சோப்புக் குமிழியில் ஏன் வண்ணங்கள் தோன்றுகின்றன? CD-யின் மேற்பரப்பு ஏன் வானவில் போல் மினுங்குகிறது? இவை ஒளி ஒரு அலை என்பதை நிரூபிக்கின்றன. இடையீடு (interference) மற்றும் விளிம்பு விளைவு (diffraction) — இவற்றைத் துகள் மாதிரியால் விளக்க இயலாது.
1. யங் இரட்டைப் பிளவுச் சோதனை (Young's double slit)
ஒத்திசைவான (coherent) இரு மூலங்களிலிருந்து வரும் ஒளி ஒன்றையொன்று மேற்பொருந்தி, திரையில் பிரகாசமான மற்றும் இருண்ட பட்டைகளை (fringes) உருவாக்குகிறது.
Fringe spacing
y = λD/aλ = அலைநீளம், D = பிளவு–திரை தூரம், a = பிளவுகளுக்கிடையேயான தூரம்.
- ஆக்க இடையீடு (bright fringe): பாதை வேறுபாடு = nλ (முழு அலைநீளங்கள்).
- அழிவு இடையீடு (dark fringe): பாதை வேறுபாடு = (n + ½)λ.
2. விளிம்பு விளைவு (Diffraction)
ஒளி ஒரு குறுகிய இடைவெளியின் (slit) விளிம்பைக் கடக்கும்போது விரிந்து வளைகிறது. இடைவெளி அலைநீளத்துக்கு ஒப்பாகச் சிறியதாக இருக்கும்போது இது தெளிவாகத் தெரியும்.
Diffraction grating
d sinθ = nλஇடையீடு vs விளிம்பு
இரண்டும் மேற்பொருந்தலின் விளைவுகளே. இடையீடு = தனித்தனி மூலங்களின் அலைகள் சேர்வது; விளிம்பு விளைவு = ஒரே அலைமுகப்பின் பல்வேறு பகுதிகள் சேர்வது. இரண்டுக்கும் ஒளி ஒத்திசைவாக (coherent) இருக்க வேண்டும்.
3. தீர்க்கப்பட்ட எடுத்துக்காட்டு
எ.கா. தரப்பட்ட தரவுகள்: λ = 600 nm, a = 0.2 mm, D = 2 m. பட்டை அகலம்?
படி 1: y = λD/a.
படி 2: y = (600×10⁻⁹ × 2)/(0.2×10⁻³).
இறுதி முடிவு: y = 6×10⁻³ m = 6 mm.
தேர்வாளர் குறிப்பு
- y = λD/a: λ↑ அல்லது a↓ எனில் பட்டைகள் அகலமாகும்.
- அலகுகளை SI-க்கு மாற்று (nm, mm → m).
- ஒத்திசைவு (coherence) இல்லையேல் நிலையான பட்டைகள் இல்லை.
4. தேர்வுப் பாணி வினா
வினா
இரட்டைப் பிளவுப் பட்டைகள் சிவப்பு ஒளியில் ஏன் நீல ஒளியை விட அகலமாகின்றன?
விடையைக் காண்க
y ∝ λ. சிவப்பின் அலைநீளம் (λ ≈ 700 nm) நீலத்தை விட (≈ 450 nm) அதிகம், எனவே பட்டை அகலம் அதிகம்.
🎯 MCQ பயிற்சி — 20 கேள்விகள்
விடையைத் தெரிவுசெய்யவும் — பின்னர் ஒவ்வொரு விருப்பத்துக்கும் ஏன் சரி / தவறு எனும் விளக்கமும் ஆழமான விளக்கமும் (deep explanation) தோன்றும்.
Q1 / 20
★★★★★
இடையீடு (interference) & விளிம்பு விளைவு (diffraction) எதை நிரூபிக்கின்றன?
(1) ஒரு துகள் / is a particle
அது ஒளிமின் விளைவு.
(2) ஒரு அலை / is a wave
சரி — அலை இயல்பு.
(3) மின்னேற்றம் கொண்டது / is charged
இல்லை.
(4) வெப்பம் / is heat
இல்லை.
(5) நிறமற்றது / is colourless
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): இடையீடும் விளிம்பு விளைவும் அலைகளுக்கே உரிய பண்புகள்; இவை ஒளியின் அலை இயல்பை நிறுவுகின்றன (துகள் மாதிரியால் விளக்க முடியாது).
Q2 / 20
★★★★★
யங் இரட்டைப் பிளவில் பட்டை அகலம் (fringe spacing) y?
(1) λa/D
தலைகீழ்.
(2) λD/a
சரி — y = λD/a.
(3) aD/λ
தவறு.
(4) λ/aD
தவறு.
(5) D/λa
தவறு.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): y = λD/a; λ = அலைநீளம், D = பிளவு–திரை தூரம், a = பிளவு இடைவெளி.
Q3 / 20
★★★★★
இடையீட்டில் ஆக்கப் பட்டை (bright fringe) ஏற்படும் பாதை வேறுபாடு?
(1) (n+½)λ
அது இருண்ட பட்டை.
(2) nλ
சரி — nλ.
(3) λ/2
தவறு.
(4) nλ/2
தவறு.
(5) (2n+1)λ
தவறு.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): ஆக்கம் (ஒளிர் பட்டை): பாதை வேறுபாடு = nλ (ஒரே கட்டம்). அழிவு (இருண்ட): (n+½)λ.
Q4 / 20
★★★★★
விளிம்புவலைச் சமன்பாடு (diffraction grating)?
(1) d sinθ = nλ
சரி — d sinθ = nλ.
(2) d cosθ = nλ
cos அல்ல.
(3) d/sinθ = nλ
தலைகீழ்.
(4) λ sinθ = nd
தவறு.
(5) d sinθ = n/λ
தவறு.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): d sinθ = nλ; d = கோடுகளுக்கிடையே தூரம், θ = விளிம்புக் கோணம், n = வரிசை. அலைநீளத்தை மிகத் துல்லியமாக அளக்கப் பயன்படும்.
Q5 / 20
★★★★★
நிலையான இடையீட்டுப் படத்துக்கு மூலங்கள்?
(1) வேறு அதிர்வெண் / different frequencies
இல்லை.
(2) ஒத்திசைவான (coherent — ஒரே f, நிலையான கட்ட வேறுபாடு) / coherent
சரி.
(3) மிக சத்தமான / very loud
இல்லை.
(4) வேறு நிறம் / different colours
இல்லை.
(5) மிக வேகம் / very fast
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): ஒத்திசைவு (coherent) = ஒரே அதிர்வெண் + நிலையான கட்ட வேறுபாடு. இல்லையேல் பட்டைகள் நிலையாக இருக்கா (சராசரியில் மறையும்).
Q6 / 20
★★★★☆
யங் சோதனை: λ=600 nm, a=0.3 mm, D=1.5 m. பட்டை அகலம்?
(1) 3 mm
சரி — y=λD/a=600e-9×1.5/0.3e-3=3 mm.
(2) 0.3 mm
தவறு.
(3) 1.5 mm
தவறு.
(4) 6 mm
தவறு.
(5) 0.6 mm
தவறு.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): y = λD/a = (600×10⁻⁹ × 1.5)/(0.3×10⁻³) = 9×10⁻⁷/3×10⁻⁴ = 3×10⁻³ m = 3 mm.
Q7 / 20
★★★★☆
பட்டை அகலம் y எதனுடன் நேர்விகிதம், எதனுடன் தலைகீழ்?
(1) a; D
தலைகீழ்.
(2) λ & D; a
சரி — y ∝ λD, ∝ 1/a.
(3) a; λ
தவறு.
(4) D; λ
தவறு.
(5) λ; D
தவறு.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): y = λD/a → λ-உடனும் D-உடனும் நேர்விகிதம், a-உடன் தலைகீழ். பிளவுகள் நெருங்கினால் (a↓) பட்டைகள் அகலமாகும்.
Q8 / 20
★★★★☆
சிவப்பு ஒளியில் பட்டைகள் நீல ஒளியை விட ஏன் அகலம்?
(1) சிவப்பு வேகமானது / red is faster
இல்லை.
(2) y ∝ λ; சிவப்பின் λ அதிகம் / y ∝ λ; red has larger λ
சரி.
(3) நீலம் பிரகாசம் / blue is brighter
இல்லை.
(4) சிவப்பு அழிகிறது / red is absorbed
இல்லை.
(5) வேறுபாடு இல்லை / no difference
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): y ∝ λ. சிவப்பின் அலைநீளம் (~700 nm) நீலத்தை (~450 nm) விட அதிகம் → பட்டை அகலம் அதிகம்.
Q9 / 20
★★★★☆
விளிம்பு விளைவு (diffraction) தெளிவாகத் தெரிவது எப்போது?
(1) அலைநீளத்தை விட மிகப் பெரியது / much larger than the wavelength
அப்போது சிறிது.
(2) அலைநீளத்துக்கு ஒப்பானது / comparable to the wavelength
சரி.
(3) பூஜ்ஜியம் / zero
இல்லை.
(4) முடிவிலி / infinite
இல்லை.
(5) நிறத்தைப் பொறுத்தது அல்ல / unrelated to size
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): இடைவெளி/தடை அளவு அலைநீளத்துக்கு ஒப்பாக இருக்கும்போது விளிம்பு விளைவு (வளைதல்/விரிதல்) தெளிவாகும்; மிகப் பெரிய இடைவெளியில் கிட்டத்தட்ட இல்லை.
Q10 / 20
★★★★☆
இடையீட்டுக்கும் விளிம்பு விளைவுக்கும் வேறுபாடு?
(1) இரண்டும் ஒன்றே / they are the same
இல்லை.
(2) இடையீடு = தனி மூலங்களின் அலைகள்; விளிம்பு = ஒரே அலைமுகப்பின் பகுதிகள் / interference = waves from separate sources; diffraction = parts of the same wavefront
சரி.
(3) இடையீடு துகள் விளைவு / interference is a particle effect
இல்லை.
(4) விளிம்பு ஒளிக்கு மட்டும் / diffraction only for light
இல்லை.
(5) வேறுபாடு இல்லை / none
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): இரண்டும் மேற்பொருந்தலின் விளைவுகள். இடையீடு = தனித்தனி (coherent) மூலங்களின் அலைகள் சேர்வது; விளிம்பு விளைவு = ஒரே அலைமுகப்பின் வெவ்வேறு பகுதிகள் சேர்வது.
Q11 / 20
★★★★☆
துருவமுறுதல் (polarisation) எந்த அலைகளுக்கு மட்டும் சாத்தியம்?
(1) நெட்டலை / longitudinal
இல்லை.
(2) குறுக்கலை / transverse
சரி — குறுக்கலை மட்டும்.
(3) ஒலி அலை / sound waves
ஒலி நெட்டலை.
(4) அனைத்து அலைகள் / all waves
இல்லை.
(5) நிலையலை / stationary
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): துருவமுறுதல் குறுக்கலைகளுக்கு (ஒளி) மட்டுமே சாத்தியம்; நெட்டலையை (ஒலி) துருவமாக்க முடியாது. எனவே ஒளி குறுக்கலை என்பதற்கு இது சான்று.
Q12 / 20
★★★☆☆
சோப்புக் குமிழியில்/எண்ணெய்ப் படலத்தில் வண்ணங்கள் தோன்றுவது?
(1) எதிரொளிப்பு மட்டும் / reflection only
போதாது.
(2) மெல்லிய படல இடையீடு (thin-film interference) / thin-film interference
சரி.
(3) டாப்ளர் / Doppler
இல்லை.
(4) துருவமுறுதல் / polarisation
இல்லை.
(5) உறிஞ்சல் / absorption
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): படலத்தின் மேல்/கீழ் மேற்பரப்புகளில் எதிரொளித்த ஒளி இடையீடு செய்து, சில அலைநீளங்கள் ஆக்கமாகச் சேர்வதால் வண்ணங்கள் தோன்றுகின்றன.
Q13 / 20
★★★★☆
விளிம்புவலை: 500 கோடுகள்/mm, λ=600 nm. முதல் வரிசை (n=1) கோணம் (sinθ)?
(1) 0.3
சரி — d=1/500 mm=2µm; sinθ=nλ/d=600e-9/2e-6=0.3.
(2) 0.6
தவறு.
(3) 0.15
தவறு.
(4) 0.9
தவறு.
(5) 1.2
sinθ>1 சாத்தியமற்றது.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): d = 1/500 mm = 2×10⁻⁶ m. sinθ = nλ/d = (1×600×10⁻⁹)/(2×10⁻⁶) = 0.3 → θ ≈ 17.5°.
Q14 / 20
★★★☆☆
பாதை வேறுபாடு 2.5λ எனில் அந்தப் புள்ளி?
(1) ஆக்கம் (ஒளிர்) / constructive (bright)
அது nλ.
(2) அழிவு (இருண்ட) / destructive (dark)
சரி — 2.5λ = (2+½)λ → அழிவு.
(3) நடுத்தரம் / intermediate
இல்லை.
(4) பிம்பம் / an image
இல்லை.
(5) பூஜ்ஜியம் / zero
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): 2.5λ = (n+½)λ வடிவம் (n=2) → எதிர்க் கட்டம் → அழிவு இடையீடு (இருண்ட பட்டை).
Q15 / 20
★★★☆☆
பிளவு இடைவெளி (a) குறைக்கப்பட்டால் பட்டை அகலம்?
(1) குறையும் / decreases
இல்லை.
(2) அதிகரிக்கும் / increases
சரி — y ∝ 1/a; a↓ → y↑.
(3) மாறாது / unchanged
இல்லை.
(4) பூஜ்ஜியம் / zero
இல்லை.
(5) இரட்டிப்பு மட்டும் / only doubles
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): y = λD/a; a குறைந்தால் y அதிகரிக்கும் (பட்டைகள் அகலமாகும்).
Q16 / 20
★★★☆☆
வெள்ளை ஒளியை விளிம்புவலை வழியே அனுப்பினால்?
(1) ஒற்றை வெள்ளைப் பட்டை / a single white band
இல்லை.
(2) நிறமாலை (வண்ணங்களாகப் பிரிதல்) / a spectrum (split into colours)
சரி — λ வேறுபாட்டால் வண்ணங்கள் வேறு கோணம்.
(3) இருண்ட திரை / a dark screen
இல்லை.
(4) மாற்றம் இல்லை / no change
இல்லை.
(5) நீலம் மட்டும் / only blue
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): d sinθ = nλ; வெவ்வேறு நிறங்கள் (λ) வேறு கோணங்களில் விளிம்படைவதால் வெள்ளை ஒளி நிறமாலையாகப் பிரிகிறது.
Q17 / 20
★★★☆☆
துருவப்படுத்தப்பட்ட சன்கிளாஸஸ் (polarised sunglasses) என்ன செய்கின்றன?
(1) அனைத்து ஒளியையும் தடுத்தல் / blocking all light
இல்லை.
(2) ஒரு தளத்தில் அதிரும் ஒளியை மட்டுமே அனுமதித்து கண்ணாடி/நீரின் பளிச்சிடலைக் குறைத்தல் / passing only one plane of vibration, cutting glare from glass/water
சரி.
(3) ஒளியை வளைத்தல் / bending light
இல்லை.
(4) நிறம் சேர்த்தல் / adding colour
இல்லை.
(5) ஒளியை வேகமாக்கல் / speeding up light
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): நீர்/சாலை மேற்பரப்பில் எதிரொளித்த ஒளி பகுதி-துருவமுற்றது; துருவ வடிகட்டி அந்தத் தளத்தைத் தடுத்து பளிச்சிடலைக் (glare) குறைக்கிறது.
Q18 / 20
★★★☆☆
விளிம்புவலை இடையீட்டை விட அலைநீள அளவீட்டுக்கு ஏன் சிறந்தது?
(1) மலிவானது / it is cheaper
இல்லை.
(2) கூர்மையான, பிரகாசமான விளிம்புகள் → துல்லியம் அதிகம் / sharper, brighter maxima → greater accuracy
சரி.
(3) நிறம் சேர்க்கிறது / it adds colour
இல்லை.
(4) ஒளி தேவையில்லை / needs no light
இல்லை.
(5) எளிது / it is simple
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): விளிம்புவலையில் பல்லாயிரம் பிளவுகள் கூர்மையான, பிரகாசமான விளிம்புகளைத் தருவதால் கோணத்தை மிகத் துல்லியமாக அளந்து λ-ஐக் கணிக்கலாம்.
Q19 / 20
★★★☆☆
யங் சோதனையில் ஒற்றை மூலத்திலிருந்து இரு பிளவுகளுக்கு ஒளி அனுப்பப்படுவது ஏன்?
(1) பிரகாசத்துக்கு / for brightness
இல்லை.
(2) இரு பிளவுகளும் ஒத்திசைவாக (coherent) இருக்க / so the two slits act as coherent sources
சரி.
(3) நிறத்துக்கு / for colour
இல்லை.
(4) வேகத்துக்கு / for speed
இல்லை.
(5) எதற்கும் இல்லை / no reason
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): ஒரே மூலத்திலிருந்து வருவதால் இரு பிளவுகளும் நிலையான கட்ட வேறுபாடு (coherent) கொண்டிருக்கின்றன → நிலையான இடையீட்டுப் பட்டைகள் கிடைக்கின்றன.
Q20 / 20
★★★★☆
யங் சோதனையில் முழுச் சோதனையும் நீரில் (n=1.33) மூழ்கினால் பட்டை அகலம்?
(1) அதிகரிக்கும் / increases
இல்லை.
(2) குறையும் / decreases
சரி — நீரில் λ↓ → y↓.
(3) மாறாது / unchanged
இல்லை.
(4) பூஜ்ஜியம் / zero
இல்லை.
(5) இரட்டிப்பு / doubles
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): நீரில் அலைநீளம் λ′ = λ/n (குறைகிறது); y = λD/a ∝ λ → பட்டை அகலம் n மடங்கு குறையும்.
📝 கட்டமைக்கப்பட்ட வினாக்கள் — 3
கட்டமைப்பு வினா 1
8 புள்ளி
யங் இரட்டைப் பிளவுச் சோதனையில் λ=589 nm, பிளவு இடைவெளி a=0.5 mm, பிளவு–திரை தூரம் D=2.0 m.
(a) பட்டை அகலத்தைக் கணக்கிடுக.
விடை
y = λD/a = (589×10⁻⁹ × 2.0)/(0.5×10⁻³)
= 1.178×10⁻⁶/5×10⁻⁴ = 2.36×10⁻³ m ≈ 2.4 mm
(b) பிளவு இடைவெளி இரட்டிப்பானால் (a=1.0 mm) பட்டை அகலம்?
விடை
y ∝ 1/a; a இரட்டிப்பு → y பாதி = 1.2 mm
(c) 10 பட்டைகள் 24 mm-ஐ ஆக்கிரமித்தால் அலைநீளம்? (a=0.5 mm, D=2.0 m)
விடை
y = 24/10 = 2.4 mm; λ = ya/D = (2.4×10⁻³ × 0.5×10⁻³)/2.0
= 1.2×10⁻⁶/2.0 = 6.0×10⁻⁷ m = 600 nm
கட்டமைப்பு வினா 2
6 புள்ளி
விளிம்புவலை (diffraction grating).
(a) ஒரு வலையில் 600 கோடுகள்/mm. கோடுகளுக்கிடையே தூரம் d?
விடை
d = 1/600 mm = 1/(600×10³) m = 1.67×10⁻⁶ m
(b) λ=500 nm-க்கு முதல் வரிசை (n=1) விளிம்புக் கோணம்?
விடை
sinθ = nλ/d = (500×10⁻⁹)/(1.67×10⁻⁶) = 0.30
θ = sin⁻¹(0.30) ≈ 17.5°
கட்டமைப்பு வினா 3
5 புள்ளி
அலை இயல்பின் சான்றுகள்.
(a) இடையீட்டுக்கும் விளிம்பு விளைவுக்கும் இடையே வேறுபாட்டைக் கூறுக.
விடை
இடையீடு = இரு (அ) அதிக தனி (coherent) மூலங்களின் அலைகள் சேர்வது; விளிம்பு விளைவு = ஒரே அலைமுகப்பின் வெவ்வேறு பகுதிகள் (ஒரு பிளவு/விளிம்பில்) சேர்வது.
(b) துருவமுறுதல் ஒளியைப் பற்றி என்ன நிரூபிக்கிறது?
விடை
துருவமுறுதல் குறுக்கலைகளுக்கு மட்டுமே சாத்தியம் என்பதால், ஒளி குறுக்கலை என்பதை நிரூபிக்கிறது (ஒலி போன்ற நெட்டலை அல்ல).
✍️ கட்டுரை வினாக்கள் — 4
கட்டுரை வினா 1
10 புள்ளி
(a) ஒத்திசைவு (coherence) என்றால் என்ன, இடையீட்டுக்கு அது ஏன் அவசியம் எனக் கூறுக. (b) யங் சோதனையில் பட்டை அகலம் y = λD/a என்பதை விளக்குக. (c) λ=600 nm, a=0.2 mm, D=1.0 m எனில் y-ஐக் கணக்கிட்டு, λ=450 nm நீல ஒளிக்கு y எவ்வாறு மாறும் எனக் கூறுக.
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a) ஒத்திசைவு = இரு மூலங்கள் ஒரே அதிர்வெண்ணும் நிலையான கட்ட வேறுபாடும் கொண்டிருத்தல். இல்லையேல் கட்ட வேறுபாடு மாறிக்கொண்டே, ஒளிர்/இருண்ட பட்டைகள் நிலையாக இல்லாமல் சராசரியில் மறைந்துவிடும்.
(b) இரு பிளவுகளிலிருந்து திரையின் ஒரு புள்ளிக்கு வரும் ஒளியின் பாதை வேறுபாடு nλ எனில் ஒளிர்; வடிவவியலால் அடுத்த பட்டைகளுக்கிடையே தூரம் y = λD/a.
(c)
(b) இரு பிளவுகளிலிருந்து திரையின் ஒரு புள்ளிக்கு வரும் ஒளியின் பாதை வேறுபாடு nλ எனில் ஒளிர்; வடிவவியலால் அடுத்த பட்டைகளுக்கிடையே தூரம் y = λD/a.
(c)
y = λD/a = (600×10⁻⁹ × 1.0)/(0.2×10⁻³) = 3×10⁻³ m = 3 mm
y ∝ λ; நீல ஒளி (450 nm): y′ = 3×(450/600) = 2.25 mm (குறையும்)
கட்டுரை வினா 2
10 புள்ளி
(a) விளிம்புவலைச் சமன்பாடு d sinθ = nλ-ஐ விளக்குக. (b) ஒரு வலையில் 500 கோடுகள்/mm; λ=600 nm. முதல் & இரண்டாம் வரிசை விளிம்புக் கோணங்களைக் கணக்கிடுக. (c) எத்தனை வரிசைகள் (orders) காணக்கூடியவை?
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a) அடுத்தடுத்த பிளவுகளிலிருந்து வரும் கதிர்களின் பாதை வேறுபாடு d sinθ; இது nλ-க்குச் சமமாகும்போது ஆக்கமாகச் சேர்ந்து ஒளிர் விளிம்பு ஏற்படுகிறது → d sinθ = nλ.
(b) d = 1/500 mm = 2×10⁻⁶ m.
(c) sinθ ≤ 1 → n ≤ d/λ = 2×10⁻⁶/600×10⁻⁹ = 3.33. எனவே n = 0,1,2,3 → மொத்தம் 3 வரிசைகள் (n=3 வரை) ஒவ்வொரு பக்கமும்.
(b) d = 1/500 mm = 2×10⁻⁶ m.
n=1: sinθ = 600×10⁻⁹/2×10⁻⁶ = 0.30 → θ₁ ≈ 17.5°
n=2: sinθ = 2×0.30 = 0.60 → θ₂ ≈ 36.9°
(c) sinθ ≤ 1 → n ≤ d/λ = 2×10⁻⁶/600×10⁻⁹ = 3.33. எனவே n = 0,1,2,3 → மொத்தம் 3 வரிசைகள் (n=3 வரை) ஒவ்வொரு பக்கமும்.
கட்டுரை வினா 3
10 புள்ளி
(a) இடையீடு, விளிம்பு விளைவு ஆகியவை ஒளியின் அலை இயல்பை எவ்வாறு நிரூபிக்கின்றன எனக் கூறுக. (b) துருவமுறுதல் (polarisation) என்றால் என்ன, அது ஒளியைப் பற்றி என்ன கூறுகிறது? (c) மெல்லிய படல வண்ணங்களை (சோப்புக் குமிழி) விளக்குக.
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a) இடையீட்டில் ஒளி + ஒளி = இருள் (அழிவு) என்பது அலைகளால் மட்டுமே சாத்தியம்; விளிம்பு விளைவில் ஒளி தடையைச் சுற்றி வளைகிறது — இரண்டும் துகள் மாதிரியால் விளக்க முடியாத அலைப் பண்புகள்.
(b) துருவமுறுதல் = ஒளியின் அதிர்வுகளை ஒரே தளத்துக்குக் கட்டுப்படுத்துதல். இது குறுக்கலைகளுக்கு மட்டுமே சாத்தியம் → ஒளி குறுக்கலை என்பதை நிரூபிக்கிறது.
(c) சோப்புப் படலத்தின் மேல்/கீழ் மேற்பரப்புகளில் எதிரொளித்த ஒளிக் கதிர்கள் இடையீடு செய்கின்றன; படல தடிப்பு & பார்வைக் கோணத்தைப் பொறுத்து சில அலைநீளங்கள் ஆக்கமாகச் சேர்ந்து வண்ணங்கள் தோன்றுகின்றன.
(b) துருவமுறுதல் = ஒளியின் அதிர்வுகளை ஒரே தளத்துக்குக் கட்டுப்படுத்துதல். இது குறுக்கலைகளுக்கு மட்டுமே சாத்தியம் → ஒளி குறுக்கலை என்பதை நிரூபிக்கிறது.
(c) சோப்புப் படலத்தின் மேல்/கீழ் மேற்பரப்புகளில் எதிரொளித்த ஒளிக் கதிர்கள் இடையீடு செய்கின்றன; படல தடிப்பு & பார்வைக் கோணத்தைப் பொறுத்து சில அலைநீளங்கள் ஆக்கமாகச் சேர்ந்து வண்ணங்கள் தோன்றுகின்றன.
கட்டுரை வினா 4
10 புள்ளி
(a) யங் இரட்டைப் பிளவுச் சோதனை அமைப்பை விவரித்து, ஒளிர்/இருண்ட பட்டைகளுக்கான நிபந்தனைகளை (பாதை வேறுபாடு) தருக. (b) பட்டை அகலம் λ, D, a-உடன் எவ்வாறு மாறும் எனக் கூறுக. (c) ஒரு சோதனையில் a=0.4 mm, D=1.2 m, பட்டை அகலம் 1.8 mm. அலைநீளத்தைக் கணக்கிடுக.
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a) ஒரே (ஒத்திசைவு) மூலத்திலிருந்து ஒளி இரு அருகிய பிளவுகளைக் கடந்து திரையில் மேற்பொருந்துகிறது. பாதை வேறுபாடு = nλ → ஒளிர் பட்டை (ஆக்கம்); = (n+½)λ → இருண்ட பட்டை (அழிவு).
(b) y = λD/a → λ-உடனும் D-உடனும் நேர்விகிதம், a-உடன் தலைகீழ்.
(c)
(b) y = λD/a → λ-உடனும் D-உடனும் நேர்விகிதம், a-உடன் தலைகீழ்.
(c)
λ = ya/D = (1.8×10⁻³ × 0.4×10⁻³)/1.2
= 7.2×10⁻⁷/1.2 = 6.0×10⁻⁷ m = 600 nm