Physics - light
-
ఆకాశం నీలి రంగులో ఎందుకు కనిపిస్తుంది?
ఫిజిక్స్ - కాంతి వక్రీభవన గుణకం: కాంతి కిరణాలు ఒక యానకంలో నుంచి మరొక యానకంలోకి ప్రయాణించినప్పుడు ఆ యానక లంబం వద్ద చేసే పతన కోణం జీ విలువకు, వక్రీభవన కోణం జీ విలువకు మధ్య ఉండే నిష్పత్తిని వక్రీభవన గుణకం అంటారు. దీన్ని స్నెల్ అనే శాస్త్రవేత్త ప్రతిపాదించాడు. కాబట్టి దీన్ని స్నెల్ నియమం అంటారు. స్నెల్ నియమం లేదా వక్రీభవన గుణకం - వక్రీభవన గుణకం ఒకే రకమైన రెండు భౌతికరాశుల మధ్య ఉన్న నిష్పత్తికి సమానం. అందువల్ల వక్రీభవన గుణకానికి ఎలాంటి ప్రమాణాలు ఉండవు. కానీ, ఆయా పదార్థాల యానకాల స్వభావాన్ని బట్టి వేర్వేరు విలువలు ఉంటాయి. ఉదా: గాలి వక్రీభవన గుణకం విలువ mair = 1 ఎందుకంటే గాలి విషయంలో i = r నీరు m glass= 1.5 వజ్రం m diamond = 2.42 - మనకు లభిస్తున్న అన్ని పారదర్శక పదార్థాల్లో వజ్రం వక్రీభవన గుణకం విలువ గరిష్టంగా ఉంటుంది. - గాలి, నీరు, గాజు వక్రీభవన గుణకం విలు వలు దాదాపు సమానంగా ఉండటం వల్ల గాజు పలకను నీటిలో వేసినప్పుడు అది అదృశ్యమైనట్లుగా కనిపిస్తుంది. ఈ కారణం వల్ల ఉష్ణోగ్రత మాపకాలు, భారమితిలలో నీటిని ఉపయోగిస్తున్నారు. పరావర్తనం: కాంతికిరణాలు ప్రయాణించే మార్గంలో ఎదురుగా ఉన్న వస్తువుల ఉపరితలంపై పతనమై పరావర్తనం చెంది వెనుకకు మరలడాన్ని కాంతి పరావర్తనం అంటారు. అనువర్తనాలు - అన్ని దర్పణాలు కాంతి పరావర్తనం ధర్మం ఆధారంగా పనిచేస్తున్నాయి. - మానవునికి దృష్టి జ్ఞానం కలగడానికి కారణం కాంతి పరావర్తనమే. - వస్తువుల ఉపరితలం నునుపుగా ఉన్నట్లయితే కాంతిపరావర్తనం అన్ని బిందువుల వద్ద ఒకే విధంగా ఉంటుంది. ఒక వేళ వస్తువుల ఉపరితలం గరుకుగా ఉన్నప్పుడు కాంతి పరావర్తనం వేర్వేరు బిందువుల వద్ద వేర్వేరుగా ఉంటుంది. కాంతి సంపూర్ణాంతర పరావర్తనం : కాంతి కిరణాలు ఒక వస్తువు లోపల సంపూర్ణంగా పరావర్తనం చెందడాన్ని కాంతి సంపూర్ణాంతర పరావర్తనం అంటారు. - కాంతి సంపూర్ణాంతర పరావర్తనం జరగా లంటే కాంతి కిరణం ఎల్లప్పుడూ సాంద్రతర యానకం నుంచి సరళయానకంలోకి ప్రయాణించాలి. అనువర్తనాలు - కాంతి సంపూర్ణాంతర పరావర్తనం వల్ల వజ్రం మెరుస్తున్నట్లుగా కనిపిస్తుంది. - వేసవి కాలంలో ఇసుక ఎడారులు, తారురోడ్లపై ఎండమావులు ఏర్పడటానికి కారణం కాంతి సంపూర్ణాంతర పరావర్తనం మా త్రమే. - మంచు ప్రదేశాల్లో కాంతి సంపూర్ణాంతర పరావర్తనం కారణంగా ఒక వస్తువు అసలు ఎత్తుకంటే ఎక్కువ ఎత్తులో ఉన్నట్లుగా కనిపిస్తుంది. దీన్ని లూమింగ్ అంటారు. - నీరు, గాజు దిమ్మలోపల ఉన్న గాలి బుడగ వెండిలా మెరుస్తున్నట్లు కనిపించడానికి కారణం కాంతి సంపూర్ణాంతర పరావర్తనమే. - ట్రాఫిక్ సిగ్నల్స్ కాంతి సంపూర్ణాంతర పరా వర్తనం ధర్మం ఆధారంగా పనిచేస్తాయి. - ఈ ధర్మం ఆధారంగా వైద్యరంగంలో ఎండోస్కోపి, లాప్రోస్కోపిలు పనిచేస్తున్నాయి. ఎండోస్కోపిలో తక్కువ శక్తి ఉన్న లేజర్ కిరణాలు, ఇతర వికిరణాలను ఉపయోగిస్తారు. దృశ్యా తంతువు: కాంతి సంపూర్ణాంతర పరావర్తనం ధర్మం ఆధారంగా పనిచేసే ఈ ఆప్టికల్ ఫైబర్ను గాజుతో నిర్మిస్తారు. ఆప్టికల్ ఫైబర్ లోపల ఉన్న గాజు గొట్టాన్ని కోర్ అంటారు. దీని వ్యాసం 2 మైక్రాన్ల నుంచి 3 మైక్రాన్ల వరకు (2´106 m నుంచి 3´106ఝ) ఉంటుంది. - ఈ గొట్టాన్ని ఎక్కువ వ్యాసం ఉన్న మరొక గాజు గొట్టంలో బిగిస్తారు. అవతలివైపు ఉన్న ఈ గాజు గొట్టాన్ని క్లేడింగ్ అంటారు. - ఆప్టికల్ ఫైబర్ లోపలికి పంపిన లేజర్, ఇతర వికిరణాలు అత్యధిక దూరం ప్రయాణిస్తాయి. కాబట్టి ఈ ఆప్టికల్ ఫైబర్ను సమాచార ప్రసారంలో ఎక్కువగా ఉపయోగిస్తున్నారు. - ఆప్టికల్ ఫైబర్ వ్యవస్థను తొలిసారి 1988 లో ముంబై నగరంలో ప్రవేశపెట్టి తర్వాత దేశమంతా విస్తృతపర్చారు. - ఆప్టికల్ ఫైబర్లోని గాజు గొట్టం వ్యాసం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. దీన్ని గ్లాస్ ఊల్ అంటారు. కాంతితీవ్రత: ప్రమాణ వైశాల్యంపై పతనమైన కాంతి కిరణాల సంఖ్యను కాంతి తీవ్రత అంటారు. ఒకవేళ వైశాల్యంలో మార్పులేకుండా ఎక్కువ కిరణాలు పతనమైతే కాంతి తీవ్రత పెరుగుతుంది. ప్రమాణాలు: ల్యూమెన్, లక్స్ కాండిలా: ఇది అంతర్జాతీయ ప్రమాణం - కాంతి తీవ్రత దూరవర్గానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది. కాబట్టి ఒక కాంతి జనకం నుంచి దూరంగా వెళ్తున్నప్పుడు కాంతి తీవ్రత క్రమంగా తగ్గుతుంది. - కాంతిని గురించి అధ్యయనం చేసే శాస్త్రాన్ని ఫొటోమెట్రి అంటారు. కాంతి విశ్లేషణం, విక్షేపణం: నలుపు, తెలుపు అనే వాటిని శాస్త్రవేత్తలు రంగులుగా పరిగణించలేదు. నలుపురంగు: నలుపు రంగు గరిష్ట శక్తిని కలిగి ఉంటుంది. నలుపు రంగులో ఉన్న తారురోడ్లు సూర్యకిరణాల సమక్షంలో బాగా వేడెక్కుతాయి. గ్రహించిన కాంతి శక్తినంతా సాయం త్రం వేళ బయటకు విడుదల చేసి తారు రోడ్లు చల్లబడతాయి. అనువర్తనాలు వంట పాత్రకు నల్లని మసిని పూతపూయటం వల్ల ఉష్ణాన్నంతా గ్రహించి లోపల ఉన్న ఆహార పదార్థాలకు అందిస్తుంది. - గొడుగు పైభాగంలో నలుపురంగు బట్టను అమర్చుతారు. కాబట్టి సూర్యకాంతిని శోషించుకుని గొడుగు కింద ఉన్న వ్యక్తికి ఉష్ణం నుంచి రక్షణ కల్పిస్తుంది. - ఎండలో వెళ్తున్నప్పుడు నలుపురంగులో ఉండే తలవెంట్రుకలు త్వరగా వేడెక్కుతాయి. - సౌర కుటుంబంలో అత్యుత్తమమైన నలుపు వస్తువు సూర్యుడు. ఎందుకంటే ఇతర నక్షత్రాల నుంచి వెలువడుతున్న కాంతిని సూర్యుడు శోషించుకుంటాడు. అదేవిధంగా తనలోని కాంతిని బయటకు విడుదల చేస్తాడు. అందువల్ల విశ్వంలో ఉన్న ప్రతినక్షత్రాన్నీ ఒక నలుపు వస్తువులా పరిగణిస్తారు. తెలుపురంగు: ఈ రంగుపై పతనమైన కాంతి పరావర్తనం చెందుతుంది. కాబట్టి మనకు లభిస్తున్న రంగుల్లో తెలుపురంగు కనిష్టమైన శక్తిని కలిగి ఉంటుంది. - అనువర్తనాలు ఇంటిగోడలపై తెల్లసున్నంతో పూత పూయడం వల్ల తగినంత వెలుతురు ఉంటుంది. వేసవికాలంలో తెల్లని దుస్తులను ధరించడం వల్ల ఉష్ణ తీవ్రత నుంచి కాపాడుకోవచ్చు. కాంతి విశ్లేషణం: గాజుతో తయారు చేసిన పట్టకం ద్వారా ఒక తెల్లని కాంతి కిరణం ప్రయాణించేటప్పుడు గఐఆఎ్గైఖ అనే ఏడు రంగులుగా విడిపోతుంది. ఈ ధర్మాన్ని కాంతి విశ్లేషణం, విక్షేపణం అంటారు. దీన్ని 16వ శతాబ్దంలో న్యూటన్ కనుగొన్నాడు. కాంతి విశ్లేషణంలో ఏర్పడిన గఐఆఎ్గైఖలలో ఊదారంగు తరం గదైర్ఘ్యం 4000అ0 కాగా, ఇది క్రమంగా పెరిగి ఎరుపు రంగు వచ్చేసరికి 7500అ0 గా మారుతుంది. ఈ ఏడు రంగులలో ఇండిగోను తప్ప మిగిలిన రంగులను మన కన్ను చూడగలుగుతుంది. అదే విధంగా ఊదారంగు వల్ల కంటిలోని రెటీనా దెబ్బ తింటుంది. కాబట్టి ఈ రెండు రంగులను మినహాయించినప్పుడు మిగిలిన ఐదు రంగులు ఆఎ్గైఖ. వీటిలో పసుపు రంగును మాధ్యమిక రంగు అంటారు. క్వాంటం సిద్ధాంతం ప్రకారం తరంగ ధైర్ఘ్యం తక్కువగా ఉన్న ఊదారంగు శక్తి ఎక్కువగా, తరంగ ధైర్ఘ్యం ఎక్కువగా ఉన్న ఎరుపురంగు శక్తి తక్కువగా ఉంటుంది. అందువల్ల డార్కరూమ్లలో ఫొటోగ్రాఫ్ ఫిల్మ్లను డెవలప్ చేసే టప్పుడు ఎరుపురంగుల బల్బులను ఉపయోగిస్తారు. వాటి కాంతి ఫిల్మ్పై పతనమైనప్పుడు ఎలాంటి ప్రభావం ఉండదు. ఫొటోగ్రాఫిక్ ఫిల్మ్లను డెవలప్ చేయడానికి ఉపయోగించే హైపో ద్రావణాన్ని సోడియం థయోసల్ఫేట్ అంటారు. కాంతి వక్రీభవన గుణకం విలువ తరంగధైర్ఘ్యానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది. కాబట్టి దృశ్య వర్ణపటంలో తరంగ దైర్ఘ్యం తక్కువగా ఉన్న ఊదారంగు వక్రీభవన గుణకం విలువ ఎక్కువగా, తరంగ దైర్ఘ్యం ఎక్కువగా ఉన్న ఎరుపురంగు వక్రీభవన గుణకం విలువ తక్కువగా ఉంటుంది. ఒక గాజు పలక ద్వారా గఐఆఎ్గైఖ అనే ఏడు రంగులు ప్రయాణించినప్పుడు తరంగ దైర్ఘ్యం ఎక్కువగా ఉన్న ఎరుపు రంగు ఎక్కువగా ఉంటుంది. కాంతి విశ్లేషణంలో ఏర్పడిన ఏడు రంగుల్లో తరంగ దైర్ఘ్యం తక్కువగా ఉన్న ఊదారంగు ఎక్కువగా వంగి ప్రయాణిస్తుంది. దీన్ని విచలనం చెందడం అంటారు. తరంగదైర్ఘ్యం ఎక్కువగా ఉన్న ఎరుపురంగు తక్కువగా విచలనం చెంది దాదాపు రుజుమార్గంలో ప్రయాణిస్తుంది. కాబట్టి ఈ ఎరుపురంగును ఎక్కువ దూరం నుంచి కూడా చూడవచ్చు. అందువల్ల ప్రమాద సంకేతాలను సూచించడానికి ఎరుపు రంగును ఉపయోగిస్తారు. ఆకుపచ్చ రంగు తరంగ దైర్ఘ్యం 5550అ0గా ఉంటుంది. ఈ తరంగ దైర్ఘ్యం వల్ల ఆకుపచ్చరంగుకు కొంత శక్తి లభిస్తుంది. కాబట్టి ఈ ఆకుపచ్చరంగు మానవుని కంటిని చేరినప్పుడు ఒక రకమైన మానసిక ఉల్లాసం కలుగుతుంది. ప్రాథమిక రంగులు: కాంతి విశ్లేషణంలో ఏర్పడిన నీలం, ఆకుప్చ, ఎరుపు రంగులను ప్రాథమిక రంగులు అంటారు. ఈ మూడు రంగులు స్వతంత్రమైనవి. ఒకదానిపై మరొకటి ఆధారపడవు. గౌణ రంగులు: ఏవైనా రెండు భిన్నమైన ప్రాథమిక రంగులు ఒకదానితో మరొకటి సమపాళ్లలో కలిసినప్పుడు ఏర్పడిన రంగులను గౌణ రంగులు అంటారు. ప్రతి ప్రాథమిక రంగు తన ద్వారా ప్రయాణిస్తున్న ఇతర గౌణ రంగులను శోషించుకుంటుంది. కాబట్టి మన కంటికి ఎలాంటి కాంతి చేరదు. అందువల్ల ఫలిత కాంతి నలుపురంగులో ఉన్నట్లుగా కనిపిస్తుంది. ఉదా: తెల్లని సూర్య కాంతి కిరణాల సమక్షంలో గులాబి పుష్పాన్ని పరిశీలించినప్పుడు అది ఎరుపురంగులో ఉన్నట్లుగా కనిపిస్తుంది. కానీ, ఆకుపచ్చ గాజు పలక ద్వారా చూసినప్పుడు ఆ పుష్పం నలుపు రంగులో ఉన్నట్లు కనిపిస్తుంది. పగలు ఆకాశం నీలిరంగులో ఉంటుంది. దీన్ని ఎరుపురంగు కళ్లద్దాల ద్వారా చూసినప్పుడు అది నలుపురంగులో ఉన్నట్లుగా కనిపిస్తుంది. ఉదయిస్తున్న, అస్తమిస్తున్న సూర్యబింబం ఎరుపురంగులో ఉంటుంది. దీన్ని ఆకుపచ్చ రంగు గాజు పలక ద్వారా చూసినప్పుడు నలుపురంగులో కనిపిస్తుంది. ఆకుపచ్చ రంగు కళ్లద్దాలు ధరించిన వ్యక్తి ట్రాఫిక్ సిగ్నల్స్ను పరిశీలించినప్పుడు అవి ఆకుపచ్చ, నలుపు రంగుల్లో ఏకాంతరంగా మారుతున్నట్లు కనిపిస్తాయి. ఎరుపురంగు గాజు పలక ద్వారా ఒక వస్తువును చూసినప్పుడు అది ఎరుపురంగులో కనిిపిస్తుంది. కానీ, ఆ వస్తువు ఎరుపు, తెలుపు రంగుల్లో ఉండవచ్చు. ఆకుపచ్చ రంగు గాజు పలకద్వారా జాతీయ జెండాను పరిశీలించినప్పుడు కనిపించే రంగుల క్రమం నలుపు, ఆకుపచ్చ. సంపూరక రంగులు: రెండు, అంతకంటే ఎక్కువ భిన్నమైన రంగులు కలసి తెలుపు రంగును ఏర్పరిస్తే వాటిని సంపూరక రంగులు అంటారు. ఉదా: 1. ప్రాథమిక రంగులు (బ్లూ, గ్రీన్, రెడ్) సమపాళ్లలో ఒక దానితో మరొకటి కలిసినప్పుడు తెలుపురంగు ఏర్పడుతుంది. B + G + R = White 2. {పతి ప్రాథమిక రంగు తన వ్యతిరేక గౌణ రంగుతో కలిసినప్పుడు తెలుపు రంగు ఏర్పడుతుంది. ప్రాథమిక రంగు + వ్యతిరేక గౌణ రంగు = తెలుపు రంగు ఉదా: B + Y = W R + Peacock blue = White G + Magenta = White ఇంద్రధనస్సు ఏర్పడటం: ఒక వ్యక్తి వెనుక భాగం నుంచి వస్తున్న సూర్యుని కాంతి కిరణాలు ఎదురుగా ఉన్న నీటి తుంపరులపై 420 కోణంతో పతనమైనప్పుడు కాంతి విశ్లేషణం, సంపూర్ణాంతర పరావర్తనం ధర్మం ఆధారంగా ఎదురుగా అర్ధగోళంలో ఉన్న ఇంద్రధనస్సు ఏర్పడుతుంది. ఈ ఇంద్రధనస్సులోని ఇండిగోను మన కన్ను గుర్తించదు. కాబట్టి ఇంద్రధనస్సులో లేని రంగుగా ఇండిగోను పరిగణిస్తారు. - సంపూర్ణ గోళాకారంలో ఉన్న ఇంద్రధనస్సును గగనతలంలో ఎగురుతున్న విమాన పైలట్ చూడగలుగుతాడు. ఇంద్రధనస్సు ఎల్లప్పుడూ సూర్యునికి అభిముఖంగా ఏర్పడుతుంది. కాంతిపరిక్షేపణం: కాంతి కిరణాలు ప్రయాణిస్తున్న మార్గంలో ఎదురుగా ఉన్న చిన్న కణాలను ఢీకొన్నప్పుడు వాటి వేగంలో మార్పులేకుండా వేరొక దిశలో ప్రయాణిస్తాయి. కాబట్టి ఈ ధర్మాన్ని కాంతి పరిక్షేపణం అంటారు. కాంతి పరిక్షేపణం కింది అంశాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. కాంతి కిరణాల కోణం కాంతి కిరణాల తరంగ దైర్ఘ్యం. ఈ తరంగ దైర్ఘ్యం ఎక్కువగా ఉంటే కాంతి పరిక్షేపణం తక్కువగా ఉంటుంది. కాంతి కిరణాలు ఢీకొంటున్న కణాల పరిమాణంపై కాంతి పరిక్షేపణం ఆధారపడి ఉంటుంది. అనువర్తనాలు తెల్లని సూర్యకాంతిలోని నీలిరంగు భూ వాతావరణంలోని వాయు కణాలను ఢీకొన్న తర్వాత ఎక్కువగా పరిక్షేపణం చెందుతుంది. కాబట్టి పగలు ఆకాశం నీలిరంగులో కనిపిస్తుంది. రాత్రి వేళలో సూర్యుని కాంతి కిరణాలు లేకపోవటం వల్ల కాంతి పరిక్షేపణం జరగదు. కాబట్టి రాత్రి వేళలో ఆకాశం నలుపురంగులో కనిపిస్తుంది. భూమి చుట్టూ ఉన్న వాతావరణం అదృశ్యమైతే కాంతి పరిక్షేపణం జరగదు. అందువల్ల పగలు, రాత్రి కూడా ఆకాశం నలుపు రంగులో కనిపించడమే కాకుండా ఈ సమయంలో నక్షత్రాలను చూడవచ్చు. చంద్రునిపై ఎలాంటి వాతావరణం లేదు. కాబట్టి కాంతి పరిక్షేపణం జరగదు. అందువల్ల పైన పేర్కొన్న పరిస్థితులను చంద్రునిపై గమనించవచ్చు. -
నీటిలోని నాణెం పెద్దగా కనిపించడానికి కారణం?
నీటిలోని నాణెం పెద్దగా కనిపించడానికి కారణం? కాంతి ఒక శక్తి స్వరూపం. ఇది స్వయం ప్రకాశకాలైన వస్తువుల నుంచి జనించి అన్ని దిశల్లో ప్రయాణిస్తుంది. కాంతి కిరణాలు ప్రయాణించే మార్గంలో అడ్డుగా ఉన్న వస్తువుల ఉపరితలంపై పతనమై పరావర్తనం చెందుతాయి. ఇవి మన కంటిలోని రెటీనాను కనీసం 1/16 సెకన్ల్ల కాలంపాటు తాకినట్లయితే ఆప్టిక్ అనే నాడి ద్వారా దృష్టి జ్ఞానం కలుగుతుంది. కాబట్టి కాంతిని ఆప్టిక్స్ అని కూడా పిలుస్తారు. మానవుని దృష్టి జ్ఞానాన్ని గురించి అధ్యయనం చేసే శాస్త్రాన్ని ఆప్తమాలజీ అంటారు. కాంతిని విడుదల చేసే ధర్మాన్ని ఆధారంగా చేసుకొని వస్తువులను రెండు రకాలుగా వర్గీకరించవచ్చు. స్వయం ప్రకాశకాలు: ఈ వస్తువులు కాంతిని విడుదల చేస్తాయి. ఈ స్వయం ప్రకాశకాలను తిరిగి రెండు రకాలుగా వర్గీకరించవచ్చు. సహజ స్వయం ప్రకాశకాలు: సూర్యుడు, నక్షత్రాలు, మిణుగురు పురుగు. కృత్రిమ స్వయం ప్రకాశకాలు: వెలుగుతున్న కొవ్వొత్తి, విద్యుత్ బల్బు, ట్యూబ్లైట్, టార్చిలైట్. అస్వయం ప్రకాశకాలు: స్వయం ప్రకాశకాలపై ఆధారపడి ప్రకాశించే వస్తువులను అస్వయం ప్రకాశకాలు అంటారు. ఉదా: గ్రహాలు, ఉపగ్రహాలు, మానవ శరీరం, చెక్కదిమ్మ, గోడ. పదార్థాల రకాలు: కాంతిని ప్రసారం చేసే ధర్మం ఆధారంగా పదార్థాలను మూడు రకాలుగా వర్గీకరించవచ్చు. పారదర్శక పదార్థాలు: ఈ పదార్థాల ద్వా రా కాంతి కిరణాలు చొచ్చుకొని పోతాయి. ఉదా: గాజు, నీరు, గాలి, వజ్రం అర్ధ లేదా పాక్షిక పారదర్శక పదార్థాలు: ఈ పదార్థాలపై పతనమైన కాంతిని పాక్షికం గా ప్రసారం చేస్తాయి. ఉదా: గరుకు ఉపరితలం ఉన్న గాజు పల క, నూనె అద్దిన కాగితం, ట్రేజింగ్ పేపర్ అపారదర్శక పదార్థాలు: ఈ పదార్థాల ద్వారా కాంతి కిరణాలు చొచ్చుకొని వెళ్లలేవు. ఉదా: గ్రహాలు, ఉపగ్రహాలు, చెక్కదిమ్మ, మానవ శరీరం, గోడ. కాంతి సిద్ధాంతాలు శాస్త్రవేత్తలు కాంతి ధర్మాలను అధ్యయనం చేసి కొన్ని సిద్ధాంతాలను ప్రతిపాదించారు. 1. న్యూటన్ కణ సిద్ధాంతం: తొలిసారిగా 16వ శతాబ్దంలో న్యూటన్ కణ సిద్ధాంతాన్ని ప్రతిపాదించాడు. ఈ సిద్ధాంతం ప్రకారం స్వయం ప్రకాశకాలైన వస్తువుల నుంచి వెలువడిన కాంతి కిరణాలు చిన్న కణాల రూపంలో ప్రయాణిస్తాయి. ఈ కాంతి కణాలు మన కంటిలోని రెటీనాను తాకినప్పుడు దృష్టి జ్ఞానం కలుగుతుంది. ఈ కాంతికణాల పరిమాణం చాలా స్వల్పంగా ఉండటం వల్ల వాటిపై భూమి గురుత్వాకర్షణ బల ప్రభావం దాదాపు శూన్యం. కాబ ట్టి ఈ కాంతి కణాలను కార్పాస్కులర్స అంటారు. ఈ సిద్ధాంతం ప్రకారం కాంతి కణాల వేగం సాంద్రతర యానకంలో (గాజు, నీరు) ఎక్కువగా, సరళయానకం లో(గాలి) తక్కువగా ఉంటుంది. ప్రయో గాత్మకంగా పరిశీలించినప్పుడు కాంతివేగం సరళయానకంలో ఎక్కువగా,సాంద్ర తర యానకంలో తక్కువగా ఉంటుంది. భిన్నమైన పరిమాణంలో ఉన్న కాంతికణాల కారణంగా వేర్వేరు తరంగదైర్ఘ్యాల వల్ల వేర్వేరు రంగులు ఏర్పడతాయని న్యూటన్ ప్రతిపాదించాడు. న్యూటన్ కణ సిద్ధాంతంలో కొన్ని లోపాలు ఉండటం వల్ల శాస్త్రవేత్తలు దీన్ని తిరస్కరించారు. హైగెన్స తరంగ సిద్ధాంతం: ఈ సిద్ధాంతం ప్రకారం స్వయం ప్రకాశకాలైన వస్తువుల నుంచి వెలువడ్డ కాంతి కిరణాలు యాం త్రిక తరంగాల రూపంలో అన్ని దిశల్లో ప్రయాణిస్తాయి. ఈ యాంత్రిక తరంగాలు విశ్వవ్యాప్తం అయిన ఈథర్ అనే యానకం ద్వారా ప్రయాణిస్తున్నాయని ఈ సిద్ధాం తం తెలియజేస్తోంది. కానీ, కాంతి తరంగాలు యాంత్రిక తరంగాలు కావు. ఎందుకంటే ఈ కిరణాలు విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు మాత్రమే. కాబట్టి ఇవి ప్రయా ణించడానికి ఎలాంటి యానకం అవసరం లేదు. అదేవిధంగా ఈ సిద్ధాంతంలో ప్రతిపాదించిన ఈథర్ అనే యానకాన్ని శాస్త్రవేత్తలు ఇప్పటివరకూ కనుగొనలేదు. ఈ సిద్ధాంతం ప్రకారం కాంతి కిరణాల వేగం సరళయానకంలో ఎక్కువగా, సాంద్రతర యానకంలో తక్కువగా ఉంటుంది. వేర్వేరు తరంగదైర్ఘ్యాలు ఉన్న కాంతి కిరణాల వల్ల వేర్వేరు రంగులు ఏర్పడతాయని హైగెన్స వివరించాడు. క్వాంటం సిద్ధాంతం: ఈ సిద్ధాంతాన్ని క్రీ.శ. 1900 లో మాక్స్ప్లాంక్ శాస్త్రవేత్త ప్రతిపాదించాడు. దీనికి 1918లో నోబెల్ బహుమతి లభించింది. ఈ సిద్ధాంతం ప్రకారం కాంతిశక్తి చిన్న శక్తి ప్యాకెట్ల రూపంలో ప్రయాణిస్తుంది. ఒక్కో శక్తి ప్యాకెట్లో ఉన్న శక్తిని ఒక క్వాంటం లేదా ఫోటాన్ అంటారు. ఒక ఫోటాన్లో ఉండే శక్తి E = hu h = ఫ్లాంక్ స్థిరాంకం కానీ, కాంతి వేగం C = ul u = పౌనఃపున్యం ఈ సిద్ధాంతాన్ని ప్రతిపాదించిన తర్వాత భౌతికశాస్త్రంలో జరిగిన అభివృద్ధినంతా కలిిపి ఆధునిక భౌతిక శాస్త్రం అంటారు. అందు వల్ల మాక్స్ప్లాంక్ను ఆధునిక భౌతిక శాస్త్ర పితామహుడు అంటారు. రామన్ ఫలితాన్ని వివరించడానికి సర్ సి.వి.రామన్ క్వాంటం సిద్ధాంతాన్ని ఉపయోగించుకున్నాడు. విద్యుదయస్కాంత తరంగ సిద్ధాంతం: ఈ సిద్ధాంతాన్ని మాక్స్వెల్ అనే శాస్త్రవేత్త ప్రతిపాదించాడు. దీని ప్రకారం కాంతి కిరణాలు విద్యుత్, అయస్కాంత అంశాల రూపంలో ప్రయాణిస్తాయి. ఈ తరంగాలు ప్రయాణించడానికి ఎలాంటి యానకం అవసరం లేదు. కాబట్టి కాంతి కిరణాలు శూన్యంలో కూడా ప్రయాణిస్తాయి. కాంతిధర్మాలు 1. కాంతి రుజువర్తనం; 2. కాంతి వేగం; 3. వక్రీభవనం; 4. పరావర్తనం; 5. సంపూర్ణాంతర పరావర్తనం; 6. కాంతి విశ్లేషణం లేదా విక్షేపణం; 7. కాంతి పరిక్షేపణం; 8. వ్యతికరణం; 9. వివర్తనం; 10. దృవణం కాంతి రుజువర్తనం: స్వయం ప్రకాశకాల నుంచి వెలువడిన కాంతి కిరణాలు సరళరేఖ మార్గంలో ప్రయాణిస్తాయి. ఈ ధర్మాన్ని కాంతి రుజువర్తనం అంటారు. రుజుమార్గంలో ప్రయాణిస్తున్న కాంతి కిరణాలు ఎదురెదురుగా ఉన్న అపారదర్శక పదార్థాలపై పతనమైనప్పుడు రెండో వైపున ఛాయ(నీడ) ఏర్పడుతుంది. ఈ ఛాయను రెండు రకాలుగా వర్గీకరించారు. దట్టమైన చీకటితో ఆవరించి ఉన్న ప్రాంతాన్ని ప్రచ్ఛాయ అని, దాని చుట్టూ ఉన్న మసక చీకటిని ఉపచ్ఛాయ అని అంటారు. అనువర్తనాలు సౌరకుటుంబంలో సూర్యగ్రహణం, చంద్రగ్రహణం ఏర్పడటానికి కారణం కాంతి రుజువర్తనమే. ప్రచ్ఛాయలో సంపూర్ణ గ్రహణాలు, ఉపచ్ఛాయలో సాధారణ గ్రహణాలు ఏర్పడతాయి. కాంతి వేగాన్ని తొలిసారిగా 16వ శతాబ్దంలో కనుగొనడానికి ప్రయత్నించిన శాస్త్రవేత్త గెలీలియో. ఇతనితో పాటు రోమర్, ఫిజో, కోమర్, బ్రాడ్లీ మొదలైనవారు కూడా ప్రత్నించారు. కానీ, సూర్యుని కాంతి కిరణాలను ప్రయోగశాలలో ఉపయోగించి కాంతివేగాన్ని కచ్చితంగా కనుగొన్న శాస్త్రవేత్త ఫోకాల్ట్. సాధారణంగా గాలిలో, శూన్యంలో కాంతివేగం ఇ =3ప108ఝ/ట్ఛఛిగా ఉంటుంది. మనకు లభిస్తున్న పారదర్శక పదార్థాల్లో కాంతివేగం గాలిలో ఎక్కువగా, వజ్రంలో తక్కువగా ఉంటుంది. గాలిలో ధ్వనివేగం 330ఝ/ట్ఛఛి, కాంతి వేగం 3ప108ఝ/ట్ఛఛి. కాబట్టి ధ్వని వేగంతో పోల్చినప్పుడు కాంతివేగం అనేకరెట్లు ఎక్కువగా ఉంటుంది. అందువల్ల పిడుగుపడే సమయంలో మొదట మెరుపు కనిపించిన తర్వాత ఉరుము వినిపిస్తుంది. సూర్యుడి నుంచి బయలుదేరిన కాంతి కిరణాలు సుమారు 8.2 నిమిషాల్లో భూమిని చేరుతాయి. చంద్రుడి నుంచి పరావర్తనం చెందిన కాంతి కిరణాలు భూమిని చేరడానికి పట్టే సమయం సుమారు ఒక సెకను. భూమి నుంచి చంద్రుడికి మధ్య దూరం = 3,84,000km శూన్యంలో C = 3´108m/sec కాంతి వేగం » 1.3 secS కాంతి సంవత్సరం: భూమి నుంచి నక్షత్రాలకు మధ్య ఉన్న దూరాన్ని కొలవడానికి కాంతి సంవత్సరం అనే ప్రమాణాన్ని ఉపయోగిస్తారు. కాంతి సంవత్సరం అంటే కాంతి కిరణాలు ఒక సంవత్సరంలో ప్రయాణించిన దూరం. కాంతి సంవత్సరం = 365.25 ´ 24 ´ 60 ´ 60 ´ 3´ 108m/sec » 9.4´1015m » 9.4´1012km పారలోస్టిక్ సెకన్: ఈ ప్రమాణాన్ని ఉపయోగించి విశ్వాంతరాళంలో నక్షత్రాల మధ్య దూరాన్ని కొలుస్తారు. 1 Para sec = 3.26 కాంతి సంవత్సరాలు సాధారణంగా పరమాణు కేంద్రకం పరిమాణాన్ని కొలవడానికి ఈ ప్రమాణాన్ని ఉపయోగిస్తారు. ఒక వస్తువు లేదా తరంగం ప్రయాణించగలిగే గరిష్టమైన వేగం కాంతి వేగానికి సమానంగా ఉంటుంది. అందువల్ల ఏ వస్తువు అయినా కాంతివేగానికి మించిన వేగంతో ప్రయాణించదు. రెండు అంతరిక్ష నౌకలు ఒక్కొక్కటి కాంతి వేగానికి సమానమైన వేగంతో ఎదురెదురుగా ఒకదాన్ని మరొకటి సమీపించినప్పుడు వాటి సాపేక్ష వేగం కాంతివేగానికి సమానంగా ఉంటుంది. కాంతి వక్రీభవనం: కాంతి కిరణాలు ఒక యానకం నుంచి మరో యానకంలోకి ప్రయాణించేటప్పుడు రెండో యానకంలో వంగి ప్రయాణిస్తాయి. ఈ ధర్మాన్ని కాంతి వక్రీభవనం అంటారు. ఇది రెండు అంశాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అవి... 1. కాంతి కిరణాలు పతనమయ్యే కోణం 2. యానకం స్వభావం ఉదా: నీటితో నింపిన బకెట్లో కర్రను ముంచినప్పుడు వక్రీభవనం వల్ల నీటిలోపల ఉన్న కర్రభాగం వంగినట్లుగా/విరిగినట్లుగా కనిపిస్తుంది. దీనికి కారణం కాంతి వక్రీభవనం. నీటితో నింపిన పాత్ర అడుగుభాగంలో ఒక వస్తువును(నాణేన్ని) ఉంచినప్పుడు వక్రీభవనం వల్ల ఆ వస్తువు పరిమాణం అసలు పరిమాణం కంటే పెద్దగా, కంటికి దగ్గరగా ఉన్నట్లు కనిపిస్తుంది. ఒక పాత్రలో కొంత మట్టం వరకు నీటితో నింపి దాని అడుగు భాగాన్ని చూసినప్పుడు వక్రీభవనం వల్ల అది పైకి లేచి లోతు తక్కువగా ఉన్నట్లు కనిపిస్తుంది. ఈ కారణం వల్ల జలాశయాల లోతు తక్కువగా ఉన్నట్లు అనిపిస్తుంది. గాలిలో ఎగురుతున్న ఒక గద్ద నీటిలో ఉన్న చేపను చూసినప్పుడు వక్రీభవనం వల్ల ఆ చేప పరిమాణం పెద్దదిగా కనిపిస్తుంది. కానీ, నీటిలోపల ఉన్న చేప గాలిలో ఎగురుతున్న డేగను చూసినప్పుడు అది అసలు పరిమాణం కంటే చిన్నగా, అసలు ఎత్తు కంటే ఎక్కువ ఎత్తులో ఎగురుతున్నట్లు కనిపిస్తుంది. అక్షరాలున్న ఒక పేపర్పై గాజు పలకను అమర్చి చూసినప్పుడు వక్రీభవనం వల్ల ఆ అక్షరాలు పెద్దవిగా, కంటికి దగ్గరగా కనిపిస్తాయి. సూర్యోదయం, సూర్యాస్తమయం సమయాల్లో సూర్యుడి నుంచి వెలువడుతున్న కాంతి కిరణాలు క్షితిజ సమాంతరంగా ప్రయాణిస్తూ భూ వాతావరణ పొరలో ప్రవేశించి వక్రీభవనం చెందుతాయి. కాబట్టి ఉదయించే, అస్తమించే సూర్యబింబం కొద్ది సమయం పాటు అండాకృతిలో కనిపిస్తుంది. ఒకరోజు వాస్తవ కాల వ్యవధి 23 గంటల 56 నిమిషాల 4 సెకన్లు. కానీ, సూర్యుడి నుంచి వస్తున్న కాంతి కిరణాలు భూ వాతావరణంలోకి ప్రవేశించి వక్రీభవనం చెందడం వల్ల వాస్తవ సూర్యోదయం కంటే రెండు నిమిషాల ముందు, వాస్తవ సూర్యాస్తమయం తర్వాత 2 నిమిషాల పాటు అదనంగా వెలుతురు కనిపిస్తుంది. కాబట్టి ఒకరోజు కాల వ్యవధి నాలుగు నిమిషాలు పెరిగి 23 గంటల 56 నిమిషాల 4 సెకండ్ల నుంచి 24 గంటలుగా మారింది. విశ్వాంతరాళంలో ఉన్న నక్షత్రాల నుంచి వెలువడుతున్న కాంతి కిరణాలు శూన్యం ద్వారా ప్రయాణించి భూ వాతావరణ పొరలో ప్రవేశించినప్పుడు వక్రీభవనం చెందుతాయి. కాబట్టి ఆ నక్షత్రాలు మిణుకుమిణుకుమన్నట్లు కనిపిస్తాయి. వక్రీభ వనం వల్ల నక్షత్రాలు అసలు పరిమాణం కంటే చిన్నవిగా, అసలు ఎత్తుకంటే ఎక్కువ ఎత్తులో ఉన్నట్లుగా కనిపిస్తాయి.