அடடே அறிவியல்: லென்ஸ் இல்லாத கேமரா!

அடர்ந்த காட்டுக்குள் போயிருக்கிறீர்களா? காடுகளில் அடர்ந்த மரங்கள், இலைகளுக்கிடையே உள்ள இடைவெளியில் சூரிய ஒளி புகுந்து தரைக்கு வருவதைப் பார்த்திருப்பீர்கள். தரையில் வட்டமாகச் சூரியனின் பிம்பங்கள் விழுவதையும் பார்த்திருப்பீர்கள். இந்த வட்டமான பிம்பங்கள் எப்படி வந்தன? இதைத் தெரிந்துகொள்ள வேண்டுமா? ஒரு சோதனையைச் செய்தால் தெரிந்துவிடப் போகிறது.

தேவையான பொருள்கள்:

அட்டைப் பெட்டி, மெழுகுவர்த்தி, கத்தரிக்கோல், தாள், பசை டேப், தீப்பெட்டி.

சோதனை:

1 பள்ளிக்கூடம் திறக்கும்போது புதிதாக ஷூ, செருப்பு எல்லாம் வாங்கி இருப்பர்கள். செருப்புகளை வைப்பதற்கு ஓர் அட்டைப் பெட்டி கொடுத்திருப்பார்கள். அந்த அட்டைப் பெட்டியை எடுத்துக்கொள்ளுங்கள்.

2 அட்டைப் பெட்டியைச் சுற்றித் தாள்களைக் கொண்டு பட்டை டேப்பால் ஒட்டுங்கள்.

3 அட்டைப்பெட்டியில் ஒரு பக்கத்தில் ஊசியினால் துளையிட்டுக்கொள்ளுங்கள்.

4 துளையிடப்பட்ட பக்கத்துக்கு எதிர்ப்பக்கத்தில் உள்ள அட்டையை வெட்டி எடுத்துவிடுங்கள்.

5 ஒரு வெள்ளைத் தாளில் எண்ணெயைத் தடவி அதை எதிர்ப்பக்கத்தில் ஒட்டுங்கள்.

6 அட்டைப் பெட்டியை மேசையின் மீது வைத்துத் துளையிடப்பட்ட பக்கத்துக்கு முன்னால் ஒரு மெழுகுவர்த்தியை ஏற்றிவையுங்கள்.

7அட்டைப் பெட்டியை முன்பின் நகர்த்தி என்ன நடக்கிறது எனப் பாருங்கள். மறுபக்கத்தில் எண்ணெய் தாளில் மெழுகுவர்த்திச் சுடரின் பிம்பம் தலைகீழாகத் தெரிவதைப் பார்க்கலாம். இதற்கு என்ன காரணம்?

நடப்பது என்ன?

ஒளி என்பது ஒரு வகை ஆற்றல். ஒளியைத் தரும் பொருட்கள் ஒளி மூலங்கள் (Light sources) எனப்படும். சூரியன், விண்மீன்கள், மின்னிழை விளக்குகள், எரியும் மெழுகுவர்த்தி போன்றவை ஒளி மூலங்கள் ஆகும். ஒளி நேர்கோட்டில் செல்வதால்தான் நிழல் ஏற்படுகிறது. இதுவே ஒளியின் நேர்கோட்டு இயக்கம்.

ஒரு பக்கம் சிறிய துளையும் மறுபக்கம் எண்ணெய் தடவிய தாளும் கொண்ட ஒளிபுகாதப் பெட்டியே ஊசித்துளை காமிரா (Pin hole camera) ஆகும். எரியும் மெழுகுவர்த்தியில் ஒவ்வொரு புள்ளியிலிருந்து வரும் ஒளிக்கதிர் அட்டைப்பெட்டியில் உள்ள ஊசித்துளை வழியாகச் சென்று எண்ணெய் தாளில் விழுகின்றன. எல்லாப் புள்ளிகளிலிருந்து வரும் ஒளிக்கதிர்கள் ஒரே சமயத்தில் எண்ணெய்த்தாளில் விழுவதால் தலைகீழான பிம்பம் தோன்றுகிறது.

ஒளியின் நேர்கோட்டு இயக்கம் (Rectilinear propagation of light) பண்புதான் மெழுகுவர்த்தியின் தலைகீழ்ப் பிம்பம் உருவாகக் காரணம். ஊசித்துளை காமிராவில் லென்ஸ் கிடையாது. ஊசித்துளைதான் லென்ஸாகச் செயல் படுகிறது. சோதனையில் எண்ணெய்த் தாள் திரையாகச் செயல் படுகிறது.

எண்ணெய்த் தாளுக்குப் பதிலாக ஃபிலிமைப் போட்டுச் சாதாரணக் கேமராக்களில் படம் எடுப்பதைப் போலவும் படம் எடுக்கலாம். ஊசித்துளை கேமராவில் படம் எடுக்கும்போது ஒளி செல்லும் நேரம் (Exposure time) அதிகமாக இருக்க வேண்டும்.

சோதனையைத் தொடர்க:

ஊசித்துளை கேமராவில் துளைக்கும் திரைக்கும் இடையே உள்ள தொலைவைக் கூட்டியோ அல்லது குறைத்தோ பிம்பத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்களை ஆய்வு செய்து பாருங்கள். ஊசித்துளை கேமராவில் துளையின் அளவு அதிகமானால் தெளிவான பிம்பம் கிடைக்காது. பிம்பம் மங்கலாகத் தெரியும்.

பயன்பாடு:

இயற்கையில் அற்புதமாக ஊசித்துளை கேமரா ஒன்று இருக்கிறது. அது தெரியுமா உங்களுக்கு? அடர்த்தியான இலைகளைக் கொண்ட மரங்களுக்கு அடியில் வட்டவட்டமாக சூரியனின் ஒளி பிம்பம் தோன்றியிருப் பதைப் பார்த்திருப்பீர்கள்? அவை எப்படி வந்தன?

மெழுகுவர்த்தியைச் சூரியனாகவும், ஊசித்துளை கேமராவின் துளையை இலைகளுக்கிடையே உள்ள இடைவெளியாகவும், எண்ணெய் தடவிய தாளை மரம் நிற்கும் தரையாகவும், ஊசித்துளை கேமராவை தரையில் நிற்கும் மரமாகவும் கற்பனை செய்து கொள்கிறீர்களா? மெழுகுவர்த்தியிலிருந்து வரும் ஒளிக்கதிர்கள் ஊசித்துளை கேமராவின் துளை வழியாகச் சென்று எண்ணெய் தாளில் தலைகீழ் பிம்பத்தைத் தோற்றுவித்தது அல்லவா?

அதைப்போலவே சூரியனின் ஒளிக்கதிர்கள் இலைகளுக்கு இடையே உள்ள துளைகள் வழியாகச் சென்று மரத்தைச் சுற்றியுள்ள தரையில் வட்டமான சூரியனின் பிம்பத்தைத் தோற்றுவிக்கும். ஆங்காங்கே உள்ள இலைகளின் இடைவெளிகளால் எண்ணற்ற பிம்பங்களைத் தரையில் காணலாம்.

ஊசித்துளை கேமராவில் மெழுகுவர்த்தி பொருளாகவும், எண்ணெய்த்தாள் திரையாகவும் செயல்படுகின்றன. மரத்தடி கேமராவில் சூரியன் மெழுகுவர்த்தியாகவும் மரத்தடி தரை திரையாகவும் செயல்படுகின்றன.

தரையில் தெரியும் பிம்பங்கள் எல்லாம் சூரியனின் பிம்பங்கள்தான். சூரியனின் வடிவம் வட்டமாக இருப்பதால் பிம்பங்களும் வட்டமாகத் தோன்றுகின்றன. இந்த கேமராவைப் பயன்படுத்திச் சூரியக் கிரகணத்தின் பல்வேறு நிலைகளையும் பார்த்து மகிழலாம். இனிமேல் மரத்தடியில் தெரியும் வட்டமான சூரியனின் பிம்பத்தைப் பார்க்கும்போது ஒளி நேர்கோட்டில் செல்கிறது என்ற கருத்தின் அடிப்படையில் செயல்படும் ஊசித்துளை கேமராவும் உங்களுக்கு நினைவுக்கு வரும். அப்படித்தானே?

படங்கள்: அ.சுப்பையா பாண்டியன்

கட்டுரையாளர்: இயற்பியல் பேராசிரியர், அறிவியல் எழுத்தாளர்.

தொடர்புக்கு: aspandian59@gmail.com