மின்காந்த அலைகள் (12ஆம் வகுப்பு இயற்பியல், சமச்சீர் கல்வி) அத்தியாயத்தின் ஒவ்வொரு புத்தகப் பயிற்சி வினாவும் இங்கே — சரியான விடை தனித்துக் காட்டப்பட்டு, தெளிவான படிப்படியான விளக்கத்துடன். தமிழிலும் ஆங்கிலத்திலும் இலவசமாகப் படிக்கலாம்.
Q1
பொதுத் தேர்வில் கேட்கப்பட்டது:
மார்ச் 2025
\(\frac{1}{\mu_o \epsilon_o}\) இன் பரிமாணம்
- A. \([L T^{-1}]\)
- B. \([L^2 T^{-2}]\)சரி
- C. \([L^{-1} T]\)
- D. \([L^{-2} T^2]\)
விளக்கம். வெற்றிடத்தில் ஒளியின் வேகம் \(c = 1/\sqrt{\mu_0 \epsilon_0}\); எனவே \(c^2 = 1/\mu_0 \epsilon_0\). திசைவேகத்தின் பரிமாணம் \([LT^{-1}]\) என்பதால், அதன் இருமடியின் பரிமாணம் \([L^2 T^{-2}]\) ஆகும்.
Q2
பொதுத் தேர்வில் கேட்கப்பட்டது:
மார்ச் 2024, மார்ச் 2023
மின்காந்த அலை ஒன்றின் காந்தப்புலத்தின் எண்மதிப்பு \(3 \times 10^{-6}\) T எனில், அதன் மின்புலத்தின் மதிப்பு என்ன?
- A. 100 V m\(^{-1}\)
- B. 300 V m\(^{-1}\)
- C. 600 V m\(^{-1}\)
- D. 900 V m\(^{-1}\)சரி
விளக்கம். மின்காந்த அலையில் மின்புல மற்றும் காந்தப்புல வீச்சுகள் \(E_0 = c B_0\) என்ற தொடர்பால் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. \(c = 3 \times 10^8\) m/s மற்றும் \(B_0 = 3 \times 10^{-6}\) T எனப் பிரதியிட, மின்புல வீச்சு \(900\) V/m கிடைக்கிறது.
Q3
எந்த மின்காந்த அலையைப் பயன்படுத்தி மூடுபனியின் வழியே பொருட்களைக் காண இயலும்?
- A. மைக்ரோ அலை
- B. காமாக்கதிர்வீச்சு
- C. X- கதிர்கள்
- D. அகச்சிவப்புக்கதிர்கள்சரி
விளக்கம். அகச்சிவப்புக் கதிர்களின் அலைநீளம் கண்ணுறு ஒளியை விட அதிகம் என்பதால் அவை மூடுபனித் துகள்களால் குறைவாகவே சிதறடிக்கப்படுகின்றன. எனவே மூடுபனி, புகைமூட்டம் வழியே பொருட்களைக் காண அவை பயன்படுகின்றன.
Q4
பொதுத் தேர்வில் கேட்கப்பட்டது:
துணைத் தேர்வு 2021
மின்காந்த அலைகளைப் பொறுத்து பின்வருவனவற்றுள் எவை தவறான கூற்றுகளாகும்?
- A. குறுக்கலை
- B. இயந்திர அலைகள் அல்ல
- C. நெட்டலைசரி
- D. முடுக்கப்பட்ட மின்துகள்களினால் உருவாகின்றன
விளக்கம். மின்காந்த அலைகள் குறுக்கலைகள்; அவை பரவ ஊடகம் தேவையில்லை. நெட்டலைகள் பரவ ஊடகம் தேவை, ஆனால் மின்காந்த அலைகள் இயந்திர அலைகள் அல்ல, வெற்றிடத்திலும் பரவும். எனவே "நெட்டலை" என்பது தவறான கூற்று.
Q5
அலையியற்றி ஒன்றைக் கருதுக. அதில் உள்ள மின்னூட்டப்பட்டத் துகளொன்று அதன் சராசரிப்புள்ளியைப் பொறுத்து 300 MHz அதிர்வெண்ணில் அலைவுறுகிறது எனில், அலையியற்றியால் உருவாக்கப்பட்ட மின்காந்த அலையின் அலைநீளத்தின் மதிப்பு
- A. 1 mசரி
- B. 10 m
- C. 100 m
- D. 1000 m
விளக்கம். அலைநீளம் \(\lambda = c/f\). \(c = 3 \times 10^8\) m/s மற்றும் அதிர்வெண் \(300 \times 10^6\) Hz எனப் பிரதியிட, அலைநீளம் 1 m கிடைக்கிறது.
Q6
மின்புலம் மற்றும் காந்தப்புலத்தோடு இணைந்த மின்காந்த அலையொன்று எதிர்க்குறி x அச்சூத்திசையில் பரவுகிறது. பின்வருவனவற்றுள் எச்சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தி அந்த மின்காந்த அலையினை குறிப்பிடலாம்.
- A. \(\vec{E} = E_0 \hat{i}\) மற்றும் \(\vec{B} = B_0 \hat{k}\)
- B. \(\vec{E} = E_0 \hat{k}\) மற்றும் \(\vec{B} = B_0 \hat{j}\)சரி
- C. \(\vec{E} = E_0 \hat{i}\) மற்றும் \(\vec{B} = B_0 \hat{j}\)
- D. \(\vec{E} = E_0 \hat{j}\) மற்றும் \(\vec{B} = B_0 \hat{i}\)
விளக்கம். அலை பரவும் திசை \(\vec{E} \times \vec{B}\) என்ற வெக்டர் பெருக்கலால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. எதிர்க்குறி x அச்சுத் திசையில் பரவ, மின்புலம் \(\hat{k}\) திசையிலும் காந்தப்புலம் \(\hat{j}\) திசையிலும் இருந்தால் \(\hat{k} \times \hat{j} = -\hat{i}\) கிடைக்கிறது.
Q7
வெற்றிடத்தில் பரவும் மின்காந்த அலை ஒன்றின் மின்புலத்தின் சராசரி இருமடிமூல மதிப்பு (rms) 3 V m\(^{-1}\) எனில் காந்தப்புலத்தின் உச்சமதிப்பு என்ன?
- A. 1.414 \(\times\) 10\(^{-8}\) Tசரி
- B. 1.0 \(\times\) 10\(^{-8}\) T
- C. 2.828 \(\times\) 10\(^{-8}\) T
- D. 2.0 \(\times\) 10\(^{-8}\) T
விளக்கம். மின்புலத்தின் உச்ச மதிப்பு \(E_0 = \sqrt{2} E_{rms} = 3\sqrt{2}\). காந்தப்புலத்தின் உச்ச மதிப்பு \(B_0 = E_0/c\). \(c = 3 \times 10^8\) எனப் பிரதியிட \(B_0 = \sqrt{2} \times 10^{-8}\), அதாவது தோராயமாக \(1.414 \times 10^{-8}\) T.
Q8
பொதுத் தேர்வில் கேட்கப்பட்டது:
மார்ச் 2023
\(\vec{v} = v\hat{i}\) என்ற திசைவேகத்துடன் மின்காந்த அலை ஒரு ஊடகத்தில் பரவுகின்றது. இவ்வலையின் மாறுதிசை மின்புலம் +y-அச்சின் திசையில் இருந்தால், அதன் மாறுதிசை காந்தப்புலம் _______ இருக்கும்.
- A. -y திசையில்
- B. -x திசையில்
- C. +z திசையில்சரி
- D. -z திசையில்
விளக்கம். அலை நேர்க்குறி x அச்சு வழியே பரவுகிறது, மின்புலம் y அச்சு வழியே அலைவுறுகிறது. \(\vec{E}\), \(\vec{B}\), \(\vec{v}\) ஆகிய மூன்றும் ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்தாக இருக்க வேண்டும்; \(\hat{j} \times \hat{k} = \hat{i}\) என்பதால் காந்தப்புலம் +z திசையில் அலைவுறும்.
Q9
காந்த ஒரு முனை (magnetic monopole) ஒன்று தோன்றுகிறது எனக் கருதினால், பின்வரும் மேக்ஸ்வெல் சமன்பாடுகளில் எச்சமன்பாட்டை மாற்றியமைக்க வேண்டும்?
- A. \(\oint \vec{E} \cdot d\vec{A} = \frac{Q_{enclosed}}{\epsilon_o}\)
- B. \(\oint \vec{B} \cdot d\vec{A} = 0\)சரி
- C. \(\oint \vec{B} \cdot d\vec{l} = \mu_o i_c + \mu_o \epsilon_o \frac{d\Phi_E}{dt}\)
- D. \(\oint \vec{E} \cdot d\vec{l} = -\frac{d\Phi_B}{dt}\)
விளக்கம். காந்தவியலுக்கான காஸ் விதியின்படி காந்தப்புலக் கோடுகள் தொடர்ச்சியான மூடிய வளையங்களாக அமைகின்றன; அதாவது தனித்த காந்த ஒரு முனைகள் இல்லை. காந்த ஒரு முனை கண்டறியப்பட்டால், மூடிய பரப்பின் மீதான காந்தப்புலத்தின் பரப்புத் தொகையீடு சுழியாக இருக்காது.
Q10
பிரான்ஹோபர் வரிகள் எவ்வகை நிறமாலைக்கு எடுத்துக்காட்டு?
- A. வரி வெளியீடு
- B. வரி உட்கவர்சரி
- C. பட்டை வெளியீடு
- D. பட்டை உட்கவர்
விளக்கம். பிரான்ஹோபர் வரிகள் சூரிய நிறமாலையில் காணப்படும் கருமையான வரிகள் ஆகும். சூரியனின் குளிர்ந்த வெளி வளிமண்டலத்தில் உள்ள தனிமங்கள் குறிப்பிட்ட அலைநீளங்களை உட்கவர்வதால் இவை தோன்றுகின்றன; எனவே இவை வரி உட்கவர் நிறமாலைக்கு எடுத்துக்காட்டு.
Q11
பின்வருவனவற்றுள் எது மின்காந்த அலையாகும்?
- A. \(\alpha\) - கதிர்கள்
- B. \(\beta\) - கதிர்கள்
- C. \(\gamma\) - கதிர்கள்சரி
- D. இவை அனைத்தும்
விளக்கம். காமா கதிர்கள் அதிக அதிர்வெண் கொண்ட மின்காந்தக் கதிர்வீச்சு ஆகும். ஆனால் ஆல்பா மற்றும் பீட்டா கதிர்கள் மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்களால் (முறையே ஹீலியம் உட்கருக்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள்/பாசிட்ரான்கள்) ஆனவை; அவை மின்காந்த நிறமாலையின் பகுதி அல்ல.
Q12
பொதுத் தேர்வில் கேட்கப்பட்டது:
மார்ச் 2026
பின்வருவனவற்றுள் எது மின்காந்த அலையை உருவாக்குகிறது?
- A. முடுக்கப்பட்ட மின்துகள்சரி
- B. சீரான திசைவேகத்தில் இயங்கும் மின்துகள்
- C. ஓய்வுநிலையிலுள்ள மின்துகள்
- D. மின்னூட்டமற்ற ஒரு துகள்
விளக்கம். முடுக்கப்பட்ட மின்துகள்களே மின்காந்த அலைகளின் முதன்மை மூலம். ஓய்வுநிலையிலுள்ள மின்துகள் நிலையான மின்புலத்தை மட்டுமே உருவாக்கும்; மாறாத திசைவேகத்தில் இயங்கும் மின்துகள் நிலையான காந்தப்புலத்தை உருவாக்கினாலும் ஆற்றலைக் கதிர்வீசுவதில்லை.
Q13
ஒரு சமதள மின்காந்த அலையின் மின்புலம் \(E = E_o \sin[10^6 x - \omega t]\) எனில் \(\omega\) வின் மதிப்பு என்ன?
- A. \(0.3 \times 10^{-14}\) rad s\(^{-1}\)
- B. \(3 \times 10^{-14}\) rad s\(^{-1}\)
- C. \(0.3 \times 10^{14}\) rad s\(^{-1}\)
- D. \(3 \times 10^{14}\) rad s\(^{-1}\)சரி
விளக்கம். கோண அதிர்வெண்ணுக்கும் அலை எண்ணுக்கும் இடையேயான தொடர்பு \(\omega = ck\). \(c = 3 \times 10^8\) m/s மற்றும் அலைச் சமன்பாட்டிலிருந்து அலை எண் \(k = 10^6\) m\(^{-1}\) எனப் பிரதியிட, \(\omega = 3 \times 10^{14}\) rad/s கிடைக்கிறது.
Q14
மின்காந்த அலைகளைப் பொறுத்து தவறான கூற்றுகள் எவை?
- A. இது ஆற்றலைக் கடத்துகிறது
- B. இது உந்தத்தைக் கடத்துகிறது
- C. இது கோண உந்தத்தைக் கடத்துகிறது
- D. வெற்றிடத்தில் அதன் அதிர்வெண்ணைப் பொறுத்து வெவ்வேறு வேகங்களில் பரவுகிறது.சரி
விளக்கம். வெற்றிடத்தில் அனைத்து மின்காந்த அலைகளும் அவற்றின் அலைநீளம் அல்லது அதிர்வெண்ணைச் சாராமல் ஒரே வேகத்தில் (\(c \approx 3 \times 10^8\) m/s) பரவுகின்றன. பொருள் ஊடகங்களில் மட்டுமே அவை வெவ்வேறு வேகங்களைப் பெறுகின்றன.
Q15
மின்காந்த அலையின் மின்புலம் மற்றும் காந்தப்புலங்கள்
- A. ஒரே கட்டத்தில் உள்ளன. மேலும் ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்துசரி
- B. ஒரே கட்டத்தில் இல்லை. மேலும் ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்து இல்லை
- C. ஒரே கட்டத்தில் உள்ளன. மேலும் ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்து இல்லை
- D. ஒரே கட்டத்தில் இல்லை. மேலும் ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்து
விளக்கம். மின்காந்த அலையின் மின்புல மற்றும் காந்தப்புல வெக்டர்கள் ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்தாகவும் ஒரே கட்டத்திலும் அலைவுறுகின்றன; அதாவது அவை ஒரே நேரத்தில் பெரும மற்றும் சிறும மதிப்புகளை அடைகின்றன.
