ஒளியியல்

3.1 ஆடிகளின் வகைகள்

தன் மீது விழும் ஒளியை எதிரொளிக்கக்கூடிய பளபளப்பான பரப்பைக் கொண்ட ஒளியியல் சாதனமே ஆடி ஆகும். ஆடிகள் இரண்டு பெரும் வகைகளாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன: சமதள ஆடிகள் மற்றும் வளைவு ஆடிகள்.

வளைவு ஆடிகள் கோள, உருளை, பரவளைய மற்றும் நீள்வட்ட வடிவ பரப்புகளைக் கொண்டுள்ளன. ஒரு ஆடியின் வடிவமே அது உருவாக்கும் பிம்பத்தினைத் தீர்மானிக்கிறது.

3.1.1 கோளக ஆடிகள்

வளைவு ஆடி ஒரு கோளத்தின் பகுதியாகக் கருதப்பட்டால் அது கோளக ஆடி என அழைக்கப்படுகிறது. கோளக ஆடிகள் இரண்டு வகைப்படும்:

ஆடியின் வகை	எதிரொளிக்கும் பரப்பு	பிம்பத்தின் தன்மை	பயன்பாட்டு எடுத்துக்காட்டு
குழி ஆடி	குழிந்த (உட்பரப்பு)	பெரிதான, மெய் பிம்பம் (பெரும்பாலும்)	ஒப்பனைக் கண்ணாடி, டார்ச் விளக்கு, சூரிய சமையற்கலன்
குவி ஆடி	குவிந்த (வெளிப்பரப்பு)	சிறிதான, நேரான, மாய பிம்பம்	வாகனங்களின் பின்காட்சி ஆடி

3.1.2 பரவளைய ஆடிகள்

பரவளையத்தைப் போன்ற வடிவத்தை உடைய ஆடியே பரவளைய ஆடி ஆகும். இது குழிந்த எதிரொளிக்கும் பரப்பினைக் கொண்டிருக்கும். அதன்மீது விழும் ஒளிக்கற்றை முழுவதையும் குவியப் புள்ளியில் குவிக்கின்றது. பரவளைய ஆடிகள் எதிரொளிக்கும் தொலைநோக்கிகள், ரேடியோ தொலைநோக்கிகள், சூரிய சமையற்கலன்கள் மற்றும் சூரிய வெப்பச் சூடேற்றிகளில் பயன்படுகின்றன.

3.2 கோளக ஆடிகள் தொடர்பான சொற்கள்

சொல்	விளக்கம்	குறியீடு
வளைவு மையம்	ஆடி உருவாக்கப்பட்ட கோளத்தின் மையம்	C
வளைவு ஆரம்	கோளத்தின் மையத்திற்கும் அதன் முனைக்கும் இடைப்பட்ட தொலைவு	R
ஆடி மையம்	ஆடியின் பரப்பில் முதன்மை அச்சு ஆடியைச் சந்திக்கும் புள்ளி	P
முதன்மை அச்சு	ஆடி மையத்தையும் வளைவு மையத்தையும் இணைக்கும் நேர்க்கோடு	-
குவியம்	எதிரொளித்த கதிர்கள் குவியும் அல்லது விரிந்து செல்வது போல் தோன்றும் புள்ளி	F
குவிய தொலைவு	ஆடி மையத்திற்கும் குவியத்திற்கும் இடைப்பட்ட தொலைவு	f

முக்கியமான தொடர்பு: குவிய தொலைவு (f) = வளைவு ஆரம் (R) ÷ 2

3.3 கோளக ஆடிகளில் தோன்றும் பிம்பங்கள்

கோளக ஆடிகளில் தோன்றும் பிம்பங்கள் இரண்டு வகைப்படும்: மெய் பிம்பம் (திரையில் பிடிக்க இயலும்) மற்றும் மாய பிம்பம் (திரையில் பிடிக்க இயலாது).

குவி ஆடியில் தோன்றும் பிம்பம்:

பொருளின் நிலை	பிம்பத்தின் நிலை	பிம்பத்தின் அளவு	பிம்பத்தின் தன்மை
ஈறிலாத் தொலைவில்	F இல்	புள்ளி அளவிற்கு மிகச்சிறியது	நேரான மாய பிம்பம்
ஈறிலாத் தொலைவிற்கும் ஆடி மையத்திற்கும் இடையில்	P க்கும் F க்கும் இடையில்	சிறியது	நேரான மாய பிம்பம்

குழி ஆடியில் தோன்றும் பிம்பம்:

பொருளின் நிலை	பிம்பத்தின் நிலை	பிம்பத்தின் அளவு	பிம்பத்தின் தன்மை
ஈறிலாத் தொலைவில்	F இல்	மிகச் சிறியது	தலைகீழான மெய் பிம்பம்
C க்கு அப்பால்	C க்கும் F க்கும் இடையில்	சிறியது	தலைகீழான மெய் பிம்பம்
C இல்	C இல்	பொருளின் அளவு	தலைகீழான மெய் பிம்பம்
C க்கும் F க்கும் இடையில்	C க்கு அப்பால்	பெரியது	தலைகீழான மெய் பிம்பம்
F இல்	ஈறிலாத் தொலைவில்	மிகப்பெரியது	தலைகீழான மெய் பிம்பம்
F க்கும் P க்கும் இடையில்	ஆடிக்குப் பின்னால்	பெரியது	நேரான மாய பிம்பம்

3.4 வளைவு ஆடிகளின் பயன்கள்

குழி ஆடிகளின் பயன்கள்:

• ஒப்பனைக் கண்ணாடியாகவும், முகச் சவரக் கண்ணாடியாகவும் பயன்படுகின்றன (பெரிதான பிம்பம் தருவதால்).
• டார்ச் விளக்குகள், தேடும் விளக்குகள் மற்றும் வாகனங்களின் முகப்பு விளக்குகளில் பயன்படுகின்றன.
• சூரிய சமையற்கலன்களில் ஒளியை குவிப்பதற்குப் பயன்படுகின்றன.
• கண், காது, மூக்கு மற்றும் தொண்டை பரிசோதனைக்கு மருத்துவர்களின் தலைக் கண்ணாடிகளில் பயன்படுகின்றன.
• எதிரொளிக்கும் தொலைநோக்கிகளில் பயன்படுகின்றன.

குவி ஆடிகளின் பயன்கள்:

• வாகனங்களில் பின்காட்சி ஆடியாகப் பயன்படுகின்றன (அகன்ற பார்வைப் புலம் தருவதால்).
• மருத்துவமனைகள், தங்கும் விடுதிகள், பள்ளிகள் மற்றும் அங்காடிகளில் பயன்படுகின்றன.
• சாலைகளின் குறுகிய வளைவுகளில் போக்குவரத்து பாதுகாப்புக்கு பயன்படுகின்றன.

3.5 ஒளி எதிரொளிப்பு விதிகள்

பளபளப்பான, மென்மையான, ஒளிரும் பரப்பில் ஒளிக்கதிர்கள் பட்டு திரும்பும் நிகழ்வே ஒளி எதிரொளித்தல் என அழைக்கப்படுகிறது. இதில் படுகதிர் (விழும் கதிர்) மற்றும் எதிரொளிப்புக் கதிர் ஆகியவை ஈடுபடுகின்றன. படுபுள்ளியில் கற்பனையாக வரையப்படும் செங்குத்துக் கோடு குத்துக்கோடு எனப்படும்.

எதிரொளிப்பு விதிகள்:

• படுகதிர், எதிரொளிப்புக் கதிர் மற்றும் படுபுள்ளியில் வரையப்பட்ட குத்துக்கோடு ஆகிய அனைத்தும் ஒரே தளத்தில் அமைந்துள்ளன.
• படுகோணம் (i) மற்றும் எதிரொளிப்புக் கோணம் (r) எப்போதும் சமமாகவே இருக்கும். (i = r)

3.6 எதிரொளிப்பின் வகைகள்

வகை	பரப்பின் தன்மை	பிம்பம்	எடுத்துக்காட்டு
ஒழுங்கான எதிரொளிப்பு (கண்ணாடி எதிரொளிப்பு)	வழவழப்பான பரப்பு	தெளிவான பிம்பம் கிடைக்கும்	சமதள ஆடியில் எதிரொளிப்பு, நிலையான தண்ணீரில் எதிரொளிப்பு
ஒழுங்கற்ற எதிரொளிப்பு (விரவலான எதிரொளிப்பு)	சொரசொரப்பான / ஒழுங்கற்ற பரப்பு	தெளிவான பிம்பம் கிடைக்காது	சுவரில் ஏற்படும் எதிரொளிப்பு

3.7 பன்முக எதிரொளிப்பும் கலைடாஸ்கோப், பெரிஸ்கோப்பும்

இரண்டு சமதள ஆடிகளுக்கிடையே ஒரு பொருளை வைக்கும்போது, ஒரு கண்ணாடியால் உருவாக்கப்பட்ட பிம்பம் மறுகண்ணாடிக்குப் பொருளாக ஆவதால் பல பிம்பங்கள் தோன்றுகின்றன. இதுவே பன்முக எதிரொளிப்பு எனப்படும்.

பிம்பங்களின் எண்ணிக்கை = (360° ÷ θ) − 1 (θ என்பது இரண்டு ஆடிகளுக்கிடையேயான கோணம்)

கலைடாஸ்கோப்: பன்முக எதிரொளிப்பின் தத்துவத்தின் அடிப்படையில் செயல்பட்டு எண்ணற்ற வியத்தகு பிம்பங்களை உருவாக்கும் சாதனம். இது ஒன்றுக்கொன்று சாய்வான மூன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட கண்ணாடிகளைக் கொண்டிருக்கும்.

பெரிஸ்கோப்: ஒளி எதிரொளித்தல் விதிகளின் அடிப்படையில் செயல்படும் கருவி. இதன் உட்பகுதியில் 45° கோணச் சாய்வில் ஒவ்வொரு முனையிலும் கண்ணாடி அல்லது முப்பட்டகம் பொருத்தப்பட்டுள்ளது. நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள் மற்றும் ராணுவத்தில் பயன்படுகிறது.

3.8 ஒளிவிலகல்

ஒளியானது ஓர் ஊடகத்திலிருந்து மற்றோர் ஊடகத்திற்குச் செல்லும்போது, கதிர் விழும் புள்ளியில் குத்துக்கோட்டைப் பொருத்து விலகிச் செல்லும் நிகழ்வே ஒளிவிலகல் என அழைக்கப்படுகிறது.

• அடர்வு குறை ஊடகத்திலிருந்து அடர்வு மிகு ஊடகத்திற்கு செல்லும்போது — செங்குத்துக்கோட்டை நோக்கி விலகலடையும்.
• அடர்வு மிகு ஊடகத்திலிருந்து அடர்வு குறை ஊடகத்திற்கு செல்லும்போது — செங்குத்துக்கோட்டை விட்டு விலகிச் செல்லும்.

ஒளிவிலகல் எண் (μ) = காற்றில் ஒளியின் திசைவேகம் (c) ÷ ஊடகத்தில் ஒளியின் திசைவேகம் (v)

பொருள்	ஒளிவிலகல் எண்
காற்று	1.0
நீர்	1.33
ஈதர்	1.36
மண்ணெண்ணெய்	1.41
சாதாரணக் கண்ணாடி	1.5
குவார்ட்ஸ்	1.56
வைரம்	2.41

ஒளிவிலகலுக்கான ஸ்நெல் விதி: படுகோணத்தின் சைன் மதிப்பிற்கும் (sin i) விலகுகோணத்தின் சைன் மதிப்பிற்கும் (sin r) இடையே உள்ள தகவு, ஒளிவிலகல் எண்ணிற்குச் சமமாகும். sin i / sin r = μ

3.9 நிறப்பிரிகை

ஒளி ஊடுருவும் ஊடகத்தின் வழியே வெண்மை நிற ஒளியானது செல்லும்போது அது ஏழு வண்ணங்களாகப் (அலைநீளம்) பிரிகை அடைகிறது. இதனையே நிறப்பிரிகை என்றழைக்கிறோம்.

வெண்மை நிற ஒளியில் உள்ள வெவ்வேறு வண்ணங்கள் வெவ்வேறு அலைநீளங்களைக் கொண்டுள்ளன: ஊதா, கருநீலம் (indigo), நீலம், பச்சை, மஞ்சள், ஆரஞ்சு, சிவப்பு (VIBGYOR). முப்பட்டகம் இந்த நிறப்பிரிகையை நிகழ்த்துகிறது. வானவில் என்பது வெண்மை நிற ஒளியின் நிறப்பிரிகைக்கு ஒரு இயற்கையான எடுத்துக்காட்டாகும்.