கோளக ஆடிகள் மற்றும் சமதள ஆடிகள்

ஒளியியல் (Optics) என்பது இயற்பியலின் மிக முக்கியமான ஒரு பிரிவாகும். நாம் அன்றாட வாழ்வில் பார்க்கும் பிம்பங்களுக்குப் பின்னால் உள்ள அறிவியல் கொள்கைகளை இந்த பாடப்பகுதி விளக்குகிறது. குறிப்பாக, சமதள ஆடிகள் மற்றும் கோளக ஆடிகளின் செயல்பாடுகள், அவற்றின் பயன்கள் மற்றும் பிம்பம் தோன்றும் விதம் குறித்து விரிவாகக் காண்போம்.

சமதள ஆடிகள் (Plane Mirrors)

ஒரு சமதள மேற்பரப்பில் வெள்ளி பூசப்பட்டு ஒளியைப் பிரதிபலிக்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்ட ஆடியே சமதள ஆடி எனப்படும். நாம் வீட்டில் முகம் பார்க்கப் பயன்படுத்தும் கண்ணாடிகள் அனைத்தும் சமதள ஆடிகள் ஆகும்.

சமதள ஆடியில் தோன்றும் பிம்பத்தின் பண்புகள்

• பிம்பம் எப்போதும் நேராகவும், மாய பிம்பமாகவும் (Virtual Image) இருக்கும்.
• ஆடிக்கு முன்னால் பொருள் எவ்வளவு தூரத்தில் உள்ளதோ, அதே தூரத்தில் பிம்பம் ஆடிக்கு பின்னால் அமையும்.
• பொருளின் அளவும் பிம்பத்தின் அளவும் சமமாக இருக்கும்.
• பக்கவாட்டு இடமாற்றம் (Lateral Inversion) நடைபெறும். அதாவது, நமது வலது கை பிம்பத்தில் இடது கையாகத் தோன்றும்.

கோளக ஆடிகள் (Spherical Mirrors)

ஒரு கோள வடிவக் கண்ணாடியின் பகுதியை வெட்டி, அதன் ஒரு பக்கத்தில் பாதரசம் அல்லது வெள்ளி பூசுவதன் மூலம் உருவாக்கப்படுபவை கோளக ஆடிகள். இவை இரண்டு வகைப்படும்.

1. குவிலென்ஸ் அல்லது குவியாடி (Convex Mirror)

கோளக ஆடியின் வெளிப்புறப் பகுதி பிரதிபலிக்கும் பரப்பாக இருந்தால் அது குவியாடி எனப்படும். இது ஒளியைச் சிதறடிக்கும் தன்மை கொண்டது (Diverging Mirror).

2. குழியாடி (Concave Mirror)

கோளக ஆடியின் உட்புறப் பகுதி பிரதிபலிக்கும் பரப்பாக இருந்தால் அது குழியாடி எனப்படும். இது ஒளியைக் குவிக்கும் தன்மை கொண்டது (Converging Mirror).

முக்கிய கலைச்சொற்கள் (Terminology)

குழியாடியில் பிம்பங்கள் தோன்றும் விதம்

குழியாடியில் பொருள் வைக்கப்படும் இடத்தைப் பொறுத்து பிம்பத்தின் தன்மை மாறும்:

1. பொருள் முடிவிலி தொலைவில் இருந்தால்: பிம்பம் குவியத்தில் (F) மிகச் சிறியதாக, தலைகீழாகத் தோன்றும்.
2. பொருள் வளைவு மையத்திற்கு அப்பால் இருந்தால்: பிம்பம் F மற்றும் C-க்கு இடையில், சிறியதாக, தலைகீழாகத் தோன்றும்.
3. பொருள் வளைவு மையத்தில் (C) இருந்தால்: பிம்பம் அதே அளவில், C-யிலேயே தலைகீழாகத் தோன்றும்.
4. பொருள் F மற்றும் C-க்கு இடையில் இருந்தால்: பிம்பம் C-க்கு அப்பால், பெரியதாகத் தலைகீழாகத் தோன்றும்.
5. பொருள் குவியத்தில் (F) இருந்தால்: பிம்பம் முடிவிலி தொலைவில் தோன்றும்.

குவியாடியின் சிறப்புகள்

குவியாடிகள் எப்போதும் சிறிய, நேரான மற்றும் மாய பிம்பங்களையே உருவாக்கும். இதனால் இவை வாகனங்களின் பின்புறம் பார்க்கும் கண்ணாடியாகப் (Rear-view mirror) பயன்படுகின்றன. இவை அதிக பரப்பளவை உள்ளடக்கிய காட்சியைச் சிறியதாகத் தருவதால், ஓட்டுநர்களுக்குப் பின்னால் வரும் வாகனங்களைத் தெளிவாகக் காட்டுகிறது.

ஆடி சமன்பாடு மற்றும் உருப்பெருக்கம்

ஆடியின் குவியத் தொலைவு (f), பொருளின் தொலைவு (u), மற்றும் பிம்பத்தின் தொலைவு (v) ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான தொடர்பு:

ஆடி சமன்பாடு: 1/f = 1/v + 1/u

உருப்பெருக்கம் (Magnification - m): m = பிம்பத்தின் உயரம் (h') / பொருளின் உயரம் (h) = -v/u

பயன்பாடுகள் - ஒரு பார்வை

• குழியாடி: அலங்காரக் கண்ணாடிகள், பல் மருத்துவர் கண்ணாடி, வாகனங்களின் முகப்பு விளக்குகள் (Headlights), சூரிய அடுப்புகள்.
• குவியாடி: வாகனப் பின்புறக் கண்ணாடி, சாலை வளைவுகளில் விபத்தைத் தவிர்க்கப் பயன்படும் கண்ணாடிகள்.

இந்த பாடத்தில் உள்ள சமன்பாடுகளைப் பயன்படுத்தி கணக்குகளைத் தீர்க்கும்போது, கார்ட்டீசியன் குறியீட்டு முறையை (Cartesian Sign Convention) முறையாகப் பின்பற்றுவது மிக அவசியம். ஒளியின் திசையிலேயே அளக்கப்படும் தொலைவுகள் நேர்மறையாகவும், அதற்கு எதிராக அளக்கப்படுபவை எதிர்மறையாகவும் கருதப்பட வேண்டும்.

முடிவாக, சமதள ஆடிகள் பிம்பத்தை அப்படியே பிரதிபலிக்கின்றன, ஆனால் கோளக ஆடிகள் ஒளியின் பாதையை வளைப்பதன் மூலம் பிம்பத்தின் அளவை மாற்றியமைக்கின்றன. இந்த அடிப்படை அறிவே நவீன ஒளியியல் கருவிகளின் உருவாக்கத்திற்கு அடிப்படையாக அமைகிறது.