அணுக்கரு இயற்பியல், லேசர், மின்னணுவியல் மற்றும் தகவல் தொடர்பியல்

போட்டித் தேர்வுகளில் இயற்பியல் பாடப்பிரிவில் மிக முக்கியமான இடத்தைப் பிடிப்பவை அணுக்கரு இயற்பியல், லேசர் தொழில்நுட்பம், மின்னணுவியல் மற்றும் தகவல் தொடர்பியல் ஆகும். இப்பாடம் அறிவியல் நுட்பங்களின் அடிப்படை மற்றும் நவீன பயன்பாடுகளை உள்ளடக்கியது. இந்தத் தொகுப்பில் ஒவ்வொரு தலைப்பையும் விரிவாகவும், தேர்வு நோக்கில் எளிமையாகவும் காண்போம்.

1. அணுக்கரு இயற்பியல் (Nuclear Physics)

அணுக்கரு இயற்பியல் என்பது அணுவின் மையப்பகுதியான உட்கருவை (Nucleus) பற்றியும், அதில் உள்ள புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் செயல்பாடுகள் குறித்தும் படிப்பதாகும். அணுக்கருவின் ஆற்றல் மற்றும் கதிரியக்கம் ஆகியவை இதன் முக்கிய அம்சங்கள்.

அணுக்கரு பிளவு மற்றும் இணைவு

ஒரு கனமான அணுக்கரு இரண்டு சிறிய அணுக்கருக்களாகப் பிளவுபடும் நிகழ்வு 'அணுக்கரு பிளவு' (Nuclear Fission) எனப்படும். இதற்கு மாறாக, இரண்டு லேசான அணுக்கருக்கள் இணைந்து ஒரு கனமான அணுக்கருவை உருவாக்கும் நிகழ்வு 'அணுக்கரு இணைவு' (Nuclear Fusion) எனப்படும்.

கதிரியக்கம் (Radioactivity)

நிலையற்ற அணுக்கருக்கள் தன்னிச்சையாக கதிர்வீச்சுகளை வெளியிட்டு நிலைத்தன்மை பெறுவதே கதிரியக்கம் எனப்படும். ஹென்றி பெக்கரல் இதைக் கண்டறிந்தார். ஆல்ஃபா, பீட்டா மற்றும் காமா கதிர்கள் என மூன்று முக்கிய கதிர்கள் வெளியேறுகின்றன.

கதிர்	தன்மை	ஊடுருவும் திறன்
ஆல்ஃபா	நேர்மின் சுமை	மிகக் குறைவு
பீட்டா	எதிர்மின் சுமை	நடுத்தரம்
காமா	மின்சுமையற்றது	மிக அதிகம்

2. லேசர் தொழில்நுட்பம் (LASER Technology)

'LASER' என்பதன் விரிவாக்கம் "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation" ஆகும். இது தூண்டப்பட்ட உமிழ்வு மூலம் ஒளியைப் பெருக்குவதாகும்.

லேசரின் பண்புகள்

• ஒரு வண்ணத் தன்மை (Monochromaticity)
• ஒரு திசைப்பண்பு (Directionality)
• அதிக செறிவு (High Intensity)
• ஒருங்கிணைந்த தன்மை (Coherence)

லேசர் பயன்பாடுகள்

மருத்துவத்துறையில் அறுவை சிகிச்சைகள் செய்யவும், கண்சிகிச்சைக்கும் லேசர் பயன்படுகிறது. தொழில்துறையில் உலோகங்களை வெட்டவும், தொலைத்தொடர்பு துறையில் ஆப்டிகல் ஃபைபர் கேபிள்கள் வழியாக தகவல்களை அனுப்பவும் லேசர் பயன்படுகிறது.

3. மின்னணுவியல் (Electronics)

மின்னணுவியல் என்பது குறைக்கடத்திகள் (Semiconductors) வழியாக மின்னோட்டத்தைக் கட்டுப்படுத்துவதைப் பற்றியது. சிலிக்கான் மற்றும் ஜெர்மானியம் ஆகியவை சிறந்த குறைக்கடத்திகள்.

முக்கியக் கூறுகள்

• டயோட் (Diode): மின்னோட்டத்தை ஒரு திசையில் மட்டுமே அனுமதிக்கும்.
• டிரான்சிஸ்டர் (Transistor): சிக்னல்களைப் பெருக்குவதற்கும் (Amplification) சுவிட்சாகவும் பயன்படுகிறது.
• ஐ.சி (Integrated Circuit): ஆயிரக்கணக்கான டிரான்சிஸ்டர்களை ஒரு சிறிய சிலிக்கான் சிப்பில் வைப்பதே ஐ.சி ஆகும்.

4. தகவல் தொடர்பியல் (Communication Systems)

தகவல்களை ஓரிடத்திலிருந்து மற்றொரு இடத்திற்கு அனுப்புவது தகவல் தொடர்பியல் எனப்படும். நவீன காலத்தில் இது செயற்கைக்கோள் மற்றும் இணையம் மூலம் செயல்படுகிறது.

தகவல் தொடர்பு ஊடகங்கள்

• ரேடியோ அலைகள்: தொலைக்காட்சி மற்றும் வானொலி ஒளிபரப்பு.
• மைக்ரோ அலைகள்: மொபைல் போன் மற்றும் ரேடார் தொழில்நுட்பம்.
• ஆப்டிகல் ஃபைபர்: ஒளியின் முழு அக எதிரொளிப்பு (Total Internal Reflection) தத்துவத்தைப் பயன்படுத்தி அதிவேக இணைய சேவை வழங்குகிறது.

தேர்வுக்கான கூடுதல் தகவல்கள்

செயற்கைக்கோள் தொடர்பியலில் 'புவி நிலை செயற்கைக்கோள்' (Geostationary Satellite) மிக முக்கியமானது. இது பூமியின் சுழற்சி வேகத்திலேயே பூமியைச் சுற்றி வருவதால், ஒரு குறிப்பிட்ட இடத்தில் நிலையாக இருப்பது போலத் தெரியும். இது வானிலை ஆய்வு மற்றும் தொலைத்தொடர்புக்குப் பயன்படுகிறது.

மின்னணுவியல் குறியீடுகள்

லாஜிக் கேட்டுகள் (Logic Gates) மின்னணுவியலில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. AND, OR, NOT, NAND, NOR போன்றவை அடிப்படைக் கதவுகள். இதில் NOT கேட் தலைகீழாக்கியாக (Inverter) செயல்படுகிறது. AND கேட் இரு உள்ளீடுகளும் ஒன்றாக இருந்தால் மட்டுமே வெளியீட்டைத் தரும்.

இந்தத் தலைப்புகளில் இருந்து கேள்விகள் பெரும்பாலும் பயன்பாடுகள் (Applications) சார்ந்தே கேட்கப்படுகின்றன. எனவே, ஒவ்வொரு தொழில்நுட்பமும் அன்றாட வாழ்வில் எங்கு பயன்படுகிறது என்பதை நன்கு புரிந்து வைத்திருப்பது அவசியம்.

உதாரணமாக, மருத்துவமனையில் பயன்படுத்தப்படும் 'MRI' ஸ்கேன் என்பது காந்தப்புலத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டது, ஆனால் எக்ஸ்-ரே என்பது கதிரியக்கத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டது. இந்த நுணுக்கமான வேறுபாடுகளைக் கவனிப்பது தேர்வில் அதிக மதிப்பெண்களைப் பெற உதவும்.

இறுதியாக, தகவல் தொடர்பியலில் 5G தொழில்நுட்பம் மற்றும் அதன் அலைக்கற்றை வரம்புகள் குறித்த நடப்பு நிகழ்வுகளையும் இணைத்துப் படிப்பது இன்றைய தேர்வுகளுக்கு மிகவும் அவசியமானது.