ஒளியியல்

ஒளியியல் ஒளி, ஒளியின் தன்மைகள், பண்புகள், கொள்கைகள், ஒளியானது பொருட்களை தாக்கும் விதம், ஒளியை ஆராயப் பயன்படும் கருவிகள் போன்ற விடயங்களை ஆராயும் இயல்.^[1] இது இயற்பியலின் ஒரு பிரிவாகும். பொதுவாக ஒளியியலில் கட்புலனாகும் ஒளி, புற ஊதா ஒளி மற்றும் அகச்சிவப்பொளி ஆகியவற்றை விளக்கும். ஒளி மின்காந்த அலைகளால் ஆக்கப்பெற்றெதென்பதால் x-கதிர்கள், நுண்ணலைகள் ஆகியவற்றின் பண்புகளைக் கொண்டிருக்கும். ஒளி பற்றிய புதிய விளக்கங்கள் கொடுக்கப்பட்டாலும் பழைய விளக்க முறைகளே பயன்படுத்த இலகுவானதாக உள்ளது. ஒளி பற்றிய அலைக் கொள்கையும் துணிக்கைக் கொளகையும் உள்ளன. துணிக்கை வடிவை எடுத்து நோக்கும் போது ஒளியானது ஆங்கிலத்தில் 'photon' எனப்படும் ஒளியணுக்களால் ஆனவை.^[1]

.

Table of Opticks, 1728 Cyclopaedia

ஒளியியல் பல்வேறு துறைகளிலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றது. வானியல், பொறியியல், ஒளிப்படமெடுத்தல், மருத்துவவியல் ஆகிய துறைகளில் ஒளி பற்றிய அறிவு அவசியமானது. அன்றாடம் பயன்படுத்தப்படும் கருவிகளான தொலைக்காட்டி, முகக்கண்ணாடி, மூக்குக் கண்ணாடி, நுணுக்குக்காட்டி, ஒளியியல் நார் ஆகியவை ஒளியியலின் விருத்தியின் விளைவுகளேயாகும்.

ஒளியின் தன்மை

பார்வை என்ற புலன் உணர்ச்சி கண்ணின் வழியாக உண்டாகக் காரணி ஒளி ஆகும். ஒரு பொருளிலிருந்து புறப்பட்டு வரும் ஒளி, நமது கண்ணிலே படும்போது அப்பொருள் நமது கண்ணுக்குப் புலனாகிறது என்று சொல்லுகிறோம். சில பொருள்கள் தாமே வெளியிடும் ஒளியினால் புலப்படுகின்றன. இவை தாமே ஒளிரும் பொருள்கள் (Self-luminous bodies) என்றழைக்கப்படுகின்றன.^[2] எடுத்துக்காட்டாக, விளக்குச்சுடர், சூரியன், பழுக்கக் காய்ச்சிய இரும்பு முதலியன இந்த வகை எனலாம். பெரும்பாலான மற்றப் பொருள்கள் தாமாக வெளியிடும் ஒளியில்லாதன ஆகும். எனவே, இவை வேறு பொருள்களிலிருந்து தம்மீது விழும் ஒளியைச் சிதறச் செய்து, அவ்வாறு சிதறின ஒளி, நமது கண்ணிலே படுவதால் நமக்குத் தெரிகின்ற. இவை ஒளிராப் பொருள்கள் (Non-luminous bodies) என்றழைக்கப்படுகின்றன. இத்தகைய ஒளிராப் பொருட்களே உலகில் அதிகம் இருக்கின்றன. அவை ஒளித் தெறிப்பு விளைவால், நம் கண்ணுக்குத் தெரிகின்றன.

ஒளியியல் வரலாறு

அறிவியல் அறிவு வளர்ச்சியடையாத காலத்தில், நம் கண்களிலிருந்து ஒளி வெளிப்பட்டுப் பொருளை யடைவதாகவும், அதனால் இப்பொருள் நமக்குப் புலனாவதாகவும் எண்ணினர். பின்னர், அறிவியலாளர், ஒளியைப்பற்றி ஆராய்ந்தனர், 15-16ஆம் நூற்றாண்டில் வில்லை (ஒளியியல்), நூண்ணோக்கி, தொலைநோக்கி முதலியவற்றை அறிவியலாளர்கள் கண்டுபிடித்தனர். இக்கருவிகளைப் பயன்படுத்தி, வெகுதூரத்திலுள்ள பொருள்களையும், அண்மையிலுள்ள நுண்ணியப் பொருள்களையும் தெளிவாகக் கண்டு ஆராய்ந்தனர்.

1666 ஆம் ஆண்டு ஐசக் நியூட்டன், பட்டகத்தின் மூலம் செலுத்தப்பட்ட வெண்ணிற ஒளிச் சிதறி, வானவில்லில் காணப்படும் ஏழு நிறங்களை உடைய நிறமாலையை உருவாக்கலைக் கண்டறிந்தார். சாதாரணமாக நாம் வெண்ணிற ஒளியெனக் கருதும் ஒளியானது, உண்மையில் ஏழு நிறங்களாலானதென நியூட்டன், தம் பரிசோதனை மூலம் தெளிவாக்கினார். ஒளியானது மிக நுண்ணிய துகள்களாலானது என்றும் கூறினார். ஒளி நேர்க்கோட்டில் செல்லுகிறது என்ற அடிப்படையைக்கொண்டு, அவர் தாம் கண்ட ஒளித்துகள் கொள்கையை (Corpuscular theory of light) வெளியிட்டார். பின்னர், ஒளி அலைக் கொள்கையை, இடச்சு இயற்பியல் அறிஞரான கிறிஸ்தியன் ஹைகன்ஸ் (Christian Huyghens) ஆராய்ந்து வெளியிட்டார்.

1675 ஆம் ஆண்டு ஓலசு ரோமர் (Olaus Roemer) என்ற டேனிய அறிவியலாளர், ஒளியின் வேகத்தை அளக்க முயற்சி செய்தார். ஒளியின் வேகம் நொடிக்கு, சுமார் 1,92,000 மைல்களென கண்டுபிடித்தார். சிக்காகோ பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த பேராசிரியர் ஆல்பர்ட் ஏ, மைக்கல்சன் (Albert A. Michelson) பல ஆராய்ச்சிகளின் பயனாக ஒளியின் வேகம், நொடிக்கு 1,86,284 மைல்களெனக் கண்டுபிடித்தார். ஒளி அலையானது, ஒரு நொடியில் செல்லும் தூரமே, ஒளியின் வேகம் என்றழைக்கப்படுகிறது. இந்த வேகத்தில் பயணிக்கும் போது, சில பொருட்களின் வழியே உட்புகுந்து ஒளிப் பயணிக்கும். அத்தகையப் பொருட்களை, நாம் ஒளிபுகும் பொருள்கள் என்பர். எடுத்துக்காட்டாக கண்ணாடி, நீர், காற்று போன்றவற்றைக் கூறலாம். பெரும்பாலான மற்றப் பொருள்கள் ஒளியைத் தன்னூடே செல்ல தடுத்து விடும். இவை ஒளிபுகாப்பொருள்கள் (Opaque) எனப்படும். சில பொருள்கள் தம்மீது படும் ஒளியின் ஒரு பகுதியைத் தடுத்துவிட்டு, மற்றொரு பகுதியை மட்டும் தன்னூடே செல்லவிடும். இவை ஒளி கசியும் பொருள்கள் என அழைக்கப் படுகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, மூடுபனி, வெள்ளைக் காகிதம், சொரசொரப்பாகத் தேய்த்த கண்ணாடி போன்றவைகளைக் கூறலாம்.

1861 ஆம் ஆண்டு, ஆங்கில அறிவியலாளர் ஜேம்ஸ் கிளார்க் மாக்ஸ்வெல் என்பார் ஒளியின் மின்காந்த அலைக் கொள்கையைக் கண்டறிந்தார். இதன்படி ஒளி அலைகள், ஒலி அலைகளைப் போலன்றி, மின்காந்த இயல்புடையன என்ற அறிவியல் தன்மையை அனைவரும் ஏற்றுக் கொண்டனர்.

1900 ஆம் ஆண்டு, மாக்ஸ் பிளாங்க் என்பார் குவான்டம் கொள்கையை வெளியிட்டார். இவர் ஒளியானது துகள் பண்புடையது என்றும், ஆனால் அது அலைகளாகவே செல்லுகின்றது என்றும் கூறினார். ஆகவே இந்தக் கொள்கை நியூட்டன் கொள்கையையும், ஏகன்சு கொள்கையையும் இணைப்பதாக அறியப்படுகிறது. புதிதாகக் கண்டறியப்படும் அறிவியல் உண்மைகள் அனைத்தையும் ஏற்கத்தக்கவாறு, ஒரே கொள்கையை வகுக்கச் சோதனைகள், தொடர்ந்து நடந்து வருகின்றன.

பாரம்பரிய ஒளியியல்

கதிர் ஒளியியல்

இக்கற்கையில் ஒளியானது நேர்பாதையில் செல்லும் கதிரென விளக்கப்படுகின்றது. இக்கதிர்களின் பாதை பல்வேறு ஒளி ஊடுபுக விடும் ஊடகங்களிடையிலான ஒளித் தெறிப்பும், ஒளி முறிவும் ஆகியவற்றால் மாற்றப்படும்.

ஒளித்தெறிப்பு

ஒளி ஒரு ஊடகத்திலிருந்து ஒளி உட்புக விடாத பொருளொன்றில் பட்டு வேறு திசையில் (அதே ஊடகத்தில்) தன் பாதையை மாற்றிச் செல்லுதல் ஒள்த்தெறிப்பு எனப்படும்.^[3]

இவற்றையும் பார்க்கவும்

• ஒளித் தெறிப்பு
• ஒளி முறிவு
• சீரொளி
• ஒளி