குறுக்கலைகள் நெட்டலைகள் இவையிரண்டுமே குறுக்கீட்டு விளைவு மற்றும் விளிம்பு விளைவை ஏற்படுத்துகின்றன. ஒலி அலைகள் கூட இவ்விரண்டு விளைவுகளையும் ஏற்படுத்துகின்றன. ஆனால் ஒளியின் குறுக்கலைப் பண்பு தளவிளைவின் மூலம் நிறுவப்படுகிறது. ஒளி அலை பரவும் திசைக்குச் செங்குத்தாக உள்ள ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் ஒளியின் அதிர்வுகளை (மின்புலம் அல்லது காந்தப்புல வெக்டர்) அனுமதிக்கும் நிகழ்ச்சிக்கு ஒளியின் தளவிளைவு என்று பெயர். இந்த அலகில் புரிந்துகொள்வதற்கு எளிமையாக இருக்க, மின்புலம் மட்டுமே எடுத்துக்கொள்ளப்பட்டுள்ளது.
முழுவதும் தளவிளைவு அடைந்த ஒளி (Plane Polarized light)#
அலைபரவும் திசைக்குச் செங்குத்தாக உள்ள தளத்தில், அனைத்து திசைகளிலும் அதிர்வுகளைக் குறுக்கலையே தளவிளைவற்ற ஒளி என்பர் [படம் 7.25 (அ)], படம் 7.25 (ஆ) இல் தளவிளைவற்ற ஒளியின் அனைத்து அதிர்வுகளும் இரு செங்குத்துக் கூறுகளாகப் பிரித்துக் காட்டப்பட்டுள்ளன. அலைபரவும் திசைக்குச் செங்குத்தாக உள்ள தளத்தில் ஒரு திசையில் மட்டும் அதிர்வுகளைப் பெற்றுள்ள ஒளி அலை, தளவிளைவு அடைந்த ஒளி அல்லது முழுவதும் தளவிளைவு அடைந்த ஒளி என அழைக்கப்படுகிறது. படங்கள் 7.25 (இ) மற்றும் 7.25 (ஈ) ஆகியவை முழுவதும் தளவிளைவு அடைந்த ஒளியைக் காட்டுகின்றன.
தளவிளைவற்ற மற்றும் முழுவதும் தளவிளைவு அடைந்த ஒளி அலைகள் மின்புல வெக்டர்களைக் கொண்டுள்ள தளத்திற்கு (ABCD) அதிர்வுத்தளம் என்று பெயர். இது படம் 7.26 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. ஒளிக்கற்றையைக் கொண்டுள்ள, அதிர்வுத்தளத்திற்குச் செங்குத்தாக உள்ள தளத்திற்கு (EFGH) தளவிளைவுத்தளம் என்று பெயர். இவ்விரு தளங்களுமே ஒளி பரவும் திசையினைக் கொண்டிருக்கும்.
தளவிளைவு அடைந்த மற்றும் தளவிளைவு அடையாத ஒளிக்கற்றைகளின் சில பண்புகள் அட்டவணை 7.3 இல் விவரிக்கப்பட்டுள்ளன.
அட்டவணை 7.3 தளவிளைவு அடைந்த மற்றும் தளவிளைவு அடையாத ஒளிக்கற்றைகளின் சில பண்புகள்
| வ.எண் | தளவிளைவு அடைந்த ஒளி | தளவிளைவு அடையாத ஒளி |
|---|---|---|
| 1 | ஒளிக்கதிர் பரவும் திசைக்குச் செங்குத்தாக உள்ள ஒரே ஒரு தளத்தில் மட்டும் மின்புல வெக்டர்கள் அதிர்வுகளைப் பெற்றிருக்கும் | ஒளிக்கதிர் பரவும் திசைக்குச் செங்குத்தாக உள்ள அனைத்து திசைகளிலும் மின்புல வெக்டர்களின் அதிர்வுகள் பங்கிடப்பட்டிருக்கும் |
| 2 | ஒளிக்கதிர் பரவும் திசையைப் பொறுத்து சமச்சீரற்றது | ஒளிக்கதிர் பரவும் திசையைப் பொறுத்து சமச்சீரானது |
| 3 | தளவிளைவு ஆக்கிகளைப் பயன்படுத்தி, தளவிளைவு அடையாத ஒளியிலிருந்து, இவ்வகையான ஒளி பெறப்படுகிறது | மரபான ஒளிமூலங்களிலிருந்து இவ்வகையான ஒளி கிடைக்கிறது |
தளவிளைவு ஆக்கும் நுட்பங்கள் (Polarisation techniques)#
தளவிளைவற்ற ஒளியிலிருந்து, பல்வேறு நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தித் தளவிளைவு அடைந்த ஒளியைப் பெறலாம். இங்கு, பின்வரும் நான்கு முறைகளைப்பற்றி மட்டும் படிக்கலாம்
(i) தெரிவு உட்கவர்தல் மூலம் தளவிளைவு ஆக்கம் (ii) எதிரொளிப்பின் மூலம் தளவிளைவு ஆக்கம் (iii) இரட்டை ஒளிவிலகலின் மூலம் தளவிளைவு ஆக்கம் (iv) ஒளிச்சிதறல் மூலம் தளவிளைவு ஆக்கம்
தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட உட்கவர்தல் (அல்லது) தெரிவு உட்கவர்தல் மூலம் தளவிளைவு ஆக்கம் (Polarisation by selective absorption)#
தெரிவு உட்கவர்தல் என்பது பொருளின் ஒரு பண்பாகும். குறிப்பிட்ட ஒருங்கமைவு திசைக்கு இணையாக உள்ள தளத்தில் மட்டும் மின்புல அதிர்வுகளைப் பெற்றுள்ள ஒளி அலைகளைத் தன்வழியே செலுத்தி அனுமதித்தும், மற்ற அனைத்து ஒளி அதிர்வுகளையும் உட்கவரும் பொருளின் இப்பண்பிற்குத் தெரிவு உட்கவர்தல் என்று பெயர். போலராய்டுகள் (Polaroids) அல்லது தளவிளைவு ஆக்கிகள் என்பவை, மெல்லிய வணிகரீதியாகப் பயன்படும் தகடுகளாகும். இவை, தெரிவு உட்கவர்தல் பண்பை அடிப்படையாகக் கொண்டு, அதிகச் செறிவு கொண்ட முழுவதும் தளவிளைவு அடைந்த ஒளி அலைகளை உருவாக்குகின்றன. தெரிவு உட்கவர்தலை, இருவண்ணத் தன்மை (dichroism) என்றும் அழைக்கலாம்.
1932 இல் அமெரிக்க அறிவியல் அறிஞர் எட்வின் லாண்ட் (Edwin Land) என்பவர் தகடு வடிவிலான தளவிளைவு ஆக்கிகளை உருவாக்கினார். இயற்கையில் கிடைக்கும் தளவிளைவு ஆக்கி டூர்மலின் (Tourmaline) ஆகும். தளவிளைவு ஆக்கிகளைச் செயற்கையாகவும் உருவாக்கலாம். சிறிய ஊசி வடிவிலான குயினின் அயோடோசல்பேட் (Quinine iodosulphate) படிகங்கள், ஒளியைத் தளவிளைவு ஆக்கும் பண்பினைப் பெற்றுள்ளன எனக் கண்டறியப்பட்டுள்ளது. இரண்டு ஒளிபுகும் பிளாஸ்டிக் தகடுகளுக்கு நடுவே அதிக எண்ணிக்கையில் இப்படிகங்களின் அச்சுகள் ஒன்றுக்கொன்று இணையாக உள்ளவாறு அடைத்து, அதனைப் போலராய்டாகப் பயன்படுத்தலாம். தற்காலத்தில் பாலிவினைல் ஆல்கஹால் (polyvinyl alcohol) மெல்லேடுகளைப் பயன்படுத்திப் போலராய்டுகள் உருவாக்கப்படுகின்றன. இவை, அதிக ஒளிகடத்தும் தன்மை கொண்ட நிறமற்ற படிகங்களாகும். மேலும் இவை சிறந்த முறையில் ஒளியை, தளவிளைவு அடையச் செய்கின்றன.
தளவிளைவு ஆக்கி மற்றும் தளவிளைவு ஆய்வி (Polariser and Analyser)#
தளவிளைவு அற்ற ஒளிக்கற்றை ஒன்றைக் கருதுவோம். ஒளிபரவும் திசைக்குச் செங்குத்தாக உள்ள அனைத்துத் திசைகளிலும் தளவிளைவற்ற ஒளிக்கற்றை அதிர்வுகளைப் பெற்றிருக்கும். இது படம் 7.27 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. இக்கற்றை $P_1$ என்ற போலராய்டு வழியே செல்லும்போது ஒரு குறிப்பிட்ட தளத்தில் மட்டும் அதிர்வுகள் அனுமதிக்கப்படுகின்றன. போலராய்டில் இருந்து வெளியேறும் ஒளிக்கற்றை மற்றொரு $P_2$ என்ற போலராய்டு வழியே செலுத்தப்படுகிறது. ஒளிக்கதிரை அச்சாகக் கொண்டு $P_2$ போலராய்டைச் சுழற்றும்போது, $P_2$ போலராய்டின் ஒரு குறிப்பிட்ட நிலையில் ஒளிச்செறிவு பெருமமாகிறது. இந்த நிலையிலிருந்து போலராய்டை மேலும் சுழற்றும்போது ஒளிச்செறிவு குறைய ஆரம்பித்து, $P_2$ போலராய்டு $90^\circ$ ஐ அடையும் போது ஒளிச்செறிவு முற்றிலும் மறைந்துவிடுகிறது. மீண்டும் $P_2$ போலராய்டைச் சுழற்றும்போது மீண்டும் ஒளி தோன்ற ஆரம்பித்து படிப்படியாக ஒளிச்செறிவு அதிகரித்து $180^\circ$ சுழற்சியில் பெரும ஒளிச்செறிவு கிடைக்கிறது.
$P_1$ போலராய்டில் இருந்து வெளியேறிய ஒளி முழுவதும் தளவிளைவு அடைந்த ஒளியாகும். தன் வழியே பாயும் தளவிளைவற்ற ஒளியை, முழுவதும் தளவிளைவு அடைந்த ஒளியாக மாற்றும் போலராய்டுக்கு (இங்கு $P_1$) தளவிளைவு ஆக்கி என்று பெயர். தன் வழியே பாயும் ஒளியை, தளவிளைவு அடைந்த ஒளியா? அல்லது தளவிளைவு அடையாத ஒளியா? என ஆய்வு செய்யும் போலராய்டுக்கு (இங்கு $P_2$) தளவிளைவு ஆய்வி என்று பெயர்.
தளவிளைவு அற்ற ஒளியின் செறிவு (I) எனில், தளவிளைவு அடைந்த ஒளியின் செறிவு $\frac{I}{2}$ ஆக இருக்கும். மற்றொரு பங்கு ஒளிச்செறிவானது, தளவிளைவு ஆக்கியால் தடுக்கப்படுகிறது.
முழுவதும் மற்றும் பகுதி தளவிளைவு அடைந்த ஒளி#
தளவிளைவு ஆய்வியை சுழியிலிருந்து $90^\circ$ வரை ஒவ்வொருமுறை சுழற்றும் போதும், ஒளிச்செறிவு சுழிக்கும் பெருமத்திற்கும் இடையில் மாற்றமடைந்தால், அவ்வொளியை முழுவதும் தளவிளைவு அடைந்த ஒளி என அழைக்கலாம். இது வரைபடம் 7.28 (அ) இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. இதற்குக் காரணம் ஓர் அச்சில் அதிர்வுகள் அனுமதிக்கப்படுகின்றன. இவ்வச்சுக்குச் செங்குத்தாக உள்ள அச்சில் அதிர்வுகள் முற்றிலும் தடுக்கப்படுகின்றன. இதற்கு மாறாக, தளவிளைவு ஆய்வியின் ஒவ்வொரு $90^\circ$ சுழற்சிக்கும் ஒளிச்செறிவு பெருமத்திற்கும் சிறுமத்திற்கும் (சுழிச்செறிவு அல்ல) இடையில் மாற்றமடைந்தால் அந்த ஒளியைப் பகுதி தளவிளைவு அடைந்த ஒளி என அழைக்கலாம். இது வரைபடம் 7.28 (ஆ) இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. இதற்குக் காரணம் குறிப்பிட்ட அச்சில் ஒளி முற்றிலும் தடுக்கப்படாததே ஆகும். எனவே, குறைந்த செறிவு ஒளி தோன்றுகிறது.
மாலஸ் (Malus’) விதி#
$I_0$ செறிவு கொண்ட முழுவதும் தளவிளைவு அடைந்த ஒளி, தளவிளைவு ஆய்வியில் விழுந்து I செறிவு கொண்ட ஒளியாக தளவிளைவு ஆய்வியிலிருந்து வெளியேறும்போது, அதன் செறிவு தளவிளைவு ஆக்கி மற்றும் தளவிளைவு ஆய்வியின் பரவு தளங்களுக்கு இடையே உள்ள கோணத்தின் $\theta$ கொசைன் மதிப்பின் இருமடிக்கு நேர்த்தகவில் இருக்கும். இதுவே மாலஸ் விதி ஆகும்.
$$I = I_0 \cos^2 \theta \qquad (7.55)$$எடுத்துக்காட்டு 7.15
இரண்டு போலராய்டுகளின் பரவு அச்சுகள் ஒன்றுக்கொன்று $30^\circ$ கோணத்தில் சாய்ந்துள்ள நிலையில், I செறிவு கொண்ட தளவிளைவு அற்ற ஒளி முதல் போலராய்டின் மீது விழுகின்றது. இரண்டாவது போலராய்டில் இருந்து வெளியேறும் ஒளியின் செறிவினைக் காண்க.
தீர்வு
முதல் போலராய்டின் மீது விழும் ஒளியின் செறிவை I என்க. இந்தப் போலராய்டிலிருந்து வெளியேறும் ஒளியின் செறிவு, $I_0 = \frac{I}{2}$ ஆகும்.
இரண்டாவது போலராய்டிலிருந்து வெளியேறும் ஒளியின் செறிவை $I’$ எனக் கொண்டால் மாலஸின் விதிப்படி, $I’ = I_0 \cos^2 \theta$
மதிப்புகளைப் பிரதியிடும் போது,
$$I' = \frac{I}{2} \cos^2 30^\circ = \frac{I}{2} \left(\frac{\sqrt{3}}{2}\right)^2 = \frac{I}{2} \times \frac{3}{4} = \frac{3I}{8}$$எடுத்துக்காட்டு 7.16
ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்தாக (பரவு அச்சுகள் $90^\circ$ கோணத்தில் உள்ள) இரண்டு போலராய்டுகள் வைக்கப்பட்டுள்ளன. இவ்வமைப்பைக் கொண்டு பின்வருவனவற்றைக் காண்க. (அ) முதல் போலராய்டின் மீது I ஒளிச்செறிவு கொண்ட ஒளி விழுந்தால், இரண்டாவது போலராய்டிலிருந்து வெளியேறும் ஒளியின் செறிவு என்ன? (ஆ) இரண்டு போலராய்டுகளுக்கும் $45^\circ$ சாய்ந்த நிலையில், மூன்றாவது போலராய்டு ஒன்றை அவற்றின் நடுவே வைத்தால் இரண்டாவது போலராய்டிலிருந்து வெளியேறும் ஒளியின் செறிவைக் காண்க.
தீர்வு
(அ) முதல் போலராய்டின் மீது விழும் ஒளியின் செறிவை I என்க. இதிலிருந்து வெளியேறும் தளவிளைவு அடைந்த ஒளியின் செறிவு $I_0 = \frac{I}{2}$. இரண்டாவது போலராய்டில் இருந்து வெளியேறும் ஒளியின் செறிவை $I’$ எனக் கருதினால் மாலஸின் விதிப்படி, $I’ = I_0 \cos^2 \theta$
இங்கு பரவு அச்சுகள் ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்து. எனவே, $\theta = 90^\circ$
மதிப்புகளைப் பிரதியிடும்போது, $I’ = \frac{I}{2} \cos^2 90^\circ = 0$ [$\because \cos 90^\circ = 0$]
இரண்டாவது போலராய்டில் இருந்து எவ்வித ஒளியும் வெளிவராது.
(ஆ) முதல் போலராய்டை $P_1$ எனவும் இரண்டாவது போலராய்டை $P_2$ எனவும் கருதுக. இவ்விரண்டும் $90^\circ$ கோணத்தில் ஒருங்கமைந்துள்ளன. மூன்றாவது போலராய்டு $P_3$ இவற்றுக்கு நடுவே $45^\circ$ கோணத்தில் வைக்கப்பட்டுள்ளது. $P_3$ யிலிருந்து வெளியேறும் ஒளியின் செறிவை $I’$ என்க.
$P_1$ மற்றும் $P_3$ க்கு இடையேயான கோணம் $45^\circ$. $P_3$ யிலிருந்து வெளியேறும் ஒளியின் செறிவு $I’ = I_0 \cos^2 \theta$
மதிப்புகளைப் பிரதியிடும் போது,
$$I' = \frac{I}{2} \cos^2 45^\circ = \frac{I}{2} \left(\frac{1}{\sqrt{2}}\right)^2 = \frac{I}{4}$$கடைசியாக ஒளி $P_2$ வழியாக செல்கிறது. $P_3$ மற்றும் $P_2$ க்கு இடையே உள்ள கோணம் $45^\circ$. $P_2$ விலிருந்து வெளியேறும் ஒளியின் செறிவு, $I’’ = I’ \cos^2 \theta$
இங்கு $P_2$ மற்றும் $P_3$ க்கு இடையே தோன்றும் ஒளியின் செறிவு $\frac{I}{4}$ ஆகும். மதிப்புகளைப் பிரதியிடும் போது,
$$I'' = \frac{I}{4} \cos^2 45^\circ = \frac{I}{4} \times \frac{1}{2} = \frac{I}{8}$$போலராய்டுகளின் பயன்கள்#
- போலராய்டுகள், கண் கூசுவதைத் தடுக்கும் கண்ணாடிகளாகவும், புகைப்படக் கருவிகளின் வடிப்பானாகவும் மேலும் வெயில் காப்புக் கண்ணாடிகளிலும் பரவலாக பயன்படுகின்றன.
- முப்பரிமாண திரைப்படக் காட்சிகளை அதாவது ஹாலோகிராஃபியை (holograph) உருவாக்க போலராய்டுகள் பயன்படுகின்றன.
- பழைய எண்ணெய் ஓவியங்களில் நிறங்களை வேறுபடுத்தி அறிய போலராய்டுகள் பயன்படுகின்றன.
- போலராய்டுகள் ஒளித் தகவு பகுப்பாய்வில் (Optical Stress analysis) பயன்படுகின்றன.
- ஜன்னல் கண்ணாடிகளில் போலராய்டுகளைப் பயன்படுத்தி, அறையின் உள்ளே வரும் ஒளியின் செறிவைக் கட்டுப்படுத்தலாம்.
- தளவிளைவடைந்த லேசர் கற்றையை, ஊசி முனை போன்று செயல்படுத்தி, குறுந்தகடுகளை (CDs) படிக்க அல்லது அவற்றில் செய்திகளைப் பதிவு செய்ய பயன்படுகின்றன.
- திரவ படிகத் திரையில் (LCD), தளவிளைவு அடைந்த ஒளி பயன்படுத்தப்படுகிறது.
எதிரொளிப்பின் மூலம் தளவிளைவு ஆக்கம்#
முழுவதும் தளவிளைவு அடைந்த ஒளியை உருவாக்கப் பயன்படும் மிக எளிய முறை எதிரொளிப்பு ஆகும். XY என்ற எதிரொளிக்கும் கண்ணாடிப் பரப்பின் மீது, AB என்ற தளவிளைவு அற்ற ஒளிக்கற்றை ஒன்று விழுகிறது எனக் கருதுக. இந்த ஒளியானது எதிரொளிப்பு மற்றும் விலகல் ஆகிய இரண்டையும் அடைகிறது. தளவிளைவு அடையாத ஒளியில் எதிரொளிப்புத் தளத்திற்கு இணையாக உள்ள அதிர்வுகளும் (புள்ளிகளால் குறிக்கப்பட்டுள்ளன) இணையாக இல்லாத அதிர்வுகளும் (அம்புக்குறிகளால் குறிக்கப்பட்டுள்ளன) உள்ளன. இது படம் 7.31ல் காட்டப்பட்டுள்ளது. ஒரு குறிப்பிட்ட படுகோணத்தில் எதிரொளிக்கப்பட்ட ஒளி முழுவதும் தளவிளைவு அடைந்தும் விலகலடைந்த ஒளி பகுதி தளவிளைவு அடைந்தும் காணப்படுகின்றன. ஏனெனில், தளத்திற்கு இணையான அதிர்வுகள் எதிரொளிப்பு அடைகின்றன; மற்றவை விலகலடைகின்றன. பகுதி தளவிளைவு அடைந்த ஒளியில் சில இணையான அதிர்வுகளும் காணப்படுகின்றன. எந்தக் குறிப்பிட்ட படுகோண மதிப்பிற்கு எதிரொளிப்பு அடைந்த கதிர் முற்றிலும் தளவிளைவு அடைந்ததோ, அந்தப் படுகோணமே தளவிளைவுக் கோணம் ஆகும் $i_p$.
புருஸ்டர் விதி#
மேலும் பிரிட்டிஷ் அறிஞர் சர் டேவிட் புருஸ்டர் (Sir David Brewster), தளவிளைவுக் கோணத்தில் எதிரொளிப்பு அடைந்த மற்றும் ஒளிவிலகல் அடைந்த ஒளிக்கதிர்கள் ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்து எனக் கண்டறிந்தார். $i_p$ என்பது தளவிளைவுப் படுகோணம் எனவும், $r_p$ என்பது இதற்கான ஒளிவிலகு கோணம் எனவும் கருதினால், படம் 7.31 இல் இருந்து வடிவியல்படி,
$$r_p = 90^\circ - i_p \qquad (7.56)$$ஸ்னெல் விதியிலிருந்து ஒளிபுகும் ஊடகத்தின் ஒளிவிலகல் எண்
$$\frac{\sin i_p}{\sin r_p} = n \qquad (7.57)$$இங்கு n என்பது ஒளிவிலகல் எண்ணாகும்.
சமன்பாடு 7.56 இருந்து $r_p$ வின் மதிப்பை 7.57 ல் பிரதியிடும் போது பின்வரும் சமன்பாடு கிடைக்கும்.
$$\frac{\sin i_p}{\sin(90^\circ - i_p)} = \frac{\sin i_p}{\cos i_p} = \tan i_p = n \qquad (7.58)$$இத்தொடர்புக்கு புருஸ்டர் விதி என்று பெயர். புருஸ்டர் விதியின்படி, ஒளிபுகும் ஊடகத்தின் தளவிளைவுக் கோணத்தின் டேஞ்சன் மதிப்பு, அந்த ஊடகத்தின் ஒளிவிலகல் எண்ணிற்குச் சமமாகும். தளவிளைவுக் கோணம் அல்லது புருஸ்டர் கோணத்தின் மதிப்பு, ஒளி புகும் ஊடகத்தின் தன்மை சார்ந்தது.
எடுத்துக்காட்டு 7.17
பின்வருவனவற்றின் தளவிளைவுக் கோணங்களைக் காண்க. ஒளிவிலகல் எண் 1.5 கொண்ட கண்ணாடி மற்றும் 1.33 ஒளிவிலகல் எண் கொண்ட தண்ணீர்.
தீர்வு
புருஸ்டர் விதியிலிருந்து, $\tan i_p = n$
கண்ணாடிக்கு, $\tan i_p = 1.5 \implies i_p = \tan^{-1} 1.5 = 56.3^\circ$ தண்ணீருக்கு, $\tan i_p = 1.33 \implies i_p = \tan^{-1} 1.33 = 53.1^\circ$
தட்டுக்கள் (Pile of Plates)#
பகுதி தளவிளைவு அடைந்த ஒளியை முழுவதும் தளவிளைவு அடைந்த ஒளியாக மாற்றுதலை புருஸ்டர் விதியின் அடிப்படையில் தட்டுக்கு செய்கிறது. இதில் ஒவ்வொன்றும் கிடைமட்டத்துடன் $90^\circ - i_p$ கோணத்தில் உள்ளவாறு பல கண்ணாடி தட்டுகள் ஒன்றன்பின் ஒன்றாக அடுக்கி வைக்கப்பட்டுள்ளன (படம் 7.32). இணை ஒளிக்கதிர் இத்தட்டுகளின் மீது $i_p$ கோணத்தில் விழுவதை இவ்வடைப்பு உறுதி செய்கிறது. அடுத்தத்த தட்டுகளின் வழியே இந்த தளவிளைவு அற்ற ஒளி செல்லும்போது, விலகலடைந்த ஒளியில் பரப்பிற்கு இணையாகுள்ள அதிர்வுகள் அடுத்தத்த தட்டுகளில் மேலும் எதிரொளிப்பு அடைகின்றன. இதன் மூலம், எதிரொளிப்பு அடைந்த கதிரும் விலகலடைந்த கதிரும் முழுவதும் தளவிளைவு அடைகின்றன.
எடுத்துக்காட்டு 7.18
கிடைத்தளத்திற்கு இணையாகச் செல்லும் தளவிளைவற்ற ஒளிக்கற்றை, ஒளிவிலகல் எண் 1.65 கொண்ட கண்ணாடிப் பரப்பின் மீது பட்டு எதிரொளிப்பு அடைகிறது. எதிரொளிப்பு அடைந்த ஒளிக்கற்றை முழுவதும் தளவிளைவு அடைய வேண்டுமெனில், கண்ணாடிப் பரப்பு கிடைத்தளத்துடன் எந்தக் கோணத்தில் சாய்த்து வைக்கப்பட வேண்டும்?
தீர்வு
கண்ணாடியின் ஒளிவிலகல் எண் $n = 1.65$
புருஸ்டர் விதிப்படி, $\tan i_p = n = 1.65 \implies i_p = \tan^{-1} 1.65 = 58.8^\circ$
கிடைத்தளத்துடன் சாய்த்து வைக்கப்பட வேண்டிய கோணம், $90^\circ - 58.8^\circ = 31.2^\circ$
இரட்டை ஒளி விலகலின் மூலம் தளவிளைவு ஆக்கம்#
எராஸ்மஸ் பார்தோலிஸ் (Erasmus Bartholinus) என்ற டச்சு இயற்பியல் அறிஞர், தளவிளைவற்ற ஒளிக்கற்றை கால்சைட் படிகத்தின் மீது விழும் போது இரண்டு ஒளிவிலகல் கதிர்களாகப் பிரிகை அடைகிறது எனக் கண்டறிந்தார்.
புள்ளி ஒன்றினை கால்சைட் படிகத்தின் வழியே செங்குத்தாய் பார்க்கும்போது இரண்டு பிம்பங்கள் தோன்றும், படிகத்தைச் சுற்றும் போது ஒரு பிம்பம் நிலையாகவும் மற்றொரு பிம்பம், நிலையான பிம்பத்தை சுற்றியும் வருகிறது. நிலையாக உள்ள பிம்பம் O, ஒளிவிலகல் விதிகளுக்கு உட்படும் சாதாரண கதிரினால் ஏற்படுகிறது. மற்றொரு பிம்பம் E, ஒளிவிலகல் விதிகளுக்கு உட்படாத அசாதாரண கதிரினால் ஏற்படுகிறது. இந்த அசாதாரண ஒளிக்கதிர் முழுவதும் தளவிளைவு அடைந்த கதிர் எனக் கண்டறியப்பட்டுள்ளது. இரட்டை ஒளிவிலகல் ஏற்படும் படிகத்தின் உள்ளே சாதாரணக் கதிர் அனைத்துத் திசைகளிலும் ஒரே திசைவேகத்தில் செல்கிறது. ஆனால், அசாதாரணக் கதிர் ஒவ்வொரு திசையிலும் வெவ்வேறு திசைவேகங்களில் செல்கிறது. படிகத்தின் உள்ளே உள்ள, புள்ளி ஒளிமூலம் ஒன்று சாதாரணக் கதிருக்குக் கோளக அலைமுகப்பையும், அசாதாரண கதிருக்கு நீள்வட்ட அலைமுகப்பையும் உருவாக்கும். படிகத்தின் உள்ளே ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் இவ்விரண்டு கதிர்களும் ஒரே திசைவேகத்தில் செல்கின்றன. அந்தத் திசைக்கு ஒளியியல் அச்சு என்று பெயர். ஒளியியல் அச்சில், இரண்டு கதிர்களும் ஒரே ஒளிவிலகல் எண்ணைப் பெற்றிருக்கும். மேலும், இந்த அச்சில் இரட்டை ஒளிவிலகலும் ஏற்படாது.
ஒளியியல் செயல்புரியும் படிகங்களின் வகைகள்#
கால்சைட், குவார்ட்ஸ், டூர்மலின் மற்றும் பனிக்கட்டி போன்ற படிகங்கள் ஒரே ஒரு ஒளியியல் அச்சைப் பெற்றுள்ளன. எனவே, அவை ஓரச்சுப் படிகங்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.
மைக்கா, புஷ்பராகம் (Topaz) செலினைட் அராகோனைட் போன்ற படிகங்கள் இரண்டு ஒளியியல் அச்சுகளைப் பெற்றுள்ளன. எனவே அவை ஈரச்சுப் படிகங்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.
நிகோல் பட்டகம்#
நிகோல் (Nicol) பட்டகம், மற்ற ஒளியியல் கருவிகளுடன் இணைந்து முழுவதும் தளவிளைவு அடைந்த ஒளியை உருவாக்கவும், ஆய்வு செய்து பார்க்கவும் பயன்படுகிறது. நிகோல் பட்டகம் இரட்டை ஒளிவிலகல் நிகழ்வின் அடிப்படையில் செயல்படுகிறது. இதனை 1828 இல் வில்லியம் நிகோல் என்ற அறிஞர் உருவாக்கினார்.
அகலத்தைப் போன்று மூன்றுமடங்கு நீளம் கொண்ட கால்சைட் படிகத்தினால் படிகத்தின் கோணங்கள் $72^\circ$ மற்றும் $108^\circ$ உள்ளவாறு மூலைவிட்டத்தின் வழியே இரண்டு துண்டுகளாக வெட்டப்படுகிறது [படம் 7.34]. இவ்விரண்டு துண்டுகளும் கனடா பால்சம் என்ற ஒளிபுகும் சிமெண்ட் கொண்டு ஒன்றுடன் ஒன்று ஒட்டப்படுகின்றன.
ஒற்றை நிற ஒளிமூலம் ஒன்றிலிருந்து வரும் தளவிளைவற்ற ஒளி, நிகோல் பட்டகத்தின் மீது விழுகிறது எனக் கருதுக. இந்த ஒளி இரட்டை ஒளிவிலகல் அடைந்து சாதாரண மற்றும் அசாதாரண கதிர்களாகப் பிரிகை அடைந்து வெவ்வேறு திசைவேகங்களில் செல்கின்றன. சாதாரண ஒளிக்குப் (ஒற்றை நிற சோடிய ஒளி) படிகத்தின் ஒளிவிலகல் எண் 1.658, அசாதாரண ஒளிக்கு ஒளிவிலகல் எண் 1.486. இதே அலைநீளம் கொண்ட ஒளிக்குக் கனடா பால்சத்தின் ஒளிவிலகல் எண் 1.523.
கனடா பால்சத்தினால், சாதாரண ஒளி முழு அக எதிரொளிப்பு அடைந்து, படிகத்தின் மற்றொரு முகம் வழியாக வெளியேறாமல் தடுக்கப்படுகிறது. முழு தளவிளைவு அடைந்த அசாதாரண ஒளி மட்டும் படிகத்தின் வழியாக வெளியேறுகிறது.
நிகோல் பட்டகத்தின் குறைபாடுகள்
(i) அளவில் பெரிய, குறைபாடற்ற கால்சைட் படிகங்கள் கிடைப்பது அரிது. எனவே, நிகோல் பட்டகத்தின் விலை மிக அதிகம். (ii) அசாதாரணக் கதிர் சாய்ந்த நிலையில் படிகத்தின் வழியே செல்வதால், படிகத்திலிருந்து வெளியேறும் முழு தளவிளைவு அடைந்த ஒளிக்கதிர் எப்பொழுதும் ஒரு பக்கமாக விலகல் அடைந்திருக்கும். (iii) ஒரு குறிப்பிட்ட வரம்பில் மட்டுமே இதனைப் பார்க்க முடியும். (iv) நிகோல் பட்டகத்திலிருந்து வெளியேறும் ஒளிக்கதிர், சீராக முழு தளவிளைவு அடைந்திருக்காது.
ஒளிச் சிதறலின் மூலம் தளவிளைவு ஆக்கம்#
வளிமண்டல மூலக்கூறுகளால் சூரிய ஒளி சிதறலடையும் போது, இந்த மூலக்கூறுகளில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் சூரிய ஒளியிலுள்ள மின்புலத்தின் அதிர்வடையும் கூறுகளின் பாதிப்புக்கு உட்படுகின்றன. சூரிய ஒளி தளவிளைவு அற்ற ஒளி என்பதால், அது அனைத்து திசைகளிலும் அதிர்வுகளை உருவாக்குகின்றது. இந்த அதிர்வுறும் எலக்ட்ரான்கள் அவற்றின் அதிர்வுகளுக்கு செங்குத்தான திசையில் பார்க்கையில், பார்க்கும் திசைக்கு செங்குத்தான திசையில் மட்டுமே ஆற்றலை வெளியேற்றுகின்றன. ஆய்வாளர் ஒருவர் சூரிய ஒளியை அது பரவும் திசைக்கு செங்குத்தான திசையில் பார்க்கையில், பார்க்கும் திசைக்கு செங்குத்தான திசையில் அதிர்வுறும் எலக்ட்ரான்களால் உருவாக்கப்படும் கதிர்கள் மட்டுமே அவரை வந்தடையும். ஆய்வாளரை வந்தடையும் ஒளி முழுவதும் தளவிளைவு அடைந்த ஒளி என்பது இதிலிருந்து தெரிகிறது. [படம் 7.35].