பாடம் 09 ஒளி – பிரதிபலிப்பு மற்றும் நீட்சி

நாம் உலகத்தில் உள்ள பல்வேறு பொருட்களைக் காண்கிறோம். ஆனால் இருதயம் படுத்திருக்கும் ஒரு அறையில் எதையும் காண முடியாது. அறையை ஒளியாக்கும்போது, பொருட்கள் தெரிவதாக மாறும். பொருட்கள் தெரிவதற்கு என்ன செய்கிறது? பொருட்கள் தெரிகிறது என்ன செய்கிறது? பகலில், சூரிய ஒளி நாம் பொருட்களைக் காண உதவுகிறது. ஒரு பொருள் அதன் மீது வரும் ஒளியை பிரதிபலிக்கிறது. இந்த பிரதிபலிக்கப்பட்ட ஒளி, நம் கண்களால் ஏற்றுக்கொள்ளப்படும்போது, நம்மால் பொருட்களைக் காண அனுமதிக்கிறது. ஒளி ஒரு ஒளிபுகும் ஊட்டத்தின் மூலம் நாம் தெரிந்துகொள்ள முடிகிறது, ஏனெனில் ஒளி அதில் பரப்பப்படுகிறது. ஒளியுடன் தொடர்புடைய பல்வேறு புத்திசாலிதனமான நிகழ்வுகள் உள்ளன, உதாரணமாக பிரதிபலிப்பாளர்களால் படத்தை உருவாக்குதல், நட்சத்திரங்களின் சிமிட்டரிங், இணையம் என்ற நிலப்பிரிவின் அழகான நிறங்கள், ஊட்டத்தால் ஒளியின் சிதைவு மற்றும் பலவற்றையும். ஒளியின் பண்புகளை ஆய்வு செய்வது அவற்றை ஆராய்வதற்கு உதவுகிறது.

நம் சுற்றுப்புறத்தில் உள்ள பொது ஒளியியல் நிகழ்வுகளை பார்க்கும்போது, ஒளி ஒரு நேர்கோட்டில் பரவுவதாகத் தெரிகிறது. ஒரு சிறிய ஒளி மூலம் ஒரு ஒழுங்கற்ற பொருள் ஒரு கூர்மையான நிழலை எடுத்துச் செல்கிறது என்பது ஒளியின் இந்த நேர்கோட்டு பாதையைக் குறிக்கிறது, இது பொதுவாக ஒரு ஒளி வித்தியாசத்தால் குறிப்பிடப்படுகிறது.

மேலும் அறிய!

ஒளியின் பாதையில் உள்ள ஒரு ஒழுங்கற்ற பொருள் மிகவும் சிறியதாக இருந்தால், ஒளி அதன் சரிவர நேர்கோட்டில் பயணிக்காமல் சரிவுக்கு சுற்றி செல்வதற்கு ஆளுமை கொண்டிருக்கிறது - இது ஒளியின் வில்டரேஷன் என அறியப்படும் விளைவு. இப்போது வித்தியாசங்கள் மூலம் ஒளியியல் போன்ற நேர்கோட்டு முறையைப் பயன்படுத்துவது தோல்வியடைகிறது. வில்டரேஷன் போன்ற நிகழ்வுகளை விளக்க, ஒளி ஒரு ஒலிக்குறியாக அமைக்கப்படுகிறது, அதன் விவரங்களை நீங்கள் அடுத்த வகுப்புகளில் ஆய்வு செய்யும். மீண்டும், $20^{\text{th }}$ ஆம் ஆண்டின் தொடக்கத்தில், ஒளியின் ஒலிக்குறி நூற்கள் ஒளியை பொருள்களுடன் தொடர்பு கொள்ளும் போது அடிக்கடி பொருந்தாததால் அது பெரும்பாலும் பகுதிகளின் ஒரு குழாயாக இருப்பதாக அறியப்பட்டது. இந்த ஒளியின் உண்மையான உடல்நிலைக்குறித்த சந்தேகம் சில ஆண்டுகள் ஆயிற்று, இலக்குகளின் பண்புகளை ஒளியால் மேலும் ஒளியின் ஒலிக்குறி நம்பிக்கையை ஒருங்கிணைக்கும் புதிய ஒரு ஒளியியல் குவாண்டம் வரவேண்டும்.

இந்த பாடத்தில், நேர்கோட்டு பரந்துவருவதற்கான ஒளியின் பிரதிபலிப்பு மற்றும் நீட்சி நிகழ்வுகளை ஆராய்வோம். இந்த அடிப்படை கருத்துகள் இயற்கையில் உள்ள சில ஒளியியல் நிகழ்வுகளை ஆராய்வதில் உங்களுக்கு உதவும். இந்த பாடத்தில் நாம் ஒளியின் பிரதிபலிப்பை சர்வபரப்பு பிரதிபலிப்பாளர்களால் மற்றும் ஒளியின் நீட்சியை மற்றும் அவற்றின் உண்மையான வாழ்க்கைச் சூழலில் பயன்பாடுகளை இந்த பாடத்தில் முயற்சிப்போம்.

9.1 ஒளியின் பிரதிபலிப்பு

ஒரு பிரதிபலிப்பாளராக பெரும்பாலான ஒளியை பிரதிபலிக்கும் ஒரு அதிகமாக பிரதிபலிப்பாளராக உள்ள பரப்பு, உதாரணமாக ஒரு பிரதிபலிப்பாளர். நீங்கள் ஒளியின் பிரதிபலிப்பு விதிகளை ஏற்கனவே அறிந்திருப்பீங்கள்.

இந்த விதிகளை நாம் மறந்துவிட்டோம் -

(i) பிரதிபலிப்பு செய்யப்பட்ட கோணம் பிரதிபலிப்பு கோணத்துடன் சமம், மற்றும்

(ii) பிரதிபலிப்பு செய்யப்பட்ட ஒளிக்குறி, பிரதிபலிப்பு செய்யப்பட்ட புள்ளியில் பிரதிபலிப்பாளருக்கு நேர்கோடு மற்றும் பிரதிபலிக்கப்பட்ட ஒளிக்குறி, அனைத்தும் ஒரே மாதிரியான மாபிடத்தில் உள்ளன.

இந்த பிரதிபலிப்பு விதிகள் பிரதிபலிப்பு செய்யும் அனைத்து வகையான பரப்புகளுக்கும் பொருந்தும், சர்வபரப்பு பரப்புகளை உள்ளடக்கியிருப்பிக்கூடிய பரப்புகள். நீங்கள் ஒரு நேர்கோடு பிரதிபலிப்பாளரால் படத்தை உருவாக்குதலை ஏற்கனவே அறிந்திருப்பீங்கள். படத்தின் பண்புகள் என்ன? ஒரு நேர்கோடு பிரதிபலிப்பாளரால் உருவாக்கப்படும் படம் எப்போதும் மெய்ப்படமாகவும் உயர்ந்ததாகவும் இருக்கும். பொருளின் அளவுடன் படத்தின் அளவும் சமம். பொருள் பிரதிபலிப்பாளருக்கு முன்பு இருக்கும் போது படம் பிரதிபலிப்பாளருக்கு பின்னாலும் அதே தூரத்தில் இருக்கும். மேலும், படம் பக்கம் நோக்கி மாறியிருக்கும். பிரதிபலிப்பு செய்யும் பரப்புகள் சுழல்வதை எப்படி இருக்கும்? நாம் ஆராய்வோம்.

செயல் 9.1

  • ஒரு பெரிய பிரகாசமான சுவையை எடுத்துக் கொள்ளுங்கள். அதன் சுழல்வ பரப்பில் உங்கள் முகத்தை பார்க்க முயற்சிக்கவும்.
  • நீங்கள் படத்தைப் பெற்றீர்களா? அது சிறியதா அல்லது பெரியதா?
  • சுவையை உங்கள் முகத்திலிருந்து மெதுவாக தொலைவில் சென்றுவிடுங்கள். படத்தை பார்க்கிறீர்களா. அது எப்படி மாறுகிறது?
  • சுவையை திருப்பி மீண்டும் செயலை மீண்டும் செய்யவும். இப்போது படம் எப்படித் தெரிகிறது?
  • இரண்டு பரப்புகளில் உள்ள படத்தின் பண்புகளை ஒப்பிடுங்கள்.

ஒரு பிரகாசமான சுவையின் சுழல்வ பரப்பு ஒரு சுழல்வ பிரதிபலிப்பாளராகக் கருதப்படலாம். சுழல்வ பிரதிபலிப்பாளர்களின் மிக பொதுவான வகை சர்வபரப்பு பிரதிபலிப்பாளர். இந்த பிரதிபலிப்பாளர்களின் பிரதிபலிப்பு பரப்பு ஒரு சர்வத்தின் பரப்பின் ஒரு பகுதியாகக் கருதப்படலாம். இத்தகைய பிரதிபலிப்பாளர்கள், அவற்றின் பிரதிபலிப்பு பரப்புகள் சர்வமாக இருப்பினால் சர்வபரப்பு பிரதிபலிப்பாளர்கள் எனப்படும். இப்போது சர்வபரப்பு பிரதிபலிப்பாளர்களை சிறிது நேரம் ஆராய்வோம்.

9.2 சர்வபரப்பு பிரதிபலிப்பாளர்கள்

ஒரு சர்வபரப்பு பிரதிபலிப்பாளரின் பிரதிபலிப்பு பரப்பு சுழல்வதாகவோ அல்லது வெளிச்சத்திற்கு நோக்கி சுழல்வதாகவோ இருக்கலாம். ஒரு சர்வபரப்பு பிரதிபலிப்பாளர், அவன் பிரதிபலிப்பு பரப்பு சுழல்வதாக இருந்தால், அதாவது சர்வத்தின் மையத்திற்கு நோக்கி சுழல்வதாக இருந்தால், அது ஒரு சுழல்வ பிரதிபலிப்பாளர் எனப்படும். ஒரு சர்வபரப்பு பிரதிபலிப்பாளர், அவன் பிரதிபலிப்பு பரப்பு வெளிச்சத்திற்கு நோக்கி சுழல்வதாக இருந்தால், அது ஒரு வெளிச்சத்திற்கு நோக்கி சுழல்வ பிரதிபலிப்பாளர் எனப்படும். இந்த பிரதிபலிப்பாளர்களின் சூழல் வரைபடம் போடப்பட்டுள்ளது படம் 9.1. இந்த வரைபடங்களில் நீங்கள் குறிப்பிட்டுள்ளீர்கள், பிரதிபலிப்பாளரின் பின்னணியில் நிழல் உள்ளது.

நீங்கள் இப்போது சுவையின் சுழல்வ பரப்பு ஒரு சுழல்வ பிரதிபலிப்பாளருக்கு மதிப்பிடப்படலாம் என்பதையும், சுவையின் வெளிச்சத்திற்கு நோக்கி சுழல்வ பரப்பு ஒரு வெளிச்சத்திற்கு நோக்கி சுழல்வ பிரதிபலிப்பாளருக்கு மதிப்பிடப்படலாம் என்பதையும் புரிந்துகொள்ள முடியும்.

சர்வபரப்பு பிரதிபலிப்பாளர்களை மேலும் முன்னேற, சில சொற்களின் அர்த்தத்தை அறிந்துகொள்வதற்கு நாம் அறிவியல் மூலம் அறிய வேண்டும். இந்த சொற்கள் சர்வபரப்பு பிரதிபலிப்பாளர்களைப் பற்றிய விவாதங்களில் பொதுவாக பயன்படுத்தப்படும். ஒரு சர்வபரப்பு பிரதிபலிப்பாளரின் பிரதிபலிப்பு பரப்பின் மையம் ஒரு புள்ளியாகும், அது பிரதிபலிப்பாளரின் பரப்பில் உள்ளது என அழைக்கப்படும். இது பொதுவாக எழுத்து $P$ ஆல் குறிப்பிடப்படுகிறது.

படம் 9.1 சர்வபரப்பு பிரதிபலிப்பாளர்களின் சூழல் வரைபடம்; நிழல் பகுதி பிரதிபலிப்பு செய்யாதது.

ஒரு சர்வபரப்பு பிரதிபலிப்பாளரின் பிரதிபலிப்பு பரப்பு ஒரு சர்வத்தின் ஒரு பகுதியாக உருவாக்கப்படுகிறது. இந்த சர்வம் ஒரு மையம் கொண்டது. இந்த புள்ளி சர்வபரப்பு பிரதிபலிப்பாளரின் சர்வ மையம் எனப்படும். இது எழுத்து $C$ ஆல் குறிப்பிடப்படுகிறது. சர்வ மையம் பிரதிபலிப்பாளரின் ஒரு பகுதியாக இருப்பதால் குறிப்பிட்டுள்ளீர்கள். அது பிரதிபலிப்பு பரப்பின் மீது இல்லை. ஒரு சுழல்வ பிரதிபலிப்பாளரின் சர்வ மையம் அதன் முன்னால் இருக்கும். ஆனால், ஒரு வெளிச்சத்திற்கு நோக்கி சுழல்வ பிரதிபலிப்பாளரின் சர்வ மையம் பிரதிபலிப்பாளருக்கு பின்னால் இருக்கும். நீங்கள் படம் 9.2 (a) மற்றும் (b) இல் இதைக் குறிப்பிட்டுள்ளீர்கள். ஒரு சர்�