மின்காந்த அலைகள் (12ஆம் வகுப்பு இயற்பியல், சமச்சீர் கல்வி) அத்தியாயத்திற்கான, பாடநூலில் இல்லாத 15 கூடுதல் வினாக்கள் — ஒவ்வொன்றிலும் சரியான விடை தனித்துக் காட்டப்பட்டு, தெளிவான படிப்படியான விளக்கத்துடன். தமிழிலும் ஆங்கிலத்திலும் இலவசமாகப் படிக்கலாம்.
Q1
காலத்தைப் பொறுத்து மாறும் மின்புலங்களால் காந்தப்புலம் உருவாவதை விளக்க, ஜேம்ஸ் கிளார்க் மேக்ஸ்வெல் ஆம்பியரின் சுற்று விதியில் சேர்த்த உறுப்பு எது?
- A. கடத்து மின்னோட்டம்
- B. இடப்பெயர்ச்சி மின்னோட்டம்சரி
- C. சுழல் மின்னோட்டம்
- D. நிலை மின்னோட்டம்
விளக்கம். ஆம்பியர் விதியில் இருந்த முரண்பாட்டைச் சரிசெய்ய மேக்ஸ்வெல் இடப்பெயர்ச்சி மின்னோட்டத்தை அறிமுகப்படுத்தினார். மாறும் மின்பாயம் வெற்றிடத்திலும் காந்தப்புலத்தை உருவாக்கும் என்பதை இவ்வுறுப்பு காட்டுகிறது.
Q2
மூடிய பரப்பின் மீது காந்தப்புலத்தின் பரப்புத் தொகையீடு சுழி என்று கூறும் மேக்ஸ்வெல்லின் இரண்டாம் சமன்பாடு (காந்தவியலுக்கான காஸ் விதி) உணர்த்தும் இயற்பியல் உண்மை யாது?
- A. காந்த ஒருமுனைகள் சோடிகளாக உள்ளன
- B. தனித்த காந்த ஒருமுனைகள் இல்லைசரி
- C. காந்தப்புலக் கோடுகள் தொடர்ச்சியற்றவை
- D. காந்தப்புலம் காலத்தைச் சார்ந்தது
விளக்கம். இவ்விதி காந்தப்புலக் கோடுகள் தொடர்ச்சியான மூடிய வளையங்களாக அமைகின்றன என்பதைக் காட்டுகிறது. அவற்றுக்குத் தொடக்கப் புள்ளியோ முடிவுப் புள்ளியோ இல்லை; எனவே தனித்த காந்த முனைகள் காணப்படுவதில்லை.
Q3
வெற்றிடத்தில் ஒளியின் வேகம் \(c\), வெற்றிடத்தின் விடுதிறன் \(\epsilon_0\) மற்றும் வெற்றிடத்தின் உட்புகுதிறன் \(\mu_0\) ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான கணிதத் தொடர்பு யாது?
- A. \(c = \sqrt{\mu_0 \epsilon_0}\)
- B. \(c = \frac{1}{\mu_0 \epsilon_0}\)
- C. \(c = \frac{1}{\sqrt{\mu_0 \epsilon_0}}\)சரி
- D. \(c = \mu_0 \epsilon_0\)
விளக்கம். மின்காந்த அலைகள் வெளியின் அடிப்படை மாறிலிகளால் தீர்மானிக்கப்படும் வேகத்தில் பரவும் என மேக்ஸ்வெல் சமன்பாடுகள் கணிக்கின்றன: \(c = 1/\sqrt{\mu_0 \epsilon_0}\). இக்கோட்பாட்டு வேகம் அளக்கப்பட்ட ஒளியின் வேகத்துடன் ஒத்துப்போகிறது.
Q4
ஒரு மின்காந்த அலை நேர்க்குறி z திசையில் பரவுகிறது; அதன் மின்புல வெக்டர் x அச்சு வழியே உள்ளது எனில், காந்தப்புல வெக்டர் எத்திசையில் அலைவுறும்?
- A. x அச்சு வழியே
- B. y அச்சு வழியேசரி
- C. z அச்சு வழியே
- D. x அச்சுக்கு எதிர்த் திசையில்
விளக்கம். மின்காந்த அலைகள் குறுக்கலைகள். மின்புலம், காந்தப்புலம் மற்றும் பரவும் திசை மூன்றும் ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்தானவை. எனவே பரவுதல் z வழியேயும் E ஆனது x வழியேயும் இருந்தால் B ஆனது y வழியே இருக்க வேண்டும்.
Q5
ஏற்பியின் திசையமைவு தொடர்பாக 1888 இல் ஹென்ரிச் ஹெர்ட்ஸ் செய்த ஆய்விலிருந்து பெறப்பட்ட முக்கிய முடிவு யாது?
- A. மின்காந்த அலைகள் நெட்டலைகள்
- B. மின்காந்த அலைகள் பரவ ஊடகம் தேவை
- C. மின்காந்த அலைகள் குறுக்கலைகள்சரி
- D. மின்காந்த அலைகளின் வேகம் முடிவிலி
விளக்கம். ஏற்பியை 90 டிகிரி சுழற்றியபோது மின்பொறி கண்டறியப்படுவது நின்றதை ஹெர்ட்ஸ் கவனித்தார். இத்திசையமைவுச் சார்பு, மேக்ஸ்வெல் கணித்தவாறு மின்காந்த அலைகள் குறுக்கலைகள் என்பதை உறுதிப்படுத்தியது.
Q6
ரேடியோ அலைகள் முதன்மையாகப் பின்வரும் எந்த இயற்பியல் நிகழ்வால் உருவாக்கப்படுகின்றன?
- A. அதிவேக எலக்ட்ரான்களைத் திடீரென நிறுத்துதல்
- B. கடத்துக் கம்பிகளில் மின்னூட்டங்களின் முடுக்கப்பட்ட இயக்கம்சரி
- C. கதிரியக்க உட்கருக்களின் நிலைமாற்றங்கள்
- D. மூலக்கூறுகளின் சுழற்சி நிலைமாற்றங்கள்
விளக்கம். ரேடியோ அலைகள் அலைக்கம்பங்களில் (ஆன்டெனா) அலைவுறும் மின்னூட்டங்களால் உருவாக்கப்படுகின்றன. இம்முடுக்கப்பட்ட மின்னூட்டங்கள் அலை பரவுதலுக்குத் தேவையான, காலத்தைப் பொறுத்து மாறும் மின் மற்றும் காந்தப்புலங்களை உருவாக்குகின்றன.
Q7
வானூர்தி வழிசெலுத்தலுக்கும் வாகனங்களின் வேகத்தைக் கண்டறியவும் ரேடார் அமைப்புகளில் பரவலாகப் பயன்படும் மின்காந்தக் கதிர்வீச்சு எது?
- A. அகச்சிவப்புக் கதிர்வீச்சு
- B. கண்ணுறு ஒளி
- C. மைக்ரோ அலைகள்சரி
- D. X-கதிர்கள்
விளக்கம். மைக்ரோ அலைகள் எதிரொளிப்பு மற்றும் தள விளைவு அடையும் தன்மை கொண்டவை என்பதால் ரேடாரில் பயன்படுகின்றன. நீண்ட தொலைவுகளில் உள்ள பொருட்களின் இருப்பிடம் மற்றும் வேகத்தைக் கண்டறிய அவை ஏற்றவை.
Q8
அகச்சிவப்புக் கதிர்வீச்சுகள் ஏன் பெரும்பாலும் 'வெப்ப அலைகள்' என அழைக்கப்படுகின்றன?
- A. அவை மிக அதிக அதிர்வெண் கொண்டவை
- B. அவை வெப்பமான பொருட்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகளால் உருவாக்கப்படுகின்றனசரி
- C. அவை மனிதக் கண்ணுக்குப் புலப்படுகின்றன
- D. அவை வளிமண்டல வாயுக்களை அயனியாக்குகின்றன
விளக்கம். அகச்சிவப்புக் கதிர்வீச்சு வெப்பமான பொருட்களாலும் அதிர்வு நிலைமாற்றம் அடையும் அணுக்களாலும் உமிழப்படுகிறது. பிற பொருட்களால் உட்கவரப்படும்போது இவை வெப்ப ஆற்றலை அதிகரித்து வெப்ப விளைவை ஏற்படுத்துகின்றன.
Q9
சூரியனிலிருந்து வரும் தீங்கு விளைவிக்கும் புறஊதாக் (UV) கதிர்வீச்சை உட்கவர்வதற்கு முதன்மையாகக் காரணமான புவி வளிமண்டலக் கூறு எது?
- A. நைட்ரஜன்
- B. ஆக்சிஜன்
- C. ஓசோன்சரி
- D. கார்பன் டைஆக்சைடு
விளக்கம். வளிமண்டல ஓசோன் படலம் உயர் ஆற்றல் புறஊதாக் கதிர்வீச்சின் பெரும்பகுதியை உட்கவர்ந்து, அவை புவிப்பரப்பை அடைந்து உயிரினங்களுக்குத் தீங்கு விளைவிப்பதைத் தடுக்கும் பாதுகாப்புக் கவசமாகச் செயல்படுகிறது.
Q10
மருத்துவப் பயன்பாடுகளுக்காக ஆய்வகத்தில் X-கதிர்கள் எவ்வாறு உருவாக்கப்படுகின்றன?
- A. உட்கருக்களின் கதிரியக்கச் சிதைவால்
- B. அதிவேக எலக்ட்ரான்களை இலக்கில் திடீரென நிறுத்துவதால்சரி
- C. உலோகங்களை உயர் வெப்பநிலைக்குச் சூடாக்குவதால்
- D. கம்பிச்சுருள் வழியே மின்னோட்டத்தைச் செலுத்துவதால்
விளக்கம். வேகமாக இயங்கும் எலக்ட்ரான்கள் அதிக அணு எண் கொண்ட உலோக இலக்கைத் தாக்கி விரைவாக வேகம் குறையும்போது X-கதிர்கள் உருவாகின்றன. இவ்வாறு திடீரென இழக்கப்படும் இயக்க ஆற்றல் உயர் அதிர்வெண் மின்காந்தக் கதிர்வீச்சாக வெளிப்படுகிறது.
Q11
காமா கதிர்கள் எந்த மூலத்திலிருந்து தோன்றுவதால் பிற மின்காந்த அலைகளிலிருந்து வேறுபடுகின்றன?
- A. வெளிக்கூட்டு எலக்ட்ரான்களின் நிலைமாற்றங்கள்
- B. அலைவுறும் மூலக்கூறு இருமுனைகள்
- C. கதிரியக்க உட்கருக்களின் நிலைமாற்றங்கள்சரி
- D. அதிரும் வெப்பமான திண்மப் பொருட்கள்
விளக்கம். காமா கதிர்கள் அணுக்கரு வினைகள் மற்றும் கதிரியக்கச் சிதைவின்போது உமிழப்படும் உயர் ஆற்றல் ஃபோட்டான்கள் ஆகும். எலக்ட்ரான் அல்லது மூலக்கூறு மாற்றங்களால் தோன்றும் பிற அலைகளைப் போலல்லாமல், இவை அணுக்கரு அமைப்பைப் பற்றிய தகவலைத் தருகின்றன.
Q12
வெண்சுடர் திண்மங்கள் மற்றும் கார்பன் வில்விளக்கின் ஒளியிலிருந்து எவ்வகை வெளியீட்டு நிறமாலை பெறப்படுகிறது?
- A. வரி வெளியீட்டு நிறமாலை
- B. தொடர் வெளியீட்டு நிறமாலைசரி
- C. பட்டை வெளியீட்டு நிறமாலை
- D. வரி உட்கவர் நிறமாலை
விளக்கம். வெண்சுடர் திண்மங்களில் துகள்கள் நெருக்கமாக அமைந்திருப்பதால் அவை அனைத்துக் கண்ணுறு அலைநீளங்களிலும் கதிர்வீசுகின்றன. இவ்வொளியை முப்பட்டகம் வழியே செலுத்தும்போது இடைவெளியற்ற தொடர் நிறமாலை கிடைக்கிறது.
Q13
சூரிய நிறமாலையில் காணப்படும், பிரான்ஹோபர் வரிகள் எனப்படும் தனித்த கருமையான வரிகள் எவ்வகை நிறமாலைக்கு எடுத்துக்காட்டு?
- A. வரி வெளியீட்டு நிறமாலை
- B. வரி உட்கவர் நிறமாலைசரி
- C. பட்டை வெளியீட்டு நிறமாலை
- D. தொடர் உட்கவர் நிறமாலை
விளக்கம். சூரியனின் உட்பகுதியிலிருந்து வரும் பிரகாசமான தொடர் ஒளியிலிருந்து, சூரிய வளிமண்டலத்தில் உள்ள குளிர்ந்த வாயுக்கள் குறிப்பிட்ட சிறப்பியல்பு அலைநீளங்களை உட்கவர்வதால் பிரான்ஹோபர் வரிகள் தோன்றுகின்றன. எனவே இவை வரி உட்கவர் நிறமாலை ஆகும்.
Q14
ஒரு ஊடகத்தின் ஒப்புமை உட்புகுதிறன் 1.0 மற்றும் ஒப்புமை விடுதிறன் (மின்காப்பு மாறிலி) 2.25 எனில், அதன் ஒளிவிலகல் எண்ணைக் கணக்கிடுக.
- A. 1.25
- B. 1.50சரி
- C. 2.25
- D. 3.00
விளக்கம். ஒளிவிலகல் எண் \(n = \sqrt{\epsilon_r \mu_r}\). கொடுக்கப்பட்ட மதிப்புகளைப் பிரதியிட \(n = \sqrt{2.25 \times 1.0} = 1.5\). ஊடகத்தில் ஒளி எந்த அளவு மெதுவாகச் செல்கிறது என்பதை இவ்வெண் குறிக்கிறது.
Q15
\(U\) ஆற்றல் கொண்ட மின்காந்த அலை ஒரு பரப்பின் மீது விழுந்து முழுவதும் உட்கவரப்பட்டால், அப்பரப்பிற்கு அளிக்கப்படும் நேர்க்கோட்டு உந்தம் \(p\) இன் எண்மதிப்பு யாது?
- A. \(p = U \cdot c\)
- B. \(p = \frac{U}{c}\)சரி
- C. \(p = \frac{2U}{c}\)
- D. \(p = \sqrt{U \cdot c}\)
விளக்கம். மின்காந்த அலைகள் ஆற்றலுடன் உந்தத்தையும் கடத்துகின்றன. முழுமையாக உட்கவரப்படும்போது, பரப்பிற்கு மாற்றப்படும் உந்தம் மொத்த ஆற்றலை ஒளியின் வேகத்தால் வகுக்கக் கிடைக்கும் மதிப்புக்குச் சமம் (\(p = U/c\)).
