پائرلومیٹر اور پیرانوومیٹر کا استعمال کرتے ہوئے شمسی توانائی سے تابکاری کی پیمائش کے طریقے

ہم سب جانتے ہیں کہ سورج کی وجہ سے زمین پر زندگی کا استحکام رہتا ہے کیونکہ یہ زمین کو گرم رکھنے کے لئے گرمی کی کافی توانائی فراہم کرتا ہے۔ یہ توانائی برقی مقناطیسی تابکاری کی شکل میں سورج کے ذریعہ پہنچایا جاتا ہے جسے عام طور پر شمسی تابکاری کہا جاتا ہے ۔ کچھ تابکاری انسانوں کے لئے فائدہ مند ہے جبکہ ایک اور تابکاری ساری زندگی کے لئے نقصان دہ ہے۔

شمسی تابکاری کو زمین کی سطح تک پہنچنے کے ل it ، اس ماحول سے گزرنا ہوگا جہاں یہ جذب ، بکھری ہوئی ، عکاسی ، اور پھیل جاتی ہے جس کے نتیجے میں توانائی کے بہاؤ کی کثافت میں کمی واقع ہوتی ہے۔ یہ کمی بہت اہم ہے کیونکہ دھوپ والے دن اور ابر آلود دن 30 than سے زیادہ نقصان ہوتا ہے جب یہ 90٪ تک بڑھ جاتا ہے۔ لہذا زیادہ سے زیادہ تابکاری جو ماحول کے ذریعے زمین کی سطح تک پہنچتی ہے وہ کبھی بھی 80 80 فیصد سے زیادہ نہیں ہوگی۔

شمسی توانائی کے بہاؤ کی پیمائش کرنا بہت ضروری ہے ، کیوں کہ یہ زمین پر زندگی کی اساس ہے اور بہت سی مصنوعات کی تیاری میں استعمال ہوتا ہے چاہے اس کا تعلق الیکٹرانکس ، فصلوں ، ادویات ، کاسمیٹکس وغیرہ سے ہے۔ اس سبق میں ہم شمسی تابکاری اور اس کے بارے میں سیکھیں گے پیمائش کریں اور شمسی توانائی کی پیمائش کرنے والے دو انتہائی مشہور آلات - پیرھیلیومیٹر اور پیرانوومیٹر کے بارے میں بھی سیکھیں گے ۔

بیم تابکاری اور وسرت کی تابکاری

ہم جس سطح پر تابکاری دیکھتے ہیں وہ براہ راست تابکاری اور سورج کی بالواسطہ تابکاری دونوں ہی ہے۔ سورج سے براہ راست آنے والی تابکاری براہ راست تابکاری ہے اور اسے بیم تابکاری کہا جاتا ہے ۔ زمین کی سطح پر ہر سمت (جو انو ، ذرات ، جانوروں کی لاشوں وغیرہ سے جھلکتی ہے) سے بکھرے ہوئے اور عکاس ہونے والے تابکاری کو بالواسطہ تابکاری کہا جاتا ہے اور اسے وسرت تابکاری کہا جاتا ہے ۔ اور دونوں کا مجموعہ ، شہتیر اور پھیلاؤ والی تابکاری کو عالمی تابکاری یا کل تابکاری سے تعبیر کیا گیا ہے ۔

بیم تابکاری اور وسرت والے تابکاری کے مابین فرق کرنا ضروری ہے کیونکہ بیم تابکاری کو مرکوز کیا جاسکتا ہے جبکہ پھیلا ہوا تابکاری نہیں کرسکتا۔ شمسی تابکاری کی پیمائش کرنے والے بہت سارے آلات ایسے ہیں جو بیم تابکاری اور پھیلاؤ والی تابکاری کی پیمائش کے لئے استعمال ہوتے ہیں۔

اب ہم نیچے دیئے گئے آریگرام میں برقی مقناطیسی تابکاری کے اسپیکٹرم پر ایک نظر ڈالیں۔

پورے اسپیکٹرم میں ، ہم شمسی بہاؤ کا حساب لگانے کے لئے صرف UV کرنوں سے لے کر IR کرنوں تک طول موج پر غور کرتے ہیں ، کیونکہ سورج سے زیادہ تر تعدد کی لہریں سطح تک نہیں پہنچ پاتی ہیں اور IR کے بعد کم تعدد تابکاری قابل اعتماد نہیں ہے۔ لہذا شمسی تابکاری یا بہاؤ عام طور پر UV کرنوں کو IR کرنوں سے ماپا جاتا ہے اور آلات بھی اسی طرح تیار کیے گئے ہیں۔

شمسی توانائی سے تابکاری کی پیمائش کرنے والے آلات دو طرح کے ہیں:

1. پیرھیلیومیٹر
2. پیرانوومیٹر

ان آلات کے کام میں جانے سے پہلے آپ کو کچھ ایسے تصورات کو سمجھنے کی ضرورت ہے جو آلات کو ڈیزائن کرتے وقت استعمال ہوتے ہیں۔ تو اب ان تصورات پر غور کریں۔

سیاہ جسم کی تابکاری

سیاہ فام جسم عام طور پر بغیر کسی ماحول کے کچھ اخراج کے تمام اشعاع کو جذب کرتا ہے اور سیاہ جسم کو جذب سے زیادہ کامل ہوتا ہے۔ حقیقت یہ ہے کہ ، ابھی تک کوئی کامل بلیک باڈی موجود نہیں ہے لہذا ہم عام طور پر دوسرے بہترین مقام پر آباد ہوتے ہیں۔ کالی جسم تابکاری جذب کرنے کے بعد اس کی گرمی پیدا ہوجاتا ہے کیونکہ تابکاری خود توانائی ہے اور جذب ہونے کے بعد جسم میں ایٹم خارج ہوجاتا ہے۔ یہ بلیک بیڈی سورج کی تابکاری کی پیمائش کرنے والے آلات میں بنیادی جز کے طور پر استعمال ہوتا ہے ۔ سیاہ جسم کے برعکس ، ایک سفید جسم اس پر پڑنے والی تمام تابکاری کی عکاسی کرتا ہے جو اس ماحول پر واپس آ جاتا ہے یہی وجہ ہے کہ ہم گرمیوں میں سفید کپڑے پہننے میں زیادہ آسانی محسوس کریں گے۔

تھرموکوپل

تھرموکوپل ایک سادہ آلہ ہے جس کو مختلف مادیوں سے بنے دو کنڈکٹروں کا استعمال کرتے ہوئے بنایا گیا ہے جیسا کہ شکل میں دکھایا گیا ہے۔

یہاں دو تاریں دو جنکشنوں کے ساتھ ایک لوپ کی تشکیل کے لئے جڑی ہوئی ہیں اور ان جنکشنوں کو 'A' اور 'B' نامزد کیا گیا ہے۔ اب ایک موم بتی جنکشن 'A' کے قریب لائی گئی ہے جبکہ جنکشن 'B' تنہا رہ گیا ہے۔ موم بتی 'A' پر موجود جنکشن کے موجود ہونے سے اس کا درجہ حرارت کافی حد تک بڑھ جاتا ہے جبکہ جنکشن بی کمرے کے درجہ حرارت پر ٹھنڈا رہتا ہے۔ درجہ حرارت کے اس فرق کی وجہ سے ، 'سی بیک اثر' کے مطابق جنکشن پر وولٹیج (ممکنہ فرق) ظاہر ہوتا ہے ۔ چونکہ سرکٹ بند ہوچکا ہے ، ایک موجودہ 'I' سرکٹ کے ذریعے بہتا ہے جیسا کہ اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے اور اس موجودہ کی پیمائش کے ل we ہم ایک ایمی میٹر کو سلسلہ میں جوڑیں گے۔ یہ یاد رکھنا ضروری ہے کہ لوپ میں موجودہ 'I' کی شدت درجہ حرارت کے فرق سے براہ راست متناسب ہےجنکشن پر ، لہذا درجہ حرارت کے اعلی اختلافات کے نتیجے میں موجودہ کی زیادہ شدت ہوتی ہے۔ لہذا امیٹر پڑھنے سے ، ہم جنکشن پر درجہ حرارت کے فرق کا حساب لگاسکتے ہیں۔

اب مبادیات کا احاطہ کرنے کے بعد ، آئیے شمسی تابکاری کے پیمائش کرنے والے آلات کی تعمیر اور کام کرنے پر غور کریں۔

پیرہیلیومیٹر ورکنگ اینڈ کنسٹرکشن

پیرہیلیومیٹر ایک ایسا آلہ ہے جو عام واقعات میں براہ راست بیم تابکاری کی پیمائش کے لئے استعمال ہوتا ہے۔ اس کا بیرونی ڈھانچہ دوربین کی شبیہہ پیش کرنے والی ایک لمبی ٹیوب کی طرح دکھائی دیتا ہے اور ہمیں چمک کی پیمائش کرنے کے لئے عینک کو سورج کی طرف کرنا پڑتا ہے۔ یہاں ہم پیرھیلیومیٹر اور اس کی تعمیر کے عملی اصول سیکھیں گے ۔

پیرھیلیومیٹر کے بنیادی ڈھانچے کو سمجھنے کے لئے ، نیچے دیئے گئے آریھ کو دیکھیں۔

یہاں عینک کی طرف سورج کی طرف اشارہ کیا گیا ہے اور تابکاری عینک ، ٹیوب سے گزرے گی اور آخر میں نیچے کی طرف موجود سیاہ شے پر گر پڑے گی۔ اب اگر ہم پورے اندرونی ڈھانچے اور سرکٹ کو آسان انداز میں ری ڈرائیو کریں تو یہ کچھ نیچے کی طرح نظر آئے گا۔

سرکٹ میں ، یہ دیکھا جاسکتا ہے کہ سیاہ جسم عینک سے گرنے والی تابکاری کو جذب کرتا ہے اور جیسا کہ پہلے بحث کی گئی ہے ایک کامل سیاہ فام جسم اس پر پڑنے والی کسی بھی تابکاری کو مکمل طور پر جذب کرتا ہے ، لہذا ٹیوب میں گرنے والا تابکاری کالی شے سے پوری طرح جذب ہوجاتا ہے۔ ایک بار جب تابکاری جذب ہوجاتی ہے تو جسم کے ایٹم پورے جسم کے بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کی وجہ سے پرجوش ہوجاتے ہیں۔ درجہ حرارت میں اضافے کا تجربہ تھرموکوپل جنکشن 'A' کے ذریعہ بھی ہوگا۔ اب اعلی درجہ حرارت پر تھرموکوپل کے جنکشن 'A' اور کم درجہ حرارت پر جنکشن 'B' کے ساتھ ، ایک موجودہ بہاؤ اس کی لوپ میں ہوتا ہے جیسا کہ تھرموکوپل کے عملی اصول میں بحث کی جاتی ہے۔ لوپ میں یہ موجودہ بھی گالوینومیٹر کے ذریعے بہے گا جو سلسلہ میں ہے اور اس طرح اس میں ایک انحراف کا باعث بنتا ہے۔ یہانحراف موجودہ کے متناسب ہے ، اور اس کے نتیجے میں جنکشن میں درجہ حرارت کے فرق کے متناسب ہوتا ہے۔

انحراف α لوپ میں موجودہ α junctions میں درجہ حرارت کا فرق.

اب ہم سرکٹری کی مدد سے گالوانومیٹر میں اس انحراف کو ختم کرنے کی کوشش کریں گے۔ انحراف کو ختم کرنے کے لئے مکمل عمل ذیل میں مرحلہ وار بیان کیا گیا ہے۔

• پہلے ، موجودہ بہاؤ کو شروع کرنے کے لئے سرکٹ میں سوئچ بند کریں۔
• موجودہ بہاؤ جیسے ،

بیٹری -> سوئچ -> میٹل کنڈکٹر -> امیٹر -> متغیر رزسٹر -> بیٹری۔

• دھات کے موصل کے ذریعے رواں دواں بہنے سے اس کا درجہ حرارت ایک خاص ڈگری تک بڑھ جاتا ہے۔
• میٹل کنڈکٹر کے ساتھ رابطے میں رہنے سے جنکشن 'B' کا درجہ حرارت بھی بڑھ جاتا ہے۔ اس سے 'A' اور جنکشن 'B' کے درمیان درجہ حرارت کا فرق کم ہوجاتا ہے۔
• درجہ حرارت کے فرق میں کمی کی وجہ سے ، تھرموکوپل میں موجودہ بہاؤ بھی کم ہوتا ہے۔
• چونکہ انحراف موجودہ کے متناسب ہے گالوانومیٹر کا انحراف بھی کم ہوتا ہے۔
• خلاصہ طور پر ، ہم کہہ سکتے ہیں- میٹل کنڈکٹر میں موجودہ کو تبدیل کرنے کے لئے ریوسٹاٹ کو ایڈجسٹ کرکے گالوانومیٹر میں انحراف کم کیا جاسکتا ہے۔

اب ریوسٹاٹ کو ایڈجسٹ کرتے رہیں یہاں تک کہ گالوانومیٹر انحراف مکمل طور پر باطل ہوجائے۔ ایک بار جب ایسا ہوتا ہے تو ہم میٹروں سے وولٹیج اور موجودہ ریڈنگ حاصل کرسکتے ہیں اور سیاہ جسم سے جذب ہونے والی حرارت کا تعین کرنے کے لئے ایک آسان حساب کتاب کرسکتے ہیں۔ یہ حساب شدہ قیمت تابکاری کا تعین کرنے کے لئے استعمال کی جاسکتی ہے ، کیونکہ سیاہ جسم سے پیدا ہونے والی حرارت براہ راست تابکاری کے متناسب ہے۔ یہ تابکاری قدر براہ راست بیم شمسی تابکاری کے علاوہ کوئی اور نہیں ہے جس کی ہمیں ابتدا ہی سے پیمائش کرنا ہے۔ اور اس کی مدد سے ، ہم پیرھیلیومیٹر کے کام کا نتیجہ اخذ کرسکتے ہیں۔

پینرانومیٹر ورکنگ اینڈ کنسٹرکشن

پیرانوومیٹر ایک ایسا آلہ ہے جو بیم تابکاری اور پھیلاؤ والی تابکاری دونوں کی پیمائش کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے ۔ دوسرے الفاظ میں ، یہ مجموعی طور پر ہیمسفریکل ریڈی ایشن (افقی سطح پر شہتیر کے علاوہ وسرت) کی پیمائش کے لئے استعمال ہوتا ہے۔ یہاں ہم پیرانوومیٹر کے کام کرنے والے اصول اور اس کی تعمیر کے بارے میں جانیں گے ۔

ڈیوائس ایک UFO طشتری کی طرح نظر آتی ہے جو اس مقصد کے لئے موزوں ترین شکل ہے۔ یہ آلہ دوسروں کے مقابلے میں زیادہ مشہور ہے اور آج کل شمسی وسائل کے اعداد و شمار کو جس کے ذریعہ ماپا جاتا ہے۔ آپ ذیل میں پیرانوومیٹر کی اصل تصویر اور اندرونی ساخت دیکھ سکتے ہیں۔

اور

یہاں آس پاس کے ماحول سے نکلنے والا تابکاری شیشے کے گنبد سے گذرتی ہے اور آلے کے وسط میں واقع بلیک بیڈ پر گرتی ہے۔ پہلے کی طرح ، تمام تابکاری کو جذب کرنے کے بعد جسم کا درجہ حرارت بڑھتا ہے اور یہ اضافہ بلیک باڈی کے نیچے براہ راست موجود تھرموکوپل چین یا تھرموکپل ماڈیول سے بھی تجربہ کرے گا۔ تو ماڈیول کا ایک رخ گرم ہوگا اور دوسرا گرمی کے سنک کی وجہ سے سرد ہوگا۔ تھرموپلپل ماڈیول ایک وولٹیج پیدا کرتا ہے اور اسے آؤٹ پٹ ٹرمینلز پر دیکھا جاسکتا ہے۔ آؤٹ پٹ ٹرمینلز پر موصول ہونے والی یہ وولٹیج تھرموکیپل کے اصول کے مطابق درجہ حرارت کے فرق کے لئے براہ راست متناسب ہے۔

چونکہ ہم جانتے ہیں کہ درجہ حرارت کا فرق سیاہ جسم سے جذب ہونے والے تابکاری سے متعلق ہے ، لہذا ہم کہہ سکتے ہیں کہ آؤٹ پٹ وولٹیج تابکاری کے لar لائن متناسب ہے۔

پچھلے حساب کتاب کی طرح ، اس وولٹیج کی قیمت سے بھی مجموعی تابکاری کی قدر آسانی سے حاصل کی جاسکتی ہے۔ نیز سایہ کا استعمال کرکے اور اسی طریقہ کار پر عمل کرکے ، ہم وسرت تابکاری بھی حاصل کرسکتے ہیں۔ کل تابکاری اور وسرت والے تابکاری کی قیمت کے ساتھ ، بیم تابکاری کی قیمت کا بھی اندازہ لگایا جاسکتا ہے۔ لہذا ہم پیرانومیٹر کا استعمال کرکے پھیلا ہوا شمسی تابکاری اور کل تابکاری دونوں کا حساب لگاسکتے ہیں ۔