துணுக்குச் சீட்டு – 14 : தண்ணீரில் நடக்கும் பூச்சி
விறுவிறுன்னு தரையில நடக்குற மாதிரி, வேக வேகமா தண்ணீரில நடந்தா எப்படி இருக்கும்? நம்மளோட கால்கள வச்சு நம்மளால நடக்க முடியாதுதான், ஆனா வாட்டர் ஸ்டிரைடர் (water strider) எனும் பூச்சி ஜாலியா, வேகமா தண்ணியில, சொய்ங்க்ன்னு ஓடக் கூட முடியும் என்பது தெரியுமா?! நம்மளால முடியல; ஆனா எப்படி அந்தப் பூச்சியால மட்டும் அதோட கால்கள வச்சி தண்ணியில ஓட முடியுது?
கொஞ்சமா இந்தப் பூச்சியைப் பத்தி யோசனையை ஒத்தி வச்சுட்டு, இப்போ இயற்பியல் தத்துவத்தைப் பார்ப்போமா!
தண்ணீரில் மூலக்கூறுகள் இருக்கு அல்லவா, இதுல, ஒவ்வொரு மூலக்கூறும் தன்னைச் சுற்றி இருக்கும் மற்ற மூலக்கூறுகள் அதனோட நண்பனா இருக்கணும்னு நினைக்கும். அதனால் அதைச் சுற்றி இருக்கும் மூலக்கூறுகளை அதன் பக்கம் இழுக்கும். இப்படி எல்லாம் ஒன்னு மாத்தி ஒன்னு இழுக்கும் போது, தண்ணியோட மேல் பரப்புல இருக்கும் மூலக்கூறுகளை அதுக்குக் கீழ இருக்கும் மூலக்கூறுகள் இழுக்கும். ஆனால், மேல் பரப்புல இருக்கும் மூலக்கூறுகளுக்கு அதோட மேல் புறத்தில் இழுக்கப்படுவறக்கு தண்ணீயோட வேற எந்த மூலக்கூறும் இல்லாததால மேல் பரப்பில் இருக்கும் மூலக்கூறுகள் ஒரு கோடு வரைந்த மாதிரி சீராக இருக்கும். இப்படி நீரின் மூலக்கூறுகள் மேல் பரப்பில் இருப்பதை, மேற்பரப்பு இழுவிசைன்னு (Surface Tension) சொல்லுவோம்.
குவளை நிரம்பி வழியப்போகும் அளவுக்குத் தண்ணீரை ஊற்றினால், யாரோ அணை கட்டிய மாதிரி சீராக ஒரு bubble மாதிரி இருக்கும் அல்லவா? அது மேற்பரப்பிழுவிசையாலதான். மேற்பரப்பிழுவிசையைத் தாண்டி ஏதாவது ஒரு பொருள் தண்ணீருக்குள்ள போகணும்னா, அதுக்கு ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு எடை/அழுத்தம் தேவை; அல்லது அந்தப் பொருள் ஈரமாகும் தன்மை கொண்டதா இருக்கணும். இப்போதைக்கு இவ்வளவு இயற்பியல் விளக்கம் போதும்.
இப்போ நம்ம வாட்டர் ஸ்ட்ரைடருக்கு வருவோம். இந்த நீரில் மிதக்கும் பூச்சியோட கால்களில் ரோமத்தாலான போன்ற செண்டு வடிவம் இருக்கும் (அதாவது கிளைடரின் கால்களில் உள்ளதைப் போல) இந்த ரோமச் செண்டுக்கும் தண்ணீருக்கும் சண்டை போல, ரெண்டுத்துக்கும் ஒத்துப் போகாது. இப்படி இருக்கும் பொருள்களை hydrophobic-ன்னு சொல்லுவோம். இப்படி hydrophobic ஆக இருக்கும் பொருள்களின் மேல, தண்ணீர் ஒட்டாது, மாறாக, தாமரை இலை மேல நீர் இருக்குற மாதிரி அந்த ரோமச் செண்டுடைச் சுற்றி மேற்பரப்பிழுவிசையால தண்ணீர், உருளையாக இருக்குமே தவிர, அந்தச் செண்டு ஈரம் ஆகாது. அதனால் தண்ணீர் மேல மிதக்கும் தன்மை வாய்ந்ததாக இந்தப் பூச்சி இருக்கு. அதெல்லாம் சரி, இந்தப் பூச்சிக்கு எடை இருக்கும் அல்லவா, அப்புறம் எப்படி தண்ணீரில் மூழ்கவே இல்லை?
இங்குதான் அழுத்தம் (pressure) பயன்படுது. பொதுவாக, அகலம் சின்னதாக இருக்கும் கைப்பட்டை கொண்ட பையைத் தூக்கும்போது, பையில் கொஞ்சம் எடை இருந்தாலும் கை ரொம்ப வலிக்கும். அதுவே, அதே அளவு எடையை அகலம் அதிகமான கைப்பட்டை கொண்ட பையைத் தூக்கும்போது, கை வலி குறைவாக இருக்கும். ஏனென்றால், பரப்பளவு அதிகமானால், அந்த பொருளின் எடை சம அளவில் பரவுவதற்கு நிறைய இடம் இருக்கும் அதனால், அழுத்தம் குறைவாக இருக்கும், நமக்கும் கை வலி குறைவாக இருக்கும்.
இப்போ, நம்ம பூச்சி என்ன பண்ணும்னா, அதனோட நான்கு கால்களையும் ஒன்றுக்கு ஒன்று தூரம் அதிகமா இருக்கும்படி வச்சிக்கும். அதனால் நான்கு கால்களுக்கும் நடுவுல இடம் அதிகமா இருக்குறதால தண்ணீர் மீதான அழுத்தம் குறைவாக இருக்கும். இந்த அழுத்தம் தண்ணீரோட மேற்பரப்பிழுவிசையை உடைக்கும் அளவுக்கு இருக்காது. அதனால, வாட்டர் ஸ்ட்ரைடர் தண்ணீருக்குள்ள மூழ்காம சொய்ங்ன்னு போகுது. ஒருவேளை, அந்தப் பூச்சி, தரையில் இருந்து கிளம்புறதுக்கு முன்னாடி அங்கே இருக்கும் மற்ற உயிரினங்களைப் பாத்து, “வரட்டா?”-ன்னு சொல்லுமோ!<
