ஒளியியல்

    அலகு 2: ஒளியியல்#

    கற்றல் நோக்கங்கள்#

    இப்பாடத்தைக் கற்றபின், மாணவர்கள் பெறும் திறன்களாவன:

    • ஒளிவிலகல் விதிகளைக் கூற இயலும்
    • ஒளியின் பண்புகளைப் பட்டியலிட முடியும்
    • ஒளிச் சிதறலின் பல்வேறு வகைகளை விளக்க இயலும்
    • குவிலன்க மற்றும் குழிலன்க உருவாக்கும் பிம்பங்களைப் புரிந்துகொள்ள இயலும்
    • குவிலன்க மற்றும் குழி லென்சின் கதிர் படங்களைப் பகுத்தறிய முடியும்
    • மனிதக் கண் மற்றும் ஒளியியல் கருவிகளின் செயல்பாடுகளைப் புரிந்துகொள்ள இயலும்
    • ஒளிவிலகல் சார்பான கணக்குகளைத் தீர்க்க இயலும்

    அறிமுகம்#

    ‘ஒளி’ என்பது ஒரு வகை ஆற்றல். இது அலைவடிவில் பரவுகிறது. ஒளி செல்லும் பாதை, ‘ஒளிக்கதிர்’ என்றும் ஒளிக்கதிர்களின் தொகுப்பு ‘ஒளிக்கற்றை’ என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. ஒளியை வெளிவிடும் பொருள்கள் ‘ஒளிமூலங்கள்’ எனப்படுகின்றன. சில ஒளிமூலங்கள் தங்களுடைய சுய ஒளியை வெளியிடுகின்றன. இவை ‘ஒளிரும் பொருள்கள்’ (luminous objects) என்று அழைக்கப்படுகின்றன. சூரியன் உள்ளிட்ட அனைத்து விண்மீன்களும் ஒளிரும் பொருள்களுக்கு எடுத்துக்காட்டுகள் ஆகும். கண்களின் உதவியால் தான் நம்மால் பொருள்களைக் காண முடிகிறது என்பதை அறிந்திருப்பீர்கள். ஆனால் ஓர் இருள் நிறைந்த அறையில் உள்ள பொருள்களைக் கண்களால் காண முடிவதில்லை. ஏன் என்று விளக்க முடியுமா? ஆம். பொருள்களைக் காண நமக்கு ஒளி தேவை. ஒரு விளக்கில் இருந்து வரும் ஒளிக்கதிர்களை நேரடியாக நம் கண்களின் மீது விழச் செய்தால் பொருள்களைக் காண முடியுமா? நிச்சயமாக முடியாது. ஒளிக்கதிர்கள் பொருள்களின் மீது பட்டு அவற்றிலிருந்து எதிரொளிக்கப்பட்ட கதிர்கள் நம் கண்களை அடைந்தால்தான் பொருள்களைக் காண இயலும். ஒளி எதிரொளித்தல் மற்றும் ஒளி விலகல் குறித்து முந்தைய வகுப்புகளில் கற்றிருப்பீர்கள். இப்பாடத்தில் ஒளிச்சிதறல், குவி லென்ஸ் மற்றும் குழி லென்ஸ் உருவாக்கும் பிம்பங்கள், மனிதக் கண், நுண்ணோக்கிகள் மற்றும் தொலைநோக்கிகள் போன்ற ஒளியியல் கருவிகள் குறித்து கற்க உள்ளோம்.

    2.1 ஒளியின் பண்புகள்#

    முதலில் ஒளியின் பண்புகள் மற்றும் ஒளிவிலகல் ஆகியவற்றை நினைவு கூர்வோம்.

    1. ஒளி என்பது ஒருவகை ஆற்றல்.
    2. ஒளி எப்போதும் நேர்க்கோட்டில் செல்கிறது.
    3. ஒளி பரவுவதற்கு ஊடகம் தேவையில்லை. வெற்றிடத்தின் வழியாகக் கூட ஒளிக்கதிர் செல்லும்.
    4. காற்றில் அல்லது வெற்றிடத்தில் ஒளியின் திசைவேகம் \( C = 3 \times 10^8 \ \mathrm{m \ s^{-1}} \)
    5. ஒளியானது அலை வடிவில் செல்வதால் அது அலைநீளம் \( \lambda \) மற்றும் அதிர்வெண் \( \nu \) ஆகிய பண்புகளைப் பெற்றிருக்கும். இவை \( C = \nu \lambda \) என்ற சமன்பாட்டின் மூலம் தொடர்புபடுத்தப் படுகிறது.
    6. ஒளியின் வெவ்வேறு நிறங்கள் வெவ்வேறு அலை நீளங்களையும், அதிர்வெண்களையும் பெற்றிருக்கும்.
    7. கண்ணுறு ஒளியில் ஊதா நிறம் குறைந்த அலை நீளத்தையும், சிவப்பு நிறம் அதிக அலை நீளத்தையும் கொண்டிருக்கும்.
    8. ஒளியானது இரு வேறு ஊடகங்களின் இடைமுகப்பை அடையும் போது, அது பகுதியளவு எதிரொளிக்கும், பகுதியளவு விலகல் அடையும்.

    2.2 ஒளிவிலகல்#

    ஒளிக்கதிரொன்று ஒர் ஒளி புகும் ஊடகத்தில் இருந்து மற்றொரு ஒளிபுகும் ஊடகத்திற்குச் சாய்வாகச் செல்லும் போது, ஒளிக்கதிர் தன் பாதையில் இருந்து விலகிச் செல்கிறது. ஒளிக்கதிரின் பாதையில் ஏற்படும் இந்த விலகல் ‘ஒளிவிலகல்’ எனப்படுகிறது. ஒளியானது வெவ்வேறு ஊடகத்தில், வெவ்வேறு திசைவேகத்தில் செல்வதால் ஒளிவிலகல் ஏற்படுகிறது. ஒளியின் திசை வேகம், அடர்வு குறைந்த ஊடகத்தில் அதிகமாகவும், அடர்வு மிகுந்த ஊடகத்தில் குறைவாகவும் இருக்கும்.

    ஒளிவிலகலானது, இரு ஒளிவிலகல் விதிகளுக்கு உட்பட்டு அமைகிறது.

    2.2.1 ஒளிவிலகலின் முதல் விதி#

    ஒளிக்கதிர் ஒர் ஊடகத்திலிருந்து, மற்றொரு ஊடகத்திற்குச் செல்லும் போது, படுகதிர், விலகுகதிர், படுபுள்ளியில் விலகல் அடையும் பரப்புக்குச் செங்குத்தாக வரையப்படும் கோடு ஆகியவை ஒரே தளத்தில் அமைகின்றன.

    2.2.2 இரண்டாம் விதி (ஸ்நெல் விதி)#

    ஒளிக்கதிர் ஒர் ஊடகத்திலிருந்து, மற்றொரு ஊடகத்திற்குச் செல்லும்போது, படுகோணத்தின் சைன் மதிப்பிற்கும், விலகு கோணத்தின் சைன்மதிப்பிற்கும் இடையே உள்ள தகவானது அவ்விரு ஊடகங்களின் ஒளிவிலகல் எண்களின் தகவிற்கு சமம். இவ்விதி ‘ஸ்நெல் விதி’ என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

    $$ \frac{\sin i}{\sin r} = \frac{\mu_2}{\mu_1} $$
    • ஒளிவிலகல் எண்ணானது ஓர் ஊடகத்தில் ஒளிக்கதிரின் திசைவேகம் எவ்வாறு இருக்கும் என்பதைத் தெரிவிக்கின்றது. காற்றில் அல்லது வெற்றிடத்தில் ஒளியின் திசைவேகத்திற்கும் (c), மற்றொரு ஊடகத்தில் ஒளியின் திசைவேகத்திற்கும் (v) இடையே உள்ள தகவு ஒளிவிலகல் எண் \( \mu \) என்றும் வரையறுக்கப்படுகிறது.
    $$ \mu = \frac{c}{v} $$
    • ஒளியின் திசைவேகமானது ஒளிவிலகல் எண் அதிகம் உள்ள ஊடகத்தில் குறைவாகவும், ஒளிவிலகல் எண் குறைவாக உள்ள ஊடகத்தில் அதிகமாகவும் அமையும்.
    • ஒர் ஒளிக்கதிரானது அடர்வு மிகு ஊடகத்திலிருந்து அடர்வு குறைந்த ஊடகத்திற்குச் செல்லும்போது விலகு கதிர் செங்குத்து கோட்டை விட்டு விலகிச்செல்லும்.
    • ஒளிக்கதிர் அடர்வு குறைந்த ஊடகத்திலிருந்து, அடர்வு மிகு ஊடகத்திற்குச் செல்லும்போது செங்குத்து கோட்டை நோக்கி விலகிச் செல்லும்.

    2.3 கூட்டொளியில் ஏற்படும் ஒளி விலகல்#

    சூரியன் இயற்கையில் அமைந்த ஒளி மூலம் என்று நாம் அறிந்திருக்கிறோம். ஓர் ஒளி மூலமானது ஒரே ஒரு நிறத்தைக் கொண்ட ஒளியை வெளியிட்டால் அது ‘ஒற்றைநிற ஒளிமூலம்’ எனப்படும். ஆனால் கூட்டொளி மூலங்கள் (Composite Sources) பல்வேறு நிறங்களை உள்ளடக்கிய வெள்ளொளியைத் தருகின்றன. எனவே சூரிய ஒளியானது பல்வேறு நிறங்களை அல்லது அலை நீளங்களைக் கொண்ட கூட்டொளி ஆகும். கூட்டொளி மூலத்திற்கு மற்றோர் எடுத்துக்காட்டு பாதரச ஆவிவிளக்கு ஆகும். வெள்ளொளியை ஒரு கண்ணாடி முப்பட்டகத்தின் வழியாகச் செலுத்தி வெளிவரும் ஒளிக்கதிர்களை உற்று நோக்கும் போது என்ன நிகழ்கிறது?.

    வெள்ளொளிக் கற்றையானது, கண்ணாடி, நீர் போன்ற ஒளிபுகும் ஊடகத்தில் ஒளிவிலகல் அடையும்போது அதில் உள்ள நிறங்கள் தனித் தனியாகப் பிரிகை அடைகின்றன. இந்நிகழ்வு ‘நிறப்பிரிகை’ எனப்படும்.

    நிறங்களின் தொகுப்பானது ‘நிறமாலை’ என்று அழைக்கப்படுகிறது. நிறமாலையானது ஊதா, கருநீலம் (Indigo), நீலம், பச்சை, மஞ்சள், ஆரஞ்சு மற்றும் சிவப்பு ஆகிய நிறங்களைக் கொண்டுள்ளது. இந்நிறங்கள் ‘VIBGYOR’ என்ற கருக்கக் குறிப்பீட்டின் மூலம் குறிப்பிடப்படுகிறது. வெள்ளொளியானது, ஒளிபுகும் ஊடகத்தில் செல்லும் போது வெவ்வேறு நிறங்கள் ஏற்படக் காரணம்தான் என்ன? வெள்ளொளியானது ஒளிபுகும் ஊடகத்தில் செல்லும்போது வெவ்வேறு நிறங்கள் வெவ்வேறு கோணஅளவுகளில் விலகல் அடைதலால் நிறப்பிரிகை ஏற்பட்டு நிறமாலை தோன்றுகிறது. ஊடகத்தில் ஒளிக்கதிரின் விலகு கோணமானது நிறங்களைப் பொறுத்து மாறுபடுகிறது.

    கண்ணுறு ஒளியில் சிவப்பு நிறம், மிகக் குறைந்த விலகு கோணத்தையும், ஊதா நிறம் மிக அதிகமான விலகு கோணத்தையும் பெற்றுள்ளன. ஸ்நெல் விதிப்படி, விலகுகோணமானது ஊடகத்தின் ஒளிவிலகல் எண்ணைச் சார்ந்து அமையும். வெவ்வேறு நிறங்களுக்கு ஊடகத்தின் ஒளிவிலகல் எண் வேறுவகையாக இருக்கும். எனவே, ஒரு ஊடகத்தின் ஒளிவிலகல் எண் ஒளிக்கதிரின் அலைநீளத்தைச் சார்ந்து என அறியலாம்.

    2.4 ஒளிச்சிதறல்#

    சூரிய ஒளி, புவியின் வளிமண்டலத்தில் நுழையும் போது, வளிமண்டலத்தில் உள்ள பல்வேறு வாயு அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகளால் அனைத்து திசைகளிலும் விலகல் அடையச் செய்யப்படுகிறது. இந்நிகழ்வு ‘ஒளிச்சிதறல்’ எனப்படுகிறது. இந்நிகழ்வில் ஒளிக்கற்றையானது ஊடகத்தில் (காற்றில்) உள்ள துகள்களுடன் இடைவினையில் ஈடுபடும் போது, அவை அனைத்து திசைகளிலும், திருப்பி விடப்பட்டுச் சிதறல் நிகழ்கிறது. இடைவினையில் ஈடுபடும் துகள்கள் சிதறலை உண்டாக்கும் துகள்கள் (Scatterer) எனப்படுகின்றன.

    2.4.1 ஒளிச்சிதறலின் வகைகள்#

    ஒளிக்கற்றையானது, ஊடகத்தில் உள்ள துகள்களுடன் இடைவினையாற்றும் போது, பல்வேறு வகையான சிதறல்கள் ஏற்படுகின்ரன.

    ஒளிக்கற்றையின் தொடக்க மற்றும் இறுதி ஆற்றல் அடிப்படையில் கொண்டு, ஒளிச்சிதறலை

    1. மீட்சிச் சிதறல் மற்றும் 2. மீட்சியறு சிதறல் என இருவகைகளாகப் பிரிக்கலாம்.

    1. மீட்சிச் சிதறல்#

    சிதறல் அடையும் ஒளிக்கற்றையின் தொடக்க மற்றும் இறுதி ஆற்றல்கள் சமமாக இருப்பின் அச்சிதறல் மீட்சிச் சிதறல் எனப்படும்.

    2. மீட்சியறு சிதறல்#

    சிதறல் அடையும் ஒளிக்கற்றையின் தொடக்க மற்றும் இறுதி ஆற்றல்கள் வேறுபட்டு இருப்பின் அச்சிதறல் மீட்சியறு சிதறல் எனப்படும்.

    சிதறலை உண்டாக்கும் துகள்களின் தன்மை மற்றும் அளவைப் (size) பொறுத்து சிதறலைக் கீழ்க்கண்டவாறு வகைப்படுத்தலாம்.

    • ரேலே ஒளிச்சிதறல்
    • மீ ஒளிச்சிதறல்
    • டிண்டால் ஒளிச்சிதறல்
    • இராமன் ஒளிச்சிதறல்

    ரேலே ஒளிச்சிதறல்#

    சூரியனிலிருந்து வரும் ஒளிக்கதிர்கள் வளிமண்டலத்தில் உள்ள வாயு அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகளால் சிதறடிக்கப்படுவது ‘ரேலே ஒளிச்சிதறல்’ ஆகும்.

    ரேலே சிதறல் விதி#

    ஒரு ஒளிக்கதிர் சிதறலடையும் அளவானது, அதன் அலைநீளத்தின் நான்காவது அடுக்குக்கு எதிர்த் தகவில் இருக்கும்.

    $$ \text{சிதறல் அளவு } S \propto \frac{1}{\lambda^4} $$

    இவ்விதியின் படி, குறைந்த அலைநீளம் கொண்ட நிறமானது, அதிக அலைநீளம் கொண்ட நிறத்தை விட அதிகமாக சிதறல் அடைகிறது.

    சூரிய ஒளியானது, வளிமண்டலத்தின் வழியாகச் செல்லும் போது, குறைந்த அலைநீளம் உடைய நீல நிறமானது, அதிக அலைநீளம் கொண்ட சிவப்பு நிறத்தை விட அதிகமாக சிதறல் அடைகிறது. இதனால் வானம் நீல நிறமாகத் தோன்றுகிறது.

    சூரிய உதயம் மற்றும் மறைவின் போது, சூரிய ஒளியானது, நண்பகலில் இருப்பதை விட வளிமண்டலத்தில் அதிக தூரம் செல்ல வேண்டியிருக்கிறது. எனவே நீல நிற ஒளியானது முற்றிலுமாகச் சிதறலடைந்து வென்றுவிடுவதால், குறைவாகச் சிதறல் அடைந்த சிவப்பு நிற ஒளியே நம்மை அடைகிறது. எனவே, சூரிய உதயம் மற்றும் மறைவின் போது சூரியன் சிவப்பாகக் காட்சியளிக்கிறது.

    ‘மீ’ - ஒளிச்சிதறல் (Mie-Scattering)#

    ஒளிச் சிதறலை ஏற்படுத்தும் துகள்களின் விட்டமானது, படும் ஒளிக்கதிரின் அலைநீளத்திற்குச் சமமாகவோ அல்லது அலைநீளத்தை விட அதிகமாகவோ இருக்கும் போது மீ-ஒளிச்சிதறல் ஏற்படுகிறது. இச்சிதறல் மீட்சி சிதறல் வகையைச் சார்ந்தது. மேலும் சிதறல் அளவானது ஒளிக்கதிரின் அலைநீளத்தைச் சார்ந்தது அன்று.

    வளிமண்டலத்தின் கீழ் அடுக்குப்பகுதியில் உள்ள தூசு, புகை, நீர்த்துளிகள் மற்றும் சில துகள்களால் மீ-சிதறல் ஏற்படுகிறது.

    மேகக்கூட்டங்கள் வெண்மையாகக் காட்சியளிக்க மீ-சிதறல் காரணமாக அமைகிறது. வெள்ளித்தோளியானது மேகத்தில் உள்ள நீர்த்துளிகளின் மீது படும்போது, அந்நீர்த்துளிகள் அனைத்து நிறங்களையும் சமமாகச் சிதறல் அடையச் செய்கின்ரன. இதனால் சிதறல் அடைந்த நிறங்களும் ஒன்றாகச் சேர்ந்து வெண்மை நிறமாக மாறுகின்றன.

    டிண்டால் ஒளிச்சிதறல்#

    சூரிய ஒளிக்கற்றையானது, தூசுகள் நிறைந்த ஒர் அறையின் சாளரத்தின் வழியே நுழையும் போது ஒளிக்கற்றையின் பாதை நமக்குத் தெளிவாகப் புலனாகிறது. அறையில் உள்ள காற்றில் கலந்திருக்கும் தூசுகளால் ஒளிக்கற்றையானது சிதறலடிக்கப்படுவதால் ஒளிக்கற்றையின் பாதை புலனாகிறது. இந்நிகழ்வு டிண்டால் ஒளிச்சிதறலுக்கு எடுத்துக்காட்டு ஆகும்.

    ஒரு கூழ்மக் கரைசலில் உள்ள கூழ்மத்துகள்களால், ஒளிக்கதிர்கள் சிதறலடிக்கப்படுகின்ற நிகழ்வு டிண்டால் ஒளிச்சிதறல் அல்லது டிண்டால் விளைவு எனப்படும்.

    இராமன் ஒளிச்சிதறல்#

    வாயுக்கள் அல்லது திரவங்கள் அல்லது ஒளி புகும் தன்மை கொண்ட திண்மங்களின் வழியாக ஒற்றை நிற ஒளியானது இணைக் கற்றைகளாகச் செல்லும் போது அவற்றின் ஒரு பகுதி சிதறல் அடைகிறது. சிதறலடைந்த கதிரானது, படுகின்ற கதிரின் அதிர்வெண்ணைத் தவிர சில புதிய அதிர்வெண்களையும் உள்ளடக்கியதாக இருக்கும். இந்நிகழ்வு ‘இராமன் ஒளிச்சிதறல்’ எனப்படுகிறது.

    ஒளிக்கதிரானது, தூய திரவங்கள் மற்றும் ஒளி புகும் தன்மை கொண்ட திண்மங்களில் உள்ள துகள்களுடன் இடைவினை புரிவதன் காரணமாக ஒளிக்கதிரின் அலைநீளம் மற்றும் அதிர்வெண்ணில் மாற்றங்கள் ஏற்படும் நிகழ்வை ‘இராமன் ஒளிச்சிதறல்’ என வரையறுக்கலாம்.

    படுகதிரின் அதிர்வெண்ணுக்குச் சமமான அதிர்வெண்ணைக் கொண்ட நிறமாலை வரிகள் ‘ராலே வரிகள்’ என்றும், புதிய அதிர்வெண்களைக் கொண்ட நிறமாலை வரிகள் ‘இராமன் வரிகள்’ என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன.

    படுகதிரின் அதிர்வெண்ணைவிடக் குறைவான அதிர்வெண் கொண்ட நிறமாலை வரிகளை ‘ஸ்டோக் வரிகள்’ என்றும், படுகதிரின் அதிர்வெண்ணைவிட அதிகமான அதிர்வெண்ணைக் கொண்ட நிறமாலை வரிகளை ‘ஆண்டிஸ்டோக் வரிகள்’ என்றும் அழைக்கிறோம்.

    இராமன் விளைவைப் பற்றி மேலும் விரிவாக உயர்வகுப்புகளில் கற்கலாம்.

    2.5 லென்ஸ்கள்#

    இரு பரப்புகளுக்கு இடைப்பட்ட ஒளிபுகும் தன்மை கொண்ட ஊடகம் ‘லென்ஸ்’ எனப்படும். இப்பரப்புகள் இரண்டும் கோளகப் பரப்புகளாகவோ அல்லது ஒரு கோளகப் பரப்பும், ஒரு சமதளப் பரப்பும் கொண்டதாகவோ அமைந்திருக்கும். பொதுவாக லென்ஸ்கள் 1. குவிலென்ஸ் 2. குழிலென்ஸ் என இரு வகைகளாக வகைப்படுத்தப்படுகின்றன.

    1. குவிலென்ஸ் அல்லது இருபுறக் குவிலென்ஸ்:#

    இவை இருபுறமும் கோளகப் பரப்புகளைக் கொண்டது. இவை மையத்தில் தடித்தும், ஓரங்களில் மெலிந்தும் காணப்படும். இவற்றின் வழியாகச் செல்லும் இணையான ஒளிக்கற்றைகள் குவிக்கப்படுகின்றன. எனவே இவை ‘குவிக்கும் லென்ஸ்கள்’ என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

    2. குழிலென்ஸ் அல்லது இருபுறக் குழிலென்ஸ்:#

    இவை இருபுறமும் உள் நோக்கிக் குழிந்த கோளகப் பரப்புகளைக் கொண்டது. இவை மையத்தில் மெலிந்து, ஓரங்களில் தடித்தும் காணப்படும். இவற்றின் வழியாகச் செல்லும் இணையான ஒளிக்கற்றைகள் விரிந்து செல்கின்றன. எனவே இவை ‘விரிக்கும் லென்ஸ்கள்’ என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

    2.5.1 பிறவகை லென்ஸ்கள்#

    தட்டக் குவிலென்ஸ்: ஓர் இருபுற குவிலென்ஸின் ஒரு பரப்பு சமதளப் பரப்பாக அமைந்திருந்தால் அது தட்டக் குவிலென்ஸ் எனப்படும்.

    தட்டக் குழிலென்ஸ்: ஓர் இருபுற குழிலென்ஸின் ஒரு பரப்பு சமதளப் பரப்பாக அமைந்திருந்தால் அது தட்டக் குழிலென்ஸ் எனப்படும்.

    2.6 குவிலென்ஸ் மற்றும் குழிலென்ஸில் நடைபெறும் ஒளிவிலகலால் பிம்பங்கள் தோன்றுதல்#

    பொருளொன்று லென்ஸின் முன்பாக வைக்கப்படும் போது, பொருளிலிருந்து வரும் ஒளிக்கதிர்கள் லென்ஸின் மீது விழுந்து பிம்பங்கள் தோன்றுவிக்கப்படுகின்றன. லென்ஸினால் தோன்றுவிக்கப்படும் பிம்பத்தின் நிலை, அளவு மற்றும் தன்மை ஆகியவற்றை அறிந்து கொள்ள சில அடிப்படை விதிகள் தெரிந்திருக்க வேண்டும். இவ்விதிகளைப் பின்பற்றியே லென்ஸ்களால் உருவாக்கப்படும் பிம்பங்களைக் குறித்து அறிய வேண்டும்.

    விதி 1#

    ஒளிக்கதிரானது, ஒரு குவிலென்ஸ் அல்லது குழிலென்ஸின் ஒளியியல் மையத்தின் வழியாகச் செல்லும் போது விலகலையடையாமல் அதே பாதையில் செல்கிறது.

    விதி 2#

    முதன்மை அச்சுக்கு இணையாக வரும் ஒளிக்கதிர்கள், குவிலென்ஸின் மீது படும்போது முதன்மைக்குவியத்தில் குவிக்கப்படும். குழிலென்ஸின் மீது படும்போது முதன்மைக் குவியத்திலிருந்து விலகமைந்து செல்வது போல் தோன்றும்.

    விதி 3#

    முதன்மைக்குவியம் வழியாகச் சென்று குவிலென்ஸின் மீது விழும் ஒளிக்கதிர்களும், முதன்மைக் குவியத்தை நோக்கிச் சென்று குழிலென்ஸின் மீது விழும் ஒளிக்கதிர்களும் விலகமைந்த பிறகு முதன்மை அச்சுக்கு இணையாகச் செல்லும்.

    2.7 குவிலென்ஸின் வழியாக ஒளிவிலகல்#

    வெவ்வேறு தொலைவுகளில் பொருள் வைக்கப்படும் போது, குவி லென்ஸினால் உருவாக்கப்படும் பிம்பங்கள் குறித்து விரிவாகக் காண்போம்.

    பொருள் ஈறிலாத் தொலைவில் உள்ள போது#

    பொருள் ஈறிலாத் தொலைவில் வைக்கப்படும் போது, முதன்மைக் குவியத்தில் மெய்ப்பிம்பம் உருவாக்கப்படுகிறது. பிம்பத்தின் அளவு பொருளின் அளவைவிடப் பலமடங்கு சிறியதாக இருக்கும்.

    பொருள் C க்கு அப்பால் வைக்கப்படும் போது (> 2F)#

    பொருளானது வளைவு மையத்திற்கு அப்பால் வைக்கப்படும் போது, சிறிய, தலைகீழான, மெய்ப்பிம்பமானது லென்ஸின் மறுமுறை வளைவு மையத்திற்கும், முதன்மைக் குவியத்திற்கும் இடையே தோன்றுகிறது.

    பொருள் C ல் வைக்கப்படும் போது#

    பொருளொன்று குவிலென்ஸின் வளைவு மையத்தில் வைக்கப்படும் போது, அதே அளவிலான, தலைகீழான, மெய்ப்பிம்பம் லென்ஸின் மறுபக்கத்தின் வளைவு மையத்தில் கிடைக்கிறது.

    பொருள் F க்கும் C க்கும் இடையே வைக்கப்படும் பொழுது#

    பொருளொன்று, குவிலென்ஸின் வளைவு மையத்திற்கும், முக்கிய குவியத்திற்கும் இடையே வைக்கப்படும் போது அளவில் பெரிய, தலைகீழான, மெய்ப்பிம்பம் லென்ஸின் மறுபுறத்தில் வளைவு மையத்திற்கு அப்பால் உருவாகிறது.

    பொருள் முதன்மைக் குவியத்தில் வைக்கப்படும் பொழுது#

    பொருளொன்று, குவிலென்ஸின் முதன்மைக் குவியத்தில் வைக்கப்படும் போது, அளவில் பெரிய, தலைகீழான, மெய்ப்பிம்பம் ஈறிலாத் தொலைவில் உருவாக்கப்படுகிறது.

    பொருள் முதன்மைக் குவியம் F மற்றும் ஒளியியல் மையம் O ஆகியவற்றுக்கு இடையே வைக்கப்படும் போது#

    பொருளொன்று, குவிலென்ஸின் முதன்மைக் குவியத்திற்கும், ஒளியியல் மையத்திற்கும் இடையே வைக்கப்படும் போது, அளவில் பெரிய, நேரான மாய்ப்பிம்பத்தைப் பொருள் இருக்கும் அதே பக்கத்தில் உருவாக்குகிறது.

    2.8 குவிலென்ஸின் பயன்பாடுகள்#

    1. ஒளிப்படக் கருவியில் பயன்படுகின்றன.
    2. உருப்பெருக்கும் கண்ணாடிகளாகப் பயன்படுகின்றன.
    3. நுண்ணோக்கிகள், தொலைநோக்கிகள் மற்றும் நழுவப்பட வீழ்த்திகள் (Slide Projector) போன்றவற்றின் உருவாக்கத்தில் பயன்படுகின்றன.
    4. தூரப்பார்வை என்ற பார்வைக் குறைபாட்டைச் சரி செய்யப் பயன்படுகின்றன.

    2.9 குழிலென்ஸின் வழியாக ஒளிவிலகல்#

    குழிலென்ஸின் முன்பாக வாய்ப்புள்ள இரண்டு நிலைகளில் பொருள் வைக்கப்படும் போது உருவாக்கப்படும் பிம்பங்கள் குறித்துக் காண்போம்.

    பொருள் ஈறிலாத் தொலைவில் உள்ள பொழுது#

    பொருளொன்று, குழி லென்ஸின் முன்பாக, ஈறிலாத் தொலைவில் வைக்கப்படும் போது, நேரான, மிகச்சிறிய மாய்ப்பிம்பம் குழிலென்ஸின் முதன்மைக் குவியத்தில் உருவாக்கப்படுகிறது.

    பொருளானது அளவிடக்கூடிய தொலைவில் வைக்கப்படும் போது#

    பொருளொன்று குழிலென்ஸின் முன்பாக, அளவிடக்கூடிய தொலைவில் வைக்கப்படும் போது, குழிலென்ஸின் ஒளியியல் மையத்திற்கும், முதன்மைக் குவியத்திற்கும் இடையே நேரான, சிறிய மாய்ப்பிம்பத்தை உருவாக்குகிறது.

    லென்ஸிற்கும் பொருளுக்கும் இடையே உள்ள தொலைவு குறையும் போது, பிம்பத்திற்கும் லென்ஸிற்கும் இடையே உள்ள தொலைவும் குறைகிறது. மேலும் பிம்பத்தின் அளவு அதிகரிக்கிறது.

    இது குவிலென்ஸ் மற்றும் குழிலென்ஸ் ஆகியவற்றிற்குப் பொதுவானது.

    லென்ஸ் தொடர்பான கணக்குகளுக்கு விடை காணும் போது, பயன்படுத்தப்படும் அளவுகளுக்கான தகுந்த குறியீட்டினை மிகுந்த கவனத்துடன் கையாள வேண்டும்.

    2.10 குழிலென்ஸின் பயன்பாடுகள்#

    1. கலிலியோ தொலைநோக்கியில் கண்ணருகு லென்ஸாகப் பயன்படுகின்றன.
    2. வளியாக்களைத் தெரிந்துகொள்ள வீட்டின் கதவுகளில் ஏற்படுத்தப்படும் உளவுத் துளைகளில் பொருத்தப்படுகின்றன.
    3. கிட்டப்பார்வை என்ற பார்வைக் குறைபாட்டைச் சரி செய்யப் பயன்படுகின்றன.

    2.11 லென்ஸ் சமன்பாடு#

    கோளக ஆடிகளின் ஆடிச்சமன்பாட்டைப் போலவே, கோளக லென்ஸ்களுக்கு லென்ஸ் சமன்பாடு உருவாக்கப்பட்டுள்ளது. இச் சமன்பாடு பொருளின் தொலைவு (u), பிம்பத்தின் தொலைவு (v) மற்றும் குவியத் தொலைவு (f) ஆகியவற்றைத் தொடர்பு படுத்துகிறது.

    லென்ஸ் சமன்பாடானது,

    $$ \frac{1}{f} = \frac{1}{v} - \frac{1}{u} \quad \dots \dots \dots (2.1) $$

    2.12 குறியீட்டு மரபு#

    லென்ஸ்களின் கதிர் வரைபடங்களில் பல்வேறு தொலைவுகளை அளவிடுவதற்குக் கார்டீசியன் குறியீட்டு மரபு பயன்படுத்தப்படுகிறது. இக்குறியீட்டு மரபின் படி,

    1. பொருள் எப்போதும் லென்ஸின் இடப்பக்கம் வைக்கப்பட வேண்டும்.
    2. அனைத்து தொலைவுகளும், ஒளியியல் மையத்திலிருந்து அளக்கப்பட வேண்டும்.
    3. படுகதிரின் திசையில் மேற்கொள்ளப்படும் அளவீடுகளை நேர்க்குறியாகக் கொள்ள வேண்டும்.
    4. படுகதிரின் திசைக்கு எதிர்த்திசையில் மேற்கொள்ளப்படும் அளவீடுகளை எதிர்க்குறியாகக் கொள்ள வேண்டும்.
    5. முதன்மை அச்சுக்கு செங்குத்தாக மேல்நோக்கி அளக்கப்படும் அளவுகளை நேர்க்குறியாகக் கொள்ள வேண்டும்.
    6. முதன்மை அச்சுக்கு செங்குத்தாக கீழ்நோக்கி அளக்கப்படும் அளவுகளை எதிர்க்குறியாகக் கொள்ள வேண்டும்.

    2.13 லென்ஸின் உருப்பெருக்கம்#

    கோளக ஆடிகளைப் போலவே, கோளக லென்ஸ்களும் உருப்பெருக்கம் செய்கின்றன. பிம்பத்தின் உயரத்திற்கும், பொருளின் உயரத்திற்கும் இடையே உள்ள தகவு ‘உருப்பெருக்கம்’ எனப்படுகிறது. உருப்பெருக்கம் ’m’ என்ற எழுத்தால் குறிக்கப்படுகிறது. பொருளின் உயரத்தை h எனவும், பிம்பத்தின் உயரத்தை h’ எனவும் கொண்டால்,

    $$ m = \frac{\text{பிம்பத்தின் உயரம்}}{\text{பொருளின் உயரம்}} = \frac{h'}{h} \quad \dots \dots \dots (2.2) $$

    உருப்பெருக்கமானது, பிம்பத்தின் தொலைவு மற்றும் பொருளின் தொலைவு ஆகியவற்றைக் கொண்டும் தொடர்பு படுத்தப்படுகிறது.

    $$ m = \frac{\text{பிம்பத்தின் தொலைவு}}{\text{பொருளின் தொலைவு}} = \frac{v}{u} \quad \dots \dots \dots (2.3) $$

    உருப்பெருக்கத்தின் மதிப்பு 1 ஐ விட அதிகமாக இருந்தால், பொருளை விடப் பெரிய பிம்பமும், 1 ஐ விட குறைவாக இருந்தால் பொருளை விடச் சிறிய பிம்பமும் கிடைக்கும்.

    2.14 லென்ஸை உருவாக்குவோர் சமன்பாடு#

    அனைத்து லென்ஸ்களும் ஒளிபுகும் ஊடகங்களால் உருவாக்கப்படுகின்றன. இந்த ஊடகங்கள் வேறுபட்ட ஒளிவிலகல் எண்களைக் கொண்டவை. லென்ஸை உருவாக்கும் ஆக்குவோர் லென்ஸின் வளைவு ஆரம் மற்றும் ஒளிவிலகல் எண் குறித்து அறிந்திருக்க வேண்டும். லென்ஸ் சமன்பாடானது, குவியத் தொலைவு, பொருள் மற்றும் பிம்பத்தின் தொலைவு ஆகியவற்றை மட்டுமே தொடர்புபடுத்துவதால், லென்ஸின் வளைவு ஆரம், ஒளிவிலகல் எண் மற்றும் குவியத்தொலைவு ஆகியவற்றைத் தொடர்புபடுத்தும் சமன்பாடு ஒன்று தேவைப்படுகிறது. இத்தேவையை நிறைவேற்றுவதற்காக ‘லென்ஸை உருவாக்குவோர் சமன்பாடு’ (Lens Maker’s Formula) உருவாக்கப்பட்டது. இச்சமன்பாட்டின் படி,

    $$ \frac{1}{f} = (\mu - 1) \left( \frac{1}{R_1} - \frac{1}{R_2} \right) \quad \dots \dots \dots (2.4) $$

    இங்கு, \( \mu \) என்பது லென்ஸ் செய்யப் பயன்படுத்தப்பட்ட பொருளின் ஒளிவிலகல் எண், \( R_1, R_2 \) என்பவை லென்ஸின் இரு கோளகப் பரப்புகளின் வளைவு ஆரங்கள், f என்பது குவியத்தொலைவு ஆகும்.

    பொதுவாகக் கூறியவை. தன்மையான லென்ஸ்களுக்கு இவ்விரு சமன்பாடுகளும் சிறிய மாற்றங்கள் செய்து பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

    2.15 லென்ஸின் திறன்#

    ஒரு ஒளிக்கதிர் லென்ஸின் மீது படும்போது அக்கதிரானது குவிக்கப்படும் அல்லது விரிக்கப்படும் அளவானது லென்ஸின் குவியத்தொலைவைப் பொறுத்தது. லென்ஸ் ஒன்று தன்மீது விழும் ஒளிக்கதிர்களை குவிக்கும் (குவிலென்ஸ்) அல்லது விரிக்கும் (குழிலென்ஸ்) அளவு லென்ஸின் திறன் எனப்படுகிறது. எனவே, லென்ஸின் திறன் என்பது ஒரு லென்ஸின் குவிக்கும் அல்லது விரிக்கும் திறன் என வரையறுக்கப்படுகிறது. லென்ஸின் திறன் என்பது எண்ணளவில் அந்த லென்ஸின் குவியத் தொலைவின் தலைக்கீழ் மதிப்பிற்குச் சமம் என வரையறுக்கப்படுகிறது.

    $$ P = \frac{1}{f} \quad \dots \dots \dots \dots (2.5) $$

    லென்ஸின் திறனின் SI அலகு ‘டையாப்டர்’ ஆகும். இது ‘D’ என்ற எழுத்தால் குறிக்கப்படுகிறது. லென்ஸின் குவியத் தொலைவு மீட்டர் (m) என்ற அலகிலும்,

    லென்ஸின் திறனானது டையாப்டர் (D) என்ற அலகிலும் குறிக்கப்படும் போது \( 1D = 1 \ m^{-1} \).

    ஒரு டையாப்டர் என்பது, ஒரு மீட்டர் குவியத் தொலைவு கொண்ட லென்ஸின் திறன் ஆகும்.

    குறியீட்டு மரபின் படி, குவிலென்ஸின் திறன் நேர்க்குறியாகவும், குழிலென்ஸின் திறன் எதிர்க்குறியாகவும் கொள்ளப்படுகிறது.

    அட்டவணை 2.1 குவிலென்ஸ் மற்றும் குழிலென்ஸ் வேறுபாடுகள்

    எண்குவிலென்ஸ்குழிலென்ஸ்
    1மையத்தில் தடித்தும் ஓரத்தில் மெலிந்தும் காணப்படும்மையத்தில் மெலிந்து ஓரத்தில் தடித்தும் காணப்படும்
    2இது குவிக்கும் லென்ஸ்இது விரிக்கும் லென்ஸ்
    3பெரும்பாலும் மெய்ப்பிம்பங்களைத் தோற்றுவிக்கும்மாய்ப்பிம்பங்களைத் தோற்றுவிக்கும்
    4தூரப்பார்வை குறைபாட்டைச் சரி செய்யப் பயன்படுகிறதுகிட்டப்பார்வை குறைபாட்டைச் சரி செய்யப் பயன்படுகிறது

    2.16 மனிதக்கண்#

    மனிதக்கண் மிகவும் மதிப்பு வாய்ந்ததும், நுட்பமானதுமான உணர் உறுப்பாகும். அற்புத உலகைக் காண்பதற்கான வழியாகவும் கண்களே அமைகின்றன.

    கண்ணின் அமைப்பு#

    விழியானது ஏறத்தாழ 2.3 செமீ விட்டம் கொண்ட கோள வடிவ அமைப்புடையது. கண்ணில் உள்ள ‘ஸ்க்லீரா’ என்ற வலிமையான சவ்வினால் கண்ணின் உள்ளுறுப்புகள் பாதுகாக்கப்படுகின்றன.

    கண்ணில் உள்ள முக்கியமான பகுதிகள்#

    கார்னியா: இது விழிக்கோளத்தின் முன் பகுதியில் காணப்படும் மெல்லிய ஒளி புகும் படலம் ஆகும். இதுவே கண்ணில் ஒளிவிலகல் நடைபெறும் முக்கியமான பகுதி ஆகும். கார்னியாவை அடையும் ஒளிக்கதிர்கள் ஒளிவிலகல் அடையச் செய்யப்பட்டு விழி லென்ஸின் மீது குவிக்கப்படுகிறது.

    ஐரிஸ்: இது கண்ணின் நிறமுடைய பகுதியாகும். இது நீலம், பழுப்பு அல்லது பச்சை நிறத்தில் காணப்படலாம். இது ஒவ்வொரு மனிதருக்கும் தனித்தன்மை வாய்ந்த நிறம் மற்றும் அமைப்பைக் கொண்டிருக்கும். இது ஒளிப்படக் கருவியின் முகப்பைப் போன்று செயல்பட்டு கண்பாவையின் மூலம் உள்ளே நுழையும் ஒளிக்கதிர்களின் அளவைக் கட்டுப்படுத்துகிறது.

    கண்பாவை: இது ஐரிஸின் மையப்பகுதியாகும். பொருளிலிருந்து வரும் ஒளிக்கதிர்கள் கண்பாவையின் வழியாகவே விழித்திரையை அடைகின்றன.

    விழித்திரை (ரெட்டினா): இது விழிக்கோளத்தின் பின்புற உட்பரப்பு ஆகும். மிக அதிக உணர்நுட்பம் உடைய இப்பகுதியில் பொருளின் தலைகீழான மெய்ப் பிம்பம் உருவாக்கப்படுகிறது.

    விழிலென்ஸ்: இது கண்ணின் மிக முக்கியமான பகுதியாகும். இது இயற்கையில் அமைந்த குவிலென்ஸாகச் செயல்படுகிறது.

    சிலியரித் தசைகள்: விழி லென்ஸானது சிலியரித் தசைகளால் தாங்கப்பட்டுள்ளது. பொருள்களின் தொலைவிற்கு ஏற்ப, விழிலென்ஸ் தன் குவியத் தூரத்தை மாற்றிக் கொள்ள இத்தசைகள் உதவுகின்றன.

    செயல்படும் விதம்#

    கண்ணில் உள்ள ஒளி புகும் படலமான கார்னியா தன் மீது படும் ஒளிக்கதிர்களை, ஐரிஸின் மையப்பகுதியில் உள்ள கண்பாவையை நோக்கித் திருப்புகிறது. இக்கதிர்கள் விழிலென்ஸை அடைகின்றன. விழிலென்ஸானது குவி லென்ஸாகச் செயல்படுவதால், இக்கதிர்கள் குவிக்கப்பட்டு விழித்திரையில் தலைகீழான, மெய்ப்பிம்பம் தோற்றுவிக்கப்படுகிறது. இப்பிம்பம் பார்வை நரம்புகள் மூலம் மூளைக்கு எடுத்துச்செல்லப்பட்டு இறுதியாக மூளையானது நேரான பிம்பத்தை உணர்கிறது.

    விழி ஏற்பமைவுத் திறன்#

    அருகில் உள்ள மற்றும் தொலைவில் உள்ள பொருள்களைத் தெளிவாகக் காண்பதற்கு ஏற்ப விழி லென்ஸ் தன்னை மாற்றி அமைத்துக் கொள்ளும் தன்மை, ‘விழி ஏற்பமைவுத் திறன்’ எனப்படுகிறது. விழி லென்ஸ் தன்னுடைய குவியத் தொலைவை மாற்றியமைப்பதற்கு சிலியரித் தசைகள் உதவுகிறது.

    விழி லென்ஸானது, நெகிழும் தன்மை கொண்ட, ஜெல்லி போன்ற பொருளால் ஆனது. சிலியரி தசைகள் சுருங்கி, விரிவடையும் போது, லென்ஸின் வளைவும், குவியத் தொலைவும் மாற்றியமைக்கப்படுகிறது. நாம் தொலைவில் உள்ள பொருள்களைக் காணும் போது, சிலியரித் தசைகள் விரிவடைவதன் மூலம் விழி லென்ஸின் தடிமன் குறைந்து மெல்லியதாக மாற்றப்படுகிறது. இதனால் விழி லென்ஸின் குவியதூரம் அதிகரிக்கப்பட்டு பொருள் தெளிவாக புலனாகிறது. மாறாக, நாம் அருகில் உள்ள பொருள்களைக் காணும் போது சிலியரித் தசைகள் கூருங்குவதால் விழி லென்ஸின் தடிமன் அதிகரிக்கிறது. இதனால் விழி லென்ஸின் குவியதூரம் குறைந்து பொருளின் தெளிவான பிம்பம் விழித்திரையில் வீழ்த்தப்படுகிறது.

    பார்வை நீட்டிப்பு#

    இரு அடுத்தடுத்த புள்ளிகளுக்கு இடைப்பட்ட கோணத்தைவிட 1 விளாழைய விடக் குறைவாக இருந்தால், மனிதக் கண்களால் அவற்றைத் தனித்தனியாக வேறுபடுத்தி அறிய இயலாது. இது பார்வை நீட்டிப்பு எனப்படும்.

    கண்ணின் அண்மைப்புள்ளி மற்றும் சேய்மைப்புள்ளி#

    மனிதக் கண் ஒன்றினால் தன் எதிரில் உள்ள பொருள்களைத் தெளிவாகக் காணக்கூடிய மிகச்சிறியத் தொலைவு தெளிவுறு காட்சியின் மீச்சிறுத் தொலைவு எனப்படும். இது அண்மைப்புள்ளி என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. இது மனிதக் கண்ணிற்குப் பொதுவாக 25 செ.மீ என்ற அளவில் இருக்கும்.

    கண் ஒன்றினால், எவ்வளவு தொலைவில் உள்ள பொருள்களைத் தெளிவாகக் காண முடிகிறதோ, அப்புள்ளி சேய்மைப்புள்ளி என்று அழைக்கப்படுகிறது. பொதுவாக, சேய்மைப் புள்ளியானது ஈறிலாத் தொலைவில் அமைந்திருக்கும்.

    2.17 கண்ணின் குறைபாடுகள்#

    இயல்பாக மனித கண்களினால் 25 செமீ முதல் ஈறிலாத் தொலைவு வரை உள்ள பொருள்களைத் தெளிவாக காணமுடியும். ஆனால் வயது முதிர்வு உள்ளிட்ட பல்வேறு காரணங்களால் சில மனிதர்களின் பார்வையில் குறைபாடு ஏற்படுகிறது. கண்ணில் ஏற்படும் சில பொதுவான குறைபாடுகளைப் பற்றி விவாதிப்போம்.

    கிட்டப் பார்வை (மயோப்பியா)#

    மயோப்பியா என்று அழைக்கப்படும் ‘கிட்டப்பார்வை’ என்ற குறைபாடானது விழிக்கோளம் சிறிது நீண்டு விரிவதால் ஏற்படுகிறது. இக்குறைபாடு உள்ள மனிதர்களால் அருகில் உள்ள பொருள்களைத் தெளிவாகக் காணமுடியும். ஆனால் தொலைவில் உள்ள பொருள்களை காணமுடியாது. விழி லென்ஸின் குவிய தூரம் குறைவதாலும், விழி லென்ஸிற்கும் விழித்திரைக்கும் இடையே உள்ள தொலைவு அதிகரிப்பதாலும் இக்குறைபாடு ஏற்படுகிறது. இதனால் கண்ணின் சேய்மைப் புள்ளியானது ஈறிலாத் தொலைவில் இருப்பதற்கு பதிலாக, கண்ணின் அண்மைப் புள்ளியை நோக்கி நகர்ந்து விடுகிறது. இதனால் தொலைவில் உள்ள பொருள்களின் பிம்பங்கள் விழித்திரைக்கு முன்பாக உருவாக்கப்படுகின்ரன. குறைந்த குவியத் தூரம் கொண்ட குழிலென்ஸைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் இக்குறைபாட்டைச் சரி செய்யலாம். பயன்படுத்தப்பட வேண்டிய குழிலென்ஸின் குவியத் தொலைவைப் பின்வருமாறு கண்டறியலாம்.

    கிட்டப் பார்வை குறைபாடு உடைய ஒரு நபரால் x எனும் தொலைவு வரையுள்ள பொருள்களைக் காண முடிகிறது எனக் கொள்வோம். அவர் ஈறிலாத் தொலைவு வரை உள்ள பொருள்களைக் காண விரும்பினால், பயன்படுத்தப்பட வேண்டிய குழி லென்ஸின் குவியத் தூரம், \( f = -x \)

    அந் நபர், y எனும் தொலைவு வரை காண விரும்பினால், கொடுக்கப்படும் குழிலென்ஸின் குவியத் தூரம்

    $$ f = \frac{xy}{x-y} \quad \dots \dots \dots \dots (2.6) $$

    தூரப் பார்வை (ஹைப்பர்மெட்ரோப்பியா)#

    தூரப் பார்வை என அழைக்கப்படும், ஹைப்பர்மெட்ரோப்பியா குறைபாடானது விழிக்கோளம் சுருங்குவதால் ஏற்படுகிறது. இக்குறைபாடு உடைய நபர்களால் தொலைவில் உள்ள பொருள்களைத் தெளிவாகக் காண முடியும். ஆனால் அருகில் உள்ளப் பொருள்களைக் காண முடியாது. விழிலென்ஸின் குவியத்தொலைவு அதிகரிப்பதாலும், விழி லென்ஸுக்கும் விழித்திரைக்கும் இடையே உள்ள தொலைவு குறைவதாலும் இக்குறைபாடு ஏற்படுகிறது. இதனால் அண்மைப் புள்ளியானது 25 செ.மீ எனும் தொலைவில் இருப்பதற்கு பதிலாக, சேய்மைப் புள்ளியை நோக்கி நகர்ந்து விடுகிறது. எனவே, அருகில் உள்ள பொருள்களின் பிம்பங்கள் விழித்திரைக்கு அப்பால் (பின்புறம்) உருவாக்கப்படுகின்ரன. குறைந்த குவியத்தொலைவு கொண்ட குவி லென்ஸைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் இக்குறைபாட்டைச் சரி செய்யலாம். பயன்படுத்தப்பட வேண்டிய குவிலென்ஸின் குவியத்தொலைவை பின்வரும் முறையில் கண்டறியலாம்.

    தூரப் பார்வை குறைபாடு உடைய ஒரு நபரால் d எனும் தொலைவிற்கு அப்பால் உள்ள பொருள்களை மட்டுமே காணமுடிகிறது எனக் கொள்வோம். அவர் d க்கு குறைவாக உள்ள D எனும் தொலைவில் அமைந்த பொருள்களையும் காண விரும்பினால், பயன்படுத்தப்பட வேண்டிய குவி லென்ஸின் குவிய தூரம்

    $$ f = \frac{dD}{d-D} \quad \dots \dots \dots \dots (2.7) $$

    விழி ஏற்பமைவுத் திறன் குறைபாடு (Presbyopia)#

    நபரில் ஏற்படும் வயதுமுதிர்வு காரணமாக, சிலியரித் தசைகள் வலுவிழக்கின்ரன. மேலும் விழிலென்ஸும் தன் நெகிழ்வுத் தன்மையை இழக்கிறது. இதனால் விழியின் ஏற்பமைவுத் திறனில் குறைபாடு ஏற்படுகிறது.

    இக்குறைபாடு உடைய சில வயது முதிர்ந்த பெரியவர்களால் அருகில் உள்ள பொருள்களைத் தெளிவாகக் காண முடியாது. எனவே இக்குறைபாடு ‘வயது முதிர்வு தூரப்பார்வை’ எனவும் அழைக்கப்படுகிறது. சில நபர்கள் ஒரே நேரத்தில் கிட்டப்பார்வை மற்றும் தூரப்பார்வை ஆகிய பார்வைக் குறைபாடுகளால் பாதிக்கப்படலாம். இக்குறைபாடானது, “இரு குவிய லென்ஸ்கள்” (Bifocal lenses) மூலம் சரி செய்யப்படுகிறது. இந்த லென்ஸின் மேற்புறம் குழி லென்ஸும் (கிட்டப்பார்வையைச் சரி செய்து நீண்ட தொலைவில் உள்ள பொருள்களைக் காணவும்), கீழ் புறம் குவி லென்ஸும் (தூரப்பார்வையைச் சரி செய்து படிப்பதற்கு ஏற்ற வகையிலும்) கொண்டு அமைக்கப்பட்டிருக்கும்.

    பார்வைச் சிதறல் குறைபாடு (Astigmatism)#

    இக்குறைபாடு உடைய கண்களால், இணையான மற்றும் கிடைமட்டக் கோடுகளைத் தெளிவாகக் காண இயலாது. இக்குறைபாடு இயற்கையாகவோ அல்லது கண்ணில் ஏற்படும் பாதிப்புகளினாலோ தோன்றலாம். விழிலென்ஸில் ஏற்படும் கண்புரை, கார்னியாவில் உருவாகும் புண்கள், விழியின் மேற்பரப்புகளில் உண்டாகும் காயங்கள் போன்றவற்றால் விழிலென்ஸின் ஏற்படும் ஒழுங்கற்ற தன்மையால் இக்குறைபாடு ஏற்படுகிறது. உருளை லென்ஸ்கள் (cylindrical lenses) மூலம் இக்குறைபாட்டைச் சரி செய்யலாம்.

    2.18 நுண்ணோக்கிகள்#

    நுண்ணோக்கிகள் என்பவை மிகநுண்ணிய பொருள்களைக் காண உதவும் ஒளியியல் கருவியாகும். இவை எளிய நுண்ணோக்கிகள் மற்றும் கூட்டு நுண்ணோக்கிகள் என்று வகைப்படுத்தப்படுகின்றன.

    எளிய நுண்ணோக்கி#

    குறைந்த குவியத் தொலைவு கொண்ட குவி லென்ஸானது எளிய நுண்ணோக்கியாகச் செயல்படுகிறது. குவிலென்ஸைக் கண்களுக்கு அருகில் வைத்து, பொருள்களைப் பார்க்கும் போது, பொருள்களின் பெரிதாக்கப்பட்ட மாய்ப்பிம்பம் தோற்றுவிக்கப் படுகிறது.

    AB என்ற பொருளை, குவி லென்ஸின் முக்கிய குவியத்திற்குள் (u < f) வைத்து லென்ஸின் மறு புறத்தின் வழியாகப் பொருளைக் காண வேண்டும். குவிலென்ஸின் முக்கிய குவியத்திற்கும், ஒளியியல் மையத்திற்கும் இடையே பொருள் வைக்கப்படும் போது, லென்ஸானது நேரான, பெரிதாக்கப்பட்ட மாய் பிம்பத்தைப் பொருள் இருக்கும் அதே பக்கத்தில் தோற்றுவிக்கிறது.

    பிம்பத்தின் தொலைவானது, தெளிவுறு காட்சியின் மீச்சிறு தொலைவுக்குச் (D) சமமாக இருக்கும். (குறைபாடற்ற கண்ணிற்கு D = 25 செ.மீ.)

    எளிய நுண்ணோக்கியின் பயன்பாடுகள்#

    1. இது கடிகாரம் பழுது பார்ப்பவர்கள் மற்றும் ஆபரணங்கள் செய்வர்களால் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
    2. சிறிய எழுத்துக்களைப் படிக்க உதவுகிறது.
    3. பூக்கள் மற்றும் பூச்சிகளின் பாகங்களை உற்று நோக்கப் பயன்படுகிறது.
    4. தடய அறிவியல் துறையில், கைரேககளைப் பகுத்தறியப் பயன்படுகிறது.

    கூட்டு நுண்ணோக்கி#

    இந்நுண்ணோக்கியும் மிக நுண்ணிய பொருள்களைக் காண உதவுகிறது. இதன் உருப்பெருக்குத்திறன் எளிய நுண்ணோக்கியின் உருப்பெருக்குத்திறனை விட அதிகம்.

    குவிலென்ஸின் குவியத் தொலைவைக் குறைப்பதன் மூலம் நுண்ணோக்கியின் உருப்பெருக்குத்திறனை அதிகரிக்கலாம். ஆனால், லென்ஸ்களை வடிவமைப்பதில் உள்ள இடர்பாடுகளால், குவிய தூரத்தினை ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிற்குமேல் குறைக்க இயலாது. எனவே கூட்டு நுண்ணோக்கியில், உருப்பெருக்கத்தை அதிகரிப்பதற்காக இரண்டு குவிலென்ஸ்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

    அமைப்பு#

    கூட்டு நுண்ணோக்கியானது இரண்டு குவி லென்ஸ்களைக் கொண்டது. இவற்றில் பொருளுக்கு அருகில் உள்ள குறைந்த குவிய தூரம் கொண்ட குவிலென்ஸானது, ‘பொருளுருக் லென்ஸ்’ அல்லது பொருளுருகு வில்லை என்றும் உற்று நோக்குபவருடைய கண்ணிற்கு அருகில் உள்ள அதிக விட்டமும், அதிக குவிய தூரமும், கொண்ட குவிலென்ஸ் ‘கண்ணருகு லென்ஸ்’ அல்லது கண்ணருகு வில்லை என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன. இந்த இரண்டு லென்ஸ்களும் முன்னும் பின்னும் நகரக்கூடிய வகையில் அமைக்கப்பட்ட குறுகலான குழாயினுள் பொருத்தப்பட்டுள்ளன.

    செயல்படும் விதம்#

    பொருள் (AB) யானது, பொருளுருக் லென்ஸின் குவிய தூரத்தை விடச் சற்றுக்கூடுதலான தொலைவில் வைக்கப்படுகிறது. பொருளுருக் லென்ஸின் மறுபுறத்தில் பெரிய, தலைகீழான, மெய்ப்பிம்பம் தோற்றுவிக்கப்படுகிறது. இந்த பிம்பமானது கண்ணருகு லென்ஸிற்குப் பொருளாகச் செயல்படுகிறது. மேலும், இப்பிம்பமானது (A’ B’) கண்ணருகு லென்ஸின் முதன்மைக் குவியத்திற்குள் அமையுமாறு கண்ணருகு லென்ஸ் சரிசெய்யப்படுகிறது. கண்ணருகு லென்ஸ், அளவில் பெரிய நேரான மாய்ப்பிம்பத்தை (A"B") பொருள் இருக்கும் அதே பக்கத்தில் தோற்றுவிக்கிறது.

    கூட்டு நுண்ணோக்கியின் உருப்பெருக்குத் திறனானது, எளிய நுண்ணோக்கியின் உருப்பெருக்குத் திறனைக் காட்டிலும் 50 முதல் 200 மடங்கு வரை அதிகமாக இருக்கும்.

    நகும் நுண்ணோக்கி#

    இது 0.01 மி.மீ என்ற அளவினான மிகச்சிறியத் தொலைவுகளை மிகத்துல்லியமாக அளந்தறியக்கூடிய மிகச் சிறந்த கருவிகளில் ஒன்றாகும். இது வெர்னியர் தத்துவத்தின் அடிப்படையில் செயல்படுகிறது. இதன் மீச்சிற்றளவு 0.01 மி.மீ ஆகும்.

    2.19 தொலைநோக்கிகள்#

    சமீபத்தில் தோன்றிய சந்திரகிரகணத்தை நீங்கள் பார்த்திருக்கிறீர்களா? வெற்றுக் கண்களால், அந்நிகழ்வைத் தெளிவாக காணஇயலாது. வெகுதொலைவில் உள்ள பொருள்களை நாம் தெளிவாகக் காண தொலைநோக்கிகள் உதவுகின்றன.

    தொலைவில் உள்ள பொருள்களைக் காண உதவும் ஒளியியல் கருவிகள் தொலைநோக்கிகள் எனப்படுகின்றன. 1608 ஆம் ஆண்டு ஜோகன் விப்ரவே என்பவரால் முதன் முதலில் தொலை நோக்கி உருவாக்கப்பட்டது. விண்மீன்களை உற்று நோக்குவதற்காக கலிலியோ ஒரு தொலைநோக்கியை உருவாக்கினார். அவர் கண் கண்ணாடிகள் செய்யும் கடைக்காரர் ஒருவரின் கடையில் வைக்கப்பட்டிருந்த லென்ஸின் வழியாகத் தொலைவில் உள்ள காலநிலைக்காட்டியின் பெரிதாக்கப்பட்ட பிம்பத்தைக் கண்டார். இதனை அடிப்படையாகக் கொண்டு தொலைநோக்கியை உருவாக்கினார். இத் தொலைநோக்கி மூலம் வியாழன் கோளையும், சனி கோளைச் சுற்றியுள்ள வளையங்களையும் ஆராய்ந்தார். கெப்லர் என்ற இயற்பியலாளர் 1611 ஆம் ஆண்டு ஒரு தொலைநோக்கியை உருவாக்கினார். இது அடிப்படையில் தற்கால வானியல் தொலைநோக்கியை ஒத்திருந்தது.

    தொலை நோக்கியின் வகைகள்#

    ஒளியியல் பண்புகளை அடிப்படையாகக் கொண்டு தொலைநோக்கிகள்

    1. ஒளி விலகல் தொலை நோக்கிகள்
    2. ஒளி எதிரொளிப்புத் தொலை நோக்கிகள்

    என இரு வகைகளாக வகைப்படுத்தப்படுகின்றன.

    ஒளிவிலக்குத் தொலைநோக்கியில் ‘லென்ஸ்கள்’ பயன்படுத்தப்படுகின்றன. கலிலியோ தொலை நோக்கி, கெப்லர் தொலைநோக்கி, நிறமற்ற ஒளி விலக்கிகள் (Achromatic refractors) ஆகியவை ஒளிவிலக்குத் தொலை நோக்கிகளுக்கு எடுத்துக்காட்டுகள் ஆகும்.

    ஒளி எதிரொளிப்பு தொலைநோக்கிகள்#

    ‘கோளக ஆடிகள்’ பயன்படுத்தப்படுகின்றன. கிரிகோரியன், நியூட்டன், கேஸ்கிரேன் தொலை நோக்கிகள் போன்றவை ஒளி எதிரொளிப்பு தொலை நோக்கிகளுக்கு எடுத்துக் காட்டுகள் ஆகும்.

    தொலைநோக்கிகளைப் பயன்படுத்தி காணக் கூடிய பொருள்களை அடிப்படையாகக் கொண்டு தொலை நோக்கிகள்

    1. வானியல் தொலை நோக்கிகள்
    2. நிலப்பரப்பு தொலை நோக்கிகள்

    என இரு பெரும் பிரிவுகளாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன.

    வானியல் தொலைநோக்கிகள் (Astronomical Telescopes)#

    இவை வான்பொருட்களான கோள்கள், விண்மீன்கள், விண்மீன் திரள்கள், துணைக் கோள்கள் போன்றவற்றைக் காணப் பயன்படுகின்றன.

    நிலப்பரப்பு தொலைநோக்கிகள் (Terrestrial Telescopes)#

    வானியல் தொலை நோக்கிகளில் கிடைக்கும் இறுதி பிம்பமானது தலை கீழ் பிம்பமாக இருக்கும். எனவே, இத்தொலைநோக்கிகள் புவிப்பரப்பில் உள்ள பொருள்களைக் காண்பதற்கு ஏற்றவை அல்ல என்பதால் நிலப்பரப்பு தொலைநோக்கிகள் பயன்படுத்தப் படுகின்றன. நேரான இறுதி பிம்பத்தை உருவாக்குவது மட்டுமே வானியல் தொலை நோக்கிகளுக்கும், நிலப்பரப்பு தொலைநோக்கிகளுக்கும் இடையே உள்ள முக்கிய வேறுபாடு ஆகும்.

    தொலைநோக்கிகளின் நன்மைகள்#

    • கோள்கள், விண்மீன்கள், விண்மீன் திரள்கள் குறித்த விரிவான பார்வையைத் தருகிறது.
    • தொலைநோக்கியுடன் ஒளிப்படக்கருவியை இணைப்பதன் மூலம் வான் பொருள்களை ஒளிப்படம் எடுக்கலாம்.
    • குறைவான செறிவுடைய ஒளியிலும் தொலை நோக்கியைப் பயன்படுத்தலாம்.

    குறைபாடுகள்#

    • தொலைநோக்கிகளைத் தொடர்ந்து பராமரித்தல் வேண்டும்.
    • இவற்றை எளிதாக வேறு இடத்திற்கு எடுத்துச் செல்ல முடியாது.

    நினைவில் கொள்க#

    • ஒளி என்பது ஒருவகை ஆற்றல். இவை நேர்க்கோட்டில் செல்கின்றன.
    • ஒளிக்கதிரானது தன் பாதையிலிருந்து விலகிச் செல்வது ஒளி விலகல் எனப்படும்.
    • வெற்றிடத்தில் ஒளியின் திசைவேகத்திற்கும், ஊடகத்தில் ஒளியின் திசைவேகத்திற்கும் இடையே உள்ள தகவு ஊடகத்தின் ஒளிவிலகல் எண் ‘μ’ எனப்படும்.
    • லென்ஸ் சமன்பாடு \( \frac{1}{f} = \frac{1}{v} - \frac{1}{u} \)
    • உருப்பெருக்கம் \( m = \frac{h'}{h} = \frac{v}{u} \)
    • லென்ஸின் திறன் \( P = \frac{1}{f} \)
    • அருகில் உள்ள மற்றும் தொலைவில் உள்ள பொருள்களைத் தெளிவாகக் காண்பதற்கு ஏற்ப விழி லென்ஸ் தன்னை மாற்றியமைத்துக் கொள்ளும் தன்மை விழி ஏற்பமைவுத் திறன் எனப்படுகிறது.
    • நுண்ணோக்கிகள் என்பவை மிகநுண்ணிய பொருள்களைக் காண உதவும் ஒளியியல் கருவியாகும்.
    • தொலைவில் உள்ள பொருள்களைக் காண உதவும் ஒளியியல் கருவிகள் தொலைநோக்கிகள் எனப்படுகின்றன.

    தீர்க்கப்பட்ட கணக்குகள்#

    1. ஒரு ஒளிக்கதிரானது, வெற்றிடத்திலிருந்து ஒளிவிலகல் எண் 1.5 உடைய ஊடகத்திற்குள் செல்லும் போது படுகோணத்தின் மதிப்பு 30° எனில் விலகு கோணம் என்ன?#

    தீர்வு

    தரப்பட்டவை: \( \mu_1 = 1.0; \mu_2 = 1.5; i = 30^\circ \)

    ஸ்நெல் விதிப்படி,

    $$ \frac{\sin i}{\sin r} = \frac{\mu_2}{\mu_1} $$$$ \mu_1 \sin i = \mu_2 \sin r $$$$ (1.0) \times \sin 30^\circ = 1.5 \times \sin r $$$$ 1 \times \frac{1}{2} = 1.5 \times \sin r $$$$ \sin r = \frac{1}{2 \times 1.5} = \frac{1}{3} = 0.333 $$$$ r = \sin^{-1} (0.333) $$$$ r = 19.45^\circ $$

    2. ஒரு பொருளிலிருந்து செல்லும் ஒளிக்கற்றையானது 0.3 மீ குவியத் தொலைவு கொண்ட விரிக்கும் லென்ஸால் குவிக்கப்பட்டு 0.2 மீ என்ற தொலைவில் பிம்பத்தை ஏற்படுத்துகிறது எனில் பொருளின் தொலைவைக் கணக்கிடுக.#

    தீர்வு

    தரப்பட்டவை: f = -0.3 மீ, v = -0.2 மீ

    லென்ஸ் சமன்பாட்டிலிருந்து,

    $$ \frac{1}{f} = \frac{1}{v} - \frac{1}{u} $$$$ \frac{1}{u} = \frac{1}{v} - \frac{1}{f} $$$$ \frac{1}{u} = \frac{1}{-0.2} - \frac{1}{-0.3} = -5 + 3.33 = -1.67 $$$$ u = -0.6 \ \text{மீ} $$

    3. கிட்டப்பார்வைக் குறைபாடு உடைய ஒரு மனிதரால், 4 மீ தொலைவில் உள்ள பொருள்களை மட்டுமே காண இயலும். அவர் 20 மீ தொலைவில் உள்ள பொருளைக் காண விரும்பினால் பயன்படுத்தப்படவேண்டிய குழி லென்ஸின் குவியத் தொலைவு என்ன?#

    தீர்வு

    தரப்பட்டவை: x = 4 மீ மற்றும் y = 20 மீ.

    பார்வைக் குறைபாட்டைச் சரிசெய்ய பயன்படுத்தப்பட வேண்டிய லென்ஸின் குவியத்தொலைவு

    $$ f = \frac{xy}{x-y} $$$$ f = \frac{4 \times 20}{4 - 20} = \frac{80}{-16} = -5 \ \text{மீ} $$

    பார்வைக் குறைபாட்டைச் சரிசெய்ய பயன்படுத்தப்பட வேண்டிய லென்ஸின் திறன்

    $$ P = \frac{1}{f} = -\frac{1}{5} = -0.2 \ D $$

    4. தூரப் பார்வைக் குறைபாட்டால் பாதிக்கப்பட்ட மனிதர் ஒருவரின் அண்மைப் புள்ளியானது 1.5 மீ தொலைவில் உள்ளது. அவருடைய பார்வைக் குறைபாட்டைச் சரி செய்ய பயன்படுத்தப்பட வேண்டிய குவிலென்ஸின் குவியத் தொலைவைக் கணக்கிடுக.#

    தீர்வு

    தரப்பட்டவை, d = 1.5 மீ; D = 25 செமீ = 0.25 மீ.

    பார்வை குறைபாட்டைச் சரிசெய்ய பயன்படுத்தப்பட வேண்டிய லென்ஸின் குவியத்தொலைவு

    $$ f = \frac{d \times D}{d - D} $$$$ f = \frac{1.5 \times 0.25}{1.5 - 0.25} = \frac{0.375}{1.25} = 0.3 \ \text{மீ} $$

    பயிற்சி வினாக்கள்#

    I. சரியான விடையைத் தேர்ந்தெடு.#

    1. A, B, C, D என்ற நான்கு பொருள்களின் ஒளி விலகல் எண்கள் முறையே 1.31, 1.43, 1.33, 2.4 எனில், இவற்றில் ஒளியின் திசைவேகம் பெருமமாக உள்ள பொருள் எது?

      அ) A ஆ) B இ) C ஈ) D

    2. பொருளின் அளவிற்கு சமமான, தலைகீழான மெய்ப்பிம்பம் கிடைக்க பொருள் வைக்கப்பட வேண்டிய தொலைவு

      அ) f ஆ) ஈறிலாத் தொலைவு இ) 2f ஈ) f க்கும் 2f க்கும் இடையில்

    3. மின் விளக்கு ஒன்று குவிலென்ஸ் ஒன்றின் முதன்மைக் குவியத்தில் வைக்கப்பட்டுள்ளது. மின் விளக்கு ஒளியூட்டப்படும் போது, குவி லென்ஸானது

      அ) விரிக்கும் கற்றைகளை உருவாக்கும் ஆ) குவிக்கும் கற்றைகளை உருவாக்கும் இ) இணைக் கற்றைகளை உருவாக்கும் ஈ) நிறக் கற்றைகளை உருவாக்கும்

    4. குவி லென்ஸின் உருப்பெருக்கமானது எப்போதும் _____ மதிப்புடையது.

      அ) நேர்க்குறி ஆ) எதிர்க்குறி இ) நேர்க்குறி அல்லது எதிர்க்குறி ஈ) சுழி

    5. ஒரு குவி லென்ஸானது, மிகச்சிறிய மெய்ப்பிம்பத்தை முதன்மைக் குவியத்தில் உருவாக்கினால், பொருள் வைக்கப்பட்ட இடம்

      அ) முதன்மைக் குவியம் ஆ) ஈறிலாத் தொலைவு இ) 2f ஈ) f க்கும் 2f க்கும் இடையில்

    6. ஒரு லென்ஸின் திறன் -4D எனில் அதன் குவியத் தொலைவு

      அ) 4 மீ ஆ) -40 மீ இ) -0.25 மீ ஈ) -2.5 மீ

    7. கிட்டப்பார்வை குறைபாடு உடைய கண்ணில், பொருளின் பிம்பமானது தோற்றுவிக்கப்படுகிறது.

      அ) விழித்திரைக்குப் பின்புறம் ஆ) விழித்திரையின் மீது இ) விழித்திரைக்கு முன்பாக ஈ) குருட்டுத் தானத்தில்

    8. விழி ஏற்பமைவுத் திறன் குறைபாட்டைச் சரி செய்ய உதவுவது

      அ) குவி லென்ஸ் ஆ) குழி லென்ஸ் இ) குவி ஆடி ஈ) இரு குவிய லென்ஸ்

    9. சொல் அகராதியில் உள்ள சிறிய எழுத்துகளைப் படிப்பதற்கு உகந்த லென்ஸ் எது?

      அ) 5 செமீ குவிய தூரம் கொண்ட குவிலென்ஸ் ஆ) 5 செமீ குவிய தூரம் கொண்ட குழி லென்ஸ் இ) 10 செமீ குவிய தூரம் கொண்ட குழி லென்ஸ் ஈ) 10 செமீ குவிய தூரம் கொண்ட குழி லென்ஸ்

    10. ஒரு முப்பட்டகத்தின் வழியே செல்லும், நீலம், பச்சை மற்றும் சிவப்பு நிறங்களின் திசை வேகங்கள் \( V_B, V_G, V_R \) எனில் பின்வருவனவற்றுள் எச்சமன்பாடு சரியானது?

      அ) \( V_B = V_G = V_R \) ஆ) \( V_B > V_G > V_R \) இ) \( V_B < V_G < V_R \) ஈ) \( V_B < V_G > V_R \)

    II. கொட்பட் இடங்களை நிரப்பு.#

    1. ஒளி செல்லும் பாதை _______ என அழைக்கப்படுகிறது.
    2. ஒரு ஒளிபுகும் ஊடகத்தின் ஒளி விலகல் எண் எப்போதும் ஒன்றை விட _______
    3. படுகின்ற ஒளிக்கற்றையின் ஆற்றலும் சிதறிய கற்றையின் ஆற்றலும் சமமாக இருந்தால் அது _______ சிதறல் எனப்படும்.
    4. ரேலே சிதறல் விதிப்படி, சிதறல் அளவானது, படுகின்ற ஒளிக்கதிரின் _______ இன் நான்காம் அடுக்குக்கு எதிர்த்தகவில் இருக்கும்.
    5. கண்ணினுள் நுழையும் ஒளியின் அளவைக் கட்டுப்படுத்துவது _______

    III. சரியா? தவறா? (தவறு எனில் கூற்றினை திருத்துக)#

    1. அடர்வு மிகு ஊடகத்தில் ஒளியின் திசை வேகமானது, அடர்வு குறை ஊடகத்தில் இருப்பதைவிட அதிகமாக இருக்கும்.
    2. லென்ஸின் திறனானது லென்ஸின் குவியத் தொலைவைச் சார்ந்தது.
    3. விழி லென்ஸின் குவிக்கும் திறன் அதிகரிப்பதால் தூரப் பார்வை ஏற்படுகிறது.
    4. குவிலென்ஸானது, எப்போதும் சிறிய மாயப் பிம்பத்தையே உருவாக்கும்.

    IV. பொருத்துக.#

    1ரெட்டினாஅகண் பாவை
    2ஐரிஸ்ஆவிழி ஏற்பமைவுத்திறன்
    3சிலியரித் தசைகள்இகிட்டப்பார்வை
    4குழிலென்ஸ்ஈதூரப் பார்வை
    5குவிலென்ஸ்உவிழித்திரை

    V. பின்வரும் வினாக்களில் கூற்றும் அதனையருத்து காரணமும் கொடுக்கப்பட்டுள்ளன. பின்வருவனவற்றுள் எது சரியான தெரிவோ அதனைத் தெரிவு செய்க.#

    அ) கூற்று மற்றும் காரணம் ஆகிய இரண்டும் சரி. மேலும், காரணம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கம் ஆ) கூற்று மற்றும் காரணம் ஆகிய இரண்டும் சரி. ஆனால், காரணம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கமன்று. இ) கூற்று சரியானது. ஆனால் காரணம் சரியன்று. ஈ) கூற்று தவறானது. ஆனால், காரணம் சரியானது.

    1. கூற்று: ஊடகத்தின் ஒளிவிலகல் எண் அதிகமாக இருந்தால் (அடர்வு மிகு ஊடகம்), அந்த ஊடகத்தில் ஒளியின் திசைவேகம் குறைவாக இருக்கும். காரணம்: ஊடகத்தின் ஒளிவிலகல் எண், ஒளியின் திசைவேகத்திற்கு எதிர்த்தகவில் இருக்கும்.

    2. கூற்று: விழி லென்ஸின் குவிக்கும் திறன் அதிகரிப்பதால், கிட்டப்பார்வை என்ற பார்வைக் குறைபாடு தோன்றுகிறது. காரணம்: குழிலென்ஸைப் பயன்படுத்தி கிட்டப்பார்வைக் குறைப்பாட்டைச் சரிசெய்யலாம்.

    VI. கருக்கமாக விடையளி.#

    1. ஒளிவிலகல் எண் என்றால் என்ன?
    2. ஸ்நெல் விதியைக் கூறுக.
    3. குவிலென்ஸ் ஒன்றில் F மற்றும் 2F புள்ளிகளுக்கு இடையே பொருள் வைக்கப்படும் போது உருவாக்கப்படும் பிம்பத்திற்கான கதிர் வரைபடம் வரை.
    4. நிறப்பிரிகை வரையறு.
    5. ரேலே சிதறல் விதியைக் கூறுக.
    6. குவிலென்ஸ் மற்றும் குழிலென்ஸ் – வேறுபடுத்துக.
    7. விழி ஏற்பமைவத் திறன் என்றால் என்ன?
    8. கிட்டப்பார்வை குறைபாட்டிற்கான காரணங்கள் யாவை?
    9. வானம் ஏன் நீலநிறமாகத் தோன்றுகிறது?
    10. போக்குவரத்துச் சைகை விளக்குகள் சிவப்பு நிறத்தில் அமைக்கப்படுவதன் காரணம் என்ன?

    VII. விரிவாக விடையளி.#

    1. ஒளியின் ஏதேனும் ஐந்து பண்புகளைக் கூறுக.
    2. குவிலென்ஸ் ஒன்றினால் தோற்றுவிக்கப்படும் பிம்பங்களுக்கான விதிகளை கதிர்படங்களுடன் விளக்குக.
    3. கிட்டப்பார்வை மற்றும் தூரப்பார்வை குறைபாடுகளை வேறுபடுத்துக.
    4. கூட்டு நுண்ணோக்கி ஒன்றின் அமைப்பையும் செயல்படும் விதத்தையும் விளக்குக.

    VIII. கணக்கீடுகள்.#

    1. 10 செமீ குவியத்தொலைவு கொண்ட குவிலென்ஸிலிருந்து 20 செமீ தொலைவில் பொருளொன்று வைக்கப்படுகிறது எனில் பிம்பம் தோன்றும் இடத்தையும், அதன் தன்மையையும் கண்டறிக.

    2. 3 செமீ உயரமுள்ள பொருளொன்று 15 செமீ குவியத்தொலைவு கொண்ட குழிலென்ஸிற்கு முன்பாக 10 செமீ தொலைவில் வைக்கப்படுகிறது எனில் லென்ஸினால் உருவாக்கப்படும் பிம்பத்தின் உயரத்தைக் கண்டுபிடி.

    IX. உயர் சிந்தனைக்கான வினாக்கள்#

    1. ராஜா என்ற மாணவர், குவிலென்ஸ் ஒன்றின் குவியத்தொலைவைக் கண்டறிவதற்கான சோதனையை மேற்கொள்ளும் போது, குவிலென்ஸானது தவறுதலாக கீழே விழுந்து, இரு சம துண்டுகளாக உடைந்துவிடுகிறது. அவர் அதே லென்ஸைப் பயன்படுத்தி தொடர்ந்து சோதனையைச் செய்தால்,

      1. அவருக்கு பிம்பங்கள் கிடைக்குமா?
      2. கண்டறியப்படும் குவியத் தொலைவில் ஏதேனும் மாற்றங்கள் இருக்குமா?

    2. ஆந்தை போன்ற இரவு நேரப் பறவைகளின் கண்களில் உள்ள கார்னியா மற்றும் கண் பாவை ஆகியவை அளவில் பெரியதாக உள்ளன. இவ்வமைப்பு அவற்றுக்கு எவ்வாறு உதவுகின்றன?

    பிற நூல்கள்#

    1. Fundamentals of optics by D.R. Khanna and H.R. Gulati, R. Chand & Co.
    2. Principles of Physics - Halliday, Resnick & Walker, Wiley Publications, New Delhi.

    இணைய வளங்கள்#

    1. www.physicsabout.com
    2. www.khanacademy.org
    Side Content