அலை 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
ஒரு ஊடகத்தில் குறிப்பிட்ட (முடிவுறு) தொலைவில் உள்ள புள்ளி ஒளிமூலம் உருவாக்கும் அலைமுகப்பின் வடிவம் என்ன?
- A. சமதள அலைமுகப்பு
- B. உருளை வடிவ அலைமுகப்பு
- C. கோள வடிவ அலைமுகப்புசரி
- D. நீள்வட்ட அலைமுகப்பு
விளக்கம். ஹைஜென்ஸ் தத்துவத்தின்படி அலைமுகப்பின் வடிவம் மூலத்தைச் சார்ந்தது. முடிவுறு தொலைவில் உள்ள புள்ளி மூலம் எல்லாத் திசைகளிலும் ஒளியைப் பரப்புவதால், அனைத்துப் புள்ளிகளும் ஒரே கட்டத்தில் உள்ள கோளப் பரப்பு உருவாகிறது.
Q2
ஹைஜென்ஸ் தத்துவத்தின்படி, அலைமுகப்பில் உள்ள ஒவ்வொரு புள்ளியும் எதன் மூலமாகச் செயல்படுகிறது?
- A. முதன்மை அலைகள்
- B. இரண்டாம் நிலை அலைகள்சரி
- C. நிலை அலைகள்
- D. நெட்டலைகள்
விளக்கம். முதன்மை அலைமுகப்பில் உள்ள ஒவ்வொரு புள்ளியும் இரண்டாம் நிலை மூலமாகச் செயல்படுகிறது என ஹைஜென்ஸ் தத்துவம் கூறுகிறது. இப்புள்ளிகள் ஒளியின் வேகத்தில் பரவும் சிற்றலைகளை உமிழ்கின்றன; அவற்றின் பொதுத் தொடுபரப்பு அடுத்த அலைமுகப்பை உருவாக்குகிறது.
Q3
இரு ஒளிமூலங்கள் ஓரியல் மூலங்களாகக் கருதப்பட, பின்வரும் எந்த நிபந்தனை நிறைவு செய்யப்பட வேண்டும்?
- A. அவை ஒரே செறிவு கொண்டிருக்க வேண்டும்
- B. அவை இரு வெவ்வேறு தனித்த மின்விளக்குகளால் உருவாக்கப்பட வேண்டும்
- C. அவை மாறாத கட்ட வேறுபாடு கொண்டிருக்க வேண்டும்சரி
- D. அவை வெவ்வேறு அதிர்வெண்கள் கொண்டிருக்க வேண்டும்
விளக்கம். ஓரியல் மூலங்கள் ஒரே அதிர்வெண் மற்றும் அலைவடிவம் கொண்ட அலைகளை உருவாக்குகின்றன. திரையில் நிலையான குறுக்கீட்டு அமைப்பு உருவாக, அவை காலத்தைப் பொறுத்து மாறாத கட்ட வேறுபாட்டைக் கொண்டிருக்க வேண்டும்.
Q4
யங் இரட்டைப் பிளவு ஆய்வு காற்றிலிருந்து அதிக ஒளிவிலகல் எண் கொண்ட ஊடகத்திற்கு மாற்றப்பட்டால், பட்டை அகலத்திற்கு என்ன நிகழும்?
- A. அதிகரிக்கும்
- B. குறையும்சரி
- C. மாறாது
- D. சுழியாகும்
விளக்கம். பட்டை அகலம் \(\beta\) அலைநீளம் \(\lambda\) க்கு நேர்த்தகவில் உள்ளது. அடர்மிகு ஊடகத்தில் ஒளியின் அலைநீளம் ஒளிவிலகல் எண் மடங்கு குறைவதால், குறுக்கீட்டுப் பட்டைகளுக்கு இடையேயான இடைவெளி குறைகிறது.
Q5
ஒளி அலைகளில், பாதை வேறுபாடு \(\delta\) மற்றும் கட்ட வேறுபாடு \(\phi\) ஆகியவற்றிற்கு இடையேயான தொடர்பு எது?
- A. \(\phi = \frac{\lambda}{2\pi} \delta\)
- B. \(\phi = \frac{2\pi}{\lambda} \delta\)சரி
- C. \(\phi = 2\pi \lambda \delta\)
- D. \(\phi = \frac{\pi}{\lambda} \delta\)
விளக்கம். கட்டம் என்பது அதிர்வின் கோண நிலையைக் குறிக்கிறது. ஒரு முழு அலைநீளம் \(\lambda\) என்பது \(2\pi\) ரேடியன் கட்ட மாற்றத்திற்குச் சமம். எனவே, கட்ட வேறுபாடு = (பாதை வேறுபாடு / அலைநீளம்) \(\times 2\pi\) ஆகும்.
Q6
ஒலியின் விளிம்பு விளைவுடன் ஒப்பிடும்போது, ஒளியின் விளிம்பு விளைவு அன்றாட வாழ்வில் குறைவாகக் காணப்படுவது ஏன்?
- A. ஒளி அலைப் பண்புகளை வெளிப்படுத்துவதில்லை
- B. ஒளியின் வேகம் மிக அதிகம்
- C. ஒளி அலைகள் நெட்டலைகள்
- D. பொதுவான தடைகளுடன் ஒப்பிடும்போது ஒளியின் அலைநீளம் மிகச் சிறியதுசரி
விளக்கம். தடையின் அளவு அலையின் அலைநீளத்துடன் ஒப்பிடத்தக்கதாக இருக்கும்போது மட்டுமே விளிம்பு விளைவு குறிப்பிடத்தக்கதாக இருக்கும். ஒலியின் அலைநீளம் கதவுகள் போன்ற பொருட்களின் அளவுக்கு ஒப்பானது; ஆனால் ஒளியின் அலைநீளம் மிக மிகச் சிறியது.
Q7
விளிம்பு விளைவை ஏற்படுத்தும் தடையிலிருந்து ஒளிமூலமும் திரையும் முடிவிலாத் தொலைவில் வைக்கப்படும் விளிம்பு விளைவு எவ்வகை?
- A. ஃப்ரெனல் விளிம்பு விளைவு
- B. ஃப்ரான்ஹோபர் விளிம்பு விளைவுசரி
- C. கோள விளிம்பு விளைவு
- D. ராலே விளிம்பு விளைவு
விளக்கம். ஃப்ரான்ஹோபர் விளிம்பு விளைவில் ஒளிமூலமும் திரையும் முடிவிலாத் தொலைவில் இருப்பதாகக் கொள்ளப்படுவதால், படும் அலைமுகப்பு சமதள அலைமுகப்பு ஆகும். ஆய்வகத்தில் குவிலென்ஸ்களைக் கொண்டு கதிர்களை இணையாக்கி இது பெறப்படுகிறது.
Q8
விளிம்பு விளைவுக் கீற்றணியில் 'கீற்றணி மூலம்' \(e\) என்பது எவ்வாறு வரையறுக்கப்படுகிறது?
- A. ஒரு பிளவின் அகலம்
- B. ஒளிபுகா வரைகோட்டின் அகலம்
- C. ஒரு பிளவின் அகலம் மற்றும் ஒரு வரைகோட்டின் அகலம் ஆகியவற்றின் கூடுதல்சரி
- D. கீற்றணியின் மொத்த நீளம்
விளக்கம். கீற்றணி மூலம் \(e\) என்பது அடுத்தடுத்த பிளவுகளில் உள்ள ஒத்த புள்ளிகளுக்கு இடையேயான தொலைவு. இது ஒளிபுகும் பகுதியின் அகலம் \(a\) மற்றும் ஒளிபுகா வரைகோட்டின் அகலம் \(b\) ஆகியவற்றைக் கூட்டிப் பெறப்படுகிறது: \(e = a + b\).
Q9
தளவிளைவு நிகழ்வு எவ்வகை அலைகளுக்கு மட்டுமே உரியது?
- A. நெட்டலைகள் மட்டும்
- B. குறுக்கலைகள் மட்டும்சரி
- C. காற்றில் ஒலி அலைகள்
- D. இயந்திர அலைகள் மட்டும்
விளக்கம். அலை பரவும் திசைக்குச் செங்குத்தான ஒரே திசையில் மட்டும் அதிர்வுகள் கட்டுப்படுத்தப்படும்போது தளவிளைவு ஏற்படுகிறது. இது ஒளி போன்ற குறுக்கலைகளுக்கு மட்டுமே சாத்தியம்; எனவே இது ஒளியின் குறுக்கலைப் பண்பிற்குச் சோதனைச் சான்றாகும்.
Q10
தள தளவிளைவு அடைந்த ஒளியை உருவாக்க நிக்கல் பட்டகத்தில் சில படிகங்களின் எந்தப் பண்பு பயன்படுத்தப்படுகிறது?
- A. ஒற்றை ஒளிவிலகல்
- B. சாதாரணக் கதிரின் (O-கதிர்) முழு அக எதிரொளிப்புசரி
- C. தேர்ந்தெடுத்த உட்கவர்தல்
- D. விளிம்பு விளைவு
விளக்கம். நிக்கல் பட்டகம் இரட்டை ஒளிவிலகலைப் பயன்படுத்தி தளவிளைவு அடையாத ஒளியைச் சாதாரண மற்றும் அசாதாரணக் கதிர்களாகப் பிரிக்கிறது. சாதாரணக் கதிர் (O-கதிர்) கனடா பால்சம் அடுக்கில் முழு அக எதிரொளிப்பு அடையுமாறு வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளதால், தளவிளைவு அடைந்த E-கதிர்கள் மட்டுமே வெளிவருகின்றன.
Q11
புரூஸ்டர் விதியில், ஒளி தளவிளைவுக் கோணம் \(i_p\) இல் விழும்போது எதிரொளிப்புக் கதிருக்கும் விலகுகதிருக்கும் இடையேயான தொடர்பு என்ன?
- A. அவை இணையானவை
- B. அவை எதிரெதிர்த் திசைகளில் உள்ளன
- C. அவை ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்தானவைசரி
- D. விலகுகதிர் முழுவதும் எதிரொளிக்கப்படுகிறது
விளக்கம். புரூஸ்டர் விதியின்படி தளவிளைவுக் கோணத்தில் எதிரொளிக்கப்படும் ஒளி முழுமையாகத் தள தளவிளைவு அடைகிறது. இக்கோணத்தில் எதிரொளிப்புக் கதிருக்கும் விலகுகதிருக்கும் இடையேயான கோணம் சரியாக 90 டிகிரி எனச் சோதனைகள் காட்டுகின்றன.
Q12
இயல்பான மனிதக் கண்ணிற்கு 'அண்மைப் புள்ளி'யின் (near point) தொலைவு தோராயமாக எத்தனை சென்டிமீட்டர்?
- A. 10 cm
- B. 25 cmசரி
- C. 50 cm
- D. முடிவிலி
விளக்கம். கண்ணிற்கு சிரமமின்றி ஒரு பொருளைத் தெளிவாகக் காணக்கூடிய மிக அருகிலுள்ள தொலைவு அண்மைப் புள்ளி ஆகும். இயல்பான கண்ணிற்கு இத்தொலைவு 25 cm எனத் தரப்படுத்தப்பட்டுள்ளது; இது D எனக் குறிக்கப்படுகிறது.
Q13
கூட்டு நுண்ணோக்கியில் கண்ணருகு லென்ஸின் முதன்மைப் பணி என்ன?
- A. மெய்யான, தலைகீழான பிம்பத்தை உருவாக்குதல்
- B. இடைநிலைப் பிம்பத்தைப் பெரிதாக்கும் எளிய நுண்ணோக்கியாகச் செயல்படுதல்சரி
- C. பொருளிலிருந்து ஒளியைச் சேகரித்தல்
- D. நிறப்பிறழ்ச்சியைக் குறைத்தல்
விளக்கம். கூட்டு நுண்ணோக்கியில் பொருளருகு லென்ஸ் மெய்யான, தலைகீழான, பெரிதாக்கப்பட்ட இடைநிலைப் பிம்பத்தை உருவாக்குகிறது. கண்ணருகு லென்ஸ் எளிய உருப்பெருக்கியாகச் செயல்பட்டு இப்பிம்பத்தை மேலும் பெரிதாக்குகிறது.
Q14
நுண்ணோக்கியின் பிரிதிறனை எவ்வாறு அதிகரிக்கலாம்?
- A. பயன்படுத்தப்படும் ஒளியின் அலைநீளத்தை அதிகரிப்பதன் மூலம்
- B. குறைந்த அலைநீளம் கொண்ட ஒளியைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம்சரி
- C. எண்ணியல் துளையைக் குறைப்பதன் மூலம்
- D. ஊடகத்தின் ஒளிவிலகல் எண்ணைக் குறைப்பதன் மூலம்
விளக்கம். பிரிதிறன் அலைநீளம் \(\lambda\)-க்கு எதிர்த்தகவில் உள்ளது. புற ஊதா ஒளி போன்ற குறைந்த அலைநீள ஒளியைப் பயன்படுத்துவதன் மூலமோ, எண்ணெய் அமிழ் பொருளருகு லென்சைப் பயன்படுத்தி எண்ணியல் துளையை அதிகரிப்பதன் மூலமோ, மிக அருகருகே உள்ள இரு புள்ளிகளை நுண்ணோக்கியால் தனித்தனியே பிரித்தறிய முடியும்.
Q15
கிடைமட்ட மற்றும் செங்குத்துக் கோடுகள் இரண்டையும் ஒரே நேரத்தில் கண்ணால் தெளிவாகக் குவியச் செய்ய இயலாத போது ஏற்படும் பார்வைக் குறைபாடு எது?
- A. கிட்டப்பார்வை
- B. தூரப்பார்வை
- C. வெள்ளெழுத்து
- D. ஒருதளப் பார்வை (Astigmatism)சரி
விளக்கம். விழி வெண்படலம் அல்லது விழிலென்ஸ் முழுமையான கோள வடிவில் இல்லாததால் ஒருதளப் பார்வை ஏற்படுகிறது. இதனால் வெவ்வேறு தளங்களில் உள்ள ஒளிக்கதிர்கள் வெவ்வேறு தொலைவுகளில் குவிகின்றன; எனவே அனைத்துத் திசைகளிலும் உள்ள கோடுகளை ஒரே தெளிவுடன் காண இயலாது.
