கதிர் ஒளியியல் (12ஆம் வகுப்பு இயற்பியல், சமச்சீர் கல்வி) அத்தியாயத்திற்கான, பாடநூலில் இல்லாத 15 கூடுதல் வினாக்கள் — ஒவ்வொன்றிலும் சரியான விடை தனித்துக் காட்டப்பட்டு, தெளிவான படிப்படியான விளக்கத்துடன். தமிழிலும் ஆங்கிலத்திலும் இலவசமாகப் படிக்கலாம்.
Q1
சமதள ஆடியில் எதிரொளிப்பின்போது, படுகதிர் ஆடியின் பரப்புடன் \(30^{\circ}\) கோணத்தை ஏற்படுத்தினால், உருவாகும் திசைமாற்றக் கோணம் என்ன?
- A. \(30^{\circ}\)
- B. \(60^{\circ}\)சரி
- C. \(120^{\circ}\)
- D. \(150^{\circ}\)
விளக்கம். படுகோணம் = \(90^{\circ}\) − \(30^{\circ}\) = \(60^{\circ}\). திசைமாற்றக் கோணம் = \(180^{\circ}\) − (2 × படுகோணம்) என்பதால், அதன் மதிப்பு அறுபது டிகிரி ஆகும்.
Q2
வாகனத்தில் பயன்படுத்தப்படும் குவிஆடி ஒன்றின் வளைவு ஆரம் 40 cm. கார்டீசியன் குறியீட்டு மரபின்படி இந்த ஆடியின் குவியத்தூரம் என்ன?
- A. -20 cm
- B. +20 cmசரி
- C. -40 cm
- D. +40 cm
விளக்கம். குவியத்தூரம் வளைவு ஆரத்தில் பாதியாகும். குவிஆடியில் குவியம் ஆடிக்குப் பின்புறம் அமைவதால், குறியீட்டு மரபின்படி குவியத்தூரம் நேர்க்குறி மதிப்புடையது.
Q3
10 cm குவியத்தூரம் கொண்ட குழிஆடியிலிருந்து 20 cm தொலைவில் பொருள் ஒன்று வைக்கப்பட்டுள்ளது. ஆடியால் ஏற்படும் பக்கவாட்டு உருப்பெருக்கம் என்ன?
- A. -1சரி
- B. +1
- C. -2
- D. +2
விளக்கம். ஆடிச் சமன்பாட்டின்படி பிம்பம் வளைவு மையத்தில், அதாவது ஆடிமுனையிலிருந்து 20 cm தொலைவில் உருவாகிறது. உருப்பெருக்கம் என்பது பிம்பத் தொலைவுக்கும் பொருள் தொலைவுக்கும் உள்ள விகிதத்தின் எதிர்க்குறி மதிப்பு; எனவே m = -1.
Q4
ஒளிபுகும் ஒரு எண்ணெயில் ஒளியின் வேகம் \(2.4 \times 10^8\) m s\(^{-1}\) எனில், அவ்வெண்ணெயின் ஒளிவிலகல் எண் என்ன? (வெற்றிடத்தில் ஒளியின் வேகம் \(3 \times 10^8\) m s\(^{-1}\) எனக் கொள்க)
- A. 0.8
- B. 1.2
- C. 1.25சரி
- D. 1.5
விளக்கம். வெற்றிடத்தில் ஒளியின் வேகத்திற்கும் ஊடகத்தில் அதன் வேகத்திற்கும் உள்ள விகிதமே ஒளிவிலகல் எண். 3 ஐ 2.4 ஆல் வகுக்க 1.25 கிடைக்கிறது.
Q5
ஒரு கண்ணாடித் தகட்டின் தடிமன் 5 cm மற்றும் ஒளிவிலகல் எண் 1.6. இக்கண்ணாடித் தகட்டின் வழியே செல்லும் ஒளியின் ஒளியியல் பாதை என்ன?
- A. 3.125 cm
- B. 5.0 cm
- C. 8.0 cmசரி
- D. 10.0 cm
விளக்கம். ஒளியியல் பாதை என்பது ஒளி கடக்கும் இயல் தொலைவு மற்றும் ஊடகத்தின் ஒளிவிலகல் எண் ஆகியவற்றின் பெருக்கற்பலன் ஆகும். ஐந்து சென்டிமீட்டரை ஒன்று புள்ளி ஆறால் பெருக்கினால் எட்டு சென்டிமீட்டர் கிடைக்கிறது.
Q6
ஒளிவிலகல் எண் \(\sqrt{3}\) கொண்ட திரவத்தின் பரப்பின் மீது ஒளிக்கதிர் ஒன்று \(60^{\circ}\) படுகோணத்தில் விழுகிறது. விலகுகோணம் என்ன?
- A. \(30^{\circ}\)சரி
- B. \(45^{\circ}\)
- C. \(60^{\circ}\)
- D. \(90^{\circ}\)
விளக்கம். ஸ்நெல் விதியின்படி படுகோணத்தின் சைன் மதிப்பு, ஒளிவிலகல் எண் மற்றும் விலகுகோணத்தின் சைன் மதிப்பின் பெருக்கற்பலனுக்குச் சமம்: \(\sin 60^{\circ} = \sqrt{3} \sin r\). இதிலிருந்து விலகுகோணம் \(30^{\circ}\).
Q7
சூரிய உதயம் அல்லது மறைவின்போது, சூரியன் உண்மையில் அடிவானத்தைக் கடப்பதற்கு முன்பே தெரிகிறது. இதற்குக் காரணமான நிகழ்வு எது?
- A. முழு அக எதிரொளிப்பு
- B. வளிமண்டல ஒளிவிலகல்சரி
- C. ராலே ஒளிச்சிதறல்
- D. விளிம்பு விளைவு
விளக்கம். சூரிய ஒளி புவியை நெருங்கும்போது படிப்படியாக அடர்த்தி அதிகரிக்கும் காற்று அடுக்குகள் வழியே செல்வதால் செங்குத்துக் கோட்டை நோக்கி வளைகிறது. இதனால் சூரியன் அதன் உண்மை நிலையை விட உயரத்தில் தோன்றுகிறது.
Q8
ஒரு ஊடகத்திலிருந்து மற்றொரு ஊடகத்திற்குச் செல்லும் ஒளி எந்த நிபந்தனையில் முழு அக எதிரொளிப்பு அடையும்?
- A. அடர்குறை ஊடகத்திலிருந்து அடர்மிகு ஊடகத்திற்கு, படுகோணம் மாறுநிலைக் கோணத்தை விடக் குறைவு
- B. அடர்மிகு ஊடகத்திலிருந்து அடர்குறை ஊடகத்திற்கு, படுகோணம் மாறுநிலைக் கோணத்தை விடக் குறைவு
- C. அடர்மிகு ஊடகத்திலிருந்து அடர்குறை ஊடகத்திற்கு, படுகோணம் மாறுநிலைக் கோணத்தை விட அதிகம்சரி
- D. அடர்குறை ஊடகத்திலிருந்து அடர்மிகு ஊடகத்திற்கு, படுகோணம் மாறுநிலைக் கோணத்தை விட அதிகம்
விளக்கம். ஒளி ஒளியியல் அடர்மிகு ஊடகத்திலிருந்து அடர்குறை ஊடகத்திற்குச் செல்லும்போது, படுகோணம் அவ்விடைமுகத்திற்கான மாறுநிலைக் கோணத்தை விட அதிகமாக இருந்தால் முழு அக எதிரொளிப்பு நிகழ்கிறது.
Q9
ஒளி இழை ஒன்றில் உள்ளகத்தின் ஒளிவிலகல் எண் \(n_1\) மற்றும் உறைப்பகுதியின் ஒளிவிலகல் எண் \(n_2\) எனில், காற்றில் அதன் எண்ணியல் துளை:
- A. \(n_1^2 - n_2^2\)
- B. \(\sqrt{n_1^2 - n_2^2}\)சரி
- C. \(\frac{n_1}{n_2}\)
- D. \(\sqrt{n_1^2 + n_2^2}\)
விளக்கம். எண்ணியல் துளை ஒளி இழையின் ஏற்புக் கோணத்தைத் தீர்மானிக்கிறது. இது ஸ்நெல் விதி மற்றும் உள்ளகம்–உறை எல்லையில் முழு அக எதிரொளிப்புக்கான நிபந்தனையிலிருந்து பெறப்படுகிறது.
Q10
காற்றில் (\(n_1=1\)) உள்ள புள்ளிப் பொருள் ஒன்று, 15 cm வளைவு ஆரம் கொண்ட பிளாஸ்டிக்கால் (\(n_2=2\)) ஆன குவிந்த கோளக ஒளிவிலகு பரப்பிலிருந்து 30 cm தொலைவில் வைக்கப்பட்டுள்ளது. இறுதிப் பிம்பம் எங்கு உருவாகும்?
- A. பரப்பிலிருந்து 30 cm தொலைவில்
- B. பரப்பிலிருந்து 45 cm தொலைவில்
- C. பரப்பிலிருந்து 60 cm தொலைவில்சரி
- D. பரப்பிலிருந்து 90 cm தொலைவில்
விளக்கம். ஒற்றைக் கோளகப் பரப்பில் ஏற்படும் ஒளிவிலகலுக்கான சமன்பாட்டில் பொருள் தொலைவு, வளைவு ஆரம் மற்றும் ஒளிவிலகல் எண்களைப் பிரதியிட, பிம்பம் மறுபக்கத்தில் அறுபது சென்டிமீட்டர் தொலைவில் உருவாவது கண்டறியப்படுகிறது.
Q11
ஒளிவிலகல் எண் 1.5 கொண்ட கண்ணாடியால் இருபுறக் குவிலென்ஸ் ஒன்று செய்யப்பட்டுள்ளது. அதன் இரு பரப்புகளின் வளைவு ஆரங்கள் 20 cm மற்றும் 30 cm எனில், லென்ஸின் குவியத்தூரம் என்ன?
- A. 12 cm
- B. 24 cmசரி
- C. 40 cm
- D. 60 cm
விளக்கம். கொடுக்கப்பட்ட ஒளிவிலகல் எண் மற்றும் வளைவு ஆரங்களை லென்ஸ் உருவாக்குபவர் சமன்பாட்டில் பிரதியிட, குவியத்தூரம் 24 cm எனக் கிடைக்கிறது.
Q12
+20 cm மற்றும் -25 cm குவியத்தூரங்கள் கொண்ட இரு மெல்லிய லென்ஸ்கள் ஒன்றையொன்று தொட்டுக்கொண்டிருக்குமாறு வைக்கப்பட்டுள்ளன. இந்த லென்ஸ் கூட்டமைப்பின் திறன் டையாப்டரில் என்ன?
- A. -1 D
- B. +1 Dசரி
- C. -9 D
- D. +9 D
விளக்கம். கூட்டமைப்பின் மொத்தத் திறன் தனித்தனி லென்ஸ்களின் திறன்களின் கூடுதல் ஆகும். மீட்டரில் உள்ள குவியத்தூரத்தின் தலைகீழ் மதிப்பே திறன் என்பதால், அவை முறையே ஐந்து மற்றும் எதிர்க்குறி நான்கு டையாப்டர்கள் ஆகும்.
Q13
முப்பட்டகம் சிறுமத் திசைமாற்ற நிலையில் இருக்கும்போது, முப்பட்டகத்தினுள் செல்லும் விலகுகதிருக்குப் பின்வருவனவற்றுள் எது உண்மை?
- A. சமபக்க முப்பட்டகத்தில் அது அடிப்பக்கத்திற்கு இணையாக இருக்கும்சரி
- B. அது செங்குத்துக் கோட்டின் வழியே செல்லும்
- C. அது அடிப்பக்கத்திற்குச் செங்குத்தாக இருக்கும்
- D. அது முழு அக எதிரொளிப்பு அடையும்
விளக்கம். சிறுமத் திசைமாற்ற நிலையில் கதிர் முப்பட்டகத்தின் வழியே சமச்சீராகச் செல்கிறது. சமபக்க அல்லது இருசமபக்க முப்பட்டகத்தில் இதன் பொருள், உள்ளே செல்லும் கதிர் அடிப்பக்கத்திற்கு இணையாக இருக்கும் என்பதாகும்.
Q14
ஒரு முப்பட்டகப் பொருளின் ஒளிவிலகல் எண்கள் ஊதா மற்றும் சிவப்பு ஒளிக்கு முறையே 1.66 மற்றும் 1.62. சராசரி ஒளிவிலகல் எண் 1.64 எனில், அதன் நிறப்பிரிகைத் திறனைக் கணக்கிடுக.
- A. 0.025
- B. 0.040
- C. 0.0625சரி
- D. 0.080
விளக்கம். நிறப்பிரிகைத் திறன் என்பது எல்லை ஒளிவிலகல் எண்களின் வேறுபாட்டிற்கும் (சராசரி ஒளிவிலகல் எண் - 1) க்கும் உள்ள விகிதம்: \((1.66 - 1.62)/(1.64 - 1) = 0.0625\).
Q15
வானம் நீல நிறமாகத் தோன்றுவதற்குக் காரணமான ஒளியின் பண்பு எது?
- A. நீண்ட அலைநீளங்கள் அதிகமாகச் சிதறடிக்கப்படுகின்றன
- B. சிதறல் செறிவு அலைநீளத்தைச் சார்ந்ததல்ல
- C. குறுகிய அலைநீளங்கள் அதிகமாகச் சிதறடிக்கப்படுகின்றனசரி
- D. காற்று மூலக்கூறுகளால் நீல ஒளி மட்டுமே எதிரொளிக்கப்படுகிறது
விளக்கம். ராலே ஒளிச்சிதறலின்படி சிதறடிக்கப்பட்ட ஒளியின் செறிவு அலைநீளத்தின் நான்மடிக்கு எதிர்த்தகவில் உள்ளது. நீல ஒளியின் அலைநீளம் குறைவு என்பதால் அது அதிகமாகச் சிதறடிக்கப்படுகிறது.
