আন্তর্জাতিক চিনি মাপনী
SI-র বাইরের একক · রাশি: সমবর্তন তলের ঘূর্ণন কোণ অনুসারে সুক্রোজের পরিমাণ
চিনির দ্রবণ আলোর সমবর্তন তল ঘোরাতে পারে, আর সেই ঘূর্ণন দ্রবীভূত সুক্রোজের পরিমাণের সমানুপাতী, এতটাই যে একটি নলের ভিতর দিয়ে আলো ফেলে দেখলেই চলে, বিশ্লেষককে কত ডিগ্রি ঘোরাতে হল। এই আবিষ্কার বিওর, হয়েছিল 1815 সালে, আর বাণিজ্য একে আঁকড়ে ধরেছিল এই কারণে যে আলোকবিজ্ঞান সেই প্রশ্নের উত্তর দেয় যার উত্তর কোনো ঘনত্বমাপক দেয় না: সিরাপে ঠিক কতটা সুক্রোজ আছে, দ্রবীভূত পদার্থ সাধারণভাবে নয়।
এখান থেকেই ব্রিক্স ডিগ্রির সঙ্গে সেই সুন্দর জোড়া, যা দিয়ে একই নমুনা ঘনত্বের মাধ্যমে মাপা হয়। ব্রিক্স দ্রবীভূত সবই দেখে — সুক্রোজ, প্রতিলোমিত চিনি, লবণ, রঙের পদার্থ — অথচ সমবর্তন প্রায় কেবল সুক্রোজেই সাড়া দেয়, আর সেই কারণেই দুই সংখ্যার পার্থক্য হল সেই মিশেল যার দাম ক্রেতা দিতে চায় না। এই সংখ্যাদুটির অনুপাতকে কারখানায় বিশুদ্ধতা বলে, আর সেটিই, মিষ্টত্ব নয়, চালানের দাম ঠিক করে।
01 · সংজ্ঞা
আন্তর্জাতিক চিনি মাপনীর একশো ডিগ্রি আদর্শ ওজনকে দেওয়া: বিশুদ্ধ সুক্রোজের 26.000 গ্রাম, দ্রবীভূত করে একশো মিলিলিটার পর্যন্ত পূরণ করা এবং কুড়ি ডিগ্রি সেলসিয়াসে দুইশো মিলিমিটার লম্বা নলের ভিতর দিয়ে আলোকিত। এমন নমুনা সমবর্তন তল 34.626 ডিগ্রি ঘোরায় যদি সোডিয়ামের হলুদ রেখা দিয়ে আলো ফেলা হয়, আর গোটা মাপনী সেই কোণ ছাড়া কিছুই নয়, যাকে একশো ধরে একশো সমান ভাগে ভাগ করা হয়েছে।
সমবর্তন ঘোরানোর ক্ষমতাকে আলোকীয় সক্রিয়তা বলে, আর তা দাঁড়িয়ে আছে এর উপরে যে সুক্রোজের অণু নিজের আয়না-প্রতিবিম্বের সঙ্গে মেলে না। ঘূর্ণন ঘনমাত্রারও সমানুপাতী আর দ্রবণে পথের দৈর্ঘ্যেরও, আর সমানুপাতের গুণককে বলা হয় আপেক্ষিক ঘূর্ণন; সুক্রোজে তা ধন ছেষট্টি ও অর্ধ, আর ধন মানে ডাইনে ঘূর্ণন, রশ্মির দিকে তাকানো দর্শকের কাছে ঘড়ির কাঁটার দিকে।
এখানে সংরক্ষণ ঠিক ততগুলিই যতগুলি যেকোনো রীতিসিদ্ধ মাপনীতে। আপেক্ষিক ঘূর্ণন তরঙ্গদৈর্ঘ্যের উপর নির্ভর করে, আর সেই কারণেই চিহ্নে D অক্ষর দাঁড়িয়ে আছে — সোডিয়ামের হলুদ রেখা — যদিও আজকের চিনিমাপকগুলি পারদের সবুজ রেখা দিয়ে আলো ফেলে, যেখানে একশো ডিগ্রির উত্তরে আসে ইতিমধ্যেই 40.777 ডিগ্রি ঘূর্ণন। তা তাপমাত্রার উপরেও নির্ভর করে আর নমুনার নিজস্ব ঘনমাত্রার উপরেও, তাই ICUMSA-র সারণি সংশোধন আলাদা করে দেয় আর নল তাপস্থাপকে রাখা হয়।
একটি আলাদা সূক্ষ্মতা এই যে যন্ত্র সুক্রোজ গোনে না, বরং দ্রবণে যা কিছু আছে তার সবের ঘূর্ণনের যোগফল। যতক্ষণ মিশেলগুলি আলোকীয়ভাবে নিষ্ক্রিয়, পাঠ সৎ; কিন্তু সুক্রোজ ভেঙে গ্লুকোজ আর ফ্রুক্টোজ হলেই ঘূর্ণন নেমে যায়, এমনকি চিহ্নও বদলায়, কারণ ফ্রুক্টোজ বাঁয়ে যত জোরে ঘোরায়, গ্লুকোজ ডাইনে তত নয়। এই ঘটনাকে বলে প্রতিলোমন, আর তার উপরেই দাঁড়িয়ে আছে দুই মাপের পার্থক্য থেকে সুক্রোজ নির্ণয়ের গোটা একটি পদ্ধতি।
সরণিকা বলে দেয় নমুনায় মোট কতটা দ্রবীভূত, আর বোতামগুলি বেছে নেয় সেখানে ঠিক কী দ্রবীভূত। ঘনত্বমাপক আর প্রতিসরণমাপক সব কিছু পরপর গোনে আর ব্রিক্স ডিগ্রি দেয়, সমবর্তনমাপক প্রায় কেবল সুক্রোজে সাড়া দেয় আর চিনি মাপনীর ডিগ্রি দেয়, ফলে দুই দণ্ডের মধ্যেকার ফাঁকই সেই অচিনি, যার দাম কেউ দেবে না।
যতক্ষণ সুক্রোজ অটুট, ঘূর্ণন তার পরিমাণের সঙ্গে ডাইনে বাড়ে। কিন্তু ভেঙে গেলে এক পদার্থ থেকে দুটি হয়, যারা ভিন্ন দিকে ঘোরায়: গ্লুকোজ ডাইনে তিপ্পান্ন, ফ্রুক্টোজ বাঁয়ে বিরানব্বই, ফলে যোগফল ঋণে চলে যায়। এই চিহ্ন বদলের কারণেই ঘটনাটির নাম হল প্রতিলোমন, আর তার আগে ও পরের ঘূর্ণনের পার্থক্যের উপরেই দাঁড়িয়ে ক্লেরজের পদ্ধতি।
02 · রূপান্তর
যন্ত্র যা দেখাল তা দিন
আলোকবিজ্ঞানের ভিতরে রূপান্তর যথাযথ, কারণ মাপনীর ডিগ্রি হল স্থির সংখ্যা দিয়ে ভাগ করা কোণ মাত্র। আসন্নতা সেখানেই শুরু হয় যেখানে আলোকবিজ্ঞান থেকে ভরে যাওয়া হয়: ঘনমাত্রা কোণ থেকে পাওয়া যায় গ্রাম প্রতি মিলিলিটারে, কিন্তু ভরের শতাংশ দ্রবণের ঘনত্ব চায়, যা সারণি থেকে নেওয়া হয়।
নলের দৈর্ঘ্য নথির সূক্ষ্ম বিন্যাসে বদলানো যায়: চলিত দুইশো মিলিমিটার, কিন্তু গাঢ় সিরাপের জন্য একশো নেওয়া হয় আর খুব লঘু দ্রবণের জন্য চারশো।
কোয়ার্টজের যাচাই পাতই সেই বস্তু যা সত্যিকারে এই মাপনীকে রক্ষা করে। সুক্রোজ আদর্শ হিসেবে চলে না, কারণ সে জল টানে, ঘোলা হয় আর ধীরে ধীরে নিজেই প্রতিলোমিত হয়, অথচ কোয়ার্টজ আলো ঘোরায় নিজের গঠনের জোরে আর তা করে বছরের পর বছর অপরিবর্তিতভাবে, তাই চিনিমাপককে চিনি দিয়ে নয় বরং একই মাপনীর ডিগ্রিতে প্রত্যয়িত পাত দিয়ে যাচাই করা হয়।
| মান | মন্তব্য | ||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · মাত্রার ক্রম
আপেক্ষিক ঘূর্ণন: বাঁয়ে ও ডাইনে04 · মাপার যন্ত্র
চিনি কী দিয়ে মাপা হয়
যন্ত্রটি চতুরভাবে গড়া: কোণ সরাসরি মাপার বদলে সে দ্রবণের ঘূর্ণনকে কোয়ার্টজ কীলকের বিপরীত ঘূর্ণন দিয়ে নিভিয়ে দেয়, আর কীলক ততক্ষণ সরানো হয় যতক্ষণ না ক্ষেত্র সমসত্ত্ব হয়। মাপনী তখন সরাসরি চিনি মাপনীর ডিগ্রিতে ভাগ করা, তাই যিনি চালান তাঁকে না গুনতে হয় না সারণি দেখতে হয়।
রসায়নবিদের সর্বজনীন যন্ত্র, যার মাপনী সততার সঙ্গে কৌণিক ডিগ্রিতে ভাগ করা আর যার উৎস সেই D রেখাযুক্ত সোডিয়াম বাতি। এ দিয়ে যেকোনো আলোকীয়ভাবে সক্রিয় পদার্থের ঘূর্ণন মাপা হয়, কেবল চিনির নয়, আর সেই কারণেই আপেক্ষিক ঘূর্ণনের সমস্ত সারণিবদ্ধ মান ঠিক এর উপরেই পাওয়া।
পাশের মাপনীর যন্ত্র: একটি রশ্মির প্রতিসরণ ধরে প্রিজমের তলে, অন্যটি কেবল জানা আয়তন ওজন করে, আর দুটিই ব্রিক্স ডিগ্রি দেয়, অর্থাৎ দ্রবীভূত সবের যোগফল। এদের ছাড়া সমবর্তন হরহীন সংখ্যা থেকে যায়, কারণ চালানের বিশুদ্ধতা গোনা হয় এক পাঠের সঙ্গে অন্যের অনুপাত হিসেবে।
একমাত্র যন্ত্র যা প্রতিটি চিনি আলাদা করে গোনে: নমুনা স্তম্ভে আলাদা করা হয় আর সুক্রোজ, গ্লুকোজ ও ফ্রুক্টোজের আলাদা চূড়া মেলে। বিতর্কিত চালানে আর গবেষণাগারের সালিশিতে তাকেই বিশ্বাস করা হয়, অথচ সমবর্তন বাণিজ্যে থেকে যায় কারণ সে এক মিনিটে উত্তর দেয় আর বিকারক বা স্তম্ভ কিছুই চায় না।
05 · লেখার নিয়ম
ঘূর্ণনের চিহ্ন তার মানের চেয়ে ভারী
মাপনীর ডিগ্রি লেখা হয় বড় লাতিন হরফের সঙ্গে লাগোয়া, আর মান আলাদা করা হয় একটি ফাঁক দিয়ে। আপেক্ষিক ঘূর্ণনে চিহ্ন অপরিহার্য, কারণ তা ছাড়া জানা যায় না তল কোন দিকে ঘোরে, আর চিহ্নে দেওয়া হয় তরঙ্গদৈর্ঘ্য ও তাপমাত্রা: D অক্ষর সোডিয়ামের হলুদ রেখার জন্য আর উপরের সূচক কুড়ি ডিগ্রি সেলসিয়াসের জন্য। চিনি মাপনীর ডিগ্রিকে বিশুদ্ধ দ্রবণের বেলাতেও ব্রিক্স ডিগ্রির সমান বলা চলে না: সংখ্যা মিলে যেতে পারে, কিন্তু তারা ভিন্ন জিনিস মাপে।
দ্বিতীয় লিখনটি চিহ্ন ছেড়ে দিয়েছে, আর তা ছাড়া রাশি তার অর্ধেক অর্থ হারায়: সুক্রোজ আর ফ্রুক্টোজ সংখ্যায় যত না, দিকেই বেশি আলাদা। তৃতীয়টি সমবর্তন আর ঘনত্বের মধ্যে সমান চিহ্ন বসায়, অথচ সংখ্যার মিল কেবল বিশুদ্ধ সুক্রোজেই সম্ভব আর কিছুই প্রমাণ করে না। চতুর্থটি সাধারণভাবে «চিনি»-র কথা বলে, যদিও সমবর্তনমাপক কেবল সুক্রোজ দেখে আর প্রতিলোমিত চিনি গোনে উল্টো চিহ্নে, অর্থাৎ বিয়োগ করে।
06 · প্রতিবেশী একক
নিকটতম আত্মীয় ব্রিক্স ডিগ্রি, যা দিয়ে একই নমুনা ঘনত্বের মাধ্যমে পড়া হয়, আর প্লাটো ডিগ্রি, একইভাবে গড়া, কেবল বিয়ারের সলতার জন্য। দুটি মাপনীই এই প্রশ্নের উত্তর দেয় যে «মোট কতটা দ্রবীভূত», অথচ চিনি মাপনী উত্তর দেয় এই প্রশ্নের যে «তার কতটা সুক্রোজ», আর সেই কারণেই কারখানায় তাদের সবসময় একসঙ্গে রাখা হয়।
কেবল সুক্রোজ
সমস্ত শুষ্ক পদার্থ
চালানের বিশুদ্ধতা
Simetrium-এর নথিগুলির মধ্যে পাশে আছে ডিগ্রি Brix আর ডিগ্রি Plato, ঘনত্বমাপকের মাপনী °Bé / °Tw / °API, যেখানে সেই একই ঘনত্ব তেলওয়ালাদের রীতিতে পড়া হয়, মদের তীব্রতা, যেখানে চিনি গাঁজনের পরে যায়, আর kg/m³-এ ঘনত্ব এই সব মাপনীর সাধারণ ভিত্তি হিসেবে।
07 · ঐতিহাসিক অংশ
আলোর ঘূর্ণন থেকে চালানের দামে
জঁ-বাতিস্ত বিও আবিষ্কার করেন যে সমবর্তন তল কেবল কেলাসই নয়, দ্রবণও ঘোরায়, আর ঘূর্ণনের মান ঘনমাত্রার সঙ্গে বাড়ে। রাসায়নিক ব্যাখ্যা তখন ছিল না, তবু তৎক্ষণাৎ স্পষ্ট হল যে আলোকবিজ্ঞান নমুনা নষ্ট না করেই পদার্থের ভিতরে দেখতে পারে, আর সেটাই তত্ত্বের চেয়েও বেশি গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠল।
কার্ল ভেন্টস্কের মাথায় এল যন্ত্রটিকে কৌণিক ডিগ্রিতে নয় বরং সরাসরি চিনির শতাংশে ভাগ করার কথা, একটি নির্দিষ্ট ওজনের ঘূর্ণনকে একশো ধরে। যিনি চালাতেন তাঁকে তখন থেকে না গুনতে হত না আলোকবিজ্ঞান জানতে হত: তিনি একটি সংখ্যা পড়তেন যা চালানপত্রে তুলে দেওয়া যেত, আর চিনির কারখানা পেল তার প্রথম সত্যিকারের মাপযন্ত্র।
ক্লেরজে বুঝলেন যে সুক্রোজ ভাঙার সময় চিহ্নের বদল বাধা নয় বরং হাতিয়ার: নমুনা যদি প্রতিলোমনের আগে ও পরে মাপা হয়, তবে ঘূর্ণনের পার্থক্য কেবল সুক্রোজের উপরেই নির্ভর করে, আর দ্রবণের বাকি সব কেটে যায়। দ্বিগুণ সমবর্তনের পদ্ধতি পাঠকে এক আঘাতেই নির্ভরযোগ্য করে তুলল, কারখানার ঘোলা সিরাপের বেলাতেও।
জাতীয় মাপনীগুলি শতাব্দীর পর শতাব্দী তৃতীয় অঙ্কে আলাদা ছিল, আর চিনি বিশ্লেষণের অভিন্ন পদ্ধতির আন্তর্জাতিক কমিশন তাদের এক করে আনল, একশোকে আদর্শ ওজনের আর পারদের সবুজ রেখার সঙ্গে বেঁধে। তারপর থেকে কাঁচা চিনির বাজার চুক্তি এই ডিগ্রিতেই লেখা হয়, আর ডিগ্রির দশ ভাগের এক ভাগের বাড়তি দাম লন্ডনে আর সাও পাওলোতে একই অর্থ বহন করে।
চিনি মাপনীকে রক্ষা করে কোয়ার্টজ, চিনি নয়
মনে হতে পারে এমন মাপনীর আদর্শ হওয়া উচিত সুক্রোজ নিজেই, অথচ এই ভূমিকার জন্য সে একেবারেই চলে না: সুক্রোজ বাতাস থেকে জল টানে, সামান্য মিশেলেই ঘোলা হয় আর নিজে থেকেই ভেঙে যায়, আর তার দ্রবণ বাঁচে গোনা কয়েক দিন। কোয়ার্টজ উল্টো দিকে সমবর্তন তল ঘোরায় নিজের গঠনের জোরে, তা করে বছরের পর বছর অপরিবর্তিতভাবে আর ওজনও চায় না ফ্লাস্কও নয়, তাই চিনিমাপকদের যাচাই করা হয় একই মাপনীর ডিগ্রিতে প্রত্যয়িত কোয়ার্টজ পাত দিয়ে।
তাহলে দাঁড়ায় এই যে চিনির নামে নাম পাওয়া আর চিনির বাণিজ্যের জন্য ভাবা রাশিটি বাঁধা একটি খনিজের সঙ্গে, একটি তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সঙ্গে আর একটি নলের আকারের সঙ্গে, অথচ চিনি নিজে এই শৃঙ্খলে দেখা দেয় কেবল শেষে, যখন যন্ত্র নমুনার দিকে তাকায়। এই গড়নই তাকে রীতিসিদ্ধ মাপনী করে, প্রকৃতির ধ্রুবক নয়: এখানে যা পুনরুৎপাদিত হয় তা চিনি নয় বরং যন্ত্রদের মধ্যেকার সম্মতি, আর সেই কারণেই ICUMSA প্রকৃতিকে নয়, একটি বিধিকে নতুন করে লেখে।
তালিকা · মাপের একক
প্রতিটি রাশির জন্য একটি নথি
SI-এর সাতটি মূল একক, নিজস্ব নামওয়ালা বাইশটি উদ্ভূত একক, আর ব্যবস্থার বাইরের সেই রাশিগুলি যেগুলি ছাড়া প্রযুক্তিও চলে না, পঞ্জিকাও নয়।