ஒளியின் குறுக்கீடு

ஒளியின் குறுக்கீடு#

ஒளியின் குறுக்கீடு என்பது இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட ஒளி அலைகள் ஒன்றுடன் ஒன்று தொடர்பு கொள்ளும்போது ஏற்படும் ஒரு நிகழ்வு. அலைகளுக்கிடையேயான கட்ட வேறுபாட்டைப் பொறுத்து, இது கட்டமைப்பு குறுக்கீடு அல்லது அழிவு குறுக்கீடு என இரண்டு வகையில் முடியும்.

குறுக்கீட்டின் வகைகள்#

குறுக்கீடு என்பது இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட அலைகள் ஒன்றிணைந்து ஒரு புதிய அலை வடிவத்தை உருவாக்கும் ஒரு நிகழ்வு. ஏற்படும் குறுக்கீட்டின் வகை அலைகளின் ஒப்பீட்டு கட்டங்களைப் பொறுத்தது.

• கட்டமைப்பு குறுக்கீடு: ஒரே அதிர்வெண் மற்றும் வீச்சு கொண்ட இரண்டு அலைகள் ஒரே கட்டத்தில் இருக்கும்போது, அவை கட்டமைப்பு குறுக்கீட்டை ஏற்படுத்துகின்றன. இதன் பொருள், அலைகளின் உச்சிகள் ஒன்றிணைந்து, அலைகளின் அகடுகளும் ஒன்றிணைகின்றன. இதன் விளைவாக வரும் அலையானது அசல் அலைகளில் எதையும் விட பெரிய வீச்சைக் கொண்டிருக்கும்.

• அழிவு குறுக்கீடு: ஒரே அதிர்வெண் மற்றும் வீச்சு கொண்ட இரண்டு அலைகள் எதிர்கட்டத்தில் இருக்கும்போது, அவை அழிவு குறுக்கீட்டை ஏற்படுத்துகின்றன. இதன் பொருள், ஒரு அலையின் உச்சிகள் மற்றொரு அலையின் அகடுகளுடன் ஒன்றிணைகின்றன. இதன் விளைவாக வரும் அலையானது அசல் அலைகளில் எதையும் விட சிறிய வீச்சைக் கொண்டிருக்கும்.

• பகுதி குறுக்கீடு: ஒரே அதிர்வெண் ஆனால் வெவ்வேறு வீச்சுகள் கொண்ட இரண்டு அலைகள் ஒரே கட்டத்தில் இருக்கும்போது, அவை பகுதி குறுக்கீட்டை ஏற்படுத்துகின்றன. இதன் பொருள், அலைகளின் உச்சிகள் ஒன்றிணைகின்றன, ஆனால் அலைகளின் அகடுகள் ஒன்றிணைவதில்லை. இதன் விளைவாக வரும் அலையானது அசல் அலைகளின் வீச்சுகளுக்கு இடையே இருக்கும் ஒரு வீச்சைக் கொண்டிருக்கும்.

கட்ட வேறுபாடு#

இரண்டு அலைகளுக்கிடையேயான கட்ட வேறுபாடு என்பது அவற்றின் உச்சிகளின் நிலைகளில் உள்ள வித்தியாசம். கட்ட வேறுபாடு டிகிரிகளில் அளவிடப்படுகிறது, மேலும் இது 0° முதல் 360° வரை இருக்கலாம்.

• 0°: அலைகள் ஒரே கட்டத்தில் உள்ளன.
• 180°: அலைகள் எதிர்கட்டத்தில் உள்ளன.
• 90°: அலைகள் நாற்கர கட்டத்தில் உள்ளன.

தாமஸ் யங்-இன் இரட்டை பிளவு சோதனை#

இரட்டை பிளவு சோதனை என்பது, ஒளியும் பொருளும் பாரம்பரியமாக வரையறுக்கப்பட்ட அலைகள் மற்றும் துகள்கள் ஆகிய இரண்டின் பண்புகளையும் காட்டக்கூடியது என்பதை நிரூபிக்கும் ஒரு ஆய்வு. இது குவாண்டம் இயக்கவியல் நடத்தையின் மிக முக்கியமான, மற்றும் எதிர்பாராத, ஆய்வுகளில் ஒன்றாகும்.

சோதனை

1801 ஆம் ஆண்டில், தாமஸ் யங் ஒளியின் அலை-துகள் இரட்டைத்தன்மையை நிரூபித்த ஒரு சோதனையை மேற்கொண்டார். இந்த சோதனையில், ஒரு ஒளிக்கற்றை இரண்டு நெருக்கமாக வைக்கப்பட்ட பிளவுகள் வழியாக அனுப்பப்பட்டு, அதன் விளைவாக வரும் வடிவம் ஒரு திரையில் கவனிக்கப்பட்டது.

ஒளி ஒரு பாரம்பரிய அலையாக இருந்தால், பிளவுகளிலிருந்து வரும் இரண்டு அலைகள் கட்டமைப்பு குறுக்கீட்டை ஏற்படுத்தும் புள்ளியுடன் தொடர்புடைய, திரையில் ஒரு ஒற்றை பிரகாசமான புள்ளியைக் காண நாம் எதிர்பார்ப்போம். எனினும், யங் கண்டறிந்தது, பிளவுகளிலிருந்து வரும் அலைகள் முறையே கட்டமைப்பு மற்றும் அழிவு குறுக்கீட்டை ஏற்படுத்தும் புள்ளிகளுடன் தொடர்புடைய, பிரகாசமான மற்றும் இருண்ட பட்டைகளின் ஒரு தொடராகும்.

விளக்கம்

இரட்டை பிளவு சோதனையானது, ஒளி துகள்கள் அல்லது ஃபோட்டான்களால் ஆனது என்று கருதுவதன் மூலம் விளக்கப்படலாம். ஒரு ஃபோட்டான் இரண்டு பிளவுகளின் வழியாகச் செல்லும்போது, அது ஒரு பிளவு வழியாகவோ அல்லது இரண்டு பிளவுகள் வழியாகவோ ஒரே நேரத்தில் செல்லலாம். அது இரண்டு பிளவுகள் வழியாகச் சென்றால், அது தன்னுடன் குறுக்கீடு செய்துகொள்ளும், மேலும் இந்த குறுக்கீடு திரையில் பிரகாசமான மற்றும் இருண்ட பட்டைகளை உருவாக்கும்.

இரட்டை பிளவு சோதனை பல முறை, வெவ்வேறு துகள்களுடன் மீண்டும் மீண்டும் செய்யப்பட்டுள்ளது, மேலும் முடிவுகள் எப்போதும் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும். இது அலை-துகள் இரட்டைத்தன்மை என்பது இயற்கையின் அடிப்படைப் பண்பு என்பதைக் காட்டுகிறது.

செயல்பாடுகள்

இரட்டை பிளவு சோதனைக்கு உலகத்தைப் பற்றிய நமது புரிதலுக்கு ஆழமான செயல்பாடுகள் உள்ளன. இது இயற்கையின் நடத்தையை விவரிக்க பாரம்பரிய அலை மற்றும் துகள் கருத்துக்கள் எப்போதும் போதுமானதாக இல்லை என்பதைக் காட்டுகிறது. குவாண்டம் உலகில், துகள்களும் அலைகளைப் போல நடந்துகொள்ளலாம், மற்றும் அலைகளும் துகள்களைப் போல நடந்துகொள்ளலாம்.

இரட்டை பிளவு சோதனை, உலகம் எப்போதும் தோன்றுவது போல் இல்லை என்பதை நினைவூட்டுகிறது. நம் கண்களால் பார்க்கக்கூடியதை விட யதார்த்தத்தில் அதிகம் உள்ளது.

ஃப்ரெஸ்னெல் இருபட்டகம்#

ஃப்ரெஸ்னெல் இருபட்டகம் என்பது குறுக்கீட்டு வடிவங்களை உருவாக்கவும் அலை நிகழ்வுகளைப் படிக்கவும் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு சிறப்பு ஒளியியல் சாதனமாகும். இது இரண்டு நெருக்கமாக வைக்கப்பட்ட பட்டகங்களைக் கொண்டுள்ளது, அவை ஒரு ஒளி அலையை இரண்டு ஒத்திசைவான கற்றைகளாகப் பிரிக்கின்றன. இந்த கற்றைகளுக்கிடையேயான குறுக்கீடு, ஒளியின் அலைத் தன்மை பற்றிய மதிப்புமிக்க நுண்ணறிவுகளை வழங்கும் தனித்துவமான வடிவங்களை உருவாக்குகிறது.

செயல்பாட்டு கொள்கை

ஃப்ரெஸ்னெல் இருபட்டகம் குறுக்கீட்டுக் கொள்கையின் அடிப்படையில் செயல்படுகிறது. ஒரு லேசர் போன்ற ஒத்திசைவான ஒளி மூலம் இருபட்டகத்தின் வழியாகச் செல்லும்போது, பட்டக மேற்பரப்புகளுக்கிடையேயான சிறிய கோணத்தின் காரணமாக அது இரண்டு கற்றைகளாகப் பிரிக்கப்படுகிறது. இந்த இரண்டு கற்றைகளும் பரவி ஒன்றுடன் ஒன்று மேற்பொருந்தி, இருபட்டகத்தின் பின்னால் வைக்கப்பட்ட ஒரு திரையில் ஒரு குறுக்கீட்டு வடிவத்தை உருவாக்குகின்றன.

குறுக்கீட்டு வடிவங்கள்#

ஃப்ரெஸ்னெல் இருபட்டகத்தால் உருவாக்கப்பட்ட குறுக்கீட்டு வடிவமானது மாறி மாறி வரும் பிரகாசமான மற்றும் இருண்ட வரிகளைக் கொண்டுள்ளது. பிரகாசமான வரிகள் இரண்டு கற்றைகளும் ஒரே கட்டத்தில் இருக்கும் பகுதிகளுடன் தொடர்புடையவை, இதன் விளைவாக கட்டமைப்பு குறுக்கீடு ஏற்படுகிறது. மாறாக, இருண்ட வரிகள் கற்றைகள் எதிர்கட்டத்தில் இருக்கும் பகுதிகளைக் குறிக்கின்றன, இது அழிவு குறுக்கீட்டிற்கு வழிவகுக்கிறது.

வரிகளுக்கிடையேயான இடைவெளி பயன்படுத்தப்படும் ஒளியின் அலைநீளம் மற்றும் இருபட்டகத்திற்கும் திரைக்கும் இடையே உள்ள தூரத்தைப் பொறுத்தது. குறுக்கீட்டு வடிவத்தை பகுப்பாய்வு செய்வதன் மூலம், விஞ்ஞானிகள் ஒளியின் அலைநீளத்தை தீர்மானித்து பல்வேறு அலை தொடர்பான நிகழ்வுகளைப் படிக்கலாம்.

மெல்லிய படலத்திலிருந்து குறுக்கீடு#

குறுக்கீடு என்பது இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட அலைகள் ஒன்றுடன் ஒன்று தொடர்பு கொள்ளும்போது ஏற்படும் ஒரு நிகழ்வு. மெல்லிய படலங்களின் விஷயத்தில், ஒளி அலைகள் படலத்தின் மேல் மற்றும் கீழ் மேற்பரப்புகளில் இருந்து பிரதிபலிக்கும்போது குறுக்கீடு ஏற்படுகிறது. இதன் விளைவாக வரும் குறுக்கீட்டு வடிவத்தைப் பயன்படுத்தி படலத்தின் தடிமனை தீர்மானிக்க முடியும்.

மெல்லிய படலங்களிலிருந்து குறுக்கீட்டின் பயன்பாடுகள்#

மெல்லிய படலங்களிலிருந்து குறுக்கீட்டுக்கு பல பயன்பாடுகள் உள்ளன, அவற்றில் சில:

• ஒளியியல் பூச்சுகள்: பிரதிபலிப்பைக் குறைக்கவும் படத் தரத்தை மேம்படுத்தவும் லென்ஸ்கள் மற்றும் கண்ணாடிகள் போன்ற ஒளியியல் கூறுகளில் மெல்லிய படலங்களைப் பூசலாம்.
• எதிர்பிரதிபலிப்பு பூச்சுகள்: கண்ணாடி சாளரங்கள் மற்றும் சூரிய பேனல்கள் போன்ற மேற்பரப்புகளில் இருந்து பிரதிபலிப்பைக் குறைக்கவும் ஒளி பரவலை மேம்படுத்தவும் மெல்லிய படலங்களைப் பயன்படுத்தலாம்.
• முழு உருவவியல்: முழு உருவங்களை உருவாக்க மெல்லிய படலங்களைப் பயன்படுத்தலாம், அவை சிறப்பு கண்ணாடிகள் இல்லாமல் பார்க்கக்கூடிய முப்பரிமாண படங்கள்.
• மெல்லிய படல உணரிகள்: சில இரசாயனங்கள் அல்லது வாயுக்களின் இருப்பைக் கண்டறியக்கூடிய உணரிகளை உருவாக்க மெல்லிய படலங்களைப் பயன்படுத்தலாம்.

நியூட்டனின் வளையங்கள்#

நியூட்டனின் வளையங்கள் என்பது ஒரு தட்டை-குவிந்த லென்ஸ் ஒரு தட்டையான கண்ணாடி மேற்பரப்பில் வைக்கப்படும்போது உருவாகும் தொடர்ச்சியான ஒருமைய பிரகாசமான மற்றும் இருண்ட வளையங்களின் தொடராகும். அவை 1717 ஆம் ஆண்டில் முதன்முதலில் அவற்றை விவரித்த சர் ஐசக் நியூட்டனின் பெயரிடப்பட்டுள்ளன.

நியூட்டனின் வளையங்களின் உருவாக்கம்#

தட்டை-குவிந்த லென்ஸின் இரண்டு மேற்பரப்புகளில் இருந்து பிரதிபலிக்கும் ஒளி அலைகளின் குறுக்கீட்டின் காரணமாக நியூட்டனின் வளையங்கள் உருவாகின்றன. லென்ஸின் மீது ஏகநிற ஒளி படும்போது, அது லென்ஸின் மேல் மேற்பரப்பில் இருந்து பகுதியாக பிரதிபலிக்கப்படுகிறது மற்றும் பகுதியாக லென்ஸ் வழியாக கடத்தப்படுகிறது. கடத்தப்பட்ட ஒளி பின்னர் லென்ஸின் கீழ் மேற்பரப்பில் இருந்து பிரதிபலிக்கப்பட்டு, மேல் மேற்பரப்பில் இருந்து பிரதிபலிக்கும் ஒளியுடன் குறுக்கீடு செய்கிறது.

இரண்டு பிரதிபலித்த அலைகளின் குறுக்கீடு பிரகாசமான மற்றும் இருண்ட வளையங்களின் ஒரு தொடரை உருவாக்குகிறது. பிரகாசமான வளையங்கள் அலைகள் ஒரே கட்டத்தில் இருக்கும் பகுதிகளுடன் தொடர்புடையவை, அதே நேரத்தில் இருண்ட வளையங்கள் அலைகள் எதிர்கட்டத்தில் இருக்கும் பகுதிகளுடன் தொடர்புடையவை.

நியூட்டனின் வளையங்களின் பயன்பாடுகள்#

நியூட்டனின் வளையங்களுக்கு பல பயன்பாடுகள் உள்ளன, அவற்றில் சில:

• ஒளியின் அலைநீளத்தை அளவிடுதல்
• மெல்லிய படலங்களின் தடிமனை அளவிடுதல்
• ஒளியியல் பொருட்களின் பண்புகளைப் படித்தல்
• ஒளியியல் மேற்பரப்புகளின் தரத்தை சோதித்தல்

நியூட்டனின் வளையங்கள் ஒரு அழகான மற்றும் கவர்ச்சிகரமான ஒளியியல் நிகழ்வாகும், இது பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. அவை ஒளியின் சக்திக்கும் சர் ஐசக் நியூட்டனின் புத்திசாலித்தனத்திற்கும் சான்றாக உள்ளன.

ஒளியின் குறுக்கீடு FAQs#

ஒளியின் குறுக்கீடு என்றால் என்ன?

ஒளியின் குறுக்கீடு என்பது இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட ஒளி அலைகள் ஒன்றுடன் ஒன்று தொடர்பு கொள்ளும்போது ஏற்படும் ஒரு நிகழ்வு. அலைகள் ஒரே கட்டத்தில் இருக்கும்போது, அவை ஒன்றையொன்று வலுப்படுத்துகின்றன, இதன் விளைவாக ஒரு பிரகாசமான ஒளி கிடைக்கிறது. அலைகள் எதிர்கட்டத்தில் இருக்கும்போது, அவை ஒன்றையொன்று ரத்து செய்கின்றன, இதன் விளைவாக ஒரு இருண்ட பகுதி கிடைக்கிறது.

ஒளியின் குறுக்கீட்டின் வெவ்வேறு வகைகள் என்ன?

ஒளியின் குறுக்கீட்டின் இரண்டு முக்கிய வகைகள் உள்ளன:

• கட்டமைப்பு குறுக்கீடு: இது அலைகள் ஒரே கட்டத்தில் இருக்கும்போது மற்றும் ஒன்றையொன்று வலுப்படுத்தும்போது ஏற்படுகிறது.
• அழிவு குறுக்கீடு: இது அலைகள் எதிர்கட்டத்தில் இருக்கும்போது மற்றும் ஒன்றையொன்று ரத்து செய்யும்போது ஏற்படுகிறது.

ஒளியின் குறுக்கீட்டின் சில எடுத்துக்காட்டுகள் என்ன?

ஒளியின் குறுக்கீட்டை பல அன்றாட சூழ்நிலைகளில் காணலாம், எடுத்துக்காட்டாக:

• சோப்பு குமிழியின் நிறங்கள்
• முத்தின் மினுமினுப்பு
• ஒரு கிராட்டிங் வழியாக ஒளியின் விளிம்பு விலகல்
• இரட்டை பிளவு சோதனையில் ஒளி அலைகளின் குறுக்கீடு

ஒளியின் குறுக்கீட்டின் பயன்பாடுகள் என்ன?

ஒளியின் குறுக்கீட்டுக்கு பல்வேறு பயன்பாடுகள் உள்ளன, அவற்றில் சில:

• நுண்ணோக்கியல்
• நிறமாலையியல்
• முழு உருவவியல்
• ஒளியியல் தகவல்தொடர்புகள்
• லேசர் தொழில்நுட்பம்

முடிவுரை

ஒளியின் குறுக்கீடு என்பது அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத்தில் பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளைக் கொண்ட ஒரு அடிப்படை நிகழ்வாகும். குறுக்கீட்டின் கொள்கைகளைப் புரிந்துகொள்வதன் மூலம், நம் வாழ்க்கையை மேம்படுத்த ஒளியைப் பயன்படுத்த புதிய மற்றும் புதுமையான வழிகளை நாம் உருவாக்க முடியும்.