மின்காந்த அலைகள் - Study Notes

பாடச் சுருக்கம்

இப்பாடம் மின்னோட்டத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் எவ்வாறு மின்காந்த புலங்களை உருவாக்குகின்றன என்பதை விளக்குகிறது. மேக்ஸ்வெல் ஆம்பியர் விதியில் செய்த திருத்தம், மின்காந்த அலைகளின் இருப்பை உறுதி செய்தது. இந்த அலைகள் வெற்றிடத்தில் ஒளியின் திசைவேகத்தில் செல்லக்கூடியவை மற்றும் இவை குறுக்கலை பண்பு கொண்டவை. மின்காந்த நிறமாலையின் பல்வேறு பகுதிகள் மற்றும் அவற்றின் பயன்களும் இங்கு விவாதிக்கப்படுகின்றன.

கற்றலின் நோக்கங்கள்

• இடப்பெயர்ச்சி மின்னோட்டம் மற்றும் மேக்ஸ்வெல்லின் திருத்தத்தைப் புரிந்துகொள்ளுதல்.
• மேக்ஸ்வெல் சமன்பாடுகளின் தொகை நுண்கணித வடிவத்தை அறிதல்.
• மின்காந்த அலைகளின் உருவாக்கம் மற்றும் அவற்றின் பண்புகளைப் பயிலுதல்.
• ஹெர்ட்ஸ் ஆய்வின் முக்கியத்துவத்தை உணர்தல்.
• மின்காந்த நிறமாலையின் வகைகள் மற்றும் உமிழ்வு, உட்கவர் நிறமாலைகளை வேறுபடுத்துதல்.

முக்கியக் கருத்துக்கள் மற்றும் வரையறைகள்

இடப்பெயர்ச்சி மின்னோட்டம்: மாறும் மின்புலத்தினால் அல்லது மின்பாய மாற்றத்தினால் உருவாகும் மின்னோட்டம் இடப்பெயர்ச்சி மின்னோட்டம் எனப்படும்.

மின்காந்த அலைகள்: ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்தாக அதிர்வுறும் மின் மற்றும் காந்தப்புலங்கள் பரவும் திசைக்கு செங்குத்தாகச் செல்லும் அலைகளாகும்.

குறுக்கலைத் தன்மை: மின்காந்த அலைகளில் மின்புலம், காந்தப்புலம் மற்றும் அலை பரவும் திசை ஆகிய மூன்றும் ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்தாக இருக்கும்.

நிறமாலை: அலைநீளம் அல்லது அதிர்வெண்ணின் அடிப்படையில் பிரிக்கப்பட்ட மின்காந்த கதிர்களின் தொகுப்பு நிறமாலை எனப்படும்.

கணக்கீட்டு முறைகள்

ஊடகத்தில் ஒளியின் திசைவேகத்தைக் கண்டறிய \(v = \frac{c}{\sqrt{\epsilon_r \mu_r}}\) என்ற சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்த வேண்டும். மின்காந்த அலையின் மின்புல மற்றும் காந்தப்புல வீச்சுகளுக்கு இடையேயான தொடர்பைக் கண்டறிய \(c = \frac{E_0}{B_0}\) என்ற சமன்பாடு உதவுகிறது. அலைநீளம் மற்றும் அதிர்வெண்ணைக் கணக்கிட \(c = \nu \lambda\) என்ற அடிப்படையைப் பயன்படுத்தலாம்.

பொதுவான தேர்வுத் தவறுகள்

• மின்காந்த அலைகள் பரவ ஊடகம் தேவை என்று கருதுவது; உண்மையில் இவை வெற்றிடத்திலும் பரவும்.
• மின்புலமும் காந்தப்புலமும் வெவ்வேறு கட்டங்களில் இருப்பதாக எண்ணுவது; இவை எப்போதும் ஒரே கட்டத்தில் இருக்கும்.
• நிறமாலையில் அலைநீளம் அதிகரிக்கும்போது அதிர்வெண் குறையும் என்பதை மறந்துவிடுதல்.
• இயந்திர அலைகளுக்கும் மின்காந்த அலைகளுக்கும் இடையே உள்ள வேறுபாட்டில் குழப்பம் அடைதல்.

தேர்வு உதவிக்குறிப்புகள்

• நான்கு மேக்ஸ்வெல் சமன்பாடுகளையும் அவற்றின் இயற்பியல் முக்கியத்துவத்துடன் நினைவில் கொள்ளவும்.
• மின்காந்த நிறமாலையின் வரிசையை (ரேடியோ அலைகள் முதல் காமா கதிர்கள் வரை) அலைநீள வரிசையில் மனப்பாடம் செய்யவும்.
• ஒவ்வொரு வகை கதிர்களின் ஒரு முக்கியப் பயனையாவது குறித்துக் கொள்ளவும் (எ.கா: ரேடாரில் மைக்ரோ அலைகள்).
• நிறமாலைகளின் வகைகளை (வரி, பட்டை, தொடர்) எடுத்துக்காட்டுகளுடன் படிக்கவும்.