பொருள்களின் பண்புகள் (Properties of Matter)

இயற்பியலில் 'பொருள்' (Matter) என்பது நிறை (Mass) கொண்ட மற்றும் இடத்தை அடைத்துக் கொள்ளும் (Volume) அனைத்தையும் குறிக்கும். பிரபஞ்சத்தில் உள்ள அனைத்தும் அணுக்களால் ஆனவை. இந்த அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகள் எவ்வாறு ஒன்றிணைந்து பல்வேறு நிலைகளில் காணப்படுகின்றன மற்றும் அவற்றின் இயற்பியல் பண்புகள் என்ன என்பதைப் புரிந்துகொள்வது மிக அவசியம்.

1. பொருள்களின் நிலை மற்றும் வகைப்பாடு

இயற்பியல் நிலையில் பொருள்கள் முக்கியமாக மூன்று வகைகளாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன: திண்மம், திரவம் மற்றும் வாயு. இவை தவிர பிளாஸ்மா மற்றும் போஸ்-ஐன்ஸ்டைன் சுருக்கம் ஆகிய நிலைகளும் உள்ளன.

திண்மம் (Solids)

திண்மங்களில் அணுக்கள் மிக நெருக்கமாகப் பிணைக்கப்பட்டுள்ளன. இவற்றுக்கு நிலையான வடிவம் மற்றும் கன அளவு உண்டு. மூலக்கூறுகளுக்கு இடையிலான ஈர்ப்பு விசை மிக அதிகம்.

திரவம் (Liquids)

திரவங்களுக்கு நிலையான கன அளவு உண்டு, ஆனால் நிலையான வடிவம் இல்லை. எந்தக் கலனில் ஊற்றப்படுகிறதோ, அந்த வடிவத்தைப் பெற்றுக்கொள்ளும். மூலக்கூறுகள் சுதந்திரமாக இயங்கும் தன்மை கொண்டவை.

வாயு (Gases)

வாயுக்களுக்கு நிலையான வடிவம் அல்லது கன அளவு கிடையாது. இவை அடைக்கப்பட்டுள்ள இடத்தின் முழுப்பகுதியையும் ஆக்கிரமிக்கும். இவற்றின் மூலக்கூறுகள் மிக அதிக வேகத்தில் சீரற்ற இயக்கத்தில் இருக்கும்.

2. பொருள்களின் இயற்பியல் பண்புகள்

பொருள்களின் தனித்தன்மையை அறிய உதவும் முக்கியமான பண்புகள் இங்கே விரிவாகக் கொடுக்கப்பட்டுள்ளன.

அடர்த்தி (Density)

ஒரு பொருளின் ஓரலகு கன அளவில் உள்ள நிறையே அடர்த்தி எனப்படும். இதன் சூத்திரம்: அடர்த்தி = நிறை / கன அளவு (ρ = m/V). இதன் அலகு kg/m³ ஆகும்.

பாகுத்தன்மை (Viscosity)

ஒரு திரவம் பாயும் தன்மையை எதிர்க்கும் பண்பு பாகுத்தன்மை எனப்படும். உதாரணமாக, தண்ணீரை விட தேன் அதிக பாகுத்தன்மை கொண்டது. இது திரவத்தின் உட்புற உராய்வு விசையினால் ஏற்படுகிறது.

மேற்பரப்பு இழுவிசை (Surface Tension)

திரவத்தின் மேற்பரப்பில் உள்ள மூலக்கூறுகள், உள்நோக்கிய ஈர்ப்பு விசையினால் ஒரு மெல்லிய ஜவ்வு போலச் செயல்படும். இதனால்தான் மழைத்துளிகள் கோள வடிவில் இருக்கின்றன. இது திரவத்தின் பரப்பைக் குறைக்கும் முயற்சியாகும்.

3. மீட்சித்தன்மை (Elasticity)

ஒரு பொருளின் மீது விசை செயல்படும்போது அதன் வடிவம் மாறுகிறது. விசை நீக்கப்பட்டவுடன் மீண்டும் பழைய நிலைக்குத் திரும்பும் பண்பு 'மீட்சித்தன்மை' எனப்படும். ஹூக் விதி (Hooke's Law) இதற்கு அடிப்படையாகும்.

ஹூக் விதி: மீட்சி எல்லைக்குள், ஒரு பொருளில் ஏற்படும் தகைவு (Stress) அதற்கு ஏற்படும் திரிபுக்கு (Strain) நேர்த்தகவில் இருக்கும்.

4. திரவங்களின் அழுத்தம் (Pressure in Liquids)

திரவங்கள் அவற்றின் கொள்கலன் சுவர்களில் அழுத்தத்தைச் செலுத்துகின்றன. ஆழம் அதிகரிக்க அதிகரிக்க அழுத்தம் அதிகரிக்கும். பாஸ்கல் விதி (Pascal's Law) திரவ அழுத்தத்தைப் புரிந்துகொள்ள உதவும் முக்கிய விதி.

பாஸ்கல் விதிப்படி: "மூடிய நிலையில் உள்ள ஒரு திரவத்தின் மீது கொடுக்கப்படும் அழுத்தம், அந்த திரவத்தின் அனைத்துப் பகுதிகளுக்கும் சமமாகப் பரவும்." இது ஹைட்ராலிக் பிரஸ் மற்றும் பிரேக் அமைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

5. ஆர்க்கிமிடிஸ் தத்துவம் (Archimedes' Principle)

ஒரு பொருள் திரவத்தில் மூழ்கும்போது, அந்தப் பொருள் வெளியேற்றும் திரவத்தின் எடைக்குச் சமமான மேல்நோக்கு விசையை (Buoyant force) திரவம் அந்தப் பொருளின் மீது செலுத்தும். இது மிதக்கும் விதிகளுக்கு அடிப்படையாகும்.

6. கேப்பிலாரிட்டி (Capillarity)

மெல்லிய குழாய்களில் திரவம் தானாகவே மேலேறும் அல்லது கீழே இறங்கும் நிகழ்வு கேப்பிலாரிட்டி எனப்படும். தாவரங்களில் வேர் மூலம் நீர் உறிஞ்சப்பட்டு உச்சிக்குச் செல்வதற்கு இதுவே காரணம்.

7. வெப்ப விரிவாக்கம் (Thermal Expansion)

பொருள்களை வெப்பப்படுத்தும்போது அவை விரிவடைகின்றன. திண்மங்களில் நீள விரிவு, பரப்பு விரிவு மற்றும் பருமன் விரிவு என மூன்று வகைப்படும். இரயில் தண்டவாளங்களுக்கு இடையே இடைவெளி விடுவது, வெப்பத்தால் தண்டவாளம் விரிவடைவதால் ஏற்படும் வளைவைத் தவிர்க்கவே.

8. பொருள்களின் மின் மற்றும் காந்தப் பண்புகள்

பொருள்களை அவற்றின் மின் கடத்தும் திறனைப் பொறுத்து மூன்று வகையாகப் பிரிக்கலாம்:

1. கடத்திகள் (Conductors): மின்சாரத்தை நன்கு கடத்தும் (எ.கா: தாமிரம், அலுமினியம்).
2. கடத்தாப் பொருள்கள் (Insulators): மின்சாரத்தைக் கடத்தாது (எ.கா: ரப்பர், மரம்).
3. குறைக்கடத்திகள் (Semiconductors): குறிப்பிட்ட சூழலில் மட்டும் மின்சாரத்தைக் கடத்தும் (எ.கா: சிலிக்கான், ஜெர்மானியம்).

9. ஒளிசார் பண்புகள்

பொருள்கள் ஒளியுடன் வினைபுரியும் விதம் அவற்றின் ஒளிபுகும் தன்மையைப் பொறுத்தது:

• ஒளிபுகும் பொருள்கள் (Transparent): ஒளி முழுமையாக ஊடுருவும் (எ.கா: கண்ணாடி).
• ஒளிபுகா பொருள்கள் (Opaque): ஒளி ஊடுருவாது (எ.கா: மரம், சுவர்).
• ஒளி கசியும் பொருள்கள் (Translucent): ஒளி பகுதி அளவு ஊடுருவும் (எ.கா: எண்ணெய் காகிதம்).

10. தேர்வு நோக்கில் நினைவில் கொள்ள வேண்டியவை

பொருள்களின் பண்புகள் பற்றிய புரிதல், இயற்பியலின் அடிப்படைகளை வலுப்படுத்தும். திண்மம், திரவம், வாயுக்களின் நடத்தைகள் மற்றும் அவற்றின் மீது செயல்படும் விசைகள் குறித்த கேள்விகள் போட்டித் தேர்வுகளில் அடிக்கடி கேட்கப்படுகின்றன. மேலே கொடுக்கப்பட்டுள்ள சூத்திரங்களையும் விதிகளையும் மீண்டும் மீண்டும் பயிற்சி செய்வதன் மூலம் தேர்வில் முழு மதிப்பெண்களைப் பெறலாம்.