ஒளியியல்

ஒளி மூலங்கள்

ஒளியை உமிழும் பொருள்கள் ஒளி மூலங்கள் எனப்படும். ஒளியின் மூலங்களை இரு வகையாகப் பிரிக்கலாம்:

வகை	விளக்கம்	எடுத்துக்காட்டுகள்
இயற்கை ஒளிமூலம்	இயற்கையாகவே ஒளியை உமிழும் பொருள்கள்	சூரியன், நட்சத்திரங்கள், மின்மினிப்பூச்சி, ஜெல்லி மீன்
செயற்கை ஒளிமூலம்	செயற்கையாக ஒளியை உமிழும் பொருள்கள்	எரியும் மெழுகுவத்தி, நியான் விளக்கு, சோடியம் ஆவி விளக்கு, குழல் விளக்கு

சந்திரன் தாமாகவே ஒளியை உமிழும் மூலம் அல்ல. அது சூரியனிடமிருந்து ஒளியைப் பெற்று பிரதிபலிக்கிறது. சில உயிரினங்கள் இயற்கையாகவே ஒளியை உமிழும் தன்மையைப் பெற்றிருக்கின்றன. இப்பண்பு உயிரி ஒளிர்தல் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

செயற்கை ஒளி மூலங்களின் வகைகள்

வகை	விளக்கம்	எடுத்துக்காட்டு
வெப்ப ஒளி மூலங்கள்	அதிக வெப்பநிலையில் வெப்பப்படுத்தும் போது ஒளியை உமிழும் பொருள்கள்	எரியும் மெழுகுவத்தி, வெண்சுடர் எரி விளக்கு
வாயுவிறக்க ஒளி மூலங்கள்	குறைந்த அழுத்தம் கொண்ட வாயுக்களின் வழியே மின்சாரம் செலுத்தும்போது ஒளி உருவாகும்	நியான் விளக்கு, சோடியம் ஆவி விளக்கு, குழல் விளக்கு

ஒளியின் பண்புகள்

1. ஒளியின் நேர்க்கோட்டுப் பண்பு

ஒளியானது நேர்க்கோட்டில் பயணிக்கிறது; அது தன்னுடையப் பாதையை தன்னிச்சையாக மாற்ற இயலாது. இதுவே ஒளியின் நேர்க்கோட்டுப் பண்பு எனப்படும். இது ஒளியின் முக்கியமான பண்புகளுள் ஒன்றாகும்.

எடுத்துக்காட்டுகள்: அடர்ந்த காடுகளில் மரங்களின் கிளைகளின் வழியே சூரிய ஒளி ஊடுருவிச் செல்வது, சிமெண்ட் சுவர் சிறு துளைகளின் வழியே சூரிய ஒளி வருவது, லேசர் விளக்கின் ஒளி நேர்கோட்டில் செல்வது.

ஊசித்துளை காமிரா: ஒளியின் நேர்க்கோட்டுப்பண்பினை புரிந்துகொள்ள உதவும் எளிமையான கருவி. இதில் திரையில் தோன்றும் பிம்பம் தலைகீழானது மற்றும் மெய்பிம்பம் ஆகும்.

2. ஒளியின் வேகம்

ஒளியின் வேகம் நொடிக்கு 3,00,000 கி.மீ. (3 லட்சம் கி.மீ./வினாடி) ஆகும். ஒளியைவிட வேகமாக எந்த ஒரு பொருளும் பயணிப்பதில்லை.

3. ஒளியுடனான பொருள்களின் தொடர்பு - பொருள்களின் வகைகள்

வகை	விளக்கம்	எடுத்துக்காட்டுகள்
ஒளி ஊடுருவும் பொருள்கள்	ஒளியை முழுவதும் தன் வழியே அனுமதிக்கும் பொருள்கள்	கண் கண்ணாடிகள், தூய கண்ணாடிக் குவளை, தூய நீர், பேருந்தின் முகப்புக் கண்ணாடி
பகுதி ஊடுருவும் பொருள்கள்	ஒளியைப் பகுதியாக மட்டும் தன் வழியே செல்ல அனுமதிக்கும் பொருள்கள்	சொரசொரப்பான சன்னல் கண்ணாடி, திசு காகிதம், மேகம்
ஒளி ஊடுருவாப் பொருள்கள்	ஒளியைத் தன் வழியே முழுவதும் அனுமதிக்காத பொருள்கள்	கட்டடச் சுவர், கடின அட்டை, கல், மரம்

4. நிழல்கள்

ஒளி ஊடுருவாப் பொருள், ஒளியை தன் வழிச் செல்ல அனுமதிப்பதில்லை. ஒளியானது நேர்க்கோட்டில் மட்டுமே பயணிக்கும். அது தன் பாதையில் உள்ள பொருளைச் சுற்றி வளைந்து செல்லாது. எனவே, நிழல்கள் உருவாகின்றன. நிழல்கள் எப்போதும் ஒளி மூலத்திற்கு எதிர்த்திசையில் உருவாகும்.

நிழலின் பகுதிகள்

நிழலின் பகுதி	விளக்கம்
கருநிழல் (Umbra)	ஒரே சீரான கருமையான நிழல். புள்ளி மூலத்திலிருந்து வரும் ஒளியில் உருவாகும்.
புறநிழல் (Penumbra)	கருநிழலைச் சுற்றிலும் ஓரளவு ஒளியூட்டப்பட்ட நிழல் பகுதி. அகன்ற ஒளிமூலத்திலிருந்து உருவாகும்.

நிழலின் பண்புகள்

1. ஒளி ஊடுருவாப் பொருள்கள் மட்டுமே நிழலை உருவாக்குகின்றன.

2. நிழல்கள் எப்பொழுதும் ஒளி மூலம் இருக்கும் திசைக்கு எதிர்த் திசையில் உருவாகும்.

3. பொருளின் நிறம் எதுவாக இருந்தாலும் அப்பொருளின் நிழல் எப்பொழுதும் கருமையாகவே தோன்றும்.

4. ஒளி மூலம், ஒளி ஊடுருவாப்பொருள் மற்றும் நிழல் ஆகிய மூன்றும் ஒரே நேர்கோட்டில் அமையும்.

5. கிரகணங்கள்

ஒளியின் நேர்கோட்டுப் பண்பின் காரணமாகச் சூரிய மற்றும் சந்திர கிரகணங்கள் நிகழ்கின்றன.

கிரகணம்	எவ்வாறு நிகழும்
சூரிய கிரகணம்	சூரியனுக்கும் புவிக்கும் இடையே சந்திரன் வரும்போது நிகழும். சந்திரனின் நிழல் புவியின் மேல் விழும்.
சந்திர கிரகணம்	சூரியனுக்கும் சந்திரனுக்கும் இடையே புவியானது இருக்கும்போது நிகழும். புவியின் நிழல் சந்திரனின் மேல் விழும்.

6. ஒளியின் எதிரொளிப்பு

ஒளிக்கதிர்கள் கண்ணாடியின் பரப்பின் மேல் பட்டு மீண்டு வருகிறது. இதுவே எதிரொளிப்பு எனப்படும்.

எதிரொளிப்பில் பயன்படுத்தப்படும் வரையறைகள்

சொல்	விளக்கம்
படுகதிர்	எதிரொளிக்கும் பரப்பில் படும் ஒளிக்கதிர்
எதிரொளிப்புக் கதிர்	எதிரொளிக்கும் பரப்பில் படுகதிர் விழும் புள்ளியிலிருந்து மீண்டு வரும் கதிர்
படுபுள்ளி	எதிரொளிக்கும் பரப்பில் படுகதிர் விழும் புள்ளி
குத்துக்கோடு	படுபுள்ளியின் வழியாக எதிரொளிக்கும் பரப்பிற்குச் செங்குத்தாக வரையப்படும் கோடு
படுகோணம் (i)	படுகதிருக்கும் குத்துக்கோடுக்கும் இடையே உள்ள கோணம்
எதிரொளிப்புக்கோணம் (r)	எதிரொளிப்புக்கதிருக்கும் குத்துக்கோடுக்கும் இடையே உள்ள கோணம்

ஒளி எதிரொளிப்பு விதிகள்

விதி 1: படுகோணம் (i) மற்றும் எதிரொளிப்புக் கோணம் (r) சமம் — i = r

விதி 2: படுகதிர், குத்துக்கோடு மற்றும் எதிரொளிப்புக்கதிர் ஆகியவை ஒரே தளத்தில் அமையும்.

எதிரொளிப்பின் வகைகள்

வகை	பரப்பு	விளக்கம்
ஒழுங்கான எதிரொளிப்பு	வழவழப்பான சமதளப் பரப்பு	இணைகதிர்களாகப் பரப்பின் மேல் விழுந்து, இணைகதிர்களாகவே எதிரொளிக்கப்படுகின்றன
ஒழுங்கற்ற எதிரொளிப்பு	சொரசொரப்பான பரப்பு	எதிரொளிப்பிற்குப் பின் ஒளிக்கதிர்கள் வெவ்வேறு திசையில் செல்கின்றன

7. சமதள ஆடி மற்றும் பிம்பங்கள்

சமதள ஆடி என்பது, எதிரொளிப்பின் மூலம் பிம்பத்தை உருவாக்கும் வழவழப்பான ஒரு சமதளப் பரப்பு ஆகும்.

சமதள ஆடியில் தோன்றும் பிம்பங்களின் பண்புகள்

வ.எண்	பண்பு
1	நேரான பிம்பம்
2	மாயப் பிம்பம் (திரையில் வீழ்த்த முடியாது)
3	பொருளும் பிம்பமும் ஒரே அளவில் இருக்கும்
4	ஆடியிலிருந்து பொருள் இருக்கும் தொலைவும், பிம்பம் தோன்றும் தொலைவும் சமம்
5	பிம்பம் இடவலமாற்றம் பெறும்

மெய் பிம்பம் மற்றும் மாயப் பிம்பம்

மெய் பிம்பம்	மாயப் பிம்பம்
திரையில் வீழ்த்தப்படும் பிம்பங்கள்	திரையில் வீழ்த்த முடியாத பிம்பங்கள்
தலைகீழானது (ஊசித்துளை காமிரா)	நேரானது (சமதள ஆடி)

8. ஒளிக்கற்றையின் வகைகள்

வகை	விளக்கம்	எடுத்துக்காட்டு
இணைக்கதிர்கள்	ஒன்றுக்கொன்று இணையாக செல்லும் கதிர்கள்	சூரியனிடமிருந்து வரும் ஒளிக்கதிர்கள்
குவிக்கற்றை	ஒரு புள்ளியை நோக்கி குவியும் கதிர்கள்	லென்சால் குவிக்கப்படும் சூரிய ஒளி
விரிக்கற்றை	ஒரு புள்ளியிலிருந்து விரிந்து செல்லும் கதிர்கள்	எரியும் மெழுகுவத்தி, ஃபிளாஷ் ஒளி

9. நிறங்கள் மற்றும் நிறமாலை

கண்ணுறு ஒளியின் அலைநீள நெடுக்கம் 400 நேனோமீட்டர் முதல் 700 நேனோமீட்டர் வரை ஆகும். கண்ணுறு ஒளியின் பட்டை VIBGYOR எனப்படுகிறது.

குறியீடு	நிறம் (ஆங்கிலம்)	நிறம் (தமிழ்)
V	Violet	ஊதா
I	Indigo	கருநீலம்
B	Blue	நீலம்
G	Green	பச்சை
Y	Yellow	மஞ்சள்
O	Orange	ஆரஞ்சு
R	Red	சிவப்பு

முப்பட்டகம்: இரண்டு சமதளப்பரப்புகளுக்கு இடையே குறுங்கோணம் கொண்ட முழுவதும் கண்ணாடி அல்லது பிளாஸ்டிக்கினால் உருவாக்கப்பட்ட பொருள். வெள்ளொளியானது முப்பட்டத்தின் வழியே செல்லும்போது ஏழு வண்ணங்களாகப் பிரிகையடையும். இந்நிகழ்வு நிறப்பிரிகை என அழைக்கப்படுகிறது.

நிறங்களின் தொகுப்பு

முதன்மை நிறங்கள்: சிவப்பு, பச்சை மற்றும் நீலம்.

கலவை	பெறப்படும் நிறம்
சிவப்பு + நீலம்	மெஜந்தா
நீலம் + பச்சை	சையான்
பச்சை + சிவப்பு	மஞ்சள்
சிவப்பு + நீலம் + பச்சை	வெள்ளை

நியூட்டன் வட்டு: அறிவியல் அறிஞர் நியூட்டன் பல வண்ணங்களைக் கலப்பதன் மூலம் வெள்ளை நிறத்தை உருவாக்கும் அமைப்பு ஒன்றை உருவாக்கினார். இந்த அமைப்பு நியூட்டன் வட்டு எனப்படுகிறது. ஒரு வட்ட வடிவ அட்டை ஒன்றினை, ஏழு சம வட்டகோணப் பிரிவுகளாகப் பிரித்து VIBGYOR நிறங்கள் இடப்பட்டு வேகமாகச் சுழற்றும்போது வெண்மை நிறம் உணரப்படும்.