بین الاقوامی شکر پیمانہ
SI سے باہر اکائی · مقدار: استقطاب کے مستوی کے گھماؤ زاویے کے مطابق سکروز کی مقدار
شکر کا محلول روشنی کے استقطاب کے مستوی کو گھما سکتا ہے، اور یہ گھماؤ گھلی ہوئی سکروز کی مقدار کے متناسب ہے، چنانچہ اتنا کافی ہے کہ ایک نلی کے آر پار روشنی ڈالی جائے اور دیکھا جائے کہ تجزیہ کار کو کتنے درجے گھمانا پڑا۔ یہ دریافت بیو کی ہے اور 1815 میں ہوئی، اور تجارت نے اسے اس لیے تھام لیا کہ بصریات اس سوال کا جواب دیتی ہے جس کا کوئی کثافت پیما جواب نہیں دیتا: شیرے میں کتنی مقدار عین سکروز کی ہے، نہ کہ گھلے ہوئے مادوں کی عمومی مقدار۔
یہیں سے بریکس درجے کے ساتھ وہ خوبصورت جوڑا بھی بنتا ہے، جس سے وہی نمونہ کثافت کے ذریعے ناپا جاتا ہے۔ بریکس ہر گھلی ہوئی چیز دیکھتا ہے — سکروز، منقلب شکر، نمکیات، رنگ دینے والے مادے — جبکہ استقطاب تقریباً صرف سکروز پر جواب دیتا ہے، اور اسی لیے دونوں عددوں کا فرق وہی آمیزش ہے جس کی قیمت خریدار دینا نہیں چاہتا۔ ان عددوں کے تناسب کو کارخانے میں خالصیت کہتے ہیں، اور وہی، نہ کہ مٹھاس، کھیپ کی قیمت طے کرتا ہے۔
01 · تعریف
بین الاقوامی شکر پیمانے کے سو درجے معیاری وزن کو دیے گئے ہیں: خالص سکروز کے 26.000 گرام، گھول کر سو ملی لیٹر تک پورے کیے گئے اور بیس درجے سیلسیس پر دو سو ملی میٹر لمبی نلی سے گزار کر روشن کیے گئے۔ ایسا نمونہ استقطاب کے مستوی کو 34.626 درجے گھماتا ہے اگر سوڈیم کی زرد لکیر سے روشنی ڈالی جائے، اور سارا پیمانہ اسی زاویے کے سوا کچھ نہیں، جسے سو مان کر سو برابر حصوں میں بانٹا گیا ہے۔
استقطاب کو گھمانے کی صلاحیت کو بصری فعالیت کہتے ہیں، اور یہ اس پر قائم ہے کہ سکروز کا سالمہ اپنے ہی آئینی عکس پر منطبق نہیں ہوتا۔ گھماؤ ارتکاز کے بھی متناسب ہے اور محلول میں راستے کی لمبائی کے بھی، اور تناسب کے عامل کو مخصوص گھماؤ کہتے ہیں؛ سکروز میں یہ جمع چھیاسٹھ اعشاریہ پانچ ہے، اور جمع کا مطلب دائیں گھماؤ ہے، اس ناظر کے لیے گھڑی کی سمت میں جو شعاع کے سامنے دیکھ رہا ہو۔
یہاں تحفظات بالکل اتنے ہی ہیں جتنے کسی بھی طے شدہ پیمانے میں۔ مخصوص گھماؤ طولِ موج پر منحصر ہے، اور اسی لیے نشان میں حرف D کھڑا ہے — سوڈیم کی زرد لکیر — اگرچہ آج کے شکر پیما پارے کی سبز لکیر سے روشنی ڈالتے ہیں، جہاں سو درجوں کے جواب میں پہلے ہی 40.777 درجے گھماؤ آتا ہے۔ یہ درجۂ حرارت پر بھی منحصر ہے اور خود نمونے کے ارتکاز پر بھی، چنانچہ ICUMSA کی جدولیں تصحیحات الگ دیتی ہیں اور نلی کو حرارت پا میں رکھا جاتا ہے۔
ایک الگ باریکی یہ ہے کہ آلہ سکروز نہیں گنتا، بلکہ محلول میں موجود ہر چیز کے گھماؤ کا مجموعہ۔ جب تک آمیزشیں بصری طور پر غیر فعال ہیں، قرأت ایمان دار ہے، لیکن جوں ہی سکروز ٹوٹ کر گلوکوز اور فرکٹوز بنے، گھماؤ گرتا ہے بلکہ نشان تک بدل دیتا ہے، کیونکہ فرکٹوز بائیں اتنا زور سے گھماتا ہے جتنا گلوکوز دائیں نہیں۔ اس مظہر کو انقلاب کہتے ہیں، اور اسی پر دو پیمائشوں کے فرق سے سکروز معلوم کرنے کا پورا طریقہ کھڑا ہے۔
سرکنے والا بتاتا ہے کہ نمونے میں کل کتنا گھلا ہوا ہے، اور بٹن چنتے ہیں کہ وہاں گھلا ہوا کیا ہے۔ کثافت پیما اور انعطاف پیما سب کچھ باری باری گنتے ہیں اور بریکس درجے دیتے ہیں، استقطاب پیما تقریباً صرف سکروز پر جواب دیتا ہے اور شکر پیمانے کے درجے دیتا ہے، چنانچہ دونوں پٹیوں کے بیچ کا فاصلہ وہی غیر شکریات ہیں جن کی قیمت کوئی نہ دے گا۔
جب تک سکروز سالم ہے، گھماؤ اس کی مقدار کے ساتھ دائیں بڑھتا ہے۔ لیکن اگر وہ ٹوٹ جائے تو ایک مادے سے دو بنتے ہیں جو مختلف سمتوں میں گھماتے ہیں: گلوکوز دائیں تریپن، فرکٹوز بائیں بانوے، چنانچہ مجموعہ منفی میں چلا جاتا ہے۔ اسی نشان کی تبدیلی کے سبب اس مظہر کا نام انقلاب رکھا گیا، اور اس سے پہلے اور بعد کے گھماؤ کے فرق پر کلیرژے کا طریقہ کھڑا ہے۔
02 · تبدیلی
جو آلے نے دکھایا وہ درج کریں
بصریات کے اندر تبدیلیاں درست ہیں، کیونکہ پیمانے کا درجہ ایک ثابت عدد پر تقسیم زاویے کے سوا کچھ نہیں۔ تقریب وہاں شروع ہوتی ہے جہاں بصریات سے کمیت کی طرف جاتے ہیں: ارتکاز زاویے سے گرام فی ملی لیٹر میں ملتا ہے، مگر کمیتی فیصد محلول کی کثافت مانگتے ہیں، جو جدولوں سے لی جاتی ہے۔
نلی کی لمبائی اندراج کی باریک ترتیبات میں بدلی جا سکتی ہے: معمول دو سو ملی میٹر ہے، مگر گہرے شیروں کے لیے سو لیتے ہیں اور بہت پتلے محلولوں کے لیے چار سو۔
کوارٹز کی جانچ تختی ہی وہ چیز ہے جو حقیقت میں اس پیمانے کو محفوظ رکھتی ہے۔ سکروز معیار کے کام نہیں آتی، کیونکہ وہ پانی کھینچتی ہے، دھندلاتی ہے اور آہستہ آہستہ خود ہی منقلب ہو جاتی ہے، جبکہ کوارٹز روشنی کو اپنی ساخت کے زور پر گھماتا ہے اور یہ کام برسوں بغیر تبدیلی کے کرتا ہے، چنانچہ شکر پیما کو شکر سے نہیں بلکہ اسی پیمانے کے درجوں میں تصدیق شدہ تختی سے جانچا جاتا ہے۔
| قدر | وضاحت | ||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · مقداری درجے
مخصوص گھماؤ: بائیں اور دائیں04 · پیمائشی آلات
شکر کس چیز سے ناپی جاتی ہے
آلہ چالاکی سے بنایا گیا ہے: زاویہ براہِ راست ناپنے کے بجائے وہ محلول کے گھماؤ کو کوارٹز کی پچر کے مخالف گھماؤ سے ختم کر دیتا ہے، جسے تب تک سرکاتے ہیں جب تک میدان یکساں نہ ہو جائے۔ پیمانہ اس دوران سیدھا شکر پیمانے کے درجوں میں بٹا ہوتا ہے، اور اسی لیے چلانے والے کو نہ حساب کرنا پڑتا ہے نہ جدولیں دیکھنی پڑتی ہیں۔
کیمیا دان کا عام آلہ، جس کا پیمانہ ایمان داری سے زاویے کے درجوں میں بٹا ہے اور جس کا منبع اسی D لکیر والا سوڈیم لیمپ ہے۔ اس سے کسی بھی بصری طور پر فعال مادے کا گھماؤ ناپا جاتا ہے، صرف شکر کا نہیں، اور اسی لیے مخصوص گھماؤ کی ساری جدولی قیمتیں عین اسی پر حاصل ہوئی ہیں۔
پڑوسی پیمانے کے آلات: ایک شعاع کے انعطاف کو منشور کے رخ پر پکڑتا ہے، دوسرا محض ایک معلوم حجم تولتا ہے، اور دونوں بریکس درجے دیتے ہیں، یعنی ہر گھلی ہوئی چیز کا مجموعہ۔ ان کے بغیر استقطاب مخرج کے بغیر عدد رہ جاتا ہے، کیونکہ کھیپ کی خالصیت ایک قرأت کے دوسری سے تناسب کے طور پر گنی جاتی ہے۔
واحد آلہ جو ہر شکر کو الگ الگ گنتا ہے: نمونہ ایک ستون پر جدا کیا جاتا ہے اور سکروز، گلوکوز اور فرکٹوز کی الگ چوٹیاں ملتی ہیں۔ متنازعہ کھیپوں میں اور تجربہ گاہ کی ثالثی میں اسی پر بھروسا کیا جاتا ہے، جبکہ استقطاب تجارت میں اس لیے رہتا ہے کہ وہ ایک منٹ میں جواب دیتا ہے اور نہ کیمیائی مادے مانگتا ہے نہ ستون۔
05 · لکھنے کے اصول
گھماؤ کا نشان اس کی مقدار سے بھاری ہے
پیمانے کا درجہ بڑے لاطینی حرف کے ساتھ ملا کر لکھا جاتا ہے، اور قیمت کو ایک خالی جگہ سے جدا کیا جاتا ہے۔ مخصوص گھماؤ میں نشان لازم ہے، کیونکہ اس کے بغیر معلوم نہیں ہوتا کہ مستوی کس طرف گھومتا ہے، اور نشان میں طولِ موج اور درجۂ حرارت بتائے جاتے ہیں: حرف D سوڈیم کی زرد لکیر کا ذمہ دار ہے اور اوپر کا اشاریہ بیس درجے سیلسیس کا۔ شکر پیمانے کے درجوں کو خالص محلول کے لیے بھی بریکس درجوں کے برابر نہیں کہا جا سکتا: عدد مل سکتے ہیں، مگر وہ الگ چیزیں ناپتے ہیں۔
دوسری تحریر نے نشان چھوڑ دیا، اور اس کے بغیر مقدار اپنے معنی کا آدھا کھو دیتی ہے: سکروز اور فرکٹوز عدد سے کم اور سمت سے زیادہ جدا ہیں۔ تیسری استقطاب اور کثافت کے درمیان برابری کا نشان رکھتی ہے، حالانکہ عددوں کا ملنا صرف خالص سکروز میں ممکن ہے اور کچھ ثابت نہیں کرتا۔ چوتھی عام طور پر «شکر» کی بات کرتی ہے، حالانکہ استقطاب پیما صرف سکروز دیکھتا ہے اور منقلب شکر کو الٹے نشان سے گنتا ہے، یعنی گھٹا دیتا ہے۔
06 · ہمسایہ اکائیاں
سب سے قریبی رشتہ بریکس درجہ ہے، جس سے وہی نمونہ کثافت کے ذریعے پڑھا جاتا ہے، اور پلاٹو درجہ، جو اسی طرح بنا ہے مگر بیئر کے عرق کے لیے۔ دونوں پیمانے اس سوال کا جواب دیتے ہیں کہ «کل کتنا گھلا ہوا ہے»، جبکہ شکر پیمانہ اس سوال کا جواب دیتا ہے کہ «اس میں سے کتنا سکروز ہے»، اور اسی لیے کارخانے میں انہیں ہمیشہ ساتھ رکھا جاتا ہے۔
صرف سکروز
سارا خشک مادہ
کھیپ کی خالصیت
Simetrium کے پرچوں میں سے ساتھ کھڑے ہیں درجۂ Brix اور درجۂ Plato, کثافت پیما کے پیمانے °Bé / °Tw / °API، جہاں وہی کثافت تیل والوں کے انداز میں پڑھی جاتی ہے، شراب کی طاقت، جہاں شکر خمیر کے بعد جاتی ہے، اور kg/m³ میں کثافت ان سب پیمانوں کی مشترک بنیاد کے طور پر۔
07 · تاریخی حصہ
روشنی کے گھماؤ سے کھیپ کی قیمت تک
ژاں باتیست بیو نے دریافت کیا کہ استقطاب کے مستوی کو صرف بلور ہی نہیں بلکہ محلول بھی گھماتے ہیں، اور گھماؤ کی مقدار ارتکاز کے ساتھ بڑھتی ہے۔ کیمیائی وضاحت اس وقت نہ تھی، مگر فوراً واضح ہو گیا کہ بصریات نمونے کو تباہ کیے بغیر مادے کے اندر جھانک سکتی ہے، اور یہ خود نظریے سے زیادہ اہم نکلا۔
کارل وینٹسکے کو یہ سوجھا کہ آلے کو زاویے کے درجوں میں نہیں بلکہ سیدھا شکر کے فیصدوں میں بانٹا جائے، اور ایک معین وزن کے گھماؤ کو سو مانا۔ چلانے والے کو اس کے بعد نہ حساب کرنا پڑتا تھا نہ بصریات جاننی پڑتی تھی: وہ ایک عدد پڑھتا تھا جسے بلٹی میں لکھا جا سکتا تھا، اور شکر کے کارخانے کو اپنا پہلا حقیقی پیمائشی آلہ مل گیا۔
کلیرژے نے سمجھا کہ سکروز کے ٹوٹنے پر نشان کی تبدیلی رکاوٹ نہیں بلکہ اوزار ہے: اگر نمونہ انقلاب سے پہلے اور بعد ناپا جائے تو گھماؤ کا فرق صرف سکروز پر منحصر رہتا ہے، جبکہ محلول کی باقی ہر چیز ختم ہو جاتی ہے۔ دوہرے استقطاب کے طریقے نے قرأت کو ایک ہی وار میں قابلِ اعتبار بنا دیا، کارخانے کے دھندلے شیروں کے لیے بھی۔
قومی پیمانے صدیوں تک تیسرے ہندسے پر جدا رہے، اور شکر کے تجزیے کے یکساں طریقوں کی بین الاقوامی کمیشن نے انہیں ایک میں سمیٹا، سو کو معیاری وزن اور پارے کی سبز لکیر سے باندھ کر۔ تب سے خام شکر کا بازارِ حصص کا معاہدہ انہی درجوں میں لکھا جاتا ہے، اور درجے کے دسویں حصے کا اضافہ لندن اور ساؤ پاؤلو میں ایک ہی معنی رکھتا ہے۔
شکر پیمانے کو کوارٹز محفوظ رکھتا ہے، شکر نہیں
خیال ہوتا ہے کہ ایسے پیمانے کا معیار خود سکروز ہونا چاہیے، مگر اس کردار کے لیے وہ بالکل موزوں نہیں: سکروز ہوا سے پانی کھینچتی ہے، ذرا سی آمیزش سے دھندلاتی ہے اور خود ہی ٹوٹ جاتی ہے، اور اس کا محلول گنے چنے دن جیتا ہے۔ کوارٹز اس کے برعکس استقطاب کے مستوی کو اپنی ساخت کے زور پر گھماتا ہے، یہ کام برسوں بغیر تبدیلی کے کرتا ہے اور نہ وزن مانگتا ہے نہ فلاسک، اور اسی لیے شکر پیماؤں کو اسی پیمانے کے درجوں میں تصدیق شدہ کوارٹز تختی سے جانچا جاتا ہے۔
سو یہ نکلتا ہے کہ ایک مقدار جو شکر کے نام سے پکاری گئی اور شکر کی تجارت کے لیے سوچی گئی، ایک معدن سے، ایک طولِ موج سے اور ایک نلی کی شکل سے بندھی ہے، جبکہ خود شکر اس زنجیر میں صرف آخر میں نمودار ہوتی ہے، جب آلہ نمونے کو دیکھتا ہے۔ یہی ساخت اسے طے شدہ پیمانہ بناتی ہے، نہ کہ فطرت کا ثابت: یہاں جو دہرایا جاتا ہے وہ شکر نہیں بلکہ آلات کے درمیان اتفاق ہے، اور اسی لیے ICUMSA فطرت کو نہیں بلکہ ایک ضابطے کو دوبارہ لکھتی ہے۔
فہرست · پیمائش کی اکائیاں
ہر مقدار کے لیے ایک پاسپورٹ
SI کی سات بنیادی اکائیاں، اپنے نام والی بائیس مشتق، اور نظام سے باہر کی وہ مقداریں جن کے بغیر نہ فن چلتا ہے نہ تقویم۔