కాంతి శక్తి స్వరూపం
పోటీ పరీక్షల్లో జనరల్‌ సైన్స్‌ నుంచి ఎక్కువ ప్రశ్నలు అడుగుతారు. ఇందులో ఫిజికల్‌ సైన్స్‌ ముఖ్యమైనది. దీనిపైన దృష్టిపెడితే ఏ పోటీ పరీక్షలోనైనా మంచి మార్కులు సాధించవచ్చు. అందులో భాగంగా భౌతికశాస్త్రం నుంచి కాంతి మౌలిక లక్షణాలు, కాంతి సిద్ధాంతాల గురించి తెలుసుకుందాం.
కాంతి
- కాంతి ఒక శక్తి స్వరూపం.
- స్వయం ప్రకాశకాల నుంచి వెలువడి, మనకు దృశ్యానుభవం కలిగించే శక్తి స్వరూపమైన భౌతికరాశిని కాంతి అంటారు.
- కాంతి వేగం= 3×10 8 మీటర్‌/సెకన్‌ లేదా 3x 10 10 సెం.మీ/సెకన్‌.
- కాంతి వేగాన్ని మొదటగా గెలీలియో అనే శాస్త్రవేత్త కనుగొన్నాడు.
- సూర్యకాంతిని ఉపయోగించి కాంతి వేగాన్ని కచ్చితంగా కనుగొన్న శాస్త్రవేత్త ఫోకాల్ట్‌.
- కాంతి గురించి అధ్యయనం చేసే శాస్ర్తాన్ని ఫొటోమెట్రి అంటారు.
కాంతి సిద్ధాంతాలు
1. న్యూటన్‌ కణ సిద్ధాంతం
- న్యూటన్‌ మొట్టమొదటిసారిగా కాంతి స్వభావాన్ని వివరించే ప్రయత్నం చేశాడు.
- కాంతి కణాల సముదాయమని, కాంతి కణాల రూపంలో ప్రయాణిస్తుందని వివరించే “కాంతి కణ సిద్ధాంతం”ను న్యూటన్‌ ప్రతిపాదించాడు.
- ఈ సిద్ధాంతం ప్రకారం స్వయం ప్రకాశకాలైన వస్తువుల నుంచి వెలువడిన కాంతి చిన్నచిన్న కణాల రూపంలో ప్రయాణిస్తుంది. వీటిని “కార్పాస్క్యులర్స్‌” అంటారు.
- ఈ కణాలపై భూమి గురుత్వాకర్షణ బలం ప్రభావం దాదాపు శూన్యం.
- కాంతి వేగం సాంద్రతర యానకమైన గాజు, నీటిలో ఎక్కువగా, విరళ యానకమైన గాలిలో తక్కువగా ఉంటుంది.
- భిన్నమైన పరిమాణాలు గల కాంతి వేర్వేరు రంగులను వెలువరిస్తుంది.
- కానీ ప్రయోగాత్మకంగా పరిశీలించినప్పుడు కాంతి వేగం విరళ యానకంలో ఎక్కువగా, సాంద్రతర యానకంలో తక్కువగా ఉంటుంది.
- వేరువేరు తరంగ దైర్ఘ్యాలున్న కాంతి వల్ల భిన్నమైన రంగులు ఏర్పడతాయి. ఈ విధంగా న్యూటన్‌ కణ సిద్ధాంతంలో కొన్ని లోపాలు ఉండటంతో శాస్త్రవేత్తలు దీన్ని తిరస్కరించారు.
2. హైగెన్స్‌ తరంగ సిద్ధాంతం
- హైగెన్స్‌ కాంతి జనకం నుంచి తరంగాల రూపంలో ప్రయాణిస్తుందని ‘కాంతి తరంగ సిద్ధాంతాన్ని ప్రతిపాదించాడు.
- హైగెన్స్‌ ప్రకారం కాంతి అనేది యాంత్రిక తరంగాల రూపంలో ప్రయాణిస్తుంది. అందువల్ల కాంతి తరంగాలు ప్రయాణించేందుకు విశ్వవ్యాప్తమైన ఈథర్‌ అనే యానకం అవసరమని ప్రతిపాదించాడు.
- ఈ సిద్ధాంతం ప్రకారం కాంతి తరంగాల వేగం విరళయానకం(గాలి)లో ఎక్కువగాను, సాంద్రతర(ద్రవం) యానకంలో తక్కువగానూ ఉంటుంది.
- భిన్నమైన తరంగ ధైర్ఘ్యాలున్న కాంతి వేర్వేరు రంగులను వెలువరిస్తుంది.
- ఈ సిద్ధాంతంలో ప్రతిపాదించిన విధంగా కాంతి కిరణాలు అనేవి యాంత్రిక తరంగాలు కావు. ఇవి ఒకరకమైన విద్యుత్‌ అయస్కాంత తరంగాలు మాత్రమే.
- అందువల్ల కాంతి కిరణాలు ప్రయాణించేందుకు ఎలాంటి యానకం అవసరం లేదు.
- దీనితో పాటు హైగెన్స్‌ ప్రతిపాదించిన ఈథర్‌ అనే యానకాన్ని ఏ శాస్త్రవేత్త కూడా ఇంతవరకు గుర్తించలేదు. యానకం ఒక మిథ్య అని శాస్త్రవేత్తలు భావిస్తున్నారు.
3. క్వాంటం సిద్ధాంతం
- దీన్ని 1900 సంవత్సరంలో “మ్యాక్స్‌ ప్లాంక్‌” అనే శాస్త్రవేత్త ప్రతిపాదించాడు.
- దీని ప్రకారం శక్తి చిన్నచిన్న ప్యాకెట్ల రూపంలో ప్రయాణిస్తుంది.
- ఒక్కొక్క శక్తి ప్యాకెట్‌లో ఉన్న శక్తినే ఒక క్వాంటం లేదా ఒక ఫోటాన్‌ అంటారు.
- ఫోటాన్‌లో ఉన్న శక్తి E=hu E=hc/l
- h= ప్లాంక్‌ సిద్ధాంతం= 6.6×10-34 j.sec
- కాంతి పౌనఃపున్యం పెరిగితే దాని శక్తి పెరుగుతుంది. ఒకవేళ కాంతి తరంగ దైర్ఘ్యం పెరిగితే శక్తి తగ్గుతుంది.
- ఈ సిద్ధాంతం ప్రతిపాదించినందుకు మాక్స్‌ ప్లాంక్‌కు నోబెల్‌ బహుమతి లభించింది. ఈయనను
- ‘ఆధునిక భౌతికశాస్త్ర పితామహుడు’ అంటారు.
- రామన్‌ తన ఫలితాన్ని వివరించడానికి క్వాంటమ్‌ సిద్ధాంతాన్ని ఉపయోగించారు.
4. విద్యుదయస్కాంత తరంగ సిద్ధాంతం
- మ్యాక్స్‌వెల్‌ అనే శాస్త్రవేత్త ప్రతిపాదించారు.
- ప్రకారం కాంతి విద్యుత్‌, అయస్కాంత అంశాల రూపంలో ప్రయాణిస్తుంది.
- ప్రయాణించడానికి ఎటువంటి యానకం అవసరం లేదు.
కాంతి రుజుమార్గం
కాంతి ఎల్లప్పుడూ రుజుమార్గంలో ప్రయాణిస్తుంది.
కాంతి అపారదర్శక పదార్థాలపై పడినపుడు నీడలను ఏర్పరుస్తుంది. అందువల్లనే సూర్య గ్రహణం, చంద్ర గ్రహణం ఏర్పడుతుందని కాంతి ధర్మాలు తెలియజేస్తున్నాయి.
కాంతి పరావర్తనం
కాంతి వస్తువులపై పడి పతనమై పరావర్తనం చెంది తిరిగి వెనుకకు మళ్లుతుంది. ఈ పరావర్తనం చెందిన కాంతి మన కంటికి చేరినపుడు ఆపెక్‌ అనే నరం ద్వారా మన దృష్టిని ప్రేరేపిస్తుంది. అప్పుడు మనం వస్తువులను చూడగలుగుతాం.
కాంతి పరావర్తన సూత్రాలు
కాంతికి రెండు పరావర్తన సూత్రాలు ఉంటాయి.
1. i. పతన కిరణం ii. పరావర్తన కిరణం
2. ప్రతిబింబాలు రెండు రకాలు
i. నిజ ప్రతిబింబం( Real image)
ii. మిధ్యా ప్రతిబింబం(Virtual image)
నిజ ప్రతిబింబం
ఇది ఎల్లప్పుడూ తల కిందులుగా ఉంటుంది. తెరపై పట్టగలం ఉదా: సినిమా బొమ్మ, ఫొటోగ్రాఫ్స్‌
మిధ్యా ప్రతిబింబం
ఇది ఎల్లప్పుడూ నిటారుగా ఉంటుంది, తెరపై పట్టలేము.
ఉదా: ఛాయలు, నీడలు, అద్దంలో కనిపించే ప్రతిబింబం
కాంతి ప్రదర్శించే ధర్మాలు
1.రుజువర్తనం
2. కాంతి వేగం
3. వక్రీభవనం
4. పరావర్తనం
5. సంపూర్ణాంతర పరావర్తనం
6. పరిక్షేపనం
7. విశ్లేషణం లేదా విక్షేపణం
8. వ్యతికరణం
9. వివర్తనం
10. దృవణం
