కాంతి ధర్మాలు

దశదిశలు విస్తరించే శక్తి స్వరూపం!
 

 

దీపానికి వస్తువులు దగ్గరగా ఉంటే నీడలు స్పష్టంగా, దూరం పెరిగితే అస్పష్టంగా  ఏర్పడతాయి, చేతిని నీటిలో పెడితే వేళ్లు పొట్టిగా కనిపిస్తాయి. బంకర్లలో కూర్చున్న సైనికులు బయట ఉన్న శత్రువులను చక్కగా చూడగలుగుతారు. నీళ్ల గ్లాసులో నిమ్మకాయ వేస్తే పెద్దదైనట్లు అనిపిస్తుంది. వీటితోపాటు వజ్రాల తళుకులు, ఇంద్రధనుస్సు, ఆకాశానికి నీలం రంగు, మబ్బుల అంచులకు వెండి మెరుపులు, రక్తం కారకుండా శస్త్ర చికిత్సలు వంటివన్నీ అన్ని వైపుల్లోకి విస్తరించగలిగిన కాంతి ప్రదర్శించే ధర్మాల ప్రభావాలే. వీటి గురించి పోటీ పరీక్షార్థులు తెలుసుకోవాలి. 

కాంతి ఒక శక్తి స్వరూపం. స్వయం ప్రకాశకాల నుంచి వెలువడి దృశ్య అనుభవం కలిగించే శక్తి స్వరూపమైన భౌతిక రాశిని కాంతి అంటారు. ఇది స్వయంప్రకాశక వస్తువుల్లో పుట్టి దాదాపు అన్ని దిశల్లో ప్రయాణిస్తుంది. కాంతిని అధ్యయనం చేసే శాస్త్రాన్ని ఆప్టిక్స్‌ (దృశా శాస్త్రం), కంటి గురించి అధ్యయనం చేయడాన్ని ఆప్తమాలజీ అని అంటారు. కాంతి విద్యుదయస్కాంత తరంగ రూపంలో ఎల్లప్పుడూ రుజుమార్గంలో ప్రయాణిస్తుంది. రకరకాల ధర్మాలను ప్రదర్శిస్తుంది. 

 

కాంతి రుజుమార్గ ధర్మం: కాంతి రుజుమార్గంలో ప్రయాణించడం వల్ల నీడలు, గ్రహణాలు ఏర్పడతాయి. కాంతిజనకం కంటే వస్తువులు చిన్నవిగా ఉండి తెరకు దగ్గరగా ఉన్నప్పుడు నీడలు స్పష్టంగా ఏర్పడతాయి, తెరకు దూరంగా ఉన్నప్పుడు అదృశ్యమవుతాయి.

అనువర్తనాలు: * పక్షి నేలకు దగ్గరగా ఉన్నప్పుడు దాని నీడ బాగా ఏర్పడుతుంది. కొంత ఎత్తుకు వెళ్లగానే అదృశ్యమవుతుంది.

* టార్చిలైటు, దీపం ముందు దగ్గరగా ఉన్న వస్తువుల నీడలు గోడలపై స్పష్టంగా ఏర్పడతాయి.

* ట్యూబ్‌లైట్‌ లాంటి పెద్ద కాంతి జనకాల ముందు ఉంచిన వస్తువుల నీడలు స్పష్టంగా ఏర్పడవు.

* నీడలు సాధారణంగా నలుపు రంగులో ఉంటాయి. నీడలోని దట్టమైన నీడ భాగాన్ని ప్రచ్ఛాయ, పాక్షిక నీడ భాగాన్ని ఉపచ్ఛాయ అంటారు.

* కాంతి రుజుమార్గం ఆధారంగా పిన్‌హోల్‌ కెమెరా పనిచేస్తుంది. ఈ కెమెరాతో చూసినప్పుడు వస్తువుల ప్రతిబింబాలు తలకిందులుగా కనిపిస్తాయి.

 

కాంతి పరావర్తనం: ఒక వస్తువు తలంపై పడిన కాంతికిరణం తిరిగి అదే యానకంలోకి వెనకకు ప్రయాణించడాన్నే కాంతి పరావర్తనం అంటారు. అన్ని జీవరాశుల దృష్టి జ్ఞానానికి కాంతి పరావర్తనం అవసరం.

* దర్పణాలు, పెరిప్కోపు, కెలిడియోస్కోపు కాంతి పరావర్తనం ధర్మం ఆధారంగా పనిచేస్తాయి.

* అద్దంలో ఒక వ్యక్తి తన పూర్తి ప్రతిబింబాన్ని చూడాలంటే కనీసం అతడి ఎత్తులో సగం ఎత్తు ఉన్న దర్పణాన్ని ఉపయోగించాలి.

* సమతల దర్పణం ముందు నిలబడిన వ్యక్తి, దర్పణం వైపు ఒక మీటర్‌ దూరం నడిస్తే అతడి ప్రతిబింబం రెండు మీటర్లు ముందుకు వస్తుంది.

* వాలు దర్పణాల వల్ల ఏర్పడే ప్రతిబింబాల ఆధారంగా కెలిడియో స్కోపు పనిచేస్తుంది. కెలిడియో స్కోపును మూడు సమతల దర్పణాలతో 60^o కోణంతో అమర్చుతారు. * బంకర్లలో ఉన్న సైనికులు శత్రువులను గమనించడానికి పెరిస్కోప్‌ను ఉపయోగిస్తారు. దీన్ని రెండు సమతల దర్పణాలతో, అవి వాటి అక్షాలతో 45^o కోణం చేసే విధంగా అమర్చుతారు.

కాంతి వక్రీభవనం: కాంతి విరళ యానకం నుంచి సాంద్రతర యానకంలోకి ప్రయాణించినప్పుడు వేగంలో మార్పు వల్ల ఆ రెండు యానకాల సరిహద్దు వద్ద వంగి ప్రయాణించడాన్ని కాంతి వక్రీభవనం అంటారు.

అనువర్తనాలు: * నీటిలో ఏటవాలుగా ఉంచిన కర్రను చూసినప్పుడు నీటిలో ఉన్న భాగం వంగినట్లు కనిపించడం.

* గాజు పలక కింద ఉన్న అక్షరాలు పైకి లేచి పెద్దవిగా కనిపించడం.

* నక్షత్రాలు మిణుకు మిణుకుమని మెరవడం.

* సూర్యోదయం, సూర్యాస్తమయం సమయంలో సూర్యుడు పెద్దగా కనిపించడం.

* సూర్యోదయానికి ముందే రెండు నిమిషాలు సూర్యుడు కనిపించడం, సూర్యాస్తమయం తర్వాత కూడా రెండు నిమిషాలు సూర్యుడు కనిపించడం.

* సరస్సుల్లో అడుగు భాగం అసలు లోతుకంటే తక్కువగా కనిపించడం.

* నీటిలోని చేపలు వాస్తవ లోతుకంటే దగ్గరగా కనిపించడం.

* నీటి అడుగున ఉన్న నాణెం పైకి లేచినట్లుగా పెద్దగా కనిపించడం.

* గ్లాసు నీటిలో ఉన్న నిమ్మకాయ పెద్దదిగా కనిపించడం.

* చేతి వేళ్లను నీటిలో ముంచినప్పుడు పొట్టిగా కనిపించడం.

సంపూర్ణాంతర పరావర్తనం: పతన కోణం సందిగ్ధ కోణం కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు కాంతి కిరణం మళ్లీ వెనకకు సాంద్రతర యానకంలోకి ప్రయాణించడాన్ని సంపూర్ణాంతర పరావర్తనం అంటారు.

అనువర్తనాలు:* ఎండమావులు ఏర్పడటం. అంటే వేసవిలో రోడ్డు మీద దూరం నుంచి గమనిస్తే నీరు ఉన్నట్లు కనిపించడం.

* శీతల ప్రాంతంలో కనిపించే లూమింగ్‌. అంటే ఈ ప్రాంతాల్లో దూరంగా ఉన్న వస్తువులు కొంత ఎత్తులో ఉన్నట్లు కనిపించడం.

* వజ్రాలు బాగా మెరవడం.

* దృశాతంతువు (ఆఫ్టికల్‌ ఫైబర్‌)లో సమాచార ప్రసారం.

* దృశాతంతువు ద్వారా చేసే ఎండోస్కోపి, లాప్రోస్కోపి.

* ఇంద్రధనుస్సు ఏర్పడటంలో సంపూర్ణాంతర పరావర్తనం ప్రముఖ ప్రాత పోషిస్తుంది.

కాంతి విక్షేపణం: * పట్టకం ద్వారా తెల్లని కాంతిని పంపినప్పుడు అది వివిధ రంగులుగా విడిపోవడాన్ని కాంతి విక్షేపణం అంటారు.

* గాజు పట్టకం ద్వారా పంపిన తెల్లని కాంతిలో ఏడు రంగులు ఉంటాయి. దాన్ని రూపొందించిన శాస్త్రవేత్త న్యూటన్‌.

* ఎరుపు రంగుకు కాంతి తరంగదైర్ఘ్యం ఎక్కువ, ఊదా రంగుకు తక్కువ.

అనువర్తనాలు: * ఇంద్రధనుస్సు కాంతి విక్షేపణ ధర్మం ఆధారంగా కూడా ఏర్పడుతుంది.
* ఇంద్రధనుస్సు సూర్యుడికి ఎల్లప్పుడూ వ్యతిరేక దిశలో ఏర్పడుతుంది.

* సూర్యుడి కిరణాలు 40^o - 42^o కోణంతో ప్రసరిస్తున్నప్పుడు స్పష్టమైన ఇంద్రధనుస్సు ఏర్పడుతుంది.

* ప్రాథమిక ఇంద్రధనుస్సులో పైభాగాన ఎరుపు రంగు, కింది భాగాన నీలి రంగు కనిపిస్తాయి.

* గౌణ ఇంద్రధనుస్సులో పైభాగాన నీలి రంగు, కింది భాగాన ఎరుపు రంగు కనిపిస్తాయి. 

* సూర్యచంద్రుల చుట్టూ రంగుల వలయాలు ఏర్పడటానికి కారణం కాంతి విక్షేపణం.

* పరిపూర్ణ వృత్తాకార ఇంద్రధనుస్సు విమానాన్ని నడిపే పైలట్‌కు కనిపిస్తుంది.

* భూమి మీద నుంచి చూసే వ్యక్తులకు ఇంద్రధనుస్సు శంకువు ఆకారంలో కనిపిస్తుంది.

 

కాంతి పరిక్షేపణం: వాతావరణంలోని దుమ్ము, ధూళి, తేమ కణాలపై సూర్యకాంతి పడినప్పుడు అవి సూర్యకాంతిని అన్ని వైపులకు సమానంగా వెదజల్లే కాంతి ధర్మాన్ని కాంతి పరిక్షేపణం అంటారు.

అనువర్తనాలు: * ఆకాశం నీలి రంగులో కనిపించడం.

* రాత్రి వేళలో ఆకాశం నల్లగా కనిపించడానికి కారణం ఆ సమయంలో కాంతి పరిక్షేపణం జరగదు.

* నీలి రంగులోని ఆకాశ ప్రతిబింబం సముద్ర నీటిపై పడటం వల్ల సముద్రం నీలి రంగులో కనిపిస్తుంది.

* కాంతి పరిక్షేపణాన్ని వివరించిన శాస్త్రవేత్త సి.వి రామన్‌.

* సూర్యోదయం, సూర్యాస్తమయ సమయాల్లో సూర్యుడు ఎర్రగా కనిపించి మధ్యాహ్నం తెల్లగా కనిపించడం.

* ఎరుపు రంగు కాంతికి పరిక్షేపణం తక్కువ, తరంగ ధైర్ఘ్యం ఎక్కువ. అందుకే ప్రమాద సంకేతాలు, ట్రాఫిక్‌ సిగ్నల్స్‌లో ఉపయోగిస్తారు.

నోట్‌: కాంతిని కొలిచే శాస్త్రాన్ని ‘ఫొటోమెట్రీ’ అంటారు.

 

కాంతి వ్యతికరణం: సంబద్ధ కాంతి తరంగాలు ఒకదానిపై మరొకటి అధ్యారోపణం చెందడం వల్ల కొన్ని ప్రదేశాల్లో కాంతి తీవ్రత గరిష్ఠంగా, మరికొన్ని ప్రదేశాల్లో కనిష్ఠంగా ఏర్పడే కాంతి ధర్మాన్ని కాంతి వ్యతికరణం అంటారు. దీన్ని థామస్‌ యంగ్‌ ప్రతిపాదించాడు. కాంతి వ్యతికరణం శక్తి నిత్యత్వ నియమాన్ని పాటిస్తుంది.

అనువర్తనాలు: * సబ్బు బుడగలు వివిధ రంగుల్లో ఏర్పడటం

* నీటిపై తేలుతున్నప్పుడు నూనె పొరలు రంగురంగులుగా కనిపించడం.

* వర్షాకాలంలో తారు రోడ్డుపై నూనె పడినప్పుడు పలు రంగుల్లో మెరవడం.

కాంతి వివర్తనం: కాంతి కిరణాలు సన్నని చీలికల ద్వారా అంచుల వెంట ప్రయాణించడాన్ని కాంతి వివర్తనం అంటారు. దీన్ని గ్రీమాల్డి అనే శాస్త్రవేత్త ప్రతిపాదించాడు. వివర్తనాన్ని గణించడానికి ఫ్రెనల్, ఫ్రాన్‌హోపర్‌లు కృషి చేశారు.

అనువర్తనాలు: * కంప్యూటర్‌ సీడీ, డీవీడీలపై వివిధ రంగుల చారలు కనిపించడం.

* అతిధ్వనుల వివర్తనం ఆధారంగా ఆల్ట్రాసౌండ్‌ స్కానింగ్‌ జరగడం.

* పర్వతం వెనుక సూర్యోదయం, సూర్యాస్తమయం ఏర్పడినప్పుడు కాంతి చారలు ఏర్పడటం.

* సూర్యగ్రహణ సమయంలో సూర్యుడి మూడో పొర అయిన కరోనా కనిపించడం.

* వెలుగుతున్న దీపం ప్రమిదను సగం మూసిన కన్నుతో చూసినప్పుడు కాంతి కిరణాలు చారల్లాగా కనిపించడం.

* మబ్బుల చాటున సూర్యుడు ప్రకాశిస్తున్నప్పుడు ఆ మబ్బు అంచులు వెండిలాగా మెరవడం.

* కిటికీలు, తలుపులు మూసి ఉన్నప్పుడు వాటి సన్నని చీలికల ద్వారా కాంతి పట్టీలు చొరబడటం.

* పాలిస్టర్‌ వస్త్రం ద్వారా కాంతి జనకాన్ని చూసినప్పుడు వెలుగు చారల్లా కనిపించడం.

కాంతి ధ్రువణం: * కాంతి విద్యుదయస్కాంత తరంగంలోని విద్యుత్తు, అయస్కాంత అంశాలను వేరు చేసే ప్రక్రియను ధ్రువణం అంటారు. దీన్ని బర్డోలినస్‌ అనే శాస్త్రవేత్త ప్రతిపాదించాడు.

అనువర్తనాలు: * వేసవిలో ఉపయోగించే సన్‌ గ్లాసెస్‌ ధ్రువణం ఆధారంగా పనిచేస్తాయి.

* 3డీ సినిమాల చిత్రీకరణ, 3డీ హాలోగ్రఫీ ముద్రణలో, ఎల్‌సీడీ తెరల్లో ధ్రువణ సూత్రం ఇమిడి ఉంటుంది.

* సర్పిలాకార నిర్మాణ రూపంలో ఉండే డీఎన్‌ఏను అధ్యయనం చేయడంలో కూడా ధ్రువణ ధర్మం ఉపయోగపడుతుంది. 

లేజర్‌ కిరణాలు: * 1954లో సీహెచ్‌ టౌన్స్‌ అనే శాస్త్రవేత్త లేజర్‌కి సంబంధించిన శాస్త్రీయ జ్ఞానాన్ని ప్రతిపాదించాడు.

* LASERఅంటే  లైట్‌ ఆంప్లిఫికేషన్‌ బై స్టిమ్యులేటెడ్‌ ఎమిషన్‌ ఆఫ్‌ రేడియేషన్‌.  

* లేజర్‌ కిరణాలను ఘన, ద్రవ, వాయు పదార్థాల నుంచి ఉత్పత్తి చేయవచ్చు.

* రూబీ స్ఫటికాన్ని ఉపయోగించి లేజర్‌ కిరణాలను ఉత్పత్తి చేస్తారు.

* ఘన, ద్రవ పదార్థాల కంటే వాయు పదార్థాల నుంచి ఉత్పత్తి చేసిన లేజర్‌ కిరణాల శక్తి ఎక్కువ. ఉదారణకు హీలియం, నియాన్‌ నుంచి ఉత్పత్తి చేసిన లేజర్‌ కిరణాలకు శక్తి ఎక్కువ.

అనువర్తనాలు: * రక్తం కారకుండా చేసే శస్త్రచికిత్సలకు ఈ కిరణాలు ఉపయోగిస్తారు.* కంటి వ్యాధులు నయం చేయడానికి

* ఎండోస్కోపీ పరికరాల్లో అల్సర్లను పరిశీలించడానికి

* మెదడులో ఏర్పడే కణితులు తొలగించడానికి

* హైడ్రోజన్‌ బాంబ్‌లను విస్ఫోటం చెందించడానికి

* రాడార్, ఉపగ్రహాల్లో

* పదార్థంలోని అణువుల నిర్మాణ అధ్యయనాల్లో వినియోగిస్తారు.

 

మాదిరి ప్రశ్నలు

1. కాంతి ఏదైనా అవరోధాన్ని తాకి, అంచుల వెంబడి వంగి ప్రయాణించడాన్ని ఏమంటారు?

1) వక్రీభవనం    2) పరావర్తనం    3) వివర్తనం    4) వ్యతికరణం

2. వజ్రం కాంతివంతంగా మెరవడానికి కారణమైన కాంతిధర్మం?

1) సంపూర్ణాంతర పరావర్తనం    2) వ్యతికరణం    3) వక్రీభవనం             4)  పరావర్తనం

3. పెరిస్కోపు, కెలిడియోస్కోపు కాంతి ఏ ధర్మం ఆధారంగా పనిచేస్తాయి?

1) కాంతి వక్రీభవనం     2) కాంతి విపక్షేపణం    3) కాంతి పరావర్తనం      4) కాంతి పరిక్షేపణం

4. నీటిలోని చేపలు వాస్తవ లోతు కంటే తక్కువ లోతులో ఉన్నట్లు కనిపించే కాంతి ధర్మం?

1) వక్రీభవనం      2) సంపూర్ణాంతర పరావర్తనం      3) వ్యతికరణం     4) వివర్తనం

 

5. పట్టకం ద్వారా తెల్లని కాంతిని పంపితే అది ఏడు రంగులుగా విడిపోయే ఏర్పాటును రూపొందించిన శాస్త్రవేత్త?

1) హైగెన్స్‌     2) న్యూటన్‌     3) సి.వి.రామన్‌     4) గ్రీమాల్డి

6. సూర్యోదయం, సూర్యాస్తమయం సమయాల్లో సూర్యుడు ఎర్రగా, మధ్యాహ్న సమయంలో తెల్లగా కనిపించడానికి కారణమైన ధర్మం?

1) కాంతి విక్షేపణం     2) కాంతి పరిక్షేపణం     3) కాంతి వ్యతికరణం    4) కాంతి పరావర్తనం
 

7. నీటిపై నూనె బిందువులు పడినప్పుడు అవి రంగురంగులుగా కనిపించడానికి కారణమైన కాంతి ధర్మం?

1) కాంతి వివర్తనం     2) కాంతి ధ్రువణం    3) కాంతి వ్యతికరణం     4) కాంతి పరిక్షేపణం
 

8. 3డీ సినిమా చిత్రీకరణ, 3డీ హాలోగ్రఫీ ముద్రణలో ఇమిడి ఉన్న కాంతి ధర్మం?

1) కాంతి వ్యతికరణం     2) కాంతి వివర్తనం     3) కాంతి ధ్రువణం    4) కాంతి వక్రీభవనం
 

9. లేజర్‌ కాంతి కిరణాలను కనుక్కున్న శాస్త్రవేత్త?

1) థామస్‌ యంగ్‌      2) బర్డోలినస్‌     3) గ్రీమాల్డి   4) సి.హెచ్‌.టౌన్స్‌
 

10. నీడలు, గ్రహణాలు ఏర్పడటానికి కారణమైన కాంతి ధర్మం?

1) కాంతి పరావర్తనం     2) కాంతి వక్రీభవనం    3) కాంతి విక్షేపణం     4) కాంతి రుజుమార్గం
 

సమాధానాలు: 1-3; 2-1; 3-3; 4-1; 5-2; 6-2; 7-3; 8-3; 9-4; 10-4.

రచయిత: చంటి రాజుపాలెం