தமிழ்

படிக ஒளியியலின் வசீகரமான உலகை ஆராயுங்கள். இரட்டை ஒளிவிலகல், இருவண்ணத்தன்மை, ஒளியியல் செயல்பாடு மற்றும் அதன் தொழில்நுட்ப பயன்பாடுகளைப் பற்றி அறியுங்கள்.

படிக ஒளியியலின் அறிவியல்: திசைமாறும் பண்புள்ள பொருட்களில் ஒளியைப் புரிந்துகொள்ளுதல்

படிக ஒளியியல் என்பது திசைமாறும் பண்புள்ள பொருட்கள், குறிப்பாக படிகங்களில், ஒளியின் நடத்தையைப் பற்றிப் படிக்கும் ஒளியியலின் ஒரு கிளையாகும். சமதளப் பொருட்களைப் (கண்ணாடி அல்லது நீர் போன்றவை) போலல்லாமல், திசைமாறும் பண்புள்ள பொருட்களில் ஒளியியல் பண்புகள் திசைக்கு ஏற்ப மாறுபடும், இது பல்வேறு அற்புதமான நிகழ்வுகளுக்கு வழிவகுக்கிறது. இந்த திசை சார்பு படிக அமைப்பிற்குள் உள்ள அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகளின் சீரற்ற அமைப்பிலிருந்து எழுகிறது.

படிகங்களை ஒளியியலில் வேறுபடுத்துவது எது?

முக்கிய வேறுபாடு பொருளின் ஒளிவிலகல் எண்ணில் உள்ளது. சமதளப் பொருட்களில், ஒளி அதன் திசையைப் பொருட்படுத்தாமல் ஒரே வேகத்தில் பயணிக்கிறது. ஆனால், திசைமாறும் பண்புள்ள பொருட்களில், ஒளியின் முனைவாக்கம் மற்றும் பரவும் திசையைப் பொறுத்து ஒளிவிலகல் எண் மாறுபடுகிறது. இந்த மாறுபாடு பல முக்கிய நிகழ்வுகளுக்கு வழிவகுக்கிறது:

திசைமாறும் பண்பு மற்றும் ஒளிவிலகல் எண்

திசைமாறும் பண்பு என்பது ஒரு பொருளின் பண்புகள் திசையைப் பொறுத்து மாறுபடும் என்பதாகும். படிக ஒளியியலில், இது முதன்மையாக ஒளிவிலகல் எண்ணை (n) பாதிக்கிறது, இது ஒரு பொருளின் வழியாக ஒளி செல்லும் போது எவ்வளவு மெதுவாக செல்கிறது என்பதற்கான அளவீடு ஆகும். திசைமாறும் பண்புள்ள பொருட்களுக்கு, n என்பது ஒரு ஒற்றை மதிப்பு அல்ல, ஆனால் ஒரு டென்சர் ஆகும், அதாவது ஒளி பரவல் மற்றும் முனைவாக்கத்தின் திசையைப் பொறுத்து வெவ்வேறு மதிப்புகளைக் கொண்டுள்ளது.

படிக ஒளியியலில் உள்ள அடிப்படை நிகழ்வுகள்

பல முக்கிய நிகழ்வுகள் படிக ஒளியியல் துறையை வரையறுக்கின்றன:

இரட்டை ஒளிவிலகல்

இரட்டை ஒளிவிலகல் என்பது மிகவும் அறியப்பட்ட விளைவு ஆகும். இரட்டை ஒளிவிலகல் பண்புடைய ஒரு படிகத்தினுள் ஒளி நுழையும் போது, அது இரண்டு கதிர்களாகப் பிரிகிறது, ஒவ்வொன்றும் வெவ்வேறு ஒளிவிலகல் எண்ணை அனுபவிக்கின்றன. இந்த கதிர்கள் ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்தாக முனைவாக்கம் செய்யப்பட்டு வெவ்வேறு வேகத்தில் பயணிக்கின்றன. இந்த வேக வேறுபாடு, படிகத்தின் வழியாக பயணிக்கும்போது இரண்டு கதிர்களுக்கும் இடையே ஒரு கட்ட வேறுபாட்டிற்கு வழிவகுக்கிறது.

உதாரணம்: கால்சைட் (CaCO3) இரட்டை ஒளிவிலகல் படிகத்திற்கு ஒரு சிறந்த எடுத்துக்காட்டு. ஒரு கால்சைட் படிகத்தை ஒரு படத்தின் மீது வைத்தால், இரண்டு கதிர்களும் வித்தியாசமாக ஒளிவிலகல் அடைவதால் இரட்டைப் பிம்பத்தைக் காண்பீர்கள்.

இரட்டை ஒளிவிலகலின் அளவு, படிகத்தின் அதிகபட்ச மற்றும் குறைந்தபட்ச ஒளிவிலகல் எண்களுக்கு இடையேயான வேறுபாடாக அளவிடப்படுகிறது (Δn = nmax - nmin). இந்த விளைவு பார்வைக்கு ஈர்க்கக்கூடியது மற்றும் நடைமுறைப் பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது.

இருவண்ணத்தன்மை

இருவண்ணத்தன்மை என்பது ஒளியின் முனைவாக்க திசையின் அடிப்படையில் வேறுபட்ட ஒளி உறிஞ்சுதலைக் குறிக்கிறது. சில படிகங்கள் ஒரு திசையில் முனைவாக்கப்பட்ட ஒளியை மற்றொரு திசையில் முனைவாக்கப்பட்ட ஒளியை விட வலுவாக உறிஞ்சுகின்றன. இந்த நிகழ்வின் விளைவாக, முனைவாக்கத்தின் நோக்குநிலையைப் பொறுத்து படிகம் வெவ்வேறு வண்ணங்களில் தோன்றும்.

உதாரணம்: டூர்மலைன் ஒரு இருவண்ணத்தன்மை கொண்ட படிகம். முனைவாக்கப்பட்ட ஒளியின் கீழ் பார்க்கும்போது, ஒளி ஒரு திசையில் முனைவாக்கம் செய்யப்படும்போது அது பச்சையாகவும், மற்றொரு திசையில் முனைவாக்கம் செய்யப்படும்போது பழுப்பு நிறமாகவும் தோன்றலாம்.

இருவண்ணத்தன்மை கொண்ட பொருட்கள், ஒரு குறிப்பிட்ட முனைவாக்கத்துடன் ஒளியைத் தேர்ந்தெடுத்து உறிஞ்சுவதற்காக முனைவாக்க வடிப்பான்கள் மற்றும் வில்லைகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

ஒளியியல் செயல்பாடு (சிராலிட்டி)

ஒளியியல் செயல்பாடு, சிராலிட்டி என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, இது ஒரு படிகத்தின் வழியாக செல்லும் ஒளியின் முனைவாக்கத் தளத்தை சுழற்றும் திறன் ஆகும். இந்த விளைவு படிக அமைப்பில் அணுக்களின் சமச்சீரற்ற அமைப்பிலிருந்து எழுகிறது. ஒளியியல் செயல்பாட்டைக் காட்டும் பொருட்கள் சிரல் என்று கூறப்படுகிறது.

உதாரணம்: குவார்ட்ஸ் (SiO2) ஒரு பொதுவான ஒளியியல் செயல்பாட்டைக் கொண்ட கனிமமாகும். சர்க்கரை மூலக்கூறுகளின் கரைசல்களும் ஒளியியல் செயல்பாட்டைக் காட்டுகின்றன, இது போலரிமெட்ரியின் அடிப்படையை உருவாக்குகிறது, இது சர்க்கரை செறிவை அளவிடப் பயன்படும் ஒரு நுட்பமாகும்.

சுழற்சியின் கோணம், பொருளின் வழியாக ஒளியின் பாதை நீளம் மற்றும் சிரல் பொருளின் செறிவு (கரைசல்களின் ক্ষেত্রে) ஆகியவற்றிற்கு விகிதாசாரமாக இருக்கும். இந்த நிகழ்வு பல்வேறு பகுப்பாய்வு நுட்பங்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

குறுக்கீட்டு உருவங்கள்

இரட்டை ஒளிவிலகல் கொண்ட படிகங்களை ஒரு முனைவாக்க நுண்ணோக்கியின் கீழ் பார்க்கும்போது, அவை குணாதிசயமான குறுக்கீட்டு உருவங்களை உருவாக்குகின்றன. இந்த உருவங்கள் வண்ணப் பட்டைகள் மற்றும் ஐசோஜைர்களின் (இருண்ட சிலுவைகள்) வடிவங்களாகும், அவை படிகத்தின் ஒளியியல் பண்புகளான அதன் ஒளியியல் குறி (நேர்மறை அல்லது எதிர்மறை) மற்றும் அதன் ஒளியியல் அச்சு கோணம் போன்ற தகவல்களை வெளிப்படுத்துகின்றன. குறுக்கீட்டு உருவங்களின் வடிவம் மற்றும் நோக்குநிலை ஆகியவை படிகத்தின் படிகவியல் அமைப்பு மற்றும் ஒளியியல் பண்புகளின் கண்டறியும் அம்சங்களாகும்.

படிகங்கள் மற்றும் அவற்றின் ஒளியியல் வகைப்பாடு

படிகங்கள் அவற்றின் சமச்சீர் மற்றும் அவற்றின் படிகவியல் அச்சுகளுக்கு இடையிலான உறவின் அடிப்படையில் வெவ்வேறு படிக அமைப்புகளாக வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. ஒவ்வொரு படிக அமைப்பும் தனித்துவமான ஒளியியல் பண்புகளை வெளிப்படுத்துகிறது.

சமதளப் படிகங்கள்

இந்தப் படிகங்கள் கனசதுர அமைப்பைச் சேர்ந்தவை. அவை எல்லா திசைகளிலும் ஒரே ஒளிவிலகல் எண்ணைக் காட்டுகின்றன மற்றும் இரட்டை ஒளிவிலகலைக் காண்பிப்பதில்லை. எடுத்துக்காட்டுகள்: ஹேலைட் (NaCl) மற்றும் வைரம் (C).

ஒரு அச்சுள்ள படிகங்கள்

இந்தப் படிகங்கள் நாற்கோண மற்றும் அறுகோண அமைப்புகளைச் சேர்ந்தவை. அவற்றுக்கு ஒரு தனித்துவமான ஒளியியல் அச்சு உள்ளது, அதன் வழியாக ஒளி முனைவாக்கத்தைப் பொருட்படுத்தாமல் ஒரே வேகத்தில் பயணிக்கிறது. இந்த அச்சுக்கு செங்குத்தாக, ஒளிவிலகல் எண் மாறுபடுகிறது. ஒரு அச்சுள்ள படிகங்கள் இரண்டு ஒளிவிலகல் எண்களால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன: no (சாதாரண ஒளிவிலகல் எண்) மற்றும் ne (வித்தியாசமான ஒளிவிலகல் எண்).

எடுத்துக்காட்டுகள்: கால்சைட் (CaCO3), குவார்ட்ஸ் (SiO2), டூர்மலைன்.

இரு அச்சுள்ள படிகங்கள்

இந்தப் படிகங்கள் செஞ்சாய்சதுர, ஒற்றைச்சரிவு, மற்றும் முச்சரிவு அமைப்புகளைச் சேர்ந்தவை. அவற்றுக்கு இரண்டு ஒளியியல் அச்சுகள் உள்ளன. இந்த இரண்டு அச்சுகள் வழியாக ஒளி ஒரே வேகத்தில் பயணிக்கிறது. இரு அச்சுள்ள படிகங்கள் மூன்று ஒளிவிலகல் எண்களால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன: nx, ny, மற்றும் nz. படிகவியல் அச்சுகளுடன் ஒப்பிடும்போது ஒளியியல் அச்சுகளின் நோக்குநிலை ஒரு முக்கியமான கண்டறியும் பண்பு ஆகும்.

எடுத்துக்காட்டுகள்: மைக்கா, ஃபெல்ட்ஸ்பார், ஆலிவின்.

படிக ஒளியியலின் பயன்பாடுகள்

படிக ஒளியியலின் கோட்பாடுகள் பல துறைகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அவற்றுள்:

கனிமவியல் மற்றும் புவியியல்

முனைவாக்க நுண்ணோக்கி என்பது கனிமவியல் மற்றும் பாறையியலில் கனிமங்களை அடையாளம் காணவும், பாறைகளின் அமைப்புகள் மற்றும் நுண் கட்டமைப்புகளைப் படிக்கவும் ஒரு அடிப்படைக் கருவியாகும். கனிமங்களின் ஒளியியல் பண்புகளான இரட்டை ஒளிவிலகல், அணைந்துபோகும் கோணம், மற்றும் ஒளியியல் குறி போன்றவை அவற்றை வகைப்படுத்தவும் அடையாளம் காணவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. குறுக்கீட்டு உருவங்கள் கனிமத் துகள்களின் படிகவியல் நோக்குநிலை மற்றும் ஒளியியல் பண்புகள் பற்றிய மதிப்புமிக்க தகவல்களை வழங்குகின்றன. உதாரணமாக, புவியியலாளர்கள் உலகெங்கிலும் உள்ள புவியியல் அமைப்புகளின் கலவை மற்றும் வரலாற்றை தீர்மானிக்க பாறைகள் மற்றும் கனிமங்களின் மெல்லிய பிரிவுகளை முனைவாக்க நுண்ணோக்கியின் கீழ் பயன்படுத்துகின்றனர்.

ஒளியியல் நுண்ணோக்கியியல்

முனைவாக்கப்பட்ட ஒளி நுண்ணோக்கியியல் வெளிப்படையான அல்லது ஒளி ஊடுருவக்கூடிய மாதிரிகளின் படங்களின் வேறுபாட்டையும் தெளிவுத்திறனையும் மேம்படுத்துகிறது. இது உயிரியல், மருத்துவம், மற்றும் பொருள் அறிவியலில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. வழக்கமான பிரகாசமான புல நுண்ணோக்கியின் கீழ் கண்ணுக்குத் தெரியாத கட்டமைப்புகளைக் காட்சிப்படுத்த உதவுகிறது. தசை நார்கள், கொலாஜன், மற்றும் அமிலாய்டு பிளேக்குகள் போன்ற இரட்டை ஒளிவிலகல் கட்டமைப்புகளை முனைவாக்கப்பட்ட ஒளியைப் பயன்படுத்தி எளிதில் அடையாளம் கண்டு வகைப்படுத்தலாம். படிக ஒளியியலை அடிப்படையாகக் கொண்ட மற்றொரு நுட்பமான வேறுபட்ட குறுக்கீட்டு வேறுபாடு (DIC) நுண்ணோக்கியியல், மாதிரியின் முப்பரிமாணத்தைப் போன்ற ஒரு படத்தை வழங்குகிறது.

ஒளியியல் கூறுகள்

இரட்டை ஒளிவிலகல் கொண்ட படிகங்கள் பல்வேறு ஒளியியல் கூறுகளைத் தயாரிக்கப் பயன்படுகின்றன, அவை:

இந்தக் கூறுகளின் செயல்பாட்டின் குறிப்பிட்ட எடுத்துக்காட்டுகள் பின்வருமாறு:

நிறமாலையியல்

படிக ஒளியியல் பல்வேறு நிறமாலையியல் நுட்பங்களில் ஒரு பங்கைக் கொண்டுள்ளது. உதாரணமாக, நிறமாலையியல் எலிப்சோமெட்ரி ஒரு மாதிரியிலிருந்து பிரதிபலித்த ஒளியின் முனைவாக்க நிலையில் ஏற்படும் மாற்றத்தை அளவிடுகிறது, அதன் ஒளியியல் மாறிலிகளை (ஒளிவிலகல் எண் மற்றும் அணைந்துபோகும் குணகம்) அலைநீளத்தின் செயல்பாடாக தீர்மானிக்கிறது. இந்த நுட்பம் மெல்லிய படங்கள், பரப்புகள் மற்றும் இடைமுகங்களை வகைப்படுத்தப் பயன்படுகிறது. அதிர்வு வட்ட இருவண்ணத்தன்மை (VCD) நிறமாலையியல், சிரல் மூலக்கூறுகளின் கட்டமைப்பு மற்றும் இணக்கத்தைப் படிக்க இடது மற்றும் வலது வட்ட முனைவாக்கப்பட்ட ஒளியின் வேறுபட்ட உறிஞ்சுதலைப் பயன்படுத்துகிறது.

தொலைத்தொடர்பு

ஒளி இழை தொடர்பு அமைப்புகளில், இரட்டை ஒளிவிலகல் கொண்ட படிகங்கள் முனைவாக்கக் கட்டுப்பாடு மற்றும் இழப்பீட்டிற்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. முனைவாக்கத்தைப் பராமரிக்கும் இழைகள் நீண்ட தூரங்களுக்கு ஒளியின் முனைவாக்க நிலையைப் பாதுகாக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, இது சமிக்ஞை சிதைவைக் குறைக்கிறது. இரட்டை ஒளிவிலகல் கூறுகள் முனைவாக்க முறை சிதறல் (PMD) ஐ ஈடுசெய்யவும் பயன்படுத்தப்படலாம், இது ஒளியிழைகளின் அலைவரிசையை மட்டுப்படுத்தக்கூடிய ஒரு நிகழ்வு ஆகும்.

குவாண்டம் ஒளியியல் மற்றும் ஃபோட்டானிக்ஸ்

வலுவான நேரியல் அல்லாத ஒளியியல் பண்புகளைக் காட்டும் நேரியல் அல்லாத ஒளியியல் படிகங்கள், பல்வேறு குவாண்டம் ஒளியியல் மற்றும் ஃபோட்டானிக்ஸ் பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அவை:

இந்தப் பயன்பாடுகள் பெரும்பாலும் படிகத்திற்குள் கவனமாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட இரட்டை ஒளிவிலகல் மற்றும் கட்டப் பொருத்தத்தை நம்பியுள்ளன.

முன்னேற்றங்கள் மற்றும் எதிர்கால திசைகள்

படிக ஒளியியலில் ஆராய்ச்சி புதிய பொருட்கள் மற்றும் நுட்பங்களின் வளர்ச்சியால் தொடர்ந்து முன்னேறி வருகிறது. சில முக்கிய கவனம் செலுத்தும் பகுதிகள் பின்வருமாறு:

முடிவுரை

படிக ஒளியியல் என்பது பரந்த அளவிலான துறைகளில் பயன்பாடுகளைக் கொண்ட ஒரு செழுமையான மற்றும் மாறுபட்ட துறையாகும். கனிம அடையாளம் முதல் மேம்பட்ட ஒளியியல் தொழில்நுட்பங்கள் வரை, திசைமாறும் பண்புள்ள பொருட்களில் ஒளியின் நடத்தையைப் புரிந்துகொள்வது அறிவியல் கண்டுபிடிப்பு மற்றும் தொழில்நுட்ப கண்டுபிடிப்புகளுக்கு அவசியம். படிகங்களின் கவர்ச்சிகரமான பண்புகளைத் தொடர்ந்து ஆராய்வதன் மூலம், ஒளியைக் கையாள்வதற்கும் எதிர்காலத்திற்கான புதுமையான சாதனங்களை உருவாக்குவதற்கும் புதிய சாத்தியங்களைத் திறக்கலாம்.

படிக ஒளியியலில் நடைபெற்று வரும் ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாடு, வரும் ஆண்டுகளில் இன்னும் அற்புதமான முன்னேற்றங்களை உறுதியளிக்கிறது, குவாண்டம் கணினி, மேம்பட்ட படமெடுத்தல் மற்றும் புதிய ஒளியியல் பொருட்கள் போன்ற பகுதிகளில் சாத்தியமான திருப்புமுனைகளுடன். நீங்கள் ஒரு மாணவர், ஆராய்ச்சியாளர் அல்லது பொறியியலாளராக இருந்தாலும், படிக ஒளியியல் உலகில் ஆழ்ந்து செல்வது ஒளி மற்றும் பொருளின் அடிப்படைக் கொள்கைகளுக்குள் ஒரு கவர்ச்சிகரமான பயணத்தை வழங்குகிறது.