காணக்கூடிய ஒளியின் அலைநீளம் மற்றும் அதன் கணக்கீடு

விஞ்ஞானி ‘சர் ஐசக் நியூட்டன்’ ஒரு கணிதவியலாளர், இறையியலாளர், எழுத்தாளர், இயற்பியலாளர் மற்றும் வானியலாளர். எல்லா காலத்திலும் மிக முக்கியமான விஞ்ஞானிகளில் ஒருவராக அவர் பரவலாக அங்கீகரிக்கப்படுகிறார். அறிவியலின் புரட்சியில் அவர் முக்கிய நபராக உள்ளார். சூரியனில் இருந்து தெரியும் ஒளியை ஒரு ப்ரிஸம் வழியாக பரப்பி, ஒரு ஒளி கற்றை உருவாக்கும் முதல் நபர் இவர்தான். இந்த கற்றை VIBGYOR (வயலட், இண்டிகோ, நீலம், பச்சை, மஞ்சள், ஆரஞ்சு மற்றும் சிவப்பு போன்ற பல வண்ணங்களாக பிரிக்கப்படலாம். 'ரோஜர்பேக்கன் ஒரு ஆங்கில தத்துவஞானி, அந்த ஸ்பெக்ட்ரம் ஒரு கிளாஸ் தண்ணீரில் காட்சிப்படுத்தியதைக் குறிக்கும் முதல் நபர். மின்காந்த கதிர்வீச்சு போது ஒரு குறிப்பிட்ட பிரிவுக்குள் நிகழ்கிறது மின்காந்த நிறமாலை ஒளி என அழைக்கப்படுகிறது. பொதுவாக, ஒளி என்ற சொல் புலப்படும் ஒளியைக் குறிக்கிறது, அது மனித கண்ணுக்குத் தெரியும். சோதனை ரீதியாக, ஒளி வேகம் வெற்றிடத்தில் 299,792, 458 மீ / நொடி அல்லது 3X108 மீ / நொடி எனக் காணப்படுகிறது. இந்த கட்டுரை புலப்படும் ஒளியின் அலைநீளம் மற்றும் அதன் செயல்பாடுகள் பற்றிய ஒரு கண்ணோட்டத்தை அளிக்கிறது

காணக்கூடிய ஒளியின் அலைநீளம் என்ன?

மின்காந்த ஸ்பெக்ட்ரமின் ஒரு குறிப்பிட்ட பகுதிக்குள் மின்காந்த கதிர்வீச்சு நிகழும்போது ஒளி என்று அழைக்கப்படுகிறது. பொதுவாக, ஒளி என்ற சொல் புலப்படும் ஒளியைக் குறிக்கிறது, அது மனித கண்ணுக்குத் தெரியும். சோதனை ரீதியாக, ஒளி வேகம் வெற்றிடத்தில் 299,792, 458 மீ / நொடி அல்லது 3X108 மீ / நொடி எனக் காணப்படுகிறது. சில நேரங்களில் இயற்பியலில், எந்த அலைநீளத்தின் மின்காந்த கதிர்வீச்சு ஒளி என்ற சொல்லைக் குறிக்கிறது. ரேடியோ, காமா, போன்ற பல்வேறு வகையான கதிர்வீச்சுகள் கிடைக்கின்றன மைக்ரோவேவ் , மற்றும் எக்ஸ்-கதிர்கள். இவை அனைத்தும் ஒளியின் வடிவங்கள் மற்றும் இதைப் பற்றிய ஆய்வு ஒளியியல் என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஒளி ஒரு நேர் கோட்டில் பயணிக்காது, ஆனால் ஒரு குறுக்கு அலை வடிவத்தில் பயணிக்கிறது என்பதை நாங்கள் அறிவோம். இந்த அலைகளில் தொடர்ச்சியான தொட்டிகளும் முகடுகளும் அடங்கும். ஒரு அலைநீளம் இரண்டு முகடுகளுக்கும் தொட்டிகளுக்கும் இடையிலான தூரம் என வரையறுக்கப்படுகிறது. அலைநீளத்தின் அலகுகள் மைக்ரோமீட்டர்கள் அல்லது நானோமீட்டர்கள். அலைநீளத்தின் சின்னம் ‘λ’.

அலைநீளம்

இன் வகைப்படுத்தல் மின்காந்த அலைநீளம் அதிர்வெண் அடிப்படையில் செய்ய முடியும் இல்லையெனில் அலைநீளம். புலப்படும் ஒளியின் அலைநீள வரம்பு 400 நானோமீட்டர் முதல் 700 நானோமீட்டர் வரை இருக்கும். ஒரு முழுமையான மின்காந்த நிறமாலையில், ஒளி ஒரு சிறிய பகுதியை மட்டுமே உருவாக்குகிறது. அதிக அதிர்வெண்கள் மற்றும் குறுகிய அலைநீளங்களைக் கொண்ட மின்காந்தம் போன்ற அலைகளில் புற ஊதா, காமா மற்றும் எக்ஸ்-கதிர்கள் போன்ற வெவ்வேறு கதிர்கள் அடங்கும். இதேபோல், குறைந்த அதிர்வெண்கள் மற்றும் நீண்ட அலைநீளங்களைப் பயன்படுத்தும் மின்காந்த அலைகள் மைக்ரோவேவ், ஐ.ஆர் , டிவி மற்றும் வானொலி அலைகள்.

• காமா கதிர்களைப் பொறுத்தவரை, அதிர்வெண் வரம்பு 1020 முதல் 1024 வரையிலும், அலைநீள வரம்பு 10-12 மீ
• எக்ஸ்-கதிர்களைப் பொறுத்தவரை, அதிர்வெண் வரம்பு 1017 முதல் 1020 வரையிலும், அலைநீள வரம்பு 1 என்எம் முதல் 1 மணி வரையிலும் இருக்கும்
• புற ஊதா கதிர்களைப் பொறுத்தவரை, அதிர்வெண் வரம்பு 1015 முதல் 1017 வரையிலும், அலைநீள வரம்பு 400 என்எம் முதல் 1 என்எம் வரையிலும் இருக்கும்.
• புலப்படும் கதிர்களுக்கு, அதிர்வெண் வரம்பு 4 முதல் 7.5X1014 வரை மற்றும் அலைநீள வரம்பு 750 nm - 400 n க்கும் குறைவாக உள்ளது
• ஐஆர் கதிர்களுக்கு அருகில், அதிர்வெண் வரம்பு 1 * 1014 - 4 * 1014 மற்றும் அலைநீள வரம்பு 2.5 μm - 750 nm க்கும் குறைவாக உள்ளது
• ஐஆர் கதிர்களைப் பொறுத்தவரை, அதிர்வெண் வரம்பு 1013 முதல் 1014 வரையிலும், அலைநீள வரம்பு 2.5 μm முதல் 2.5 μm வரையிலும் இருக்கும்
• மைக்ரோவேவ் கதிர்களுக்கு, அதிர்வெண் வரம்பு 3 * 1011 - 1013 மற்றும் அலைநீள வரம்பு 1 மிமீ முதல் 25 μm வரை குறைவாக இருக்கும்
• ரேடியோ கதிர்களுக்கு, அதிர்வெண் வரம்பு 1 மி.மீ.

காணக்கூடிய ஸ்பெக்ட்ரம் என்றால் என்ன?

காணக்கூடிய ஸ்பெக்ட்ரம் மின்காந்த அலையின் புலப்படும் பகுதி மற்றும் இது ஒரு மனிதனின் கண்களுக்கு கவனிக்கத்தக்கது. மின்காந்த நிறமாலையில் காணக்கூடிய ஸ்பெக்ட்ரமின் வரம்பு ஐஆர் பகுதி முதல் புற ஊதா வரை இருக்கும். ஒளி நிறமாலையின் கண்டறிதல் வரம்பு 400 என்எம் முதல் 700 என்எம் வரை இருக்கலாம். இந்த வரம்பைக் கடந்தவுடன், மனிதக் கண் மின்காந்த அலைகளை அவதானிக்க முடியாது. ஆனால் ஒவ்வொரு அலையும் வெவ்வேறு அலைநீளத்தைக் கொண்டிருக்கும் இடங்களில் வானவில் வண்ணங்களைப் போல இந்த அலைகளைக் காணலாம்.

மின்காந்த நிறமாலை

• சிவப்பு நிறத்தைப் பொறுத்தவரை, அலைநீள வரம்பு 750 முதல் 610 என்எம் வரையிலும், அதிர்வெண் 480 முதல் 405 டிஹெர்ட்ஸ் வரையிலும் இருக்கும்.
• ஆரஞ்சு நிறத்தைப் பொறுத்தவரை, அலைநீள வரம்பு 610 முதல் 590 என்எம் வரையிலும், அதிர்வெண் 510 முதல் 480 டிஹெர்ட்ஸ் வரையிலும் இருக்கும்.
• மஞ்சள் நிறத்தைப் பொறுத்தவரை, அலைநீள வரம்பு 590 முதல் 570 என்எம் வரையிலும், அதிர்வெண் 530 முதல் 510 டிஹெர்ட்ஸ் வரையிலும் இருக்கும்.
• பச்சை நிறத்தைப் பொறுத்தவரை, அலைநீள வரம்பு 570 முதல் 500 என்எம் வரையிலும், அதிர்வெண் 580 முதல் 530 டிஹெர்ட்ஸ் வரையிலும் இருக்கும்.
• நீல நிறத்தைப் பொறுத்தவரை, அலைநீள வரம்பு 500 முதல் 450 என்எம் வரையிலும், அதிர்வெண் 670 முதல் 600 டிஹெர்ட்ஸ் வரையிலும் இருக்கும்.
• இண்டிகோ வண்ணத்தைப் பொறுத்தவரை, அலைநீள வரம்பு 450 முதல் 425 என்எம் வரையிலும், அதிர்வெண் 600 முதல் 700 டிஹெர்ட்ஸ் வரையிலும் இருக்கும்.
• வயலட் நிறத்தைப் பொறுத்தவரை, அலைநீள வரம்பு 425 முதல் 400 என்எம் வரையிலும், அதிர்வெண் 700 முதல் 790 டிஹெர்ட்ஸ் வரையிலும் இருக்கும்.

ஒளியின் அலைநீளம் எவ்வாறு கணக்கிடப்படுகிறது?

ஒளி ஒரு துகள் மற்றும் அலை போன்ற பண்புகளைக் கொண்டிருக்கும்போது அதை இரண்டு சமன்பாடுகளில் வெளிப்படுத்தலாம்.

வி = λ * எஃப்
இ = ம * எஃப்

எங்கே,

ஒளியின் வேகம் ‘வி’, ஒளியின் அலைநீளம் ‘λ’, ஒளியின் அதிர்வெண் ‘எஃப்’, ஒளி அலையின் ஆற்றல் ‘ஈ’ மற்றும் பிளாங்கின் மாறிலி ‘ஹ’

பிளாங்கின் மாறிலியின் மதிப்பு 6.64 × 10−34 j / sec ஆகும்.

இங்கே, மேலே உள்ள சமன்பாடு அலை ஒளியின் தன்மையைக் குறிப்பிடுகிறது.

இங்கே, மேலே உள்ள முதல் சமன்பாடு ஒளியின் அலை தன்மையைக் குறிக்கிறது, மேலே உள்ள இரண்டாவது சமன்பாடு ஒளியின் சரியான தன்மையைக் குறிக்கிறது.

எடுத்துக்காட்டு சிக்கல்

புலப்படும் ஒளியின் அலைநீளம் பின்வருவனவற்றைக் கணக்கிடலாம். அதிர்வெண் மதிப்பு f = 6.24 × 1014Hz.

அதிர்வெண் f = 6.24 × 1014Hz இன் மதிப்புகள் எங்களுக்குத் தெரியும்.

ஒளி வேகம் v = 3 × 108 மீ / நொடி

ஒளி அலைநீள சூத்திரத்தின்படி λ = ν * f

= (3 × 10^{^ 8 /}1) * 06.24 × 10¹⁴

= 4.80 x 10⁻⁷

எனவே, இது எல்லாவற்றையும் பற்றியது புலப்படும் ஒளியின் அலைநீளம் . மேலே உள்ள தகவல்களிலிருந்து, இறுதியாக, இந்த ஒளி அலைகள் தெரியும் மின்காந்த அலைகள் என்று நாம் முடிவு செய்யலாம். இந்த ஒளி அலைகளின் அலைநீளம் 400nm முதல் 720 nm வரை இருக்கும், இது ‘λ’ உடன் குறிக்கப்படுகிறது, அதேசமயம் இந்த ஒளி அலைகளின் அதிர்வெண் 400 THz முதல் 789 THz வரை இருக்கும். இங்கே 1 THz இன் மதிப்பு 1012Hz க்கு சமம். புலப்படும் ஒளியின் பயன்பாடுகள் முக்கியமாக அடங்கும் செயற்கைக்கோள் , ஸ்பெக்ட்ரோஃபோட்டோமீட்டர் மற்றும் வானவில்.