ஒளியியல் - பாடக் குறிப்புகள்

அலகுச் சுருக்கம்

ஒளியியல் என்பது ஒளியின் பண்புகள், பரவல் மற்றும் அதன் விளைவுகள் பற்றி ஆராயும் இயற்பியலின் ஒரு பிரிவாகும். ஒளி என்பது ஒரு வகை மின்காந்த ஆற்றல் வடிவமாகும்; இது வெற்றிடம் அல்லது காற்றில் 3 x 10^8 ms^-1 என்ற திசைவேகத்தில் நேர்க்கோட்டில் பரவுகிறது. ஒளி ஒரு ஊடகத்திலிருந்து மற்றொரு ஊடகத்திற்குச் சாய்வாகச் செல்லும்போது அதன் பாதையில் விலகலடைகிறது; இது ஒளிவிலகல் எனப்படும். இது ஸ்நெல் விதியின்படி நிகழ்கிறது. முப்பட்டகத்தின் வழியே செல்லும் வெள்ளொளி அதன் பகுதி நிறங்களாக (VIBGYOR) பிரிகை அடைகிறது. வளிமண்டலத் துகள்களுடன் ஒளிக்கதிர்கள் வினைபுரிந்து அனைத்து திசைகளிலும் சிதறடிக்கப்படுவது ஒளிச்சிதறல் எனப்படும். குவிக்கும் அல்லது விரிக்கும் பண்புகளைக் கொண்ட லென்சுகள் மெய் அல்லது மாய பிம்பங்களை உருவாக்குகின்றன. மனித கண் சிலியரி தசைகளின் உதவியோடு விழித்திரையில் பிம்பங்களை குவியச் செய்கிறது. கிட்டப்பார்வை, தூரப்பார்வை மற்றும் விழி ஏற்பமைவுத்திறன் குறைபாடு ஆகியவை முறையே குழி லென்ஸ், குவி லென்ஸ் மற்றும் இரு குவிய லென்சுகளால் சரிசெய்யப்படுகின்றன. நுண்பெருக்கிகள் மற்றும் தொலைநோக்கிகள் போன்ற ஒளியியல் கருவிகள் சிறிய மற்றும் தொலைவிலுள்ள பொருட்களைப் பெரிதாக்கிக் காட்டப் பயன்படுகின்றன.

கற்றல் நோக்கங்கள்

• ஒளியின் அடிப்படைப் பண்புகளை விளக்குதல் மற்றும் ஒளிவிலகலின் இரு விதிகளைக் கூறுதல்.
• ராலே, மீ, டிண்டால் மற்றும் இராமன் ஒளிச்சிதறல் விளைவுகளை வேறுபடுத்தி அறிதல்.
• குவி மற்றும் குழி லென்சுகளின் பிம்ப உருவாக்கத்தைக் கதிர் வரைபடங்கள் மூலம் பகுப்பாய்வு செய்தல்.
• மனிதக் கண்ணின் ஏற்பமைவுத்திறன், அண்மைப் புள்ளி மற்றும் சேய்மைப் புள்ளியைப் புரிந்துகொள்ளுதல்.
• கிட்டப்பார்வை, தூரப்பார்வை மற்றும் விழி ஏற்பமைவுத்திறன் குறைபாடுகளை வேறுபடுத்தி, அவற்றுக்கான தீர்வு முறைகளை ஆராய்தல்.
• எளிய மற்றும் கூட்டு நுண்பெருக்கிகள், தொலைநோக்கிகள் ஆகியவற்றின் அமைப்பு மற்றும் செயல்படும் விதத்தை விளக்குதல்.

முக்கியக் கருத்துக்கள் மற்றும் வரையறைகள்

ஒளிவிலகல் மற்றும் ஒளிவிலகல் எண்

ஒளிக்கதிர் ஒரு ஒளிபுகும் ஊடகத்திலிருந்து மற்றொரு ஊடகத்திற்குச் சாய்வாகச் செல்லும்போது, அதன் பாதையில் ஏற்படும் விலகல் ஒளிவிலகல் எனப்படும். காற்றில் அல்லது வெற்றிடத்தில் ஒளியின் திசைவேகத்திற்கும் (c) ஊடகத்தில் ஒளியின் திசைவேகத்திற்கும் (v) இடையே உள்ள தகவு அவ்வூடகத்தின் ஒளிவிலகல் எண் (mu) எனப்படும்.

நிரப்பிரிகை

வெள்ளொளிக் கற்றையானது முப்பட்டகம் போன்ற ஒளிபுகும் ஊடகத்தில் ஒளிவிலகல் அடையும்போது, அதன் பகுதி நிறங்களாகப் பிரியும் நிகழ்வு நிறப்பிரிகை எனப்படும்.

ஒளிச்சிதறல்

சூரிய ஒளி வளிமண்டலத்தில் நுழையும்போது, அங்குள்ள வாயு அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகளால் அனைத்து திசைகளிலும் விலகலடைந்து திருப்பி விடப்படும் நிகழ்வு ஒளிச்சிதறல் எனப்படும். இதில் ராலே சிதறல் விதியின்படி, சிதறல் அளவானது ஒளியின் அலைநீளத்தின் நான்மடிக்கு எதிர்த்தகவில் அமையும்.

லென்சின் திறன்

ஒரு லென்சின் மீது விழும் ஒளிக்கதிர்களைக் குவிக்கும் அல்லது விரிக்கும் திறன் அதன் திறன் எனப்படும். இது லென்சின் குவியத் தொலைவின் தலைகீழ் மதிப்பிற்குச் சமம். இதன் அலகு டயாப்டர் (D) ஆகும்.

விழி ஏற்பமைவுத்திறன்

அருகில் உள்ள மற்றும் தொலைவில் உள்ள பொருட்களைத் தெளிவாகக் காண்பதற்கு ஏற்ப, விழி லென்சின் குவியத் தூரத்தை மாற்றியமைத்துக் கொள்ளும் கண்ணின் திறன் விழி ஏற்பமைவுத்திறன் எனப்படும்.

தீர்க்கப்பட்ட கணக்கீட்டு முறைகள்

லென்ஸ் சமன்பாடு கணக்கீடுகள்

லென்சின் குவியத் தொலைவு (f), பொருளின் தொலைவு (u) மற்றும் பிம்பத்தின் தொலைவு (v) ஆகியவற்றிற்கு இடையேயான தொடர்பு: 1/f = 1/v - 1/u. கணக்குகளைத் தீர்க்கும்போது கார்டீசியன் குறியீட்டு மரபைப் பின்பற்ற வேண்டும்: படுகதிரின் திசையில் அளக்கப்படும் தொலைவுகள் நேர்க்குறியாகவும், எதிர் திசையில் அளக்கப்படும் தொலைவுகள் எதிர்க்குறியாகவும் கருதப்படும். பொருளின் தொலைவு (u) எப்போதும் எதிர்க்குறி மதிப்பாகும். குவி லென்சிற்கு குவியத் தொலைவு (f) நேர்க்குறி, குழி லென்சிற்கு குவியத் தொலைவு (f) எதிர்க்குறி ஆகும்.

பார்வைக் குறைபாடு நீக்கும் சமன்பாடுகள்

கிட்டப்பார்வை உடைய ஒருவர் 'x' தொலைவு வரை தெளிவாகக் காண முடிகிறது எனில், அவர் ஈறிலாத் தொலைவு வரை காணத் தேவையான குழி லென்சின் குவியத் தொலைவு f = -x ஆகும். அவர் 'x' தொலைவு வரை காணக்கூடியவர், 'y' தொலைவு வரை காண விரும்பினால் f = (x * y) / (x - y) ஆகும். தூரப்பார்வை உடைய ஒருவரின் அண்மைப் புள்ளி 'd' தொலைவில் இருந்தால், அவர் இயல்பு அண்மைப் புள்ளியான D (25 செ.மீ) தொலைவைக் காணத் தேவையான குவி லென்சின் குவியத் தொலைவு f = (d * D) / (d - D) ஆகும்.

பொதுவான தேர்வுத் தவறுகள்

லென்ஸ் சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தும்போது கார்டீசியன் குறியீட்டு மரபில் மாணவர்கள் அடிக்கடி தவறு செய்கின்றனர். பொருளின் தொலைவு 'u' என்பதை எப்போதும் எதிர்க்குறி மதிப்பாகவே (-u) பிரதியிட வேண்டும். கிட்டப்பார்வைக்குக் குழி லென்சும் (எதிர்க்குறி திறன்), தூரப்பார்வைக்குக் குவி லென்சும் (நேர்க்குறி திறன்) பயன்படுகின்றன என்பதை நினைவில் கொள்ள வேண்டும்; இவற்றை மாற்றி எழுதக் கூடாது. மேலும், லென்சின் திறனைக் கணக்கிடும்போது குவியத் தொலைவை மீட்டரில் மாற்றிய பின்னரே டயாப்டர் அலகைப் பயன்படுத்த வேண்டும்; சென்டிமீட்டரில் நேரடியாகப் பிரதியிட்டால் விடை தவறாகிவிடும்.

தேர்வு குறிப்புகள்

• குவி லென்சின் ஆறு வெவ்வேறு பொருள் நிலைகளுக்கான பிம்ப உருவாக்கக் கதிர் வரைபடங்களை வரைந்து பழகிக் கொள்ளுங்கள்.
• கணக்கீட்டு விடைகளில் அலகுகளைக் (மீட்டர், சென்டிமீட்டர், டயாப்டர்-D) குறிப்பிடத் தவறாதீர்கள்.
• பார்வைக் குறைபாடு கணக்குகளைச் செய்யும்போது குவியத் தொலைவின் குறியீடு லென்சின் வகைக்கு ஏற்ப சரியாக வருகிறதா என்று சரிபார்க்கவும்.
• ஊதா நிறம் குறைந்த அலைநீளத்தையும் அதிக விலகலையும் கொண்டது, சிவப்பு நிறம் அதிக அலைநீளத்தையும் குறைந்த விலகலையும் கொண்டது என்பதை நினைவில் வையுங்கள்.