ආලෝකය

රික්තයකදී ආලෝකයේ වේගය හරියටම තත්පරයට මීටර 299,792,458ක් ලෙස අර්ථ දක්වා ඇත. මෙය ආසන්න වශයෙන් තත්පරයට සැතපුම් 186,282කි. ආලෝකයේ වේගයට මෙම නියත අගය ලැබී ඇත්තේ මීටරය, රික්තයක් තුල තත්පරයකට ආලෝකය ගමන් කරන දුරෙන් 1/299,792,458ක් ලෙස අර්ථ දක්වා ඇති නිසා ය. සියලු විද්‍යුත් චුම්බක විකිරණ රික්තයක් තුල මෙම වේගයෙන් ගමන් කරයි.

ඉතිහාසය පුරාවටම ආලෝකයේ වේගය මැණීමට විවිධ භෞතික විද්‍යාඥයින් උත්සාහ දරා ඇත. 17 වන සියවසේදී ගැලිලියෝ ගැලිලි ආලෝකයේ වේගය මැණීමට උත්සාහ කලේ ය. ඩැනිෂ් ජාතික භෞතික විද්‍යාඥයකු වූ ඔලේ රෝමර් 1676 තරම් අතීතයේදී ආලෝකයේ වේගය මැණීමට උත්සාහ කලේය. දුරදක්නයක් භාවිතයෙන් බ්‍රහස්පතීගේ චන්ද්‍රයකු වන අයෝ නිරීක්ෂණය කල රෝමර්, අයෝගේ කක්ෂ ආවර්ත කාලයේ දෘශ්‍ය විෂමතාවයන් සැලැකිල්ලට ගනිමින්, පෘථිවියේ කාක්ෂික විෂ්කම්භය ගමන් කිරීමට ආලෝකයට මිනිත්තු 22ක් පමණ ගත වන බව ගණනය කළේ ය. කෙසේ වෙතත් පෘථිවි කක්ෂයේ විෂ්කම්භය ඒ වන විට සොයාගෙන නොතිබිණි. රෝමර් එය දැන සිටියේ නම් ආලෝකයේ වේගය තත්පරයට මීටර 227,000,000ක් ලෙස ඔහු ගණනය කරනු ඇත.

1849 වර්ෂයේදී ප්‍රංශ ජාතික ඉපොලිට් ෆිසූ (Hippolyte Fizeau) ආලෝකයේ වේගය වඩාත් නිවැරදිව මැණීමට සමත් විය. ෆිසූ, කිලෝමීටර කිහිපහක් ඈතින් තිබූ දර්පණයක් මතට ආලෝක කදම්බයක් එල්ල කලේ ය. ආලෝක කදම්බයේ ගමන් මාර්ගයේ භ්‍රමණය වන දැති රෝදයක් තබන ලදී. ඇටැවුම සකසන ලද්දේ, ආලෝක කදම්බය දර්පණය මතින් පරාවර්තනය වීමෙන් පසු ප්‍රභවය වෙතටම, පැමිණි මාර්ගයේම ගමන් කරන ලෙසටත්, ආලෝක කදම්බය දැති රෝදයේ දැති අතරින් ගමන් කරන ලෙසටත් ය. එක්තරා භ්‍රමණ වේගයකදී ආලෝක කදම්බය දැති රෝදයේ එක් හිදැසක් අතරින් දර්පණය වෙතටත්, ඊළඟ හිඩැසින් ආපසුත් ගමන් කරන බව ෆිසූ නිරීක්ෂණය කළේ ය. දර්පණයට ඇති දුරත්, දැති රෝදයේ දැති ගණන සහ භ්‍රමණ වේගයත් දැන ගැනීමෙන් ආලෝකයේ වේගය තත්පරයට මීටර 313,000,000ක් ලෙස ගණනය කිරීමට ෆිසූ සමත් විය.

1862 දී ලියොං ෆූකු (Léon Foucault) විසින් භ්‍රමණය වන දර්පණ භාවිතා කරමින් තත්පරයට මීටර 298,000,000ක අගයක් ලබා ගැනීමට සමත් විය. ඇල්බට් ඒබ්‍රහම් මිචෙල්සන් 1877 සිට තම මරණය සිදු වූ 1931 වර්ෂය දක්වා ආලෝකයේ වේගය පිලිබඳ පරීක්ෂණ පැවැත්වීය. ෆූකු ගේ ක්‍රමවේදය වැඩිදියුණු කල ඔහු, කැලිෆෝනියාවේ විල්සන් සහ සැන් ඇන්ටෝනියෝ කඳු අතර ආලෝකය ගමන් කර ආපසු ඒමට ගත වූ කාලය වැඩිදියුණු කල භ්‍රමණය වන දර්පණ මගින් මැණීමට සමත් විය. මේ සූක්ෂම මිණුම් වලින් ආලෝකයේ වේගය තත්පරයට මීටර 299,796,000ක් ලෙස ගණනය කරන ලදී.

සාමාන්‍ය පදාර්ථය සහිත විවිධ පාරදෘශ්‍ය ද්‍රව්‍ය තුල ආලෝකයේ වේගය, රික්තයේ එහි වේගයට වඩා කුඩා ය. උදාහරණයක් ලෙස ජලය තුල ආලෝකයේ වේගය රික්තයකදී මෙන් 3/4ක් පමණ වේ. කෙසේ වෙතත් මෙම මන්දනය වීමේ ක්‍රියාවලිය ඇත්ත වශයෙන්ම ආලෝක අංශු මන්දනය වීමක් නොව, ආරෝපිත අංශු වලට ආලෝක අංශු අවශෝෂණය සහ විමෝචනය නිසා සිදු වන පමාවක් බව සැලකේ.

පදාර්ථය තුල ආලෝකය මන්දනය වීම පිලිබඳ සීමාන්තික උදාහරණයක් ලෙස, හාවඩ් විශ්වවිද්‍යාලයේ සහ කේම්බ්‍රිජ් (මැසචුසෙට්) හි රෝලන්ඩ් විද්‍යා ආයතනයේ එක් පර්යේෂණ කණ්ඩායමකුත්, නක්ෂත්‍ර භෞතික විද්‍යාව පිලිබඳ හාවඩ්-ස්මිත්සෝනියන් මධ්‍යස්ථානයේ තවත් කණ්ඩායමකුත් ස්වාධීනව කල පරීක්ෂණයක් දැක්විය හැකි ය. මෙහි දී, රුබීඩියම් මූලද්‍රව්‍යයේ බෝස්-අයින්ස්ටයින් සංඝනීභූතයක් තුලින් යැවූ ආලෝකය, ප්‍රගමනය සම්පූර්ණයෙන් ම නැවැත්වීමට පර්යේෂකයෝ සමත් වූහ. කෙසේ වෙතත්, මෙහි "ආලෝකය නැවැත්වීම" ලෙස සඳහන් වන්නේ සැකෙබුණු අවස්ථාවේ පවතින පරමාණු වල ආලෝකය ගබඩා කිරීමත්, නැවත අභිමත අවස්ථාවක ලේසර් ස්පන්දයක් මගින් ඒවා උත්තේජනය කිරීමෙන් ආලෝකය නැවත පිට වීමට සැලැස්වීමත් ය. ආලෝකය "නැවැතී" තිබුණු අවස්ථාවේ එය ආලෝකය ලෙස නොපැවතුනි.

 

තරංග ආයාමය අනුව, විද්‍යුත් චුම්බක විකිරණ රේඩියෝ තරංග, ක්ෂුද්‍ර තරංග, අධෝරක්ත, (ආලෝකය ලෙස මිනිසා හඳුනා ගන්නා) දෘශ්‍ය ආලෝකය, පාරජම්බුල, එක්ස් කිරණ සහ ගැමා කිරණ යන කලාප වලට බෙදේ.

විද්‍යුත් චුම්බක විකිරණ වල හැසිරීම ඒවායේ තරංග ආයාමය මත රඳා පවතී. ඉහල සංඛ්‍යාත සහිත විකිරණයන්ට කුඩා තරංග ආයාමයන් ද, පහල සංඛ්‍යාත සහිත විකිරණයන්ට විශාල තරංග ආයාමයන් ද ඇත. විකිරණය ෆෝටෝන නොහොත් ක්වොන්ටම යනුවෙන් හඳුන්වන අංශූන්ගෙන් සෑදී ඇත. විද්‍යුත් චුම්බක විකිරණ තනි පරමාණු හෝ අණු සමඟ අන්තර්ක්‍රියා කරන විට එහි හැසිරීම රඳා පවතින්නේ විකිරණයේ එක් ක්වොන්ටමයක් සතුව ඇති ශක්ති ප්‍රමාණය මත ය.

දෘශ්‍ය ආලෝකය සමන්විත වන ෆෝටෝන, ඇසේ දෘෂ්ටිවිතානය මත පවතින යම් අණු විද්‍යුත් උත්තේජනයකට ලක් කිරීමට අවශ්‍ය අවම තරමේ ශක්තිය සහිත වෙයි. මෙම උත්තේජනයන් නිසා එම අණු වල බන්ධන ස්වභාවය හෝ රසායනික ලක්ෂණ වල වෙනස්වීමක් ඇති වේ. අධෝරක්ත ආලෝකයෙහි ඇති ෆෝටෝන වල ශක්තිය දෘෂ්ටිවිතානයෙහි ඇත රසායනයන්ට මෙ බඳු බලපෑමක් කිරීමට ප්‍රමාණවත් නොවන නිසා, මිනිස් ඇසට නොපෙනේ.

කොසේ වෙතත් විවිධ ආකාරයේ අධෝරක්ත විකිරණ වලට සංවේදී සත්ත්වයන් සිටිති. නමුත් ඔවුන් අධෝරක්ත විකිරණය සංවේදනය කරන්නේ ක්වොන්ටම් අවශෝෂණයෙන් නොවේ. සර්පයන් අධෝරක්ත සංවේදනය කරන්නේ ස්වාභාවික තාපජ මූර්තන ක්‍රමයක් මගිනි. මෙහිදී සිදු වන්නේ සෛලික ජල ඇසුරුම් අධෝරක්ත කිරණ වලට නිරාවරණය වීමෙන් ඒවායේ උෂ්ණත්වය ඉහල යාම සංවේදනය කිරීමයි. අධෝරක්ත විද්‍යුත් චුම්බක විකිරණ වලින් අණුක කම්පන සහ උෂ්ණත්වය ඉහලයෑම් ඇති කරන අතර, සමහර සතුන්ට මෙම වෙනස්කම් සංවේදනය කල හැකි ය.

දෘශ්‍ය ආලෝක පරාසයට ඉහලින් ඇති පාරජම්බුල විකිරණය ද මිනිස් ඇසට සංවේදී නොවේ. මෙසේ වන්නේ ස්වච්ඡයෙන් නැනෝමීටර 300ට අඩු විකිරණත්, අක්ෂි කාචයෙන් නැනෝමීටර 400ට අඩු විකිරණත් අවශෝෂණය කිරීම නිසා ය. තව දුරටත්, දෘෂ්ටිවිතානයෙහි ඇති යෂ්ටි සෛල සහ කේතු සෛල වලට නැනෝමීටර 360ට වඩා කුඩා විකිරණ අනාවරණය කර ගත නො හැකි අතර එබඳු විකිරණ නිසා ඊට හානි සිදු වීමට ද පුලුවන. කෘමීන් සහ ඉස්සන් වැනි කාච රහිත ඇස් ඇති බොහෝ සතුන්ට පාරජම්බුල විකිරණ දැකිය හැකි ය. ඔවුන් එය කරන්නේ මිනිස් ඇස දෘශ්‍ය ආලෝකය දකින අයුරින් ම ෆෝටෝන අවශෝෂණ යාන්ත්‍රණයන් මගිනි.

 

ප්‍රකාශ විද්‍යාව යනු ආලෝකය සහ එය පදාර්ථය සමඟ සිදු කරන අන්තර්ක්‍රියා හැදෑරීමයි. අවුරෝරා සහ දේදුනු වැනි ස්වාභාවික සංසිද්ධීන් නිරීක්ෂණයෙන් ආලෝකයේ ස්වභාවය පිලිබඳ හෝඩුවාවල් ලබා ගත හැකි ය.

වර්තනය

 

 

ආලෝකය එක් පාරදෘශ්‍ය මාධ්‍යයක සිට තවත් පාරදෘශ්‍ය මාධ්‍යයකට ගමන් කරන විට නැවීම වර්තනය යි. වර්තනය ස්නෙල් නියමයෙන් විස්තර කල හැකි ය.

${\displaystyle n_{1}\sin \theta _{1}=n_{2}\sin \theta _{2}\ .}$ 

${\displaystyle \theta _{1}}$  යනු ප්‍රථම මාධ්‍යය තුල අතුරු මුහුණතට ඇඳි අභිලම්බයත්, කිරණයත් අතර කෝණය වන අතර, ${\displaystyle \theta _{2}}$  යනු දෙවැනි මාධ්‍යය තුල අතුරු මුහුණතට ඇඳි අභිලම්බයත්, කිරණයත් අර කෝණය යි. n₁ සහ n₂ පිලිවෙළින් ප්‍රථම සහ දෙවැනි මාධ්‍ය වල වර්තනාංකය යි. රික්තයක වර්තනාංකය 1 වන අතර වෙනත් පාරදෘශ්‍ය මාධ්‍යයන් හි වර්තනාංකය 1ට වඩා විශාල වේ.

ආලෝකය රික්තයක් සහ වෙනත් මාධ්‍යයක් අතර සීමාව හරහා ගමන් කරන විට හෝ මාධ්‍ය දෙකක සීමාව හරහා ගමන් කරන විට ආලෝකයේ තරංග ආයාමය වෙනස් වීමකට ලක් වේ. නමුත් සංඛ්‍යාතය නො වෙනස් ව පවතී. කිරණය සීමාවට ලම්බක නොවේ නම්, මෙම තරංග ආයාමයේ වෙනස කිරණයේ දිශාව වෙනස් කිරීමට සමත් වෙයි. මෙම සංසිද්ධිය වර්තනය ලෙස හැඳින්වේ.

කාච වල වර්තන ගුණය ඒවා මඟින් ඇති කරන ප්‍රතිබිම්බ වල විශාලත්වය වෙනස් කල හැකි ය. විශාලන කාච, උපැස්, ස්පර්ශක (අක්ෂි) කාච, අණ්වීක්ෂ, සහ වර්තක දුරේක්ෂ මෙම ගුණය උපයෝගී කර ගනියි.