ஒளி எதிரொளிப்பு மற்றும் ஒளிவிலகல்
முக்கிய கருத்துக்கள்
| # | கருத்து | விளக்கம் |
|---|---|---|
| 1 | எதிரொளிப்பு விதி | படுகோணம் (∠i) = எதிரொளிப்புக் கோணம் (∠r); படுகதிர், எதிரொளித்த கதிர் மற்றும் செங்குத்து ஆகியவை ஒரே தளத்தில் அமையும். |
| 2 | கோள ஆடிகள் | குழி ஆடி → ஒளியை ஒருங்குகிறது; குவி ஆடி → ஒளியை விரிகிறது; முனை (P), குவியம் (F), வளைவு மையம் (C), ஆரம் (R), குவியத்தூரம் (f) = R/2. |
| 3 | ஆடி சூத்திரம் | 1/f = 1/v + 1/u (கார்ட்டீசியன் குறி மரபு: மெய் −ve, மெய்நிகர் +ve); உருப்பெருக்கம் m = –v/u. |
| 4 | ஒளிவிலகல் | ஒளி ஒரு ஊடகத்திலிருந்து மற்றொரு ஊடகத்திற்கு சாய்வாகச் செல்லும்போது வளைதல்; ஸ்னெல்லின் விதியால் நிர்வகிக்கப்படுகிறது: n₁ sin i = n₂ sin r. |
| 5 | ஒளிவிலகல் எண் (n) | n = c/v (வெற்றிடத்தில் வேகம் ÷ ஊடகத்தில் வேகம்); அடர்த்தியான ஊடகத்திற்கு n > 1; n = மெய் ஆழம் ÷ தோற்ற ஆழம். |
| 6 | மாறுநிலைக் கோணம் (θc) | sin θc = n₂/n₁ (n₁ > n₂); θc ஐத் தாண்டினால் முழு அக எதிரொளிப்பு (TIR) நிகழும்—ஒளியிழை அடிப்படை. |
| 7 | வில்லை சூத்திரம் | ஆடி சூத்திரத்தைப் போலவே, ஆனால் குவி வில்லைக்கு f +ve & குழி வில்லைக்கு −ve; திறன் P (D) = 1/f (மீட்டர்). |
| 8 | பட்டகம் & நிறப்பிரிகை | வெள்ளை ஒளி VIBGYOR ஆகப் பிரிகிறது, ஏனெனில் n, λ உடன் மாறுபடுகிறது (ஊதா அதிகபட்சம் விலகுகிறது, சிவப்பு குறைந்தபட்சம் விலகுகிறது). |
15 பயிற்சி பலதேர்வு கேள்விகள்
- ஒரு தள ஆடியின் மீது ஒரு ஒளிக்கதிர் 30° கோணத்தில் படுகிறது. எதிரொளிப்புக் கோணம்
A) 30°
B) 60°
C) 90°
D) 0°
விடை: B) 60°
தீர்வு: செங்குத்துக்கான கோணம் = 90° – 30° = 60° = ∠i ⇒ ∠r = 60°.
சுருக்கு: எப்போதும் செங்குத்தை வரையவும்; செங்குத்துடனான கோணம் தீர்மானிக்கிறது.
குறிச்சொல்: எதிரொளிப்பு விதி
- ஒரு குழி ஆடியின் வளைவு ஆரம் 40 செ.மீ. அதன் குவியத்தூரம்
A) 40 செ.மீ
B) 20 செ.மீ
C) 80 செ.மீ
D) 10 செ.மீ
விடை: B) 20 செ.மீ
தீர்வு: f = R/2 = 40/2 = 20 செ.மீ.
சுருக்கு: ஆடிகளுக்கு “f என்பது R இன் பாதி” என நினைவில் கொள்ளவும்.
குறிச்சொல்: கோள ஆடி
- ஒரு பொருள் f = 10 செ.மீ உள்ள ஒரு குழி ஆடியின் முன் 15 செ.மீ தொலைவில் வைக்கப்படுகிறது. பிம்பம்
A) மெய்நிகர் & நேரான
B) மெய் & தலைகீழ்
C) மெய் & நேரான
D) மெய்நிகர் & தலைகீழ்
விடை: B) மெய் & தலைகீழ்
தீர்வு: u = –15 செ.மீ, f = –10 செ.மீ ⇒ 1/v = 1/f – 1/u = –1/10 + 1/15 = –1/30 ⇒ v = –30 செ.மீ (மெய்).
சுருக்கு: |u| > |f| & குழி ஆடி → மெய்.
குறிச்சொல்: ஆடி சூத்திரம்
- ஒரு ஊடகத்தில் ஒளியின் வேகம் 2 × 10⁸ மீ/வி. ஊடகத்தின் ஒளிவிலகல் எண்
A) 1.0
B) 1.33
C) 1.5
D) 2.0
விடை: C) 1.5
தீர்வு: n = c/v = 3×10⁸ / 2×10⁸ = 1.5.
சுருக்கு: n = 3 ÷ (10⁸ இல் வேகம்) விரைவான மதிப்பைத் தரும்.
குறிச்சொல்: ஒளிவிலகல் எண்
- 6 செ.மீ நீரின் (n = 4/3) அடியில் ஒரு நாணயம் தோன்றும் ஆழம்
A) 8 செ.மீ
B) 4.5 செ.மீ
C) 6 செ.மீ
D) 3 செ.மீ
விடை: B) 4.5 செ.மீ
தீர்வு: தோற்ற ஆழம் = மெய் ஆழம் / n = 6 / (4/3) = 4.5 செ.மீ.
சுருக்கு: நீருக்கு மெய் ஆழத்தை 0.75 (≈ 3/4) ஆல் பெருக்கவும்.
குறிச்சொல்: தோற்ற ஆழம்
- கண்ணாடி-காற்று இடைமுகத்திற்கான (n_glass = 1.5) மாறுநிலைக் கோணம் தோராயமாக
A) 30°
B) 42°
C) 60°
D) 90°
விடை: B) 42°
தீர்வு: sin θc = 1/1.5 = 0.666 ⇒ θc ≈ 42°.
சுருக்கு: n இன் தோராயமான தலைகீழி கோணத்தைத் தரும்; 1.5 → ~42°.
குறிச்சொல்: மாறுநிலைக் கோணம்
- கண்ணாடியில் எந்த நிறம் மெதுவாகப் பயணிக்கிறது?
A) சிவப்பு
B) மஞ்சள்
C) ஊதா
D) பச்சை
விடை: C) ஊதா
தீர்வு: குறுகிய λ க்கு அதிக n ⇒ ஊதா அதிகம் விலகுகிறது & வேகம் = c/n குறைவு.
சுருக்கு: “Violet Viciously Slow”.
குறிச்சொல்: நிறப்பிரிகை
- f = 25 செ.மீ உள்ள ஒரு குவி வில்லையின் திறன்
A) +4 D
B) +2.5 D
C) +0.25 D
D) –4 D
விடை: A) +4 D
தீர்வு: P = 1/0.25 மீ = +4 D.
சுருக்கு: 100 ÷ செ.மீ D ஐத் தரும் (100/25 = 4).
குறிச்சொல்: வில்லைத் திறன்
- ஒரு மெய்நிகர், நேரான & உருப்பெருக்கப்பட்ட பிம்பம் உருவாக்கப்படுவது
A) பொருள் C க்கு அப்பால் இருக்கும் குழி ஆடியால்
B) குவி ஆடியால்
C) பொருள் F & P க்கு இடையில் இருக்கும் குழி ஆடியால்
D) தள ஆடியால்
விடை: C) பொருள் F & P க்கு இடையில் இருக்கும் குழி ஆடியால்
தீர்வு: இந்த வரம்பு மட்டுமே மெய்நிகர், நேரான & |m| > 1 ஐத் தரும்.
சுருக்கு: “F க்குள் → மெய்நிகர் உருப்பெருக்கப்பட்ட சவர ஆடி”.
குறிச்சொல்: பிம்பப் பண்புகள்
- ஒளி காற்றிலிருந்து வைரத்திற்கு (n = 2.42) செல்லும்போது அது
A) செங்குத்திலிருந்து விலகி வளைகிறது
B) செங்குத்தை நோக்கி வளைகிறது
C) வளைவதில்லை
D) முழுமையாக எதிரொளிக்கிறது
விடை: B) செங்குத்தை நோக்கி வளைகிறது
தீர்வு: n அதிகரிக்கிறது ⇒ வேகம் குறைகிறது ⇒ செங்குத்தை நோக்கி வளைகிறது.
சுருக்கு: “அடர்த்தி → செங்குத்து அணைப்பு”.
குறிச்சொல்: ஒளிவிலகல் திசை
- நீருக்குள் இருக்கும் ஒரு மூழ்காளி அஸ்தமிக்கும் சூரியனைப் பார்க்கிறார்; அவருக்குச் சூரியன் தோன்றுவது
A) மெய்யானதை விட உயரத்தில்
B) மெய்யானதை விட கீழே
C) மெய்யான நிலையில்
D) கண்ணுக்குத் தெரியாது
விடை: A) மெய்யானதை விட உயரத்தில்
தீர்வு: ஒளி நீரிலிருந்து வெளியேறும்போது செங்குத்திலிருந்து விலகி வளைகிறது; மூழ்காளி வளைந்த கதிர் வழியாகப் புறப்படுகிறார் → உயர்த்தப்பட்ட பிம்பம்.
சுருக்கு: எப்போதும் “விலகி வளைதல் → உயரமாகத் தோன்றும்”.
குறிச்சொல்: தோற்ற நிலை
- ஒரு பொருள் f = 30 செ.மீ உள்ள ஒரு குவி ஆடியிலிருந்து 20 செ.மீ தொலைவில் வைக்கப்படுகிறது. பிம்பத் தூரம்
A) –12 செ.மீ
B) +12 செ.மீ
C) –7.5 செ.மீ
D) +7.5 செ.மீ
விடை: B) +12 செ.மீ
தீர்வு: 1/v = 1/f – 1/u = 1/30 – 1/(–20) = 1/30 + 1/20 = 5/60 ⇒ v = +12 செ.மீ (மெய்நிகர்).
சுருக்கு: குவி ஆடிக்கு v எப்போதும் +ve & < |f|.
குறிச்சொல்: குவி ஆடி
- தள ஆடியால் உருவாக்கப்படும் உருப்பெருக்கம் எப்போதும்
A) –1
B) +1
C) 0
D) ∞
விடை: B) +1
தீர்வு: பிம்ப அளவு = பொருள் அளவு & நேரான ⇒ m = +1.
சுருக்கு: “தள ஆடி எளிமை +1”.
குறிச்சொல்: தள ஆடி
- ஒளியிழைகள் செயல்படுவதற்கான அடிப்படைக் கோட்பாடு
A) சிதறல்
B) விளிம்பு விளைவு
C) முழு அக எதிரொளிப்பு
D) குறுக்கீடு
விடை: C) முழு அக எதிரொளிப்பு
தீர்வு: ஒளி இழையில் தொடர்ச்சியான TIR மூலம் சிக்கப்படுத்தப்படுகிறது.
சுருக்கு: “TIR → ஒளியிழை கம்பி”.
குறிச்சொல்: முழு அக எதிரொளிப்பு
- ஒரு குவி வில்லை எளிய உருப்பெருக்கக் கண்ணாடியாகச் செயல்படும் போது பொருள் வைக்கப்படுவது
A) 2F இல்
B) F இல்
C) F & ஒளியியல் மையத்திற்கு இடையில்
D) 2F க்கு அப்பால்
விடை: C) F & ஒளியியல் மையத்திற்கு இடையில்
தீர்வு: இங்கே மட்டுமே பிம்பம் மெய்நிகர், நேரான & |m| > 1.
சுருக்கு: “F க்குள் → உருப்பெருக்கு”.
குறிச்சொல்: உருப்பெருக்கக் கண்ணாடி
வேக தந்திரங்கள்
| சூழ்நிலை | சுருக்கு | எடுத்துக்காட்டு |
|---|---|---|
| ஆடி குவியத்தூரம் | f = R ⁄ 2 (அதே அலகு) | R = 60 செ.மீ ⇒ f = 30 செ.மீ |
| நீரில் தோற்ற ஆழம் | மெய் ஆழத்தை ¾ ஆல் பெருக்கவும் | 8 செ.மீ நீர் → 6 செ.மீ ஆகத் தோன்றும் |
| செ.மீ இலிருந்து திறன் | D = 100 ÷ செ.மீ | 20 செ.மீ வில்லை → 5 D |
| மாறுநிலைக் கோணம் விரைவு | n = 1.5 க்கு θc ≈ 42° | கண்ணாடி-காற்று |
| வில்லை / ஆடி குறி | “மெய் எதிர்மறை” | மெய் பிம்பம் → v −ve, தலைகீழ் → m −ve |
விரைவு மீள்பார்வை
| புள்ளி | விவரம் |
|---|---|
| 1 | ∠i = ∠r & மூன்றும் (படுகதிர், எதிரொளித்த கதிர், செங்குத்து) ஒரே தளத்தில் அமையும். |
| 2 | குழி ஆடி → ஒருங்குதல்; பொருளின் நிலையைப் பொறுத்து மெய்/மெய்நிகர் பிம்பத்தைத் தரும். |
| 3 | குவி ஆடி எப்போதும் மெய்நிகர், நேரான, சிறுத்த பிம்பத்தை உருவாக்குகிறது—பின்புறக் கண்ணாடியாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. |
| 4 | n = c/v; அதிக n ⇒ மெதுவான ஒளி & செங்குத்தை நோக்கி அதிக வளைதல். |
| 5 | மெய் ஆழம் > தோற்ற ஆழம்; நகர்வு = t(1 – 1/n). |
| 6 | TIR சாத்தியம் ஒளி அடர்த்தியானதிலிருந்து அடர்த்தி குறைந்ததிற்குச் செல்லும்போது & ∠i > θc ஆக இருக்கும்போது மட்டுமே. |
| 7 | வில்லைக்கு, குவி → +f & +P; குழி → –f & –P. |
| 8 | உருப்பெருக்கம் |
| 9 | ஊதாவிற்கு கண்ணாடியில் அதிக n & குறைந்த வேகம் → அதிகம் விலகுகிறது. |
| 10 | வில்லைகளை இணைத்தல்: P_மொத்தம் = P₁ + P₂ (டையாப்டரில்). |
BETA
