசோதனையில் ஒரு குன்றின்மீது கொண்டுசெல்லப்பட்ட ஒரு தூம்புக்குழாய், சுமார் இருபத்தோரு அடி உயரத்தில் வேலைசெய்யவில்லை என்பதை விவரித்து கலிலியோ கலிலிக்கு கடிதம் எழுதினார். கலிலியோ இந்தக் காற்று மண்டல நிகழ்வை ஒரு விளக்கத்துடன் பதிலளித்தார்: வெற்றிடத்தின் ஆற்றல்தான் தண்ணீரை மேலுக்கு வைத்திருக்கிறது என்றும் குறிப்பிட்ட உயரங்களில் (முப்பத்துநான்கு அடி) தண்ணீரின் அளவு எளிதில் அதிகமாகி, அந்த வலுவால் இதற்கு மேல் அதை தக்கவைத்துக்கொள்ள முடிவதில்லை, ஒரு கயிற்றில் இவ்வளவுதான் எடை தாங்கும் என்பதுபோல்.[5]
கலிலியோவின் எண்ணங்கள் 1638 ஆம் ஆண்டின் திசம்பரில் அவருடைய திசுக்கோர்சியில் உரோம் வந்தடைந்தது. இரஃபியல் மகியோட்டியும் காசுப்ரோ பேர்தியும் ஆகியோர் இந்த எண்ணங்கள் மீது பேராவல் கொண்டு ஒரு தூம்புக்குழாயைவிட ஒரு வெற்றிடத்தைத் தயாரிப்பதற்கான முயற்சியில் ஒரு சிறந்த வழியைக் கண்டுபிடிக்க முடிவுசெய்தனர். மகியோட்டி அத்தகைய ஒரு பரிசோதனையைத் திட்டமிட்டார். 1639 மற்றும் 1641 ஆம் ஆண்டுகளுக்கிடையில் பேர்தி (மகியோட்டி, அதானாசியுசு கிர்செர், நிக்கோலோ இசூச்சி ஆகியோர் உடனிருக்க) அதைச் செய்துமுடித்தார்.[5]
பேர்தியின் பரிசோதனைக்கான நான்கு நிகழ்வுகள் இருக்கின்றன, ஆனால் அவருடைய பரிசோதனையில் ஒரு எளிமையான உருமாதிரியாக இருப்பது ஒரு நீண்ட குழாயில் நீர் நிரப்பப்பட்டு இரு முனைகளும் அடைக்கப்பட்டு அந்தக் குழாய் ஏற்கெனவே தண்ணீரால் நிரப்பப்பட்ட ஒரு வாயகன்ற பாத்திரத்தில் வைக்கப்பட்டது. குழாயின் கீழ்முனை திறக்கப்பட்டது, அந்தக் குழாயில் இருந்த தண்ணீர் அடியிலிருந்த ஓட்டை மூலமாக பேசினுக்கு வெளியேறியது. எனினும் குழாயின் ஒரு பகுதி தண்ணீர் மட்டுமே வெளியேறியது, மேலும் குழாய்க்குள் இருந்த தண்ணீரின் நிலை ஒரு துல்லியமான இடத்தில் தொடர்ந்து அப்படியே இருந்தது, இது முப்பத்து மூன்று அடியாக இருந்தது. இந்த உயரமானது பாலியானி மற்றும் கலிலியோவால் கவனிக்கப்பட்டு தூம்புக்குழாய் மூலம் வரையறுக்கப்பட்ட உயரமாகும். இந்தப் பரிசோதனையில் முக்கியமானதாக இருந்தது என்னவென்றால் குழாயில் கீழிறங்கிய தண்ணீர் அதற்கு மேல் இருந்த இடத்தில் ஒரு வெற்றிடத்தை விட்டுச்சென்றது, இங்குக் காற்று நுழைந்து நிரப்பிக்கொள்வதற்கு இடையில் எந்தத் தொடர்பும் இருக்கவில்லை. இது தண்ணீருக்கு மேலாக இருக்கும் இடத்தில் ஒரு வெற்றிடம் இருப்பதற்கான சாத்தியத்தைப் பரிந்துரைப்பதாகத் தெரிகிறது.[5]
கலிலியோவின் நண்பரும் மாணவருமான இவாஞ்சலிசிட்டா தோரிச்செல்லி, இந்த ஒட்டுமொத்த சிக்கலையும் வேறொரு கோணத்தில் காணத் துணிந்தார். தண்ணீர் காற்றழுத்தமானியுடனான பரிசோதனைகள் தொடர்பாக 1644 ஆம் ஆண்டில் அவர் மைக்கேலாஞ்சிலோ இரிச்சிக்கு எழுதிய கடிதத்தில் இவ்வாறு எழுதினார்:
பலர் ஒரு வெற்றிடம் என்பதே கிடையாது என்று சொல்லியிருக்கிறார்கள், வேறு சிலரோ இயற்கைக்கு முரண்பட்டும் கடினமாக இருந்தபோதிலும் அது இருப்பதாக கூறியிருக்கின்றனர்; அது கடினமில்லாமலும் இயற்கையிடமிருந்து எதிர்ப்பு இல்லாமலும் இருப்பதாகக் கூறியவர்கள் யாரும் எனக்குத் தெரியாது. நான் இவ்வாறு விவாதிக்கிறேன்: ஒரு வெற்றிடத்தை நாம் உருவாக்க முயற்சிக்கும்போது உணரக்கூடிய எதிர்ப்புகளைப் பெறக்கூடிய வெளிப்படையான காரணம் ஒன்று கண்டுபிடிக்கமுடியுமானால், வேறொரு காரணத்திலிருந்து ஐயத்திற்கிடமின்றித் தொடர்ந்து வருவதாகக் கூறப்படும் இயக்கங்களை வெற்றிடத்திற்குக் காரணமாக்க முயற்சிப்பது முட்டாள்தனமானது என்று எனக்குத் தோன்றுகிறது; மேலும் சில மிக எளிமையான கணக்குகளைப் போட்டுப் பார்த்ததன் மூலம், என்னால் ஒதுக்கப்பட்ட காரணங்கள் (அதாவது வளிமண்டலத்தின் எடை) ஒரு வெற்றிடத்தை உருவாக்குவதற்காக நாம் முயற்சிக்கும்போது காட்டுவதைவிட தன்னாலே அது தனியாக இருந்து ஒரு பெரும் எதிர்ப்பைக் காட்டவேண்டும்.[6]
காற்றுக்கு எடை இல்லை என்று பாரம்பரியமாக (குறிப்பாக அரிஸ்டாட்டிலியர்களால்) கருதப்பட்டது: அதாவது, புவியின் மேற்பரப்புக்கு மேலே உள்ள கிலோமீட்டர்கள் தொலைவிலான காற்று அதன் கீழே உள்ள எந்தப் பொருளின் மீதும் எந்த எடையையும் செலுத்தவில்லை. கலிலியோ கூட காற்றின் எடையற்ற தன்மையை ஒரு எளிய உண்மையாக ஏற்றுக்கொண்டார். தோரிசெல்லி அந்த அனுமானத்தை கேள்விக்குள்ளாக்கினார். அதற்குப் பதிலாக காற்றுக்கு எடை இருப்பதாகவும், காற்றின் எடைதான் (வெற்றிடத்தின் ஈர்க்கும் ஆற்றல் அல்ல) தண்ணீரின் தூபியைப் பிடித்திருப்பதாகவும் (அல்லது தள்ளியிருப்பதாக) பரிந்துரைத்தார். தண்ணீர் நிலைத்திருக்கும் மட்டம் (முப்பத்து-நான்கு அடி) அதன் மீது தள்ளப்படும் காற்று எடையின் ஆற்றலைப் பிரதிபலிக்கிறது. (குறிப்பாக, வாயகன்ற பாத்திரத்தினுள் தண்ணீரைத் தள்ளி அதன்மூலம் குழாயிலிருந்து எவ்வளவு தண்ணீர் கீழே விழுகிறது என்பதை வரையறுக்கிறது) என்று எண்ணினார். வேறு வகையில் சொல்வதென்றால், காற்றழுத்தமானியை அவர் ஒரு அளவிடுவதற்கான ஒரு கருவியாக எண்ணினார் (அதை வெறும் ஒரு வெற்றிடத்தை உருவாக்குவதற்கான கருவி என்பதற்கு எதிராக), மேலும் அதை முதன் முதலாக அவ்வாறு எண்ணியவர் என்கிற காரணத்தினாலும், காற்றழுத்தமானியை அவர் கண்டுபிடித்தவராகக் கருதப்படுகிறார் (நாம் இப்போது பயன்படுத்தும் அந்த வார்த்தையின் பொருளில்).[5]
'குறைந்துவரும் வளிமண்டல அழுத்தம் கடுங்காற்றுடன் கூடிய மழை தட்பவெப்பதைக் கணிக்கிறது' என்னும் கருத்தாக்கம் லூசியன் விடியீயால் நிபந்தனையாக வைக்கப்பட்டது -- மேலும் இதுதான் 'ஸ்டார்ம் கிளாஸ்' அல்லது 'கோத்தே காற்றழுத்தமானி' (இவர் இதை ஜெர்மனியில் பிரபலப்படுத்தினார்) என்றழைக்கப்படும் வானிலையைக் கணிக்கும் சாதனத்திற்கான அடிப்படையாக இருக்கிறது. இவ்வகைக் காற்றழுத்தமானி ஒரு மூடிய பகுதியைக் கொண்ட ஒரு கண்ணாடி கொள்கலனைக் கொண்டுள்ளது, இந்தக் கொள்கலன் பாதியளவு மட்டுமே தண்ணீர் நிரப்பப்பட்டுள்ளது. ஒரு குறுகிய கெண்டிவாய்க்குழல் நீர் மட்டத்திற்கு கீழே உடலுடன் இணைகிறது. கெண்டி வாய்க்குழலில் நீர் மட்டத்திற்கு மேலே உயர்கிறது. குறுகிய துளையானது வளிமண்டலத்திற்கு திறந்திருக்கும். காற்றழுத்தம் குறைவாக இருக்கும்போது, பக்கவாட்டுக்குழலில் உள்ள நீர்மட்டம் உடற்பகுதியில் உள்ள நீர்மட்டத்தை விட உயரும்; காற்றழுத்தம் அதிகமாக இருக்கும் போது, பக்கவாட்டுக்குழலில் உள்ள நீர்மட்டம் உடற்பகுதியில் உள்ள நீர்மட்டத்திற்குக் கீழே குறையும். இந்த வகை காற்றழுத்தமானியின் மாறுபாட்டை வீட்டிலேயே எளிதாக உருவாக்க முடியும்.[7]
பாதரச காற்றழுத்தமானி என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட இடத்தில் வளிமண்டல அழுத்தத்தை அளக்கப் பயன்படும் ஒரு கருவியாகும். பாதரச காற்றழுத்தமானி குறைந்தது 33 அங்குலங்கள் (சுமார் 84 செமீ) உயரமான கண்ணாடிக் குழாயைக் கொண்டிருக்கும், ஒரு முனை மூடப்பட்டு அடித்தளத்தில் திறந்த பாதரசம்-நிரம்பிய சேமக்கலனைக் கொண்டிருக்கும். குழாயில் உள்ள பாதரசம் அதன் எடை பாதரசப்படுகையின் மீது செலுத்தப்படும் வளிமண்டல அழுத்தத்தை சமநிலைப்படுத்தும் வரை சரிசெய்து கொள்கிறது. அதிக வளிமண்டல அழுத்தம் பாதரசத்தம்பத்தின் உயரத்தை அதிகப்படுத்துகிறது. குறைந்த அழுத்தமானது, பாதரசத் தொட்டியின் மீது செலுத்தப்படும் விசையைக் குறைப்பதன் மூலம் பாதரசத்தை தம்பத்தில் கீழ் நிலைக்குக் குறைக்க அனுமதிக்கிறது. கருவியைச் சுற்றியுள்ள அதிக வெப்பநிலை பாதரசத்தின் அடர்த்தியைக் குறைக்கும் என்பதால், பாதரசத்தின் உயரத்தைப் படிக்கும் அளவு இந்த விளைவை ஈடுகட்ட சரிசெய்யப்படுகிறது. பாதரசம் + ஹெட் ஸ்பேஸ் + நெடுவரிசையின் அதிகபட்ச நீளம் வரை டியூப் குறைந்தபட்சம் நீளமாக இருக்க வேண்டும்.
காற்றழுத்தமானியில் இருக்கும் பாதரசத்தின் உயரம் ஒவ்வொரு நாளும் மிகச் சிறிய அளவில் மாற்றம் கொள்கிறது என்றும் இதற்கு வளிமண்டலத்தில் இருக்கும் காற்றழுத்தத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்களே காரணம் என்றும் தோரிச்செல்லி பதிவுசெய்துள்ளார்.[1]
ஒரு காற்றழுத்தமானி பொதுவாக வானிலையைக் கணிப்பதற்காகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இதில் ஒரு பகுதியின் உயர் காற்று அழுத்தம் ஒரு தெளிவான வானிலையைக் குறிக்கிறது அதே நேரத்தில் குறைந்த காற்றழுத்தம் பெரும்பாலும் புயலுடன் பலமான காற்றைக் குறிக்கிறது. காற்று வீச்சு கண்காணித்தலுடன் இணைந்து பயன்படுத்தப்படும்போது, நியாயமான துல்லிய குறுகிய-கால முன்கணிப்புகளைச் செய்யலாம்.[8]
ஒரு வலைத்தொகுப்பின் பல வானிலை நிலையங்களிலிருந்து பெறப்படும் ஒரே நேரத்து காற்றழுத்தமானியின் அளவுக்குறிப்புகள் காற்று அழுத்தத்தின் வரைபடங்கள் உருவாக்கத்தை அனுமதிக்கிறது, இவைதான் நவீன வானிலை வரைபடத்திற்கான வடிவமாக 19 ஆம் நூற்றாண்டில் உருவாக்கப்பட்டபோது இருந்தது. சமஅளவு அழுத்தங்களின் வரைகோடுகளான ஐசோபார்கள், வரைபடங்களில் வரையப்படும்போது, உயர்ந்த மற்றும் தாழ்ந்த காற்றழுத்தப் பகுதிகளைக் காட்டும் ஒரு எல்லைக்கோட்டு வரைபடத்தை வழங்குகிறது. எல்லைக்குட்படுத்தப்பட்ட உயர் வளிமண்டல அழுத்தங்கள் நெருங்கிவரும் வானிலை அமைப்புகளுக்கு ஒரு அரணாகச் செயல்பட்டு அதன் செல்தடத்தை மாற்றிவிடுகிறது. மறுபுறத்தில் குறைந்த வளிமண்டல அழுத்தங்கள் ஒரு வானிலை அமைப்புக்கான குறைந்த எதிர்ப்புகளுடைய பாதையைப் பிரதிநிதிக்கிறது, இது குறைந்த அழுத்தத்தை அதிகரித்த புயல் காற்று நடவடிக்கைகளுடன் தொடர்புபடுத்த வழிசெய்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக ஒரு காற்றழுத்தமானி வீழ்ந்துகொண்டிருந்தால், சீர்கெட்ட வானிலை அல்லது ஏதோவொரு வடிவிலான மழைப்பொழிவைக் குறிக்கிறது; எனினும் காற்றழுத்தமானி உயர்ந்துகொண்டிருந்தால், அப்போது ஒரு தெளிவான வானிலை இருக்கும் அல்லது எந்த மழைப்பொழிவையும் கொண்டிருக்காது.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
