Category: PDF G6 – G11

தரம் 11, அலகு 05

இருட்டில் நம்மால் ஏன் பொருட்களைப் பார்க்க முடிவதில்லை? ஒளி இருக்கும்போது மட்டும் பொருட்கள் நம் கண்ணுக்குத் தெரிவது எப்படி?

நம் அன்றாட வாழ்வில் நாம் சந்திக்கும் இந்த எளிய கேள்விகளுக்குப் பின்னால் ‘கேத்திரகணித ஒளியியல்’ (Geometrical Optics) எனும் அறிவியலின் மௌனமான மாயாஜாலம் ஒளிந்துள்ளது. ஒளியின் பயணத்தையும் அது பொருட்களின் மீது பட்டுத் தெறிக்கும் விதத்தையும் புரிந்து கொள்வதன் மூலம், நம் பார்வையின் ரகசியத்தை நாம் அறியலாம்.

நாம் பொருட்களைப் பார்ப்பது எப்படி?  (ஒளிரும் மற்றும் ஒளிராப் பொருட்கள்)

பொருட்களைப் பார்ப்பதற்கு ஒளியின் இருப்பு மிக அவசியம். சூரியன், எரியும் மெழுகுவர்த்தி அல்லது மின்விளக்கு போன்றவை தாமாகவே ஒளியை வெளியிடுவதால், அவை ‘ஒளிர் பொருட்கள்’ (Luminous objects) என அழைக்கப்படுகின்றன.

ஆனால், நம்மைச் சுற்றியுள்ள மேசை, நாற்காலி போன்ற பெரும்பாலான பொருட்கள் ஒளியை வெளியிடுவதில்லை; இவை ‘ஒளிராப் பொருட்கள்’ (Non-luminous objects) ஆகும். இவற்றின் மீது ஒளி பட்டுத் தெறித்து நம் கண்களை அடைவதால் மட்டுமே நம்மால் அவற்றைப் பார்க்க முடிகிறது. உண்மையில், சூரியன் போன்ற முதன்மை ஆதாரங்களிலிருந்து வரும் ஒளியைப் பிரதிபலிக்கும் ஒரு ‘ஆடியாகவே’ நம்மைச் சுற்றியுள்ள பொருட்கள் செயல்படுகின்றன.

“ஆடியின் தெறிபரப்பில் படும் ஒளிக்கதிர்கள் திரும்பிச் செல்லல் தெறிப்பு எனப்படும்.”

சிறிய ஆடியில் பெரிய உலகம்- குவிவாடிகளின் வித்தை

வாகனங்களின் பக்கவாட்டு கண்ணாடிகளில் சாதாரணக் கண்ணாடிகள் பயன்படுத்தப்படுவதில்லை; அங்கு ‘குவிவாடிகள்’ (Convex mirrors) பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இவை எப்போதும் நேரான மற்றும் சிறிய விம்பங்களை (Diminished, upright images) உருவாக்கும் பண்பு கொண்டவை.

குவிவாடிகள் விம்பத்தைச் சிறியதாகக் காட்டுவதன் மூலம், ஓட்டுநருக்குப் பின்னால் வரும் சாலையின் மிகப்பெரிய பரப்பளவை (பெரிய பார்வைப்புலன்) ஒரே சிறிய கண்ணாடியில் காட்டுகின்றன. இத்தகைய “சூப்பர் விஷன்” மூலம் பின்னால் வரும் வாகனங்களை எளிதாகக் கண்காணித்து விபத்துக்களைத் தவிர்க்க முடிகிறது.

தண்ணீரில் பென்சில் ஏன் வளைந்து தெரிகிறது? – ஒளி முறிவு

ஒரு தண்ணீர்க் குவளையில் பென்சிலை வைக்கும்போது அது வளைந்தது போலவோ அல்லது தண்ணீரில் உள்ள நாணயம் சற்று மேலே உயர்ந்து தெரிவதையோ கவனித்திருப்பீர்கள். இதற்கு ‘ஒளிமுறிவு’ (Refraction) என்று பெயர்.

ஒளி ஒரு ஊடகத்திலிருந்து (காற்று) மற்றொரு ஊடகத்திற்கு (தண்ணீர்) செல்லும்போது அதன் வேகம் மாறுவதுடன், அது செல்லும் திசையும் மாறி விலகிச் செல்கிறது (Bends). இதனால்தான் பொருட்கள் அவற்றின் உண்மையான ஆழத்தை விடச் சற்று மேலே இருப்பது போலத் தோன்றுகிறது; இதனை ‘தோற்ற ஆழம்’ (Apparent Depth) என்பர். காற்றுடன் ஒப்பிடும்போது கண்ணாடி அல்லது தண்ணீர் போன்ற அடர்த்தி மிகுந்த ஊடகங்களில் ஒளி மெதுவாகவே பயணம் செய்கிறது.

அதிவேக இணையத்தின் பின்னால் இருக்கும் அறிவியல்- முழு அகத்தெறிப்பு

இன்றைய அதிவேக இணையத் தொடர்புகளுக்கு அடிப்படையாக இருப்பது ‘ஒளியியல் நார்கள்’ (Optical Fibers). இதில் ‘முழு அகத்தெறிப்பு’ (Total Internal Reflection) என்ற தத்துவம் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

முழு அகத்தெறிப்பு நிகழ வேண்டுமானால், ஒளியானது அடர்த்தி கூடிய ஊடகத்திலிருந்து அடர்த்தி குறைந்த ஊடகத்திற்குச் செல்ல வேண்டும். ஒளியானது ‘அவதிக்கோணம்’ (Critical Angle) எனப்படும் ஒரு குறிப்பிட்ட கோணத்தை விட அதிக கோணத்தில் செல்லும்போது, அது ஊடகத்தை விட்டு வெளியேறாமல் உள்ளேயே முழுமையாகத் தெறிப்படைந்து பயணிக்கிறது. இந்தத் தொழில்நுட்பமே நவீன தொலைத்தொடர்பு மற்றும் மருத்துவத் துறையில் உடல் உட்பகுதிகளைப் பார்க்க உதவும் ‘எண்டோஸ்கோப்’ கருவிகளின் முதுகெலும்பாக உள்ளது.

உங்கள் சிந்தனைக்கு

ஒளியின் தெறிப்பு, ஒளிமுறிவு மற்றும் வில்லைகளின் செயல்பாடுகளே நாம் உலகத்தைப் பார்க்கும் விதத்தையும் நவீனத் தொழில்நுட்பத்தையும் தீர்மானிக்கின்றன. ஒரு எளிய பென்சில் தண்ணீரில் வளைந்து தெரிவதில் தொடங்கி, கண்டம் விட்டு கண்டம் தகவல்களைக் கொண்டு செல்லும் ஒளியியல் நார்கள் வரை ஒளியியலின் விதிகள் நீக்கமற நிறைந்துள்ளன.

இன்று நீங்கள் பயன்படுத்திய கண்ணாடிகள், மூக்குக்கண்ணாடி அல்லது கேமரா வில்லைகளில் எவற்றில் இந்த ஒளிமுறிவு அல்லது தெறிப்பு விதிகள் பயன்படுகின்றன என்று சிந்தித்துப் பார்த்ததுண்டா?