இயற்பியல் ஒளியியல் ஒளி அலை சூத்திரம்

இயற்பியல் ஒளியியலில் ஒளி அலைகளுக்கான கேள்விகள் மற்றும் சூத்திரங்களின் எடுத்துக்காட்டுகள்

ஒளியின் பண்புகள்

1. ஒளி ஒரு மின்காந்த அலை, எனவே ஒளி….

அ. பிரதிபலிப்பை அனுபவிப்பதில்லை
B. ஒளிவிலகலுக்கு உள்ளாவதில்லை
C. இனப்பெருக்க ஊடகம் தேவையில்லை
D. அதன் பரவலில் ஆற்றலைக் கொண்டு செல்வதில்லை.

கலந்துரையாடல்
ஒளி ஒரு அலை என்பதால், மற்ற அலைகளைப் போலவே, அதுவும் பரவும்போது எதிரொளிப்பு, ஒளிவிலகல் ஆகியவற்றிற்கு உட்பட்டு ஆற்றலைக் கடத்துகிறது. ஒளி ஒரு மின்காந்த அலை என்பதால், அதன் பரவலுக்கு ஊடகம் தேவையில்லை.
சரியான விடை C ஆகும்.

2. பின்வரும் கூற்றைக் கவனியுங்கள்:
1. ஒளி நேர்கோட்டில் பயணிக்கிறது.
2. ஒளி ஒரு மின்காந்த அலை ஆகும்
3. ஒளியை உறிஞ்ச முடியும்
4. ஒளி ஒரு மின்னூட்டத்தைக் கொண்டுள்ளது.
ஒளியின் பண்புகள் குறித்த சரியான கூற்று...

அ. கூற்று 1 மட்டும்
பி. கூற்றுகள் 1 மற்றும் 2
C. கூற்றுகள் 1, 2 மற்றும் 3
D. அனைத்து கூற்றுகளும் உண்மை

கலந்துரையாடல்
1. ஒளி நேர்கோட்டில் பயணிக்கிறது.
இந்தக் கூற்று உண்மையானது, ஏனெனில் ஒளி ஒரு குறுக்கலை போல நகர்ந்தாலும், ஒளியின் பாதை ஒரு நேர்கோடாக உள்ளது. வடிவவியல் ஒளியியல் (ஒளியின் பிரதிபலிப்பு மற்றும் ஒளிவிலகல்) என்ற பாடத்தில், ஒளியானது ஒரு நேர்கோட்டில் பயணிக்கும் கதிராகச் சித்தரிக்கப்படுகிறது.
2. ஒளி ஒரு மின்காந்த அலை ஆகும்:
இந்தக் கூற்று உண்மையானது, ஏனெனில் ஒளி ஒரு மின்காந்த அலை ஆகும், அதன் பரவலுக்கு ஊடகம் தேவையில்லை.
3. ஒளியை உள்வாங்கிக்கொள்ள முடியும்:
இந்தக் கூற்று உண்மையானது. ஒளி என்பது ஒரு வகை மின்காந்த அலை ஆகும். இயந்திர அலைகள் மற்றும் மின்காந்த அலைகள் ஆகிய அனைத்து அலைகளும், ஓர் இடத்திலிருந்து மற்றொரு இடத்திற்குப் பயணிக்கும்போது ஆற்றலைக் கொண்டு செல்கின்றன. எனவே, ஒளியின் ஆற்றலில் ஒரு பகுதி, அது கடந்து செல்லும் ஊடகத்தால் உறிஞ்சப்படலாம். எடுத்துக்காட்டாக, ஒளி ஒரு சமதளக் கண்ணாடியை நோக்கிப் பயணிக்கும்போது, ​​ஒளியின் பெரும்பகுதி பிரதிபலிக்கப்படுகிறது, ஆனால் ஒரு சிறிய பகுதி கண்ணாடியால் உறிஞ்சப்படுகிறது.
4. ஒளி ஒரு மின்னூட்டத்தைக் கொண்டுள்ளது:
இந்தக் கூற்று தவறானது. ஒளி ஒரு மின்காந்த அலை ஆகும், மேலும் மின்காந்த அலைகள் அலைவுறும் மின் மற்றும் காந்தப் புலங்களால் உருவாக்கப்படுகின்றன. மின்காந்த அலைகள் முடுக்கிவிடப்பட்ட மின் மின்னூட்டங்களால் உமிழப்படுகின்றன.
சரியான விடை C ஆகும்.

சரியான பிரதிபலிப்பு

3. வலதுபுறத்தில் உள்ள படம், மிகவும் விலை உயர்ந்த ஒரு வைர நகையைக் காட்டுகிறது, ஏனெனில் அந்த வைரத்திலிருந்து பிரதிபலிக்கும் ஒளி மிகவும் பிரகாசமாக ஜொலிக்கிறது. இந்த நிகழ்வுக்குக் காரணம்…
அ. ஒளி அடர்த்தி குறைந்த ஊடகத்திலிருந்து அடர்த்தி அதிகமான ஊடகத்திற்குள் நுழையும் முழுமையான ஒளிவிலகல்.
B. படுகோணம் எல்லைக் கோணத்தை விடச் சிறியதாக இருக்கும் முழுமையான ஒளிவிலகல்.
C. ஒளி அடர்த்தி குறைந்த ஊடகத்திலிருந்து அடர்த்தி அதிகமான ஊடகத்திற்கு வரும் முழுமையான பிரதிபலிப்பு.
D. படுகோணம் எல்லைக் கோணத்தை விட அதிகமாக இருக்கும் இடத்தில் ஏற்படும் முழுமையான பிரதிபலிப்பு.
கலந்துரையாடல்
ஒளிச் சிதறல் மற்றும் முழுமையான பிரதிபலிப்பு ஆகியவற்றின் காரணமாக, ஒரு வைரத்திலிருந்து வரும் ஒளி ஜொலிப்பதாகத் தோன்றுகிறது. அதிக ஒளிவிலகல் குறியீடு கொண்ட ஒரு ஊடகத்திலிருந்து குறைந்த ஒளிவிலகல் குறியீடு கொண்ட ஊடகத்திற்கு ஒளி செல்லும்போது முழுமையான பிரதிபலிப்பு நிகழ்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக, ஒளி அதிக ஒளிவிலகல் குறியீடு கொண்ட வைரத்திலிருந்து குறைந்த ஒளிவிலகல் குறியீடு கொண்ட காற்றுக்குச் செல்கிறது. இதை மேலும் புரிந்துகொள்ள, கீழே உள்ள படத்தைப் பார்க்கவும்.

ஒளி, அதிக ஒளிவிலகல் குறியீடு கொண்ட ஒரு ஊடகத்திலிருந்து குறைந்த ஒளிவிலகல் குறியீடு கொண்ட ஒரு ஊடகத்திற்குச் செல்லும்போது, ​​அது செங்குத்துக் கோட்டிலிருந்து விலகி வளைகிறது. படுகோணம் (i) அதிகமாக இருந்தால், ஒளிவிலகல் கோணமும் (r) அதிகமாக இருக்கும். ஒரு குறிப்பிட்ட படுகோணத்தில், ஒளிவிலகல் கோணம் 90° ஆகும். ஒளிவிலகல் கோணம் 90° ஆக இருக்கும்போது உள்ள படுகோணம், மாறுநிலைக் கோணம் (θk) அல்லது எல்லைக்கோணம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. படுகோணம் மாறுநிலைக் கோணம் அல்லது எல்லைக்கோணத்தை விட அதிகமாக இருந்தால், ஒளி விலகல் அடைவதில்லை; அனைத்து ஒளியும் எதிரொளிக்கப்படுகிறது.
சரியான விடை D ஆகும்.

4. மாவட்ட/நகர அளவிலான நடுநிலைப் பள்ளிகளுக்கான 2011 தேசிய அறிவியல் ஒலிம்பியாட் வினாக்கள் எண் 39
முழுமையான பிரதிபலிப்பின் அறிகுறியாக விளங்கும் பின்வரும் நிகழ்வு…
அ. வானவில்
பி. மிராஜ்
சி. வண்ண ஏரி
டி. அஸ்டிக்மாடிசம்
கலந்துரையாடல்
கானல் நீர் ஒரு முழுமையான பிரதிபலிப்பு நிகழ்வு என்று அழைக்கப்படுகிறது, ஏனெனில் இந்த நிகழ்வில், காற்றில் இருந்து வரும் ஒளி சாலை மேற்பரப்பால் ஒளிவிலகல் அடையாமல், அனைத்து ஒளியும் சாலை மேற்பரப்பால் பிரதிபலிக்கப்படுவது போல் தோன்றும். காற்றின் அடுக்குகளின் வெவ்வேறு அடர்த்திகளின் காரணமாக, வெவ்வேறு ஒளிவிலகல் குறியீடுகளைக் கொண்ட காற்று அடுக்குகளின் வழியாக ஒளி பயணிப்பதால் கானல் நீர் ஏற்படுகிறது. உண்மையில், ஒளி சாலை மேற்பரப்பால் பிரதிபலிக்கப்படுவதில்லை, மாறாக வெவ்வேறு ஒளிவிலகல் குறியீடுகளைக் கொண்ட காற்று அடுக்குகளால் ஒளிவிலகல் அடைகிறது (வளைக்கப்படுகிறது).
சரியான விடை B ஆகும்.

5. மாவட்ட/நகர அளவிலான நடுநிலைப் பள்ளிகளுக்கான 2010 தேசிய அறிவியல் ஒலிம்பியாட் வினாக்கள் எண் 30
ஒரு வெப்பமான நாளில் தார் சாலையின் மேற்பரப்பில் படிந்திருக்கும் எண்ணெய்க் கசிவைக் காண்பது, அடிப்படையில் ஒரு முழுமையான சிந்தனைத் தூண்டல் நிகழ்வாகும், ஏனென்றால்...
அ. காற்றின் மேல் அடுக்குகளின் ஒளிவிலகல் குறியீடு, கீழ் அடுக்குகளின் ஒளிவிலகல் குறியீட்டை விட அதிகமாகும்.
B. காற்றின் மேல் அடுக்குகளின் ஒளிவிலகல் குறியீடு, கீழ் அடுக்குகளை விடக் குறைவானது.
C. நீர்த்துளிகள் வெவ்வேறு பிரதிபலிப்புக் கோணங்களில் வெவ்வேறு வண்ணங்களைப் பிரதிபலிக்கின்றன.
D. நீர்த்துளிகள் வெவ்வேறு ஒளிவிலகல் கோணங்களில் வெவ்வேறு வண்ணங்களை ஒளிவிலகல் செய்கின்றன.
கலந்துரையாடல்
வெப்பமான நாளில் தார் சாலையில் காணப்படும் எண்ணெய் படலம் போன்ற காட்சி கானல் நீருக்கு ஓர் எடுத்துக்காட்டாகும். சாலைக்கு அருகிலுள்ள காற்றுப் படலத்திற்கும், அதற்கு மேலுள்ள காற்றுப் படலத்திற்கும் இடையே உள்ள ஒளிவிலகல் குறியீட்டில் உள்ள வேறுபாட்டின் காரணமாக கானல் நீர் தோன்றுகிறது.
வெப்பமான நாளில், சாலை மேற்பரப்பானது தனக்கு நேர் மேலே உள்ள காற்றைச் சூடாக்குகிறது. இதனால், சாலை மேற்பரப்பிற்கு நேர் மேலே உள்ள காற்று அடுக்கானது, அதற்கு மேலே உள்ள காற்று அடுக்கை விட அதிக வெப்பமாகிறது. அதிக வெப்பமான காற்று அடுக்கானது அதிக கன அளவு விரிவாக்கத்திற்கு உள்ளாகி, அதன் அடர்த்தியைக் குறைக்கிறது (குறைந்த அடர்த்தி). இதற்கு நேர்மாறாக, அதற்கு மேலே உள்ள குறைந்த வெப்பமான காற்று அடுக்கானது குறைந்த கன அளவு விரிவாக்கத்திற்கு உள்ளாகி, அதன் அடர்த்தியை அதிகரிக்கிறது (அதிக அடர்த்தி). எனவே, கீழ் காற்று அடுக்கானது குறைந்த அடர்த்தியுடனும், மேல் காற்று அடுக்கானது அதிக அடர்த்தியுடனும் உள்ளது.
கீழே (சாலை மேற்பரப்பிற்கு அருகில்) உள்ள காற்று அடுக்கு அடர்த்தி குறைவாக இருப்பதால், அதன் வழியே செல்லும்போது ஒளி வேகமாகப் பயணிக்கிறது; அதேசமயம், மேலே உள்ள காற்று அடுக்கு அடர்த்தி அதிகமாக இருப்பதால், அதன் வழியே செல்லும்போது ஒளி மெதுவாகப் பயணிக்கிறது.
ஒளிவிலகல் குறியீட்டெண்ணுக்கான சூத்திரம்: n = c / v, இதில் n என்பது ஒளிவிலகல் குறியீட்டெண், c = வெற்றிடத்தில் ஒளியின் வேகம் = மாறிலி = 3 x 10⁻¹⁰.⁸ m/s, v = ஊடகத்தில் ஒளியின் வேகம். இந்த சூத்திரத்தின் அடிப்படையில், c நிலையாக வைக்கப்பட்டுள்ளது, அதனால் v அதிகரிக்கும்போது n குறையும், இதற்கு நேர்மாறாக v குறையும்போது n அதிகரிக்கும்.
கீழ் காற்று அடுக்கில் (பெரிய v) ஒளி வேகமாகச் செல்வதால், அந்த அடுக்கு சிறிய ஒளிவிலகல் குறியீட்டைக் (சிறிய n) கொண்டுள்ளது; அதேசமயம், மேல் காற்று அடுக்கில் (சிறிய v) ஒளி மெதுவாகச் செல்வதால், அந்த அடுக்கு பெரிய ஒளிவிலகல் குறியீட்டைக் (பெரிய n) கொண்டுள்ளது.
சரியான விடை A ஆகும்.

ஒளிவிலகல் குறியீடு

6. ஒரு கண்ணுக்குப் புலப்படும் ஒளிக்கற்றை காற்றில் 510 நானோமீட்டர் அலைநீளத்தைக் கொண்டுள்ளது. அந்த ஒளிக்கற்றை 1,5 ஒளிவிலகல் குறியீடு கொண்ட ஒரு ஊடகத்திற்குள் நுழைந்தால், அதன் அலைநீளம்… ஆக மாறுகிறது.
அ. 680 நானோமீட்டர்
B. 510 nm
சி. 340 என்எம்
D. 170 nm
கலந்துரையாடல்
அறியப்பட்ட விஷயம் என்னவென்றால்:
அலைநீளம் (λ) = 510 nm = 510 x 10^-9 மீட்டர்
ஒளிவிலகல் குறியீடு (n) = 1,5
கேள்வி: அலைநீளம் (λ) மாறுவது….
பதில் :

அலைநீளம் (λ) 340 நானோமீட்டராக மாறுகிறது.
சரியான விடை C ஆகும்.

7. 2 மீட்டர் ஆழம் மற்றும் 4/3 ஒளிவிலகல் குறியீடு கொண்ட ஒரு தெளிந்த குளத்தின் கடலடியில் ஒரு மீன் காணப்படுகிறது. அந்த மீன் குளத்தின் மேற்பரப்பிற்கு ஏறக்குறைய செங்குத்தாகத் தெரிந்தால், குளத்தின் மேற்பரப்பிலிருந்து அந்த மீன் எவ்வளவு தொலைவில் தோன்றும்?
குளத்தின் மேற்பரப்பிலிருந்து 1 மீட்டர் தொலைவில்
B. குளத்தின் மேற்பரப்பிலிருந்து 1,5 மீட்டர் தொலைவில்
குளத்தின் மேற்பரப்பிலிருந்து சுமார் 2 மீட்டர் தொலைவில்
குளத்தின் மேற்பரப்பிலிருந்து 2,67 மீட்டர் தொலைவில்
கலந்துரையாடல்
அறியப்பட்ட விஷயம் என்னவென்றால்:
குளத்தின் ஒளிவிலகல் குறியீடு = 4/3
குளத்தின் ஆழம் = 2 மீட்டர்
கேள்வி: குளத்தின் மேற்பரப்பில் இருந்து மீன்களை எவ்வளவு தூரம் வரை பார்க்க முடியும்?
பதில் :
தோற்ற தூரம் = 1 : n (உண்மையான தூரம்)
தோற்ற தூரம் = 1 : 4/3 (2 மீட்டர்)
தோற்ற தூரம் = 1 x 3/4 (2 மீட்டர்)
தோற்ற தூரம் = 3/4 (2 மீட்டர்)
தோற்ற தூரம் = 6/4
தோற்ற தூரம் = 1,5 மீட்டர்
குளத்தின் மேற்பரப்பில் இருந்து மீன்கள் தெரியும் தூரம் = 1,5 மீட்டர்
சரியான விடை B ஆகும்.

8. சுற்றுப்புறத்தைப் பொறுத்து ஒளிவிலகல் குறியீடு … ஆக உள்ள ஒரு கால்வாயில் ஒளியைக் கடத்த முடியும்.
அ. > 1
பி. = 1
சி. < 1
D. = 0
கலந்துரையாடல்
வெற்றிடத்தின் ஒளிவிலகல் குறியீடு = 1,0000
ஒரு ஊடகத்தின் ஒளிவிலகல் குறியீடு, வெற்றிடத்தின் ஒளிவிலகல் குறியீட்டை விட அதிகமாகும்.
சரியான விடை A ஆகும்.

ஒளியின் சிதறல்

9. சிதறல் கோணம் என்பது, ஒற்றை நிற ஒளியின் இரு நிறங்களுக்கு இடையே பின்வரும் நிகழ்வில் ஏற்படும் கோணம் ஆகும்….
A. ஒளியின் முனைவாக்கம்
B. ஒளி உறிஞ்சுதல்
C. ஒளியின் சிதறல்
D. ஒளியின் விளிம்பு விளைவு
கலந்துரையாடல்
ஒற்றை நிற ஒளி என்பது ஒரே ஒரு நிறம் அல்லது அலைநீளத்தைக் கொண்ட ஒளியாகும். சூரிய ஒளியைப் போலவே, வெண் ஒளியும் அனைத்து நிறங்களின் கலவையாகும்; இதில் ஒவ்வொரு நிறமும் வெவ்வேறு அலைநீளம் அல்லது அதிர்வெண்ணைக் கொண்டிருக்கும். வெண் ஒளியானது கண்ணுக்குப் புலப்படும் நிறமாலையாக (சிவப்பு, ஆரஞ்சு, மஞ்சள், பச்சை, நீலம், கருநீலம் மற்றும் ஊதா) பிரிக்கப்படுவது ஒளிச் சிதறல் என்று அழைக்கப்படுகிறது.
பட்டகங்கள், நீர்த்துளிகள் அல்லது பிற பொருள்கள் மூலம் ஒளிச் சிதறலை ஏற்படுத்தலாம். வானவில் என்பது அன்றாட வாழ்வில் நிகழும் ஒளிச் சிதறலுக்கு ஓர் எடுத்துக்காட்டாகும்; இதில் சூரிய ஒளி, மழைத்துளிகளால் சிதறடிக்கப்படுகிறது.
சரியான விடை C ஆகும்.

10. மாவட்ட/நகர அளவிலான நடுநிலைப் பள்ளிகளுக்கான 2011 தேசிய அறிவியல் ஒலிம்பியாட் வினாக்கள் எண் 60
வானவில் என்பது ஒரு பகுதி வட்ட வடிவிலான வண்ணமயமான நாடாவாகத் தோன்றும். கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ள நான்கு வானவில் வண்ணங்களின் சரியான வரிசை, மிகச்சிறிய ஆரத்திலிருந்து மிகப்பெரிய ஆரம் வரை, பின்வருமாறு…
அ. சிவப்பு, ஆரஞ்சு, மஞ்சள், பச்சை
B. நீலம், ஊதா, பச்சை, மஞ்சள்
சி. பச்சை, நீலம், கருநீலம், ஊதா
டி. இண்டிகோ, நீலம், பச்சை, மஞ்சள்
கலந்துரையாடல்
வானவில்லின் வண்ணங்களின் வரிசை சிவப்பு, ஆரஞ்சு, மஞ்சள், பச்சை, நீலம், கருநீலம் மற்றும் ஊதா ஆகும்.
சிவப்பு ஒளி மிக நீண்ட அலைநீளத்தையும், ஊதா ஒளி மிகக் குறுகிய அலைநீளத்தையும் கொண்டுள்ளது. ஒவ்வொரு வண்ண ஒளியின் விலகலும் அதன் அலைநீளத்தைப் பொறுத்தது.
வெள்ளை சூரிய ஒளி மழைத்துளிகளால் சிதறடிக்கப்படும்போது, ​​அதிக அலைநீளம் கொண்ட ஒளி குறைவாகவும், குறைந்த அலைநீளம் கொண்ட ஒளி அதிகமாகவும் விலகுகிறது. கீழேயுள்ள வரைபடத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, சிவப்பு ஒளியின் அலைநீளம் அதிகமாக இருப்பதால் அது மிகக் குறைவாகவும், ஊதா ஒளியின் அலைநீளம் குறைவாக இருப்பதால் அது மிக அதிகமாகவும் விலகுகிறது. இதனால், உற்றுநோக்குபவரின் கண் சிவப்பு ஒளியை மேலேயும் ஊதா ஒளியை கீழேயும் காண்கிறது.
வானவில்லின் அனைத்து வண்ண ஒளிகளும் வட்ட வடிவில் அமைந்துள்ளன. இதில், சிவப்பு ஒளி வட்டம் மேலே இருப்பதால் மிகப்பெரிய ஆரத்தையும், ஊதா ஒளி வட்டம் கீழே இருப்பதால் மிகச்சிறிய ஆரத்தையும் கொண்டுள்ளது.
மிகப்பெரிய ஆரத்திலிருந்து மிகச்சிறிய ஆரம் வரையிலான வெளிர் நிறங்களின் வரிசை: சிவப்பு, ஆரஞ்சு, மஞ்சள், பச்சை, நீலம், கருநீலம், ஊதா.
சரியான விடை D ஆகும்.

11. நீரின் மேற்பரப்பில் உள்ள எண்ணெய் படலத்தின் வெளிர் நிறங்கள், பின்வரும் நிகழ்வின் காரணமாக ஏற்படுகின்றன...
அ. குறுக்கீடு
B. துருவமுனைப்பு
சி. குளோபர்சி
டி. விளிம்பு விலகல்
கலந்துரையாடல்
சரியான விடை C ஆகும்.