"गॅस संपला आहे? मग खाणं घरी मागवू किंवा मग बाहेर जेवायला जाऊ"
(खाणं घरी मागवलं काय किंवा बाहेर जेवलो काय, निकाल एकच. जेवणाची व्यवस्था झाली.)
"ज्याचे शिक्षण या पदाला साजेसे आहे आणि ज्याच्या पगाराच्या अपेक्षा आम्हाला परवडतील त्या माणसाला आम्ही नोकरी देऊ."
(साजेसे शिक्षण, आणि पगाराच्या अपेक्षा या दोन्ही गोष्टी जुळल्या तरच अपेक्षित निकाल. त्या उमेदवाराची निवड.)
आपण बोलता बोलता 'आणि' व 'किंवा' या शब्दांचा वापर कितीदा तरी करतो. व्यवहारात स्वत:लाच काही अटी घालून घेतो. त्यातली एक आणि/किंवा अनेक अटी एकाचवेळी पूर्ण झाल्या तरच त्या अटींवरुन अवलंबून असलेला अपेक्षित निकाल(आउटपुट) आपल्याला मिळतो. आता या अटी आपल्याला हव्या तशा एक किंवा अनेक एकाचवेळी पूर्ण होतायत का, तपासणार कोण? आपलं मन. बूलियन तर्कशास्त्राच्या भाषेत बोलायचं झालं तर आपल्या मनात अनेक 'लॉजिक गेटस' आहेत, जी अशा अनेक अटी सतत तपासून त्याप्रमाणे काय करायचं याचा निर्णय घेत असतात.
हा 'लॉजिक गेट' काय प्रकार आहे बरं? 'गेट'. प्रवेशद्वार.या प्रवेशद्वारापाशी काळे आणि पांढरे कपडे घातलेल्या एक माणसांचा गट उभा आहे. आणि आपण सांगितलेल्या पद्धतीने तपासणी करुन रखवालदार त्या गटातल्या एकाच काळ्या किंवा पांढऱ्या प्रतिनिधीला आत सोडतो आहे. प्रवेशद्वाराला 'दिलेले काळेपांढरे नग' अनेक. पण 'प्रवेशद्वारातून पार होऊन आपल्याला भेटणारा, काळा किंवा पांढरा' नग एकच. आज आपण या प्रवेशद्वारांचे काही प्रकार अभ्यासणार आहोत.
१. 'अँड'- आणि
२. 'ऑर'- किंवा
३. 'नॉट'- नाही
४. 'नँड'- नकारार्थी आणि
५. 'नॉर'- नकारार्थी किंवा
६. 'एक्सॉर'- तुम्ही दोघे सारख्याच प्रकारचे असाल तर आम्ही नाही जा पांढऱ्याला सोडणार!
७. 'एक्सनॉर'-इथे गणवेशाची सक्ती आहे. तुम्ही दोघं वेगवेगळे कपडे घालून आलात तर आम्ही नाही जा पांढऱ्याला सोडणार!
(सूचना: या लेखातील चित्रे मोठ्या आकारात पाहण्यासाठी प्रत्येक चित्रावर क्लिक करा.)
____________________________________________________________
अँड :
'अँड' तर्कशास्त्रीय प्रवेशद्वार हे गुणाकाराचे, किंवा 'सिरीज'(एकसर) जोडणीचे प्रतिनिधित्व करते. तुम्ही कधी बँकेतल्या तिजोरीत दागिने, कागदपत्रे आदी ठेवले आहेत? तिजोरी उघडताना दोन चाव्या लावल्या तरच तिजोरी उघडते. या दोन चाव्यांतली एक आपल्याकडे व दुसरी बँकेच्या अधिकाऱ्याकडे असते. कोण्याही एकेकट्याने त्याच्याजवळ असलेली एकच चावी लावून तिजोरी उघडायचा प्रयत्न केला तर ती उघडणार नाही.हेही एक प्रकारचे 'अँड' प्रवेशद्वार. सर्वसामान्यपणे डिजीटल शास्त्राच्या भाषेत बोलायचं झालं तर 'काळे' म्हणजे 'ऑफ' म्हणजे 'फॉल्स' म्हणजेच 'शून्य' म्हणजेच 'लो' आणि पांढरे म्हणजे 'ऑन' म्हणजे 'ट्रू' म्हणजेच 'एक' म्हणजेच 'हाय'. यापुढे आपण या 'शून्य (०)' आणि 'एक (१)' च्या भाषेतच शिकणार आहोत. खाली दिलेले 'अँड' गेटचे चिन्ह आणि माहिती पाहूया:
'क' आणि 'ख' बटणे एकसर जोडणीत. 'क' किंवा 'ख' पैकी एक, किंवा दोन्ही बंद असली तर विद्युतमंडल पूर्ण होत नाही, दोन्ही एकावेळी चालू असली तरच विद्युतमंडल पूर्ण होऊन दिवा लागतो. क आणि ख आणि त्यावरुन निकाल ग ची स्थिती मांडणाऱ्या या वरील तक्त्याला 'ट्रुथ टेबल' अशी संज्ञा आहे.
(अवांतर: विद्युतमंडलातील विद्युतधारा मोजण्यासाठी जोडलेला 'ऍमिटर' ही नेहमी एकसर जोडणीतच जोडायचा असतो.कधी ऍमिटर विद्युतमंडलाच्या समांतर जोडणीत जोडून पाहिला आहे?पाहू नका.विद्युतस्त्रोत(बॅटरी)चे धन ऋण ध्रुव हे शून्य रोध असलेल्या ऍमिटरमुळे एकमेकांना जोडले जाऊन (शॉर्ट सर्किट होऊन) लहानसा स्फोटासदृश प्रकार घडतो! )
____________________________________________________________
'ऑर':
'ऑर' तर्कशास्त्रीय प्रवेशद्वार समांतर जोडणीचे प्रतिनिधित्व करते. 'एक होगा तो भी चलेगा! दोनो एकसाथ नही तो भी काम चला लेंगे!' अशी या लॉजिक गेटची सामंजस्याची भूमिका आहे. 'अँड' सारखा 'सगळे एकत्र पाहिजेतच' वाला काटेकोरपणा नाही. 'ऑर' गेटचे चिन्ह आणि विद्युतमंडलीय आकृतीने स्पष्टीकरण पाहूया:
बटणे क आणि ख ही समांतर जोडणीत जोडलेली आहेत. क आणि ख पैकी एक चालू केले किंवा दोन्ही एकावेळी चालू केली तरी दिवा लागेल. हां, आता क आणि ख दोन्ही एकावेळी बंद केली तर मात्र विद्युतमंडलाचा नाईलाजच होईल आणि ते पूर्ण होणार नाही.
____________________________________________________________
'नॉट':
चार (मराठी!) माणसं एकत्र जमून गप्पाटप्पा करत असतील, त्यांच्यात बहुतेकदा एखादा तरी 'तू काळं म्हणालास तर मी पांढरं म्हणणारच' या धोरणाचा (वितंड)वादी मनुष्य दिसतोच. 'नॉट' प्रवेशद्वाराचंही हे असंच आहे. तुम्ही शून्य पाठवलं की नॉट गेट एक म्हणणार आणि तुम्ही एक पाठवला तर त्याचं शून्य बनवणार. 'नॉट' गेटचे चिन्ह आणि माहिती पाहूया:
या ठिकाणी एकच बटण क हे विद्युतमंडलात जोडले आहे. 'क' या बटणाला दोन स्थिती आहेत. या बटणाला इलेक्ट्रॉनिक्स भाषेत 'सिंगल पोल डबल थ्रो(एस. पी डी.टी.) स्विच' म्हणतात. बटण क हे सर्वसामान्य स्थितीत जमिनीला जोडले आहे. ('जमीन' म्हणजेच 'ग्राउंड' तीन आडव्या रेषांनी दर्शवले आहे.) क बटण 'चालू' स्थितीत असल्यावर विद्युतधारा जमिनीकडे वाहून दिवा बंद राहतो आहे. मात्र क बटन 'बंद' अवस्थेत असताना ते दिव्याला जोडलेले असल्याने दिव्याला विद्युतप्रवाह मिळून दिवा लागतो आहे. नॉट गेटला दुसरी संज्ञा 'इन्व्हर्टर' हीसुद्धा आहे.
____________________________________________________________
'नँड':
नँड म्हणजेच नकारर्थी अँड प्रवेशद्वार, हे अँडच्या बरोबर उलटे वागते. 'कमी किंवा शून्य मिळाले तर त्याच्यात समाधाने राहू,मात्र जास्तीत जास्त मिळाले तर डोक्यात हवा जाऊन होत्याचे नव्हते करु' असे काहीसे या गेटचे धोरण आहे. नँडचे चिन्ह अँडच्या चिन्हापुढे एक गोळा असे दर्शवले जाते. हा गोळा म्हणजे 'उलटण्याचे' वा 'इव्हर्जन' चे प्रतिक दाखवण्यासाठी म्हणून वापरला जातो. नँडचे चिन्ह आणि माहिती पाहूया:
क किंवा यापैकी एक, किंवा दोन्ही बटणे एकावेळी 'बंद'(अनुक्रमे प आणि फ बिंदूंना) असली तरी विद्युतमंडल पूर्ण होऊन दिवा लागेल. मात्र दोन्ही बटणे 'चालू' स्थितीला एकावेळी असली तर विद्युतमंडल पूर्ण होणार नाही आणि दिवा लागणार नाही.
____________________________________________________________
'नॉर':
नॉर हा प्राणी 'ऑर' प्रवेशद्वाराच्या अगदी उलट. पूर्ण शून्यात हा समाधानी, पण जरा संपत्ती मिळायला लागली की नाखूश. मिळालेल्या दोन्ही संख्या '०' असल्या तरच निकाल चांगला. एक किंवा दोन्ही संख्या एक असल्या तर निकाल शून्य. खाली दिलेली 'नॉर' ची माहिती पाहा:
बटण क आणि बटण ख दोन्ही 'बंद' बिंदूंकडे असले तरच विद्युतमंडल पूर्ण होऊन दिवा लागेल. क चालू, किंवा ख चालू, किंवा दोन्ही चालू असले तरी विद्युतधारा जमिनीकडे जाईल व दिवा प्रकाशित होणार नाही. ____________________________________________________________
एक्झॉर:
'एक्झॉर' गेट हे फुटीरतावादी किंवा वैविध्यताप्रेमी आहे. दिलेल्या माहित्या वेगवेगळ्या प्रकारच्या नसणे, किंवा सारख्या नसणे ही निकाल चांगला लागायची अट आहे. एक्झॉरचे सूत्र असे लिहीता येईल:
((क च्या उलट माहिती) गुणिले ख) अधिक ((ख च्या उलट माहिती) गुणिले क)
आता क आणि ख दोन्ही '१' असले तर काय होईल?
(१ च्या उलट म्हणजे ०) गुणिले १ अधिक (१ च्या उलट म्हणजे ०) गुणिले १=म्हणजे शेवटी उत्तर शून्यच!
क आणि ख दोन्ही शून्य असले तरी तेच.
(० च्या उलट म्हणजे १) गुणिले ० अधिक (० च्या उलट म्हणजे १) गुणिले ०= म्हणजे परत उत्तर शून्यच!
समजा क १ आणि ख ० असला तर?
(१ च्या उलट म्हणजे ०) गुणिले १ अधिक (० च्या उलट म्हणजे १) गुणिले १=वा! उत्तर १ आले.
ख १ आणि क शून्य असला तरी उत्तर १ येईल. एक्झॉर गेट काही नँड गेटांचा वापर करुन हे असे तयार करता येईल:
____________________________________________________________
'एक्सनॉर':
एक्सनॉर चे वागणे एक्झॉर च्या अगदी उलट. जर दिलेल्या माहित्या एकसारख्या असल्या तरच निकाल चांगला, अन्यथा शून्य. एक्झॉरचे सूत्र हे असे:
(((क च्या उलट माहिती) गुणिले ख) अधिक ((ख च्या उलट माहिती) गुणिले क)) या पूर्ण हिशोबाच्या उलट.
काही नँड गेटांच्या साहाय्याने एक्सनॉर गेट हे असे बनवता येते:
____________________________________________________________
सर्वसमावेशक प्रवेशद्वारे(युनिव्हर्सल लॉजिक गेटस):
नँड आणि नॉर यांना 'युनिव्हर्सल गेटस' म्हणतात, कारण कोणतेही इतर तर्कशास्त्रीय प्रवेशद्वार एकापेक्षा जास्त नँड किंवा एकापेक्षा जास्त नॉर चा उपयोग करुन बनवता येते. कशी बनवणार नँड आणि नॉर वरुन इतर गेटे? अंदाजपंचे? नाही. त्यासाठी आपण डीमॉर्गनची दोन सूत्रे वापरतो.
सूत्र १: 'उलट' (माहिती क 'आणि' माहिती ख)= उलट(माहिती क) 'किंवा' 'उलट'(माहिती ख).
सूत्र २: 'उलट' (माहिती क 'किंवा' माहिती ख)= उलट(माहिती क) 'आणि' 'उलट'(माहिती ख).
आंग्लभाषेत 'उलट' हे त्या अक्षरावर आडवी रेष असे दाखवतात. आंग्लभाषेत डी मॉर्गनचा सिद्धांत हा असा:
उदा. आपण 'नॉट' गेट नँड च्या साहाय्याने कसे बनवू?
उलट(क)= उलट(क)+(०). (० अधिक केले तर संख्येत काही फरक पडणार नाही.)
= उलट(क)+उलट(१)
=उलट(क आणि १) (डीमॉर्गनचे पहिले सूत्र वापरुन)
आता आपण विचार केला तर 'क आणि १' हे अँड गेटला दिले तर मिळणारा निकाल सर्वस्वी क च्या किंमतीवर अवलंबून असेल. क ०, निकाल ०. क १, निकाल १.
म्हणून आपण या १ ची जागा क नेच घेतली तर?
उलट(क)=उलट(क आणि क)
अरे हो! उलट(काहीतरी आणि काहीतरी) म्हणजे नँड गेट. म्हणून अर्थ असा झाला की आपण नँड गेटला दोन्ही माहिती क दिल्या तर उत्तर क च्या उलट येईल. हे असे:
लेख संपवल्यावर डीमॉर्गनची सूत्रे वापरुन हा गृहपाठ सिद्ध नक्की करुन पहा:
१. नँडच्या साहाय्याने ऑर
२. नँडच्या साहाय्याने अँड
डिजीटल इलेक्ट्रॉनिक्स हा एक अफाट समुद्र आहे. त्यातल्या 'लॉजिक गेटस' या एका लहानशा सुईने कशिदा काढण्याचा हा प्रयत्न केला आहे.
(-अनुराधा कुलकर्णी)
____________________________________________________________
डिस्क्लेमर:
१. लेखातील माहिती विकीपीडीया व लेखिकेच्या आठवणींच्या आधारे लिहिली आहे.
२. माहितीत व आकृत्यांत सुधारणेला वाव असू शकेल.
३. लेखात दाखवलेली दिवा आणि बटणांची विद्युतमंडले ही केवळ चांगल्या स्पष्टीकरणासाठी वापरलेली आहेत. प्रात्यक्षिकासाठी वापरताना त्यात आवश्यक त्या किमतीचे रोध, इंडक्टन्स आदी वस्तूंची आवश्यकता आहे याची नोंद घ्यावी.
अनुराधा कुलकर्णी
Tuesday, May 22, 2007
Wednesday, May 16, 2007
कथा मायक्रोवेव्ह भट्टीची
आज बऱ्याच घराघरातून 'प्रतिष्ठेचे चिन्ह' म्हणून खरेदी केली जाणारी, 'मी मायक्रोवेव्हमध्ये शेंगदाणे भाजते/भाज्या बनवते/बटाटे उकडते','आम्ही हल्ली चहा कॉफी पण मायक्रोवेव्हमध्ये करतो.' असे शेजारणीपाजारणींना अभिमानाने सांगावेसे वाटावे अशी हीच ती 'सूक्ष्मलहरी भट्टी' उर्फ मायक्रोवेव्ह ओव्हन.
'सूक्ष्म लहरींचा उपयोग खाणं शिजवण्यासाठी केला जाऊ शकतो' हा शोध मात्र योगायोगानेच लागला. १९४६ सालच्या एका दिवशी पर्सी स्पेन्सर नामक अमेरिकन संशोधक रडारसाठी लागणाऱ्या 'मॅग्नेट्रॉन' या उपकरणावर प्रयोग करत होता. अचानक त्याने पाहिले की त्याच्या खिशातला खाद्यपदार्थ वितळत होता. स्पेन्सरला वाटलं की हा नक्की मॅग्नेट्रॉनमधून निघालेल्या सूक्ष्मलहरींचा परिणाम आहे. त्याचं कुतूहल चाळवलं आणि त्याने मॅग्नेट्रॉनजवळ थोडे मक्याचे कोरडे दाणे ठेवून पाहिले. क्षणात ते तडतडून त्यांच्या लाह्या बनल्या.
दुसऱ्या दिवशी स्पेन्सरने परत हाच प्रयोग करण्याचं ठरवलं. यावेळी त्याचा एक उत्साही सहकारी पण त्याच्याबरोबरच होता. त्यांनी एक अंडं मॅग्नेट्रॉनजवळ ठेवलं. अंडं काही क्षणात थरथरायला लागलं. अर्थातच अंड्याच्या आतला द्रव उष्णतेने विचलित झाल्याने ते हालत होतं. स्पेन्सरचा सहकारी जरा नीट पाहायला जवळ सरकला आणि .. त्या अंड्याचा स्फोट होऊन आतला ऐवज त्याच्या चेहऱ्यावर उडाला! जर सूक्ष्मलहरींनी अंडे इतक्या लवकर शिजले तर इतर अन्न का नाही? यातूनच आणखी प्रयोगांना चालना मिळाली. नंतर स्पेन्सरने एक धातूचं खोकं तयार करून त्यात अन्न ठेवलं आणि त्या खोक्याला ठेवलेल्या छिद्रातून सूक्ष्मलहरी आत अन्नावर सोडल्या. काही सेकंदातच अन्न गरम झालं.
स्पेन्सरच्या शोधाने खाद्यक्षेत्रात एक नवी क्रांती केली होती. १९४७ मध्ये जगातली पहिली मायक्रोवेव्ह भट्टी 'रडारेंज' नावाने बाजारात आली. ही नवीन भट्टी आकाराने मात्र आजच्या मायक्रोवेव्ह भट्ट्यांपेक्षा बरीच अवाढव्य होती. ही अशी दिसायची ६ फूट उंचीची आणि जवळजवळ ३४० किलो वजनाची पहिली मायक्रोवेव्ह भट्टी:
अर्थातच सुरुवातीला या शोधाला विशेष प्रतिसाद मिळाला नाही.ही भट्टी गैरसोयीची वाटण्यामागे एक कारण हेही होतं की मॅग्नेट्रॉन चे तापमान नियंत्रित करायला पाणी वापरलं जात होतं. पण लवकरच मायक्रोवेव्ह भट्टीच्या आकारात सुधारणा झाल्या, पाण्याऐवजी शीतलनासाठी (कूलिंगसाठी) हवा वापरणारे मॅग्नेट्रॉन वापरून भट्ट्या बनवल्या. आणि मायक्रोवेव्ह भट्टीचा शोध प्रसिद्ध झाला.१९५८ च्या 'रिडर्स डायजेस्ट' मध्ये स्पेन्सरवर लेख छापून आला.
मायक्रोवेव्ह भट्ट्यांच्या वाढत्या लोकप्रियतेबरोबरच लोकांनी या भट्टीचे निरनिराळे कल्पक उपयोग शोधायला सुरुवात केली. बटाट्याचे वेफर मायक्रोवेव्हमध्ये वाळवणे, कॉफीच्या बिया भाजणे, शेंगदाणे भाजणे, गोठलेले मांस वितळवणे, मांस शिजवणे हे झाले खाद्यक्षेत्रातील काही उपयोग. अनेक क्षेत्रात कागद वाळवणे, चामडे वाळवणे, चिनीमातीच्या वस्तू वाळवणे,काडेपेट्यांची गुलं वाळवणे यासाठीही मायक्रोवेव्ह भट्टी वापरली जाऊ लागली. सुरुवातीला मायक्रोवेव्ह भट्टी आणि या सूक्ष्मलहरींचे शरीरावर विपरीत परिणाम याबद्दल बऱ्याच भीतीयुक्त समजुती होत्या. पण नवनवीन सोयींबरोबर ही भीती कमी होत गेली. १९७५ पर्यंत मायक्रोवेव्ह भट्टीची विक्री बरीच वाढली होती.
'सूक्ष्मलहरींनी खाद्यपदार्थ शिजतो' म्हणजे नेमकं काय होतं बरं? जास्त वारंवारतेच्या सूक्ष्मलहरी जेव्हा खाद्यपदार्थातील पाण्याच्या रेणूंतून जातात तेव्हा 'डायइलेक्ट्रिक हिटिंग' या गुणधर्माने त्या पाण्याचे तापमान वाढते. आणि ही पाण्यातील उष्णता पदार्थ शिजवते.
१. पाण्याच्या रेणूच्या एका टोकाला धनभार आणि एका टोकाला ऋणभार असतो.(याला आंग्लभाषेत 'डायपोल' असे म्हणतात.)
२. सूक्ष्मलहरी पदार्थाच्या आजूबाजूला खेळवल्यावर विद्युतक्षेत्र तयार होते. हे विद्युतक्षेत्र सूक्ष्मलहरींची वारंवारता (फ्रीक्वेन्सी) जास्त असल्याने वेगाने दिशा(पोलॅरीटी) बदलत असते.
३. पाण्याचे रेणू विद्युतक्षेत्राच्या दिशेप्रमाणे आपली धन आणि ऋण टोके योग्य रितीने लावून घेण्यासाठी हालचाल करतात.
४. विद्युतक्षेत्र प्रचंड वेगाने दिशा बदलत असल्याने पाण्याचे रेणूही सारखी आपली दिशा क्षेत्राच्या अनुकूल बनवण्यासाठी उलटसुलट हालचाल करतात आणि या प्रक्रियेत फिरतात.
५. असे फिरणारे अनेक रेणू एकमेकांना घासतात/एकमेकांवर आपटतात. या घर्षणाने उष्णता निर्माण होते.
आज बाजारात असलेल्या मायक्रोवेव्ह भट्ट्यांत वेगवेगळ्या पदार्थांसाठी वेगवेगळे तापमान/मायक्रोवेव्हच्या शक्तीची वेगवेगळी टक्केवारी ठेवण्याची सोय असते. मूळ सूक्ष्मलहरींची वारंवारता मात्र त्यासाठी बदलली जात नाही. एकाच वारंवारतेच्या सूक्ष्मलहरी कमी/जास्त वेळ चालू बंद करून हा कमी अथवा जास्त तापमान ठेवण्याचा परिणाम साधला जातो.
मायक्रोवेव्ह भट्टीचे फायदे:
१. ठरवलेल्या शिजण्याच्या वेळेनंतर भट्टी आपोआप बंद होत असल्याने पदार्थ ठेवून विसरल्यासही आग इ. दुर्घटना घडत नाहीत, ज्या विस्तवावर पदार्थ विसरल्यास घडू शकतात.
२. पेट्रोलियम इंधनाची बचत
३. पदार्थ तळण्यापेक्षा भाजल्याने त्यात चरबीचे प्रमाण कमी.
मायक्रोवेव्हच्या काही त्रुटीही अनुभवांती आढळून आल्या:
१. उष्णनाचे (हिटींगचे) प्रमाण भट्टीच्या अंतर्भागात सर्वत्र समान प्रमाणात नाही. तसेच पदार्थ मायक्रोवेव्ह भट्टीच्या अगदी मध्यभागी ठेवल्यास तो सर्वत्र समान शिजत नाही कारण फिरणाऱ्या त्या बशीवर मध्यभागी ठेवल्याने तो फिरत नाही आणि काही भागांनाच जास्त उष्णता मिळते.
२. सूक्ष्मलहरी बर्फावर पाण्याइतक्या तीव्रतेने काम करत नाहीत, कारण बर्फाचे रेणू ठराविक रचनेत पक्के बांधलेले असल्याने ते सूक्ष्मलहरींनी हालचाल करत नाहीत. परीणामतः अत्यंत गोठलेले मांस/पदार्थ जिथे बर्फ साठलेला असेल त्या भागात लवकर शिजत नाही.
३. सुरक्षितता: मायक्रोवेव्ह भट्टीत तापलेले पाणी/द्रव बाहेरच्या भांड्याला स्पर्श केल्यास तितकेसे गरम लागत नाही पण आतून सूक्ष्म लहरींच्या उष्णतेने प्रचंड गरम झालेले असते. असे द्रव चुकून घाईने प्यायल्यास/स्पर्श केल्यास भाजण्याची शक्यता अधिक.
४. सुरक्षितता: अंडे, किंवा बंद डबा यांचा सूक्ष्मलहरींनी जास्त तापवल्यास स्फोट होऊ शकतो.
५. धातूचे भांडे/वर्ख/कपबश्यांची सोनेरी नक्षी सूक्ष्मलहरींच्या सानिध्यात प्रभावी वाहक म्हणून काम करतात व ठिणगी पडण्याची/काही विषारी वायू निर्माण होण्याची शक्यता असते.
६. तळणे ही क्रिया मायक्रोवेव्ह भट्टीत करता येत नाही.
७. भारतीय पदार्थ, ज्यात उकडणे, फोडणी, तळणे अशा बऱ्याच क्रिया अंतर्भूत असतात ते मायक्रोवेव्ह भट्टीने करायला जास्त वेळ लागतो.
तरीही मायक्रोवेव्ह भट्टीची वाढती लोकप्रियता आणि पेट्रोलियम इंधनांचा भविष्यातील तुटवडा लक्षात घेता मायक्रोवेव्ह भट्टी गॅस इंधनाला मागे टाकण्याची दाट शक्यता नाकारता येत नाही.
अनुराधा कुलकर्णी
'सूक्ष्म लहरींचा उपयोग खाणं शिजवण्यासाठी केला जाऊ शकतो' हा शोध मात्र योगायोगानेच लागला. १९४६ सालच्या एका दिवशी पर्सी स्पेन्सर नामक अमेरिकन संशोधक रडारसाठी लागणाऱ्या 'मॅग्नेट्रॉन' या उपकरणावर प्रयोग करत होता. अचानक त्याने पाहिले की त्याच्या खिशातला खाद्यपदार्थ वितळत होता. स्पेन्सरला वाटलं की हा नक्की मॅग्नेट्रॉनमधून निघालेल्या सूक्ष्मलहरींचा परिणाम आहे. त्याचं कुतूहल चाळवलं आणि त्याने मॅग्नेट्रॉनजवळ थोडे मक्याचे कोरडे दाणे ठेवून पाहिले. क्षणात ते तडतडून त्यांच्या लाह्या बनल्या.
दुसऱ्या दिवशी स्पेन्सरने परत हाच प्रयोग करण्याचं ठरवलं. यावेळी त्याचा एक उत्साही सहकारी पण त्याच्याबरोबरच होता. त्यांनी एक अंडं मॅग्नेट्रॉनजवळ ठेवलं. अंडं काही क्षणात थरथरायला लागलं. अर्थातच अंड्याच्या आतला द्रव उष्णतेने विचलित झाल्याने ते हालत होतं. स्पेन्सरचा सहकारी जरा नीट पाहायला जवळ सरकला आणि .. त्या अंड्याचा स्फोट होऊन आतला ऐवज त्याच्या चेहऱ्यावर उडाला! जर सूक्ष्मलहरींनी अंडे इतक्या लवकर शिजले तर इतर अन्न का नाही? यातूनच आणखी प्रयोगांना चालना मिळाली. नंतर स्पेन्सरने एक धातूचं खोकं तयार करून त्यात अन्न ठेवलं आणि त्या खोक्याला ठेवलेल्या छिद्रातून सूक्ष्मलहरी आत अन्नावर सोडल्या. काही सेकंदातच अन्न गरम झालं.
स्पेन्सरच्या शोधाने खाद्यक्षेत्रात एक नवी क्रांती केली होती. १९४७ मध्ये जगातली पहिली मायक्रोवेव्ह भट्टी 'रडारेंज' नावाने बाजारात आली. ही नवीन भट्टी आकाराने मात्र आजच्या मायक्रोवेव्ह भट्ट्यांपेक्षा बरीच अवाढव्य होती. ही अशी दिसायची ६ फूट उंचीची आणि जवळजवळ ३४० किलो वजनाची पहिली मायक्रोवेव्ह भट्टी:
अर्थातच सुरुवातीला या शोधाला विशेष प्रतिसाद मिळाला नाही.ही भट्टी गैरसोयीची वाटण्यामागे एक कारण हेही होतं की मॅग्नेट्रॉन चे तापमान नियंत्रित करायला पाणी वापरलं जात होतं. पण लवकरच मायक्रोवेव्ह भट्टीच्या आकारात सुधारणा झाल्या, पाण्याऐवजी शीतलनासाठी (कूलिंगसाठी) हवा वापरणारे मॅग्नेट्रॉन वापरून भट्ट्या बनवल्या. आणि मायक्रोवेव्ह भट्टीचा शोध प्रसिद्ध झाला.१९५८ च्या 'रिडर्स डायजेस्ट' मध्ये स्पेन्सरवर लेख छापून आला.
मायक्रोवेव्ह भट्ट्यांच्या वाढत्या लोकप्रियतेबरोबरच लोकांनी या भट्टीचे निरनिराळे कल्पक उपयोग शोधायला सुरुवात केली. बटाट्याचे वेफर मायक्रोवेव्हमध्ये वाळवणे, कॉफीच्या बिया भाजणे, शेंगदाणे भाजणे, गोठलेले मांस वितळवणे, मांस शिजवणे हे झाले खाद्यक्षेत्रातील काही उपयोग. अनेक क्षेत्रात कागद वाळवणे, चामडे वाळवणे, चिनीमातीच्या वस्तू वाळवणे,काडेपेट्यांची गुलं वाळवणे यासाठीही मायक्रोवेव्ह भट्टी वापरली जाऊ लागली. सुरुवातीला मायक्रोवेव्ह भट्टी आणि या सूक्ष्मलहरींचे शरीरावर विपरीत परिणाम याबद्दल बऱ्याच भीतीयुक्त समजुती होत्या. पण नवनवीन सोयींबरोबर ही भीती कमी होत गेली. १९७५ पर्यंत मायक्रोवेव्ह भट्टीची विक्री बरीच वाढली होती.
'सूक्ष्मलहरींनी खाद्यपदार्थ शिजतो' म्हणजे नेमकं काय होतं बरं? जास्त वारंवारतेच्या सूक्ष्मलहरी जेव्हा खाद्यपदार्थातील पाण्याच्या रेणूंतून जातात तेव्हा 'डायइलेक्ट्रिक हिटिंग' या गुणधर्माने त्या पाण्याचे तापमान वाढते. आणि ही पाण्यातील उष्णता पदार्थ शिजवते.
१. पाण्याच्या रेणूच्या एका टोकाला धनभार आणि एका टोकाला ऋणभार असतो.(याला आंग्लभाषेत 'डायपोल' असे म्हणतात.)
२. सूक्ष्मलहरी पदार्थाच्या आजूबाजूला खेळवल्यावर विद्युतक्षेत्र तयार होते. हे विद्युतक्षेत्र सूक्ष्मलहरींची वारंवारता (फ्रीक्वेन्सी) जास्त असल्याने वेगाने दिशा(पोलॅरीटी) बदलत असते.
३. पाण्याचे रेणू विद्युतक्षेत्राच्या दिशेप्रमाणे आपली धन आणि ऋण टोके योग्य रितीने लावून घेण्यासाठी हालचाल करतात.
४. विद्युतक्षेत्र प्रचंड वेगाने दिशा बदलत असल्याने पाण्याचे रेणूही सारखी आपली दिशा क्षेत्राच्या अनुकूल बनवण्यासाठी उलटसुलट हालचाल करतात आणि या प्रक्रियेत फिरतात.
५. असे फिरणारे अनेक रेणू एकमेकांना घासतात/एकमेकांवर आपटतात. या घर्षणाने उष्णता निर्माण होते.
आज बाजारात असलेल्या मायक्रोवेव्ह भट्ट्यांत वेगवेगळ्या पदार्थांसाठी वेगवेगळे तापमान/मायक्रोवेव्हच्या शक्तीची वेगवेगळी टक्केवारी ठेवण्याची सोय असते. मूळ सूक्ष्मलहरींची वारंवारता मात्र त्यासाठी बदलली जात नाही. एकाच वारंवारतेच्या सूक्ष्मलहरी कमी/जास्त वेळ चालू बंद करून हा कमी अथवा जास्त तापमान ठेवण्याचा परिणाम साधला जातो.
मायक्रोवेव्ह भट्टीचे फायदे:
१. ठरवलेल्या शिजण्याच्या वेळेनंतर भट्टी आपोआप बंद होत असल्याने पदार्थ ठेवून विसरल्यासही आग इ. दुर्घटना घडत नाहीत, ज्या विस्तवावर पदार्थ विसरल्यास घडू शकतात.
२. पेट्रोलियम इंधनाची बचत
३. पदार्थ तळण्यापेक्षा भाजल्याने त्यात चरबीचे प्रमाण कमी.
मायक्रोवेव्हच्या काही त्रुटीही अनुभवांती आढळून आल्या:
१. उष्णनाचे (हिटींगचे) प्रमाण भट्टीच्या अंतर्भागात सर्वत्र समान प्रमाणात नाही. तसेच पदार्थ मायक्रोवेव्ह भट्टीच्या अगदी मध्यभागी ठेवल्यास तो सर्वत्र समान शिजत नाही कारण फिरणाऱ्या त्या बशीवर मध्यभागी ठेवल्याने तो फिरत नाही आणि काही भागांनाच जास्त उष्णता मिळते.
२. सूक्ष्मलहरी बर्फावर पाण्याइतक्या तीव्रतेने काम करत नाहीत, कारण बर्फाचे रेणू ठराविक रचनेत पक्के बांधलेले असल्याने ते सूक्ष्मलहरींनी हालचाल करत नाहीत. परीणामतः अत्यंत गोठलेले मांस/पदार्थ जिथे बर्फ साठलेला असेल त्या भागात लवकर शिजत नाही.
३. सुरक्षितता: मायक्रोवेव्ह भट्टीत तापलेले पाणी/द्रव बाहेरच्या भांड्याला स्पर्श केल्यास तितकेसे गरम लागत नाही पण आतून सूक्ष्म लहरींच्या उष्णतेने प्रचंड गरम झालेले असते. असे द्रव चुकून घाईने प्यायल्यास/स्पर्श केल्यास भाजण्याची शक्यता अधिक.
४. सुरक्षितता: अंडे, किंवा बंद डबा यांचा सूक्ष्मलहरींनी जास्त तापवल्यास स्फोट होऊ शकतो.
५. धातूचे भांडे/वर्ख/कपबश्यांची सोनेरी नक्षी सूक्ष्मलहरींच्या सानिध्यात प्रभावी वाहक म्हणून काम करतात व ठिणगी पडण्याची/काही विषारी वायू निर्माण होण्याची शक्यता असते.
६. तळणे ही क्रिया मायक्रोवेव्ह भट्टीत करता येत नाही.
७. भारतीय पदार्थ, ज्यात उकडणे, फोडणी, तळणे अशा बऱ्याच क्रिया अंतर्भूत असतात ते मायक्रोवेव्ह भट्टीने करायला जास्त वेळ लागतो.
तरीही मायक्रोवेव्ह भट्टीची वाढती लोकप्रियता आणि पेट्रोलियम इंधनांचा भविष्यातील तुटवडा लक्षात घेता मायक्रोवेव्ह भट्टी गॅस इंधनाला मागे टाकण्याची दाट शक्यता नाकारता येत नाही.
अनुराधा कुलकर्णी
विषयः
information,
microwave
Subscribe to:
Posts (Atom)