பொது அறிவியல் • ஒளியியல் (Optics)
ஒளியியல் – TNPSC முழுமையான குறிப்புகள்
ஒளியின் இயல்பு, பரவல், பிரதிபலிப்பு, ஒளிவிலகல், நிறப்பிரிகை, குறுக்கீடு, விளிம்பு விளைவு, துருவமாதல் மற்றும் ஒளிக்கருவிகள் ஆகியவற்றை தேர்வுக்கேற்ற வகையில் ஒரே பக்கத்தில் சுருக்கமாகக் காணலாம்.
விரைவு திருப்பம்
அட்டவணைகள் + சூத்திரங்கள்
MCQ & விளக்கவினா
1. ஒளி (Light)
அடிப்படை
வரையறை: ஒளி என்பது ஒரு வகை மின்காந்த அலை (Electromagnetic Wave).
முக்கிய பண்புகள்
- வெற்றிடத்தில் பயணிக்க ஊடகம் தேவையில்லை.
- நேர்க்கோட்டில் பயணிக்கும்.
- வேகம் மிகவும் அதிகம்.
- அலை மற்றும் துகள் ஆகிய இரு இயல்புகளையும் கொண்டுள்ளது.
வெற்றிடத்தில் ஒளியின் வேகம்: 3 × 10⁸ m/s (300000 km/s)
காணக்கூடிய ஒளியின் அலைநீள வரம்பு: 400 nm – 700 nm
| நிறம் | அலைநீளம் |
|---|---|
| ஊதா | 400 nm |
| நீலம் | 450 nm |
| பச்சை | 500–570 nm |
| மஞ்சள் | 570–590 nm |
| ஆரஞ்சு | 590–620 nm |
| சிவப்பு | 620–700 nm |
2. ஒளியின் நேர்க்கோட்டுப் பயணம்
- ஒளி ஒரே மாதிரியான ஊடகத்தில் நேராக பயணிக்கும்.
பயன்பாடுகள்
- நிழல் உருவாதல்
- சூரிய கிரகணம்
- சந்திர கிரகணம்
- பின்ஹோல் கேமரா
3. பிரதிபலிப்பு (Reflection)
வரையறை: ஒளி ஒரு மேற்பரப்பில் மோதியபின் அதே ஊடகத்திற்கு திரும்புவது.
பிரதிபலிப்பு விதிகள்
- முதல் விதி: படுகதிர், பிரதிபலித்த கதிர் மற்றும் செங்குத்துக் கோடு ஒரே தளத்தில் இருக்கும்.
- இரண்டாம் விதி: படுகோணம் = பிரதிபலிப்பு கோணம் (i = r)
பிரதிபலிப்பு வகைகள்
1) ஒழுங்கான பிரதிபலிப்பு
மென்மையான மேற்பரப்பு • தெளிவான பிம்பம்
2) ஒழுங்கற்ற பிரதிபலிப்பு
கரடுமுரடான மேற்பரப்பு • தெளிவற்ற பிம்பம்
4. கண்ணாடிகள் (Mirrors)
சமதளக் கண்ணாடி
பண்புகள்: பிம்பம் மாயை • நேராக இருக்கும் • பொருளின் அளவே இருக்கும் • இடது-வலது மாற்றம் (Lateral inversion)
குழிவுக் கண்ணாடி (Concave)
பண்புகள்/பயன்பாடுகள்: வாகன ஹெட்லைட் • சவரக்கண்ணாடி • சூரிய அடுப்பு • தொலைநோக்கி
குவிவுக் கண்ணாடி (Convex)
பயன்பாடுகள்: வாகன பின்புற கண்ணாடி • பாதுகாப்பு கண்காணிப்பு
5. கண்ணாடியின் மையப்புள்ளிகள்
P (Pole)
துருவம்
C (Centre of Curvature)
வளைவு மையம்
R (Radius of Curvature)
வளைவு ஆரம்
F (Focus)
குவியத் தூரம்
முக்கிய உறவு: R = 2F
6. ஒளிவிலகல் (Refraction)
வரையறை: ஒளி ஒரு ஊடகத்திலிருந்து மற்றொரு ஊடகத்திற்கு செல்லும்போது திசை மாறுவது.
காரணம்
- ஒளியின் வேகம் மாறுவதால்.
Snell's Law: n₁ sin i = n₂ sin r
ஒளிவிலகல் எண்: வெற்றிடத்தில் ஒளியின் வேகம் / ஊடகத்தில் ஒளியின் வேகம்
| ஊடகம் | n |
|---|---|
| காற்று | 1.0003 |
| நீர் | 1.33 |
| கண்ணாடி | 1.5 |
| வைரம் | 2.42 |
7. முழு அகப்பிரதிபலிப்பு (Total Internal Reflection)
நிகழும் நிபந்தனைகள்
- அடர்த்தியான ஊடகத்திலிருந்து மெல்லிய ஊடகத்திற்கு செல்ல வேண்டும்.
- படுகோணம் முக்கியக் கோணத்தை விட அதிகமாக இருக்க வேண்டும்.
பயன்பாடுகள்
- Optical Fibre
- Endoscope
- தொலைத்தொடர்பு
- மருத்துவ கருவிகள்
8. லென்ஸ்கள் (Lens)
வகைகள்
குவி லென்ஸ் (Convex)
ஒளியை ஒன்றிணைக்கும்
குழி லென்ஸ் (Concave)
ஒளியைப் பரப்பும்
லென்ஸ் சூத்திரம்
1/f = 1/v − 1/u
சக்தி (Power)
P = 1/f
அலகு: Dioptre
9. மனிதக் கண்
பகுதிகள்
- Cornea
- Iris
- Pupil
- Retina
- Lens
- Optic nerve
பார்வை நிலைத்திருக்கும் காலம்: 1/16 வினாடி
தெளிவான பார்வை தூரம்: 25 cm
10. கண் குறைபாடுகள்
Myopia
தொலை பொருள் தெரியாது • திருத்தம்: Concave Lens
Hypermetropia
அருகில் தெரியாது • திருத்தம்: Convex Lens
Presbyopia
வயது காரணமாக • திருத்தம்: Bifocal Lens
Astigmatism
Cylinder Lens
11. ஒளி சிதறல் (Scattering)
ரேலே விதி
குறைந்த அலைநீளம் அதிகம் சிதறும்.
பயன்பாடுகள்
- வானம் நீலமாக
- நீல ஒளி அதிகம் சிதறும்.
- சூரிய உதயம்: சிவப்பு நிறம் அதிகம் தெரியும்.
12. நிறப்பிரிகை (Dispersion)
வரையறை: வெள்ளை ஒளி பல நிறங்களாக பிரிதல்.
காரணம்
- ஒவ்வொரு நிறத்திற்கும் ஒளிவிலகல் வேறுபடும்.
VIBGYOR: Violet, Indigo, Blue, Green, Yellow, Orange, Red
13. வானவில்
காரணம்: ஒளிவிலகல் + பிரதிபலிப்பு + நிறப்பிரிகை
14. குறுக்கீடு (Interference)
- இரண்டு ஒளி அலைகள் சேர்ந்து பிரகாசமான பட்டை மற்றும் இருண்ட பட்டை உருவாக்கும்.
15. விளிம்பு விளைவு (Diffraction)
- ஒளி தடையைச் சுற்றி வளைந்து செல்லுதல்.
16. துருவமாதல் (Polarization)
- ஒளி அலைகள் ஒரே தளத்தில் அதிர்வது.
பயன்பாடுகள்
- Polarized Glass
- 3D Cinema
- Camera Filter
17. ஒளிக்கருவிகள்
நுண்ணோக்கி (Microscope)
மிகச் சிறிய பொருட்களை பெரிதாக காட்டும்.
தொலைநோக்கி (Telescope)
தொலை பொருட்களை பார்க்க.
பெரிஸ்கோப் (Periscope)
நீர்மூழ்கிக் கப்பல்.
கேமரா (Camera)
Convex Lens
புரொஜெக்டர் (Projector)
Convex Lens • Optical Fibre
குறிப்பு: Optical Fibre முழு அகப்பிரதிபலிப்பு அடிப்படையில் செயல்படுகிறது.
18. லேசர் (LASER)
விளக்கம்: LASER = Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
பண்புகள்
- ஒரே நிற ஒளி
- ஒரே கட்ட அலை
- அதிக தீவிரம்
- குறைந்த பரவல்
பயன்பாடுகள்
- மருத்துவம் • அறுவை சிகிச்சை
- CD/DVD
- Barcode Scanner
- தொழிற்சாலை வெட்டுதல்
- தொலைத்தொடர்பு
19. Holography
- முப்பரிமாண படம் உருவாக்கும் முறை.
20. Optical Fibre
நன்மைகள்
- வேகமான தகவல் பரிமாற்றம்
- குறைந்த இழப்பு
- மின்காந்த குறுக்கீடு இல்லை
பயன்பாடுகள்
- Internet
- Cable TV
- மருத்துவம்
- பாதுகாப்பு
21. TNPSC-க்கு மிகவும் முக்கியமான சூத்திரங்கள்
| சூத்திரம் | மதிப்பு/விதி |
|---|---|
| ஒளியின் வேகம் | 3 × 10⁸ m/s |
| R = | 2F |
| Mirror Formula | 1/f = 1/v + 1/u |
| Lens Formula | 1/f = 1/v − 1/u |
| Power | P = 1/f |
| Snell Law | n₁ sin i = n₂ sin r |
| Persistence of Vision | 1/16 sec |
| Near Point | 25 cm |
22. TNPSC முக்கிய ஒருவரி குறிப்புகள்
- ஒளி மின்காந்த அலை.
- ஒளி வெற்றிடத்தில் பயணிக்கும்.
- ஒளியின் வேகம் 3×10⁸ m/s.
- பிரதிபலிப்பு விதியில் i = r.
- R = 2F.
- சமதளக் கண்ணாடி மாயைப் பிம்பம் தரும்.
- குழிவுக் கண்ணாடி உண்மைப் பிம்பமும் மாயைப் பிம்பமும் தரும்.
- குவிவுக் கண்ணாடி எப்போதும் மாயைப் பிம்பம் தரும்.
- Convex Lens ஒளியை ஒன்றிணைக்கும்.
- Concave Lens ஒளியைப் பரப்பும்.
- Myopia – Concave Lens.
- Hypermetropia – Convex Lens.
- Presbyopia – Bifocal Lens.
- Astigmatism – Cylinder Lens.
- Optical Fibre – முழு அகப்பிரதிபலிப்பு.
- வானம் நீலமாகத் தோன்றுவதற்கு Rayleigh Scattering காரணம்.
- வானவில் உருவாக நிறப்பிரிகை, ஒளிவிலகல் மற்றும் அகப்பிரதிபலிப்பு ஆகியவை காரணம்.
- லேசர் ஒளி ஒரே நிறமும் அதிக தீவிரமும் கொண்டது.
- மனிதக் கணின் பார்வை நிலைத்திருக்கும் காலம் 1/16 வினாடி.
- தெளிவான குறைந்தபட்ச பார்வைத் தூரம் 25 செ.மீ.
23. TNPSC தேர்வில் அடிக்கடி கேட்கப்படும் வினாக்கள்
பகுதி – A (ஒரு மதிப்பெண்)
- ஒளியின் வேகம் எவ்வளவு?
- பிரதிபலிப்பின் இரண்டாவது விதி என்ன?
- R மற்றும் F இடையேயான தொடர்பு என்ன?
- Optical Fibre எந்தக் கொள்கையில் செயல்படுகிறது?
- மனிதக் கணின் அருகாமைப் புள்ளி எவ்வளவு?
- Myopia-க்கு எந்த லென்ஸ் பயன்படுத்தப்படுகிறது?
- Hypermetropia-க்கு எந்த லென்ஸ் பயன்படுத்தப்படுகிறது?
- வானம் ஏன் நீலமாகத் தோன்றுகிறது?
- வானவில் உருவாக காரணமான நிகழ்வுகள் யாவை?
- ஒளிவிலகல் எண் என்றால் என்ன?
- Snell விதி என்ன கூறுகிறது?
- குவி லென்ஸின் இயல்பு என்ன?
- குழி லென்ஸின் இயல்பு என்ன?
- லேசரின் விரிவாக்கம் என்ன?
- ஒளி எந்த வகை அலை?
- சமதளக் கண்ணாடியில் உருவாகும் பிம்பத்தின் தன்மைகள் என்ன?
- மனிதக் கணில் ஒளியை உணரும் பகுதி எது?
- நிறப்பிரிகை என்றால் என்ன?
- ஒளியின் காணக்கூடிய அலைநீள வரம்பு என்ன?
- Rayleigh சிதறல் விதி எதை விளக்குகிறது?
பகுதி – B (விளக்கவினா)
- பிரதிபலிப்பு விதிகளை விளக்குக.
- ஒளிவிலகல் என்றால் என்ன? Snell விதியை எழுதுக.
- குழிவுக் கண்ணாடி மற்றும் குவிவுக் கண்ணாடியை ஒப்பிடுக.
- Convex Lens மற்றும் Concave Lens வேறுபாடுகளை எழுதுக.
- மனிதக் கணின் அமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டை விளக்குக.
- கண் குறைபாடுகள் மற்றும் அவற்றின் திருத்த முறைகளை விவரிக்குக.
- முழு அகப்பிரதிபலிப்பை எடுத்துக்காட்டுடன் விளக்குக.
- Optical Fibre செயல்பாட்டை விளக்குக.
- நிறப்பிரிகை மற்றும் வானவில் உருவாக்கத்தை விளக்குக.
- லேசர் ஒளியின் பண்புகள் மற்றும் பயன்பாடுகளை எழுதுக.
24. TNPSC தேர்வுக்கான நினைவுக் குறிப்புகள் (Memory Tips)
VIBGYOR
→ வானவில் நிறங்கள்.
Myopia
→ Minus → Concave Lens (தொலைப் பார்வைக் குறைபாடு).
Hypermetropia
→ Plus → Convex Lens (அருகாமைப் பார்வைக் குறைபாடு).
R = 2F
→ வளைவு ஆரம் = 2 × குவியத் தூரம்.
Optical Fibre
→ Total Internal Reflection (முழு அகப்பிரதிபலிப்பு).
Rayleigh Scattering
→ Blue Sky (வானம் நீலமாகத் தோன்றும் காரணம்).
Speed of Light
→ 3 × 10⁸ m/s → அடிக்கடி கேட்கப்படும் நிரந்தர மதிப்பு.