शोषण २

शोषण २ : विज्ञानामध्ये शोषण ही संज्ञा प्रामुख्याने द्रव्याचे शोषण आणि प्रारणांचे (तरंगरूपी ऊर्जेचे) शोषण या दोन अर्थांनी वापरली जाते. रासायनिक प्रक्रिया उदयोगामध्ये (उदा., खनिज तेल आणि इंधन शुद्धीकरण प्रक्रियांमध्ये) द्रव्याचे शोषण म्हणजे प्रामुख्याने वायूचे शोषण यासाठी ही संज्ञा वापरली जाते. रूढ अर्थाने जेव्हा एखादया एकक रासायनिक प्रकियेमध्ये एखादया विद्रावकाव्दारे (विरघळविणाऱ्या पदार्थाव्दारे) त्याच्या सान्निध्यात आलेल्या वायुमिश्रणातील एका किंवा अधिक वायूंचे शोषण होते, तेव्हा त्यास वायुशोषण असे म्हणतात [⟶ वायुशोषण]. द्रव पदार्थ अथवा एखादा वायू वेगळा करण्यासाठी वापरण्यात येणाऱ्या अनेक प्रकियांपैकी वायुशोषणाची प्रकिया ही दुसऱ्या कमांकाची महत्त्वाची प्रकिया म्हणून वापरतात. भौतिकीमध्ये शोषण हा प्रकार प्रामुख्याने ⇨तरंग गती च्या संदर्भात अभ्यासला जातो. या प्रकारात एखादया माध्यमाव्दारे तरंगऊर्जेचे शोषण केले जात असल्यामुळे त्यास ऊर्जाशोषण असे म्हणतात. यापुढील विवेचनामध्ये ऊर्जाशोषणाचाच ऊहापोह केला आहे.

विद्युत् चुंबकीय तरंग, ध्वनितरंग अथवा इतर कोणतेही तरंग यांची ऊर्जा त्यांच्या परमप्रसराच्या वर्गाच्या समप्रमाणात असून तरंग जसजसा पदार्थातून पुढेपुढे जाईल तसतसा त्याचा परमप्रसर कमी होत जातो. एखादया माध्यमातून एखादा तरंग जात असताना त्याच्या ऊर्जेतील फारच थोडा भाग शोषला गेल्यास त्या तरंगाच्या संदर्भात ते माध्यम पारदर्शक असते. याउलट तरंगाची सर्व ऊर्जा एखादया माध्यमाव्दारे शोषली जात असेल, तर ते माध्यम अपारदर्शक असते. काही पदार्थांव्दारे ठराविक तरंगलांबीची प्रारणेच फक्त शोषली जातात. त्यामुळे त्या विशिष्ट तरंगाच्या बाबतीत ते पदार्थ अपारदर्शक असतात. उदा., निळ्या रंगाची काच ही निळ्या प्रकाशाबाबत पारदर्शक असते परंतु ती हिरव्या अथवा लाल रंगाच्या प्रकाशासाठी अपारदर्शक असते. त्याचप्रमाणे कठीण रबर क्ष-किरण आणि अवरक्त किरणांच्या बाबतीत पारदर्शक असते परंतु दृश्य प्रकाशाच्या बाबतीत रबर अपारदर्शक असते. या गोष्टीचा वापर करून नको असणाऱ्या तरंगलांबींची प्रारणे एखादया मिश्रप्रारणापासून वेगळी करता येतात. प्रकाशकीय गाळणी ही बहुधा विशिष्ट प्रकारच्या काचेपासून वर्तुळाकार चकतीच्या आकाराची बनविलेली असते व तिचा वापर विशिष्ट तरंगलांबीचे तरंग वेगळे करण्यासाठी करतात. या गाळणीचा वापर छायाचित्रणात मोठया प्रमाणात करतात.

कोणत्याही पदार्थाव्दारे (घन, वायू , द्रव अथवा आयनद्रायू) पारणांचे कमी-अधिक प्रमाणात शोषण होत असते. प्रारणांचे (प्रकाश, ध्वनी, विद्युत् चुंबकीय) पदार्थाव्दारे होणारे शोषण हे प्रामुख्याने त्या प्रारणाची तरंगलांबी, पदार्थाचे स्वरूप आणि जाडी यांवर अवलंबून असते. लँबर्ट नियमानुसार प्रकाशकिरण जेव्हा एखादया माध्यमातून प्रवास करतो तेव्हा माध्यमाच्या जाडीनुसार प्रकाशाची तीव्रता बदलते. हा बदल पकाशाच्या तीव्रतेशी समानुपाती असतो. हा नियम पुढील सूत्राने मांडला जातो.

यामध्ये I = प्रकाशाची तीव्रता, K = शोषण गुणांक व t = माध्यमाची जाडी आहे. प्रकाशाची सुरूवातीची तीव्रता ^१/_१० एवढ्या प्रमाणाने कमी करण्यासाठी आवश्यक असणाऱ्या माध्यमाच्या जाडीच्या व्यस्तांकास त्या पदार्थाचा शोषणगुणांक असे म्हणतात. याच्या साहाय्याने एखादया पदार्थातून (माध्यमातून) प्रकाश जात असताना त्या पदार्थाव्दारे प्रकाशाचे किती प्रमाणात शोषण होते, याची माहिती मिळते. या शोषणाचे दोन प्रकार आहेत. ज्या पदार्थाव्दारे सर्व प्रकारच्या तरंगलांबींचे शोषण समान प्रमाणात केले जाते त्यास सामान्य शोषण असे म्हणतात. या प्रकारामध्ये पाहणाऱ्याला तो पदार्थ करड्या रंगाचा दिसतो. सहसा कोणताही पदार्थ सर्व तरंगलांबींच्या प्रकाशाचे एकसमान शोषण करीत नाही, तरीसुद्धा सामान्यपणे काजळी किंवा प्लॅटिनम धातूची अर्धपारदर्शक पातळ फिल्म (पटल) या पदार्थाचा सामान्य शोषण प्रकारात समावेश करतात. प्रकाशाच्या विवेचक शोषण प्रकारात मात्र विशिष्ट तरंगलांबीच्या प्रकाशाचेच फक्त शोषण होते. दैनंदिन व्यवहारात वापरण्यात येणाऱ्या सर्व रंगीत पदार्थांचे रंग केवळ विवेचक शोषणामुळेच आलेले असतात.

शोषण वर्णपट : विद्युत् चुंबकीय प्रारणे अथवा अविरत (अखंड) वर्णपट असणाऱ्या उद्‌गमाचा प्रकाश शोषण करणाऱ्या एखादया पदार्थातून गेल्यास त्या पदार्थाद्वारा ठराविक तरंगलांबीच्या प्रकाशाचे शोषण होते. त्यामुळे त्या पदार्थातून बाहेर पडणाऱ्या प्रकाशाच्या वर्णपटात शोषल्या गेलेल्या तरंगलांबीच्या अदीप्त रेषा दिसतात, त्यास शोषण वर्णपट म्हणतात. या वर्णपटाचा ⇨ प्रकाशकी मध्ये शोषण वर्णपटविज्ञान म्हणून स्वतंत्र विकास झाला आहे. शोषण वर्णपटविज्ञानाचा वापर अनुस्फुरण दिव्यांमध्ये व पदार्थाची अंतर्गत रचना समजण्यासाठी मोठया प्रमाणात करतात [⟶ वर्णपटविज्ञान]. सूर्यप्रकाशाचा वर्णपट हे शोषण वर्णपटाचे सर्वांत उत्तम उदाहरण आहे.

भौतिकीमधील कण सिद्धांतानुसार एखादया माध्यमातून उच्च ऊर्जा असणाऱ्या कणांचा झोत जात असताना त्या माध्यमाव्दारे ऊर्जेचे आयनीकरणाने शोषण होते. त्यामुळेच प्रोटॉन आणि आल्फा कण हे कोणत्याही पदार्थातून जाताना ठराविक (मर्यादित) अंतरापर्यंतच जाऊ शकतात. त्याचप्रमाणे काही अणुकेंद्रीय विक्रियांमध्ये एखादया आपाती कणाचे अणुकेंद्राव्दारे शोषण होते आणि त्यातून नवीन कण, फोटॉन अथवा शोषण केलेले परंतु वेगळी ऊर्जा असणारे कण यांचे उत्सर्जन होते. काही अणुकेंद्रीय विक्रियांमध्ये कमी ऊर्जा असणाऱ्या पॉझिट्रॉनाचे इलेक्ट्रॉनाचा ऱ्हास करून एकाच वेळी दोन गॅमा किरणांच्या उत्सर्जनाव्दारे वेगाने शोषण होते.

बोटे, शशिकांत रा.

“