ஒளி ஒரு பளபளப்பான மேற்பரப்பில் (கண்ணாடி, பளிங்கு) தாக்கி, அதே ஊடகத்திற்குள் திரும்புவதே எதிரொளிப்பு. இதற்கு இரண்டு அடிப்படை விதிகள் உண்டு. முதல் விதி: வீழும் கதிர் (incident ray), செங்குத்து (normal), எதிரொளிக்கும் கதிர் (reflected ray) — மூன்றும் ஒரே தளத்தில் அமையும். இரண்டாம் விதி: வீழ்கோணம் (i) எப்போதும் எதிரொளிப்புக் கோணத்திற்கு (r) சமமாக இருக்கும் — i = r.
நம் வீட்டுக் கண்ணாடி இதற்கு உதாரணம். பொருளுக்கும் கண்ணாடிக்கும் உள்ள தூரம், படிமத்திற்கும் கண்ணாடிக்கும் உள்ள தூரத்திற்குச் சமமாக இருக்கும். படிமம் மாயையானது (virtual) — கண்ணாடிக்குப் பின்னால் தோன்றும் — மற்றும் பொருளின் அதே அளவில் இருக்கும். மிக முக்கியமான ஒரு பண்பு பக்க மறிப்பு (lateral inversion) — இடதுபுறமும் வலதுபுறமும் மாறிவிடும். அதனாலேயே ஆம்புலன்ஸின் முன்பக்கத்தில் "AMBULANCE" என்பது தலைகீழாக (மறித்து) எழுதப்பட்டிருக்கும் — முன்னால் செல்லும் வாகன ஓட்டுநர் தன் rear-view கண்ணாடியில் அதைச் சரியாகப் படிக்க முடியும்.
இரு வகை: குழி கண்ணாடி (concave) மற்றும் குவி கண்ணாடி (convex).
| குழி கண்ணாடி (Concave) | குவி கண்ணாடி (Convex) | |
|---|---|---|
| ஒளிக்கு செய்வது | ஒன்று சேர்க்கும் (converging) | விரட்டும் (diverging) |
| குவிமையம் F | கண்ணாடிக்கு முன் | கண்ணாடிக்குப் பின் |
| படிமம் | பெரும்பாலும் உண்மை, தலைகீழ் | எப்போதும் நேர்மை, மாயை, சிறியது |
| பயன்பாடு | காரின் headlight, shaving mirror, தொலைநோக்கி கண்ணாடி | வாகனத்தின் side mirror, security mirror |
குழி கண்ணாடியில் இணைச் செல்லும் கதிர்கள் ஒரு புள்ளியில் (குவிமையம் F) ஒன்றுசேரும் — எனவே headlight, shaving mirror போன்றவற்றில் பயன்படுகிறது. குவி கண்ணாடி எப்போதும் நேர்மையான, சிறிய, மாயையான படிமத்தைத் தரும் — பரந்த பார்வைத் தளத்தைத் தருவதால் வாகனத்தின் side mirror-ஆக உதவுகிறது.
ஒளி ஒரு ஊடகத்தை விட்டு வேறு ஊடகத்திற்கு (காற்று → கண்ணாடி, கண்ணாடி → நீர்) செல்லும்போது அதன் வேகம் மாறுகின்றது; வேகம் மாறுவதால் பாதை வளைந்துவிடும் — இதுவே ஒளி முறிவு. தண்ணீர் நிறைந்த கண்ணாடிக் குவளையில் ஒரு பென்சிலை பாதி மூழ்கியிருக்கும்படி வைத்தால் அது வளைந்தது போல் தோன்றுவது இதனாலேயே.
வீழும் கதிர், முறிந்த கதிர், செங்குத்து — மூன்றும் ஒரே தளத்தில் அமையும்.
ஒளி முறிவு எண் (refractive index) n = c/v — வெற்றிடத்தில் ஒளியின் வேகம் ÷ அந்த ஊடகத்தில் ஒளியின் வேகம். n எப்போதும் 1-க்கு மேலோ சமமோ ஆக இருக்கும்.
| ஊடகம் | ஒளி முறிவு எண் (n) |
|---|---|
| வெற்றிடம் / காற்று | 1.00 |
| நீர் | 1.33 |
| கண்ணாடி | ~1.5 |
| வைரம் | 2.42 |
ஒளி காற்றிலிருந்து அடர்த்தியான ஊடகத்திற்குள் (nஅதிகம்) செல்லும்போது கதிர் செங்குத்தை நோக்கி வளையும்; அடர்த்தியான ஊடகத்திலிருந்து குறைந்த அடர்த்தி கொண்ட ஊடகத்திற்குச் செல்லும்போது கதிர் செங்குத்திலிருந்து விலகி வளையும்.
அடர்த்தி கூடிய ஊடகத்திலிருந்து (கண்ணாடி) குறைந்த அடர்த்தி கொண்ட ஊடகத்திற்கு (காற்று) ஒளி செல்லும்போது, வீழ்கோணம் ஒரு நெருக்க கோணத்தை (critical angle θc) தாண்டினால் — ஒளி முறியாமல் முழுவதுமாக எதிரொளிக்கும். இதுவே TIR. கண்ணாடியில் θc ≈ 42°; வைரத்தில் θc ≈ 24° — வைரம் மிகக் குறைந்த நெருக்க கோணம் கொண்டதால், அதனுள் நுழையும் ஒளி பலமுறை உள்ளே எதிரொளித்து ஒரே ஒரு முகத்தின் வழியாக வெளியேறுவதால் வைரம் திரிதிரிப்பாக ஒளிர்கிறது.
| குவி வில்லை (Convex) | குழி வில்லை (Concave) | |
|---|---|---|
| தோற்றம் | நடுவில் தடித்தது | நடுவில் மெல்லியது |
| ஒளிக்குச் செய்வது | ஒன்று சேர்க்கும் (converging) | விரட்டும் (diverging) |
| குவிமையம் F | வில்லையின் மறுபக்கம், உண்மையானது | வில்லையின் அதே பக்கம், மாயையானது |
| பயன்பாடு | பெருக்கும் கண்ணாடி, ஒளிப்படக் கருவி, கண் வில்லை, projector | குறுகிய பார்வைக் கண்ணாடி (myopia), binocular eyepiece |
குவி வில்லையில் இணைச் செல்லும் கதிர்கள் குவிமையம் F-ல் ஒன்றுசேரும்; அதனால் பெருக்கும் கண்ணாடி, ஒளிப்படக் கருவி வில்லை, கண்ணின் இயற்கை வில்லை, projector போன்றவற்றில் பயன்படுகிறது. குழி வில்லை கதிர்களை விரட்டும், மாயையான குவிமையத்தை உருவாக்கும் — குறுகிய பார்வைக் கண்ணாடிகளிலும் பைனாகுலரின் கண் வில்லையிலும் காணப்படுகிறது.
இதில் u = வில்லையிலிருந்து பொருளின் தூரம், v = வில்லையிலிருந்து படிமத்தின் தூரம், f = குவிமைய தூரம், m = மேலாக்கல் (எதிர்க்குறி எனில் தலைகீழ் படிமம்; |m| > 1 எனில் பெரிதாக்கம்).
மனிதக் கண் இயற்கையின் கச்சிதமான காமிரா. கார்னியா (cornea) மற்றும் கண் வில்லை (lens) சேர்ந்த குவி அமைப்பு, ஒளியை விழித்திரையில் (retina) தலைகீழான, உண்மையான படிமமாக குவிக்கும்; மூளையே அதை நிமிர்ந்ததாக விளக்கிக்கொள்கிறது.
கார்னியா (கண் சுவர்): ஒளி முறிவில் 70% இங்கேயே நடக்கிறது. கருவிழி (iris): கருவிழித் துவாரத்தை (pupil) சரிசெய்து உள்ளே நுழையும் ஒளியின் அளவைக் கட்டுப்படுத்தும். கண் வில்லை (lens): ciliary தசையின் மூலம் தன் குவிமைய தூரத்தை மாற்றி (accommodation) அருகிலும் தொலைவிலும் உள்ள பொருள்களில் கவனம் செலுத்த முடியும். விழித்திரை (retina): ஒளியை உணரும் rod (இருள்-வெளிச்சம்) மற்றும் cone (நிறம்) செல்கள். ஒளி நரம்பு (optic nerve): சமிக்ஞையை மூளைக்கு அனுப்பும்.
| குறைபாடு | காரணம் | திருத்தும் வில்லை |
|---|---|---|
| குறுகிய பார்வை (Myopia) | படிமம் விழித்திரைக்கு முன் உருவாகும் | குழி வில்லை (−) |
| தூரப் பார்வை (Hyperopia) | படிமம் விழித்திரைக்குப் பின் உருவாகும் | குவி வில்லை (+) |
| முதிர்வுப் பார்வை (Presbyopia) | வயதானதும் கண் வில்லை இறுகி accommodation குறையும் | இரு குவிமைய (bifocal) வில்லை |
| Astigmatism | கார்னியாவின் வளைவு சீரற்றது | சிலிண்டர் வடிவ வில்லை |
ஒளிப்படக் கருவி (Camera): குவி வில்லை ஒளியை film/sensor-ல் குவிக்கும். கருவிழி (aperture) கண்ணின் pupil போலவும், focus adjustment கண்ணின் accommodation போலவும் செயல்படும். பெருக்கும் கண்ணாடி (Magnifying glass): ஒரே ஒரு குவி வில்லை, பொருள் குவிமைய தூரத்திற்குள் வைக்கப்படும். Compound microscope: objective + eyepiece வில்லைகள் இணைந்து மிக அதிக பெருக்கத்தைத் தரும். தொலைநோக்கி (Telescope): பெரிய objective வில்லை + சிறிய eyepiece — தொலைவில் உள்ளவற்றைப் பார்க்க. Periscope: 45° கோணத்தில் இரு தட்டையான கண்ணாடிகள் — நீர்மூழ்கிக் கப்பலில் பயன்படும். Projector: குவி வில்லை slide-ன் பெரிதாக்கப்பட்ட படிமத்தைத் திரையில் காட்டும்.