வகுப்பு 12 — தவணை 2

எளிய இசையியக்கம்

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• ஊசலின் கோண எல்லை: sin θ ≈ θ என அமைய சிறிய வீச்சுகளுக்கு மட்டுமே (θ < 10°) T = 2π √(L/g) சமன்பாடு பொருந்தும்.
• வில்களின் இணைப்பு: சமாந்தரமாக: k_eq = k1 + k2; தொடராக: 1/k_eq = 1/k1 + 1/k2.
• கட்ட வித்தியாசம்: வேகம் இடப்பெயர்ச்சியை விட π/2 கட்ட முந்தும்; முடுக்கம் இடப்பெயர்ச்சியை விட π (180°) கட்ட முந்தும்.

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

வீச்சம் A மற்றும் கோண அதிர்வெண் ω உடன் எளிய இசையியக்கம் புரியும் துகளின் இயக்க ஆற்றல் அதன் அழுத்த ஆற்றலுக்கு சமமாக இருக்கும் இடப்பெயர்ச்சி யாது?

1. A. x = A / 4
2. B. x = A / √2
3. C. x = A / 2
4. D. x = A / √3

இது பரீட்சை முறைக்கு அமைய இடசர எழுதிய மாதிரி வினா. கடந்தகால வினாத்தாளில் இருந்து எடுக்கப்பட்டதல்ல.

அலை இயக்கமும் பொறிமுறை அலைகளும்

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• இழுபட்ட இழையில் அலைவேகம்: v = √(T / μ), இங்கு T இழுவை, μ ஓரலகு நீளத் திணிவு.
• வாயுக்களில் ஒலி வேகம்: v = √(γ P / ρ) = √(γ R T / M); அமுக்கத்தில் தங்கியிராது ஆனால் √T இற்கு நேர்விகிதசமன்.
• அலைச் செறிவு: ஓரலகு பரப்பினூடான வலு: I ∝ A² மற்றும் I ∝ f².

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

முற்போக்கு குறுக்கலை ஒன்று y = 0.05 sin(20π t - 2π x) இனால் குறிக்கப்படுகிறது (x, y மீற்றரிலும் t செக்கனிலும்). இவ்வலையின் அதிர்வெண்ணும் அலைநீளமும் முறையே யாவை?

1. A. Frequency = 10 Hz, Wavelength = 2.0 m
2. B. Frequency = 10 Hz, Wavelength = 1.0 m
3. C. Frequency = 20 Hz, Wavelength = 2.0 m
4. D. Frequency = 5 Hz, Wavelength = 0.5 m

விடைத் தேர்வுகள் ஆங்கிலத்தில் உள்ளன.

இது பரீட்சை முறைக்கு அமைய இடசர எழுதிய மாதிரி வினா. கடந்தகால வினாத்தாளில் இருந்து எடுக்கப்பட்டதல்ல.

அலைத் தொழிற்பாடுகள் (தெறிப்பு, முறிவு, விளிம்புவிளைவு, தலையீடு)

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• யங்கின் இரட்டைப் பிளவுச் சமன்பாடு: பட்டை அகலம் β = (λ D) / d; சிவப்பு ஒளியின் பட்டை அகலம் நீல ஒளியை விட அதிகம்.
• விளிம்புவிளைவுக் கீற்றணி: d sin θ = n λ (இங்கு d = 1/N கீற்றணி மூலகம், n வரிசை எண்); உச்ச வரிசை n_max ≤ d/λ.
• நிலையான தலையீட்டிற்கான நிபந்தனைகள்: முதன்மைகள் இணைந்தவையாகவும், ஒருநிற ஒளியாகவும், சம வீச்சுகளையும், மிக நெருக்கமாகவும் இருக்க வேண்டும்.

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

நிலையான தலையீட்டுப் பாங்கைத் தோற்றுவிப்பதற்கு இரு அலை மூலங்கள் பூர்த்தி செய்ய வேண்டிய அடிப்படை நிபந்தனை எது?

1. A. Sources must be mutually coherent with a constant phase difference and identical frequency
2. B. Sources must emit random bursts of white light at unequal velocities
3. C. Sources must have widely differing wavelengths and orthogonal polarization
4. D. Sources must be separated by a distance much larger than 10,000 wavelengths

விடைத் தேர்வுகள் ஆங்கிலத்தில் உள்ளன.

இது பரீட்சை முறைக்கு அமைய இடசர எழுதிய மாதிரி வினா. கடந்தகால வினாத்தாளில் இருந்து எடுக்கப்பட்டதல்ல.

நிலைத்த அலைகளும் ஒத்ததிர்வும்

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• முனைத் திருத்தம் (c): திறந்த முனையில் முனையெதிர் குழாய்க்கு சற்று வெளியே உருவாகும்: c ≈ 0.3 D; மூடிய குழாய்க்கு L_விளைவு = L + c; திறந்த குழாய்க்கு L_விளைவு = L + 2c.
• சுரமானி விதிகள்: 1) நீள விதி f ∝ 1/L; 2) இழுவை விதி f ∝ √T; 3) திணிவு விதி f ∝ 1/√μ.
• அதிர்வுப் பரிவு: புற விசையின் மீடிறன் தொகுதியின் இயல்பு மீடிறனுக்குச் சமனாகும் போது உச்ச வீச்சில் அதிர்தல்.

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

0.50 m நீளமும் 2.0 × 10⁻³ kg m⁻¹ நேர்கோட்டுத் திணிவு அடர்த்தியும் கொண்ட சோனோமானிக் கம்பி 80 N இழுவையின் கீழ் அடிப்படை முறையில் அதிர்கிறது. அதன் அடிப்படை அதிர்வெண் யாது?

1. A. 100 Hz
2. B. 200 Hz
3. C. 400 Hz
4. D. 50 Hz

இது பரீட்சை முறைக்கு அமைய இடசர எழுதிய மாதிரி வினா. கடந்தகால வினாத்தாளில் இருந்து எடுக்கப்பட்டதல்ல.

ஒலியும் டொப்ளரின் விளைவும்

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• டொப்ளர் குறிவழக்கு: தொகுதி: அவதானி பிறப்பாக்கியை நோக்கி நகரின் (+), விலகின் (-); பகுதி: பிறப்பாக்கி அவதானியை நோக்கி நகரின் (-), விலகின் (+).
• அலைநீள மாற்றம்: பிறப்பாக்கி நகரும் போது வெளிவிடப்படும் அலைநீளம் சுருக்கப்படும்: λ' = (v - v_s) / f.
• நகரும் தடையிலிருந்து தெறிப்பு: வௌவால் அல்லது ரேடாரில் அலை தெறிக்கும் போது டொப்ளர் விளைவு இருமுறை நிகழும்.

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

பொலிஸ் சைரன் 600 Hz அதிர்வெண்ணுடைய ஒலியை எழுப்புகிறது. பொலிஸ் கார் 30 m s⁻¹ வேகத்தில் நின்றுகொண்டிருக்கும் பாதசாரியை நோக்கி நகர்கிறது. ஒலியின் வேகம் 330 m s⁻¹ எனின், பாதசாரி கேட்கும் தோற்ற அதிர்வெண் யாது?

1. A. 660 Hz
2. B. 720 Hz
3. C. 545 Hz
4. D. 600 Hz

இது பரீட்சை முறைக்கு அமைய இடசர எழுதிய மாதிரி வினா. கடந்தகால வினாத்தாளில் இருந்து எடுக்கப்பட்டதல்ல.

மின்காந்த அலைகளும் லேசர் தொழினுட்பமும்

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• தன்னிச்சை vs தூண்டப்பட்ட உமிழ்வு: தன்னிச்சை உமிழ்வு எழுமாறான திசைகளில் வெளிப்படும்; தூண்டப்பட்ட உமிழ்வு தூண்டிய போட்டோனின் அதே மீடிறன், கட்டம் மற்றும் திசையுடைய போட்டோன்களை உருவாக்கும்.
• போட்டோனின் சக்தி: E = h f = (h c) / λ (பிளாங்கின் மாறிலி h = 6.626 × 10⁻³⁴ J·s).
• ஒளியியல் பரிவுக் குழிவு: ஒரு முழுத் தெறிப்பு மற்றும் ஒரு பகுதித் தெறிப்பு ஆடியைக் கொண்டு தொடர்ச்சியான ஒளியியல் பின்னூட்டத்தை வழங்கும்.

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

வழக்கமான வெப்ப ஒளி மூலங்களிலிருந்து லேசர் (LASER) கதிர்வீச்சை வேறுபடுத்தும் ஒளியியல் பண்புகளின் சேர்க்கை எது?

1. A. Longitudinal polarization with isotropic omnidirectional divergence
2. B. High temporal and spatial coherence, monochromaticity, and extreme directional collimation
3. C. Zero photon momentum and zero energy density
4. D. Broad continuous spectral emission, complete incoherence, and high divergence

விடைத் தேர்வுகள் ஆங்கிலத்தில் உள்ளன.

இது பரீட்சை முறைக்கு அமைய இடசர எழுதிய மாதிரி வினா. கடந்தகால வினாத்தாளில் இருந்து எடுக்கப்பட்டதல்ல.

வெப்பநிலையும் வெப்பநிலைமானிகளும்

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• வெப்பமானி முரண்பாடுகள்: வெப்பமானிப் பண்புகள் துல்லியமாக நேர்கோட்டு முறையில் மாறாததால் இடைப்பட்ட வெப்பநிலைகளில் வெவ்வேறு வெப்பமானிகள் சற்று வேறுபட்ட வாசிப்புகளைத் தரும்.
• நியம வெப்பமானி: மாறாக் கனவளவு ஐதரசன் வாயு வெப்பமானியே சர்வதேச நியமமாகப் பயன்படுகிறது.
• வெப்ப இரட்டையின் நன்மைகள்: மிக விரைவான துலங்கல், குறைந்த வெப்பக் கொள்ளளவு, பரந்த எல்லை (-200 °C முதல் 1500 °C வரை).

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

மாறா கனவளவு வாயு வெப்பமானியில் பனிப்பள்ளியில் (0 °C) அமுக்கம் 80.0 kPa ஆகவும், நீராவிப் புள்ளியில் (100 °C) அமுக்கம் 108.0 kPa ஆகவும் உள்ளது. அமுக்கம் 96.8 kPa ஆக இருக்கும்போது வெப்பநிலை யாது?

1. A. 80.0 °C
2. B. 60.0 °C
3. C. 70.0 °C
4. D. 50.0 °C

இது பரீட்சை முறைக்கு அமைய இடசர எழுதிய மாதிரி வினா. கடந்தகால வினாத்தாளில் இருந்து எடுக்கப்பட்டதல்ல.

வெப்ப விரிவு

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• நீரின் முரண்பாடான விரிவு: 0 °C இலிருந்து 4 °C வரை சூடாக்கும் போது நீர் சுருங்கும்; 4 °C இல் அடர்த்தி உச்சமாகும் (1000 kg/m³); குளிர்காலத்தில் நீர்வாழ் உயிரினங்களைப் பாதுகாக்கிறது.
• இருஉலோகப் பட்டை: வெவ்வேறு விரிவுக் குணகங்கள் கொண்ட இரு உலோகங்கள்; சூடாக்கும் போது குறைந்த விரிவுக் குணகம் கொண்ட உலோகத்தை நோக்கி வளையும்.
• வெப்பநிலையுடன் அடர்த்தி மாற்றம்: ρ ≈ ρ0 (1 - γ ΔT).

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

500 cm³ கனவளவுடைய கண்ணாடி குடுவை 20 °C இல் பாதரசத்தால் நிரப்பப்பட்டுள்ளது. கண்ணாடியின் நீள் விரிவுக் குணகம் α = 8.0 × 10⁻⁶ K⁻¹, பாதரசத்தின் உண்மை கனவளவு விரிவுக் குணகம் γ_r = 1.80 × 10⁻⁴ K⁻¹. 100 °C வரை வெப்பமேற்றும்போது வழியும் பாதரசத்தின் கனவளவு யாது?

1. A. 8.12 cm³
2. B. 7.20 cm³
3. C. 6.24 cm³
4. D. 5.40 cm³

இது பரீட்சை முறைக்கு அமைய இடசர எழுதிய மாதிரி வினா. கடந்தகால வினாத்தாளில் இருந்து எடுக்கப்பட்டதல்ல.

வாயு விதிகளும் இயக்கவியற் கொள்கையும்

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• இயக்க சக்தி: ஒரு மூலக்கூறின் சராசரி இயக்க சக்தி = (3/2) k_B T; இது தனி வெப்பநிலையை T மட்டுமே சார்ந்தது.
• டால்டனின் பகுதி அமுக்க விதி: தாக்கமுறா வாயுக்களின் மொத்த அமுக்கம் அவற்றின் பகுதி அமுக்கங்களின் கூட்டுத்தொகைக்குச் சமன்: P_மொத்தம் = P1 + P2 + ... + Pn.
• நடைமுறை வாயுக்கள் இலட்சிய வாயுக்களாக மாறும் நிபந்தனை: குறைந்த அமுக்கம் மற்றும் உயர் வெப்பநிலை.

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

இலட்சிய வாயு ஒன்றின் இயக்கவியற் கொள்கைப்படி, அதன் தனி வெப்பநிலை 300 K இலிருந்து 1200 K வரை நான்கு மடங்காக உயர்த்தப்பட்டால், மூலக்கூறுகளின் இடைவர்க்க மூல (rms) வேகம் எத்தனை மடங்காகும்?

1. A. 16 times
2. B. 2 times
3. C. 4 times
4. D. √2 times

விடைத் தேர்வுகள் ஆங்கிலத்தில் உள்ளன.

இது பரீட்சை முறைக்கு அமைய இடசர எழுதிய மாதிரி வினா. கடந்தகால வினாத்தாளில் இருந்து எடுக்கப்பட்டதல்ல.

வெப்பவளவியல் மற்றும் தன்வெப்பக் கொள்ளளவு

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• நீரின் உயர் தன்வெப்பக் கொள்ளளவு: நீரின் c ≈ 4186 J·kg⁻¹·K⁻¹; சிறந்த குளிரூட்டியாகச் செயல்பட்டு காலநிலையைச் சமநிலைப்படுத்துகிறது.
• கலோரிமானி பரிசோதனை முன்னெச்சரிக்கைகள்: மெருகூட்டப்பட்ட பரப்பு (கதிர்வீச்சைக் குறைக்க), மூடி மற்றும் கலக்கி, வெப்பக் காப்பிடல்.
• மின் முறை: மின் சக்தி V · I · t = (m c + W)(T2 - T1).

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

100 °C இலுள்ள 0.10 kg செப்புத் துண்டு, 0.05 kg செப்புக் கலோரிமானியிலுள்ள 20 °C வெப்பநிலையிலுள்ள 0.20 kg நீரினுள் இடப்படுகிறது. நீரின் தன்வெப்பக் கொள்ளளவு 4200 J kg⁻¹ K⁻¹ மற்றும் செம்பின் தன்வெப்பக் கொள்ளளவு 400 J kg⁻¹ K⁻¹ எனின், சமநிலை வெப்பநிலை யாது?

1. A. 21.8 °C
2. B. 23.6 °C
3. C. 28.4 °C
4. D. 25.0 °C

இது பரீட்சை முறைக்கு அமைய இடசர எழுதிய மாதிரி வினா. கடந்தகால வினாத்தாளில் இருந்து எடுக்கப்பட்டதல்ல.

மறைவெப்பமும் நிலை மாற்றங்களும்

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• மீளுறைதல்: அமுக்கம் அதிகரிக்கும் போது பனிக்கட்டியின் உருகுநிலை குறையும்; அமுக்கம் நீக்கப்படும் போது மீண்டும் உறையும்.
• மாசுகளின் தாக்கம்: மாசுகள் சேரும் போது உறைநிலை குறையும், கொதிநிலை உயரும்.
• மீக்குளிர்ச்சி: உறைநிலைக்கு கீழே திரவம் உறையாமல் இருக்கும் நிலை.

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

0 °C இலுள்ள 0.050 kg பனிக்கட்டியை முற்றாக உருக்கி, அந்நீரின் வெப்பநிலையை 40 °C வரை உயர்த்துவதற்குத் தேவையான வெப்ப ஆற்றல் யாது? (L_f = 3.34 × 10⁵ J kg⁻¹, c = 4200 J kg⁻¹ K⁻¹)

1. A. 8.4 kJ
2. B. 25.1 kJ
3. C. 16.7 kJ
4. D. 33.5 kJ

இது பரீட்சை முறைக்கு அமைய இடசர எழுதிய மாதிரி வினா. கடந்தகால வினாத்தாளில் இருந்து எடுக்கப்பட்டதல்ல.

வெப்பப் பரிமாற்றம் (கடத்தல், மேற்காவுகை, கதிர்வீசல்)

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• வீனின் இடப்பெயர்ச்சி விதி: உச்ச செறிவு அலைநீளம் தனி வெப்பநிலைக்கு நேர்மாறு விகிதசமன்: λ_max · T = மாறிலி.
• பிரெவோஸ்டின் கோட்பாடு: 0 K இற்கு மேற்பட்ட அனைத்துப் பொருட்களும் ஒரே நேரத்தில் கதிர்வீச்சை உமிழ்ந்து உறிஞ்சுகின்றன.
• வெற்றிடக் குடுவை: இரட்டைச் சுவர்களுக்கிடையேயான வெற்றிடம் கடத்தல் மற்றும் உட்காவுகையைத் தடுக்கிறது; வெள்ளி பூசப்பட்ட சுவர்கள் கதிர்வீச்சைக் குறைக்கின்றன.

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

சம நீளமும் சம குறுக்குவெட்டுப் பரப்பும் கொண்ட இரு உலோகக் கோல்கள் 100 °C மற்றும் 0 °C வெப்பநிலைகளுக்கிடையில் தொடராக இணைக்கப்பட்டுள்ளன. கோல் A இன் கடத்துதிறன் k_A = 300 W m⁻¹ K⁻¹, கோல் B இன் k_B = 100 W m⁻¹ K⁻¹. சந்திப்பின் சமநிலை வெப்பநிலை யாது? (கோல் B 100 °C தேக்கத்துடனும், கோல் A 0 °C தேக்கத்துடனும் தொடுகையில் உள்ளன.)

1. A. 25.0 °C
2. B. 50.0 °C
3. C. 33.3 °C
4. D. 75.0 °C

இது பரீட்சை முறைக்கு அமைய இடசர எழுதிய மாதிரி வினா. கடந்தகால வினாத்தாளில் இருந்து எடுக்கப்பட்டதல்ல.

ஈரப்பதனும் ஆவியமுக்கமும்

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• பனிபடு புள்ளி: மாறா அமுக்கத்தில் காற்று நீராவியால் நிரம்பலடைவதற்கு குளிர வைக்கப்பட வேண்டிய வெப்பநிலை.
• ஈர உலர் குமிழ் ஈரப்பதமானி: இரு குமிழ்களுக்குமிடையிலான வெப்பநிலை வித்தியாசம் அதிகரிக்கும் போது சார்பீரப்பதம் குறையும்.
• அமுக்கக் குக்கர்: அமுக்கத்தை உயர்த்துவதன் மூலம் கொதிநிலையை உயர்த்தி (சுமார் 120 °C) உணவை விரைவாக சமைக்கிறது.

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

அறை வெப்பநிலை 25.0 °C ஆக உள்ளபோது பனிபடுநிலை 15.0 °C ஆகும். 15.0 °C இல் நிரம்பிய ஆவி அமுக்கம் 1.70 kPa மற்றும் 25.0 °C இல் 3.40 kPa ஆகும். வளியின் சார் ஈரப்பதன் யாது?

1. A. 40.0%
2. B. 50.0%
3. C. 60.0%
4. D. 75.0%

இது பரீட்சை முறைக்கு அமைய இடசர எழுதிய மாதிரி வினா. கடந்தகால வினாத்தாளில் இருந்து எடுக்கப்பட்டதல்ல.

வெப்ப இயக்கவியல் செயன்முறைகள்

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• P-V வரைபடத்தின் பரப்பளவு: P-V வரைபிற்கு கீழான பரப்பளவு செய்த வேலைக்குச் சமன்; வலஞ்சுழி சுழற்சி நேர் வேலையைக் குறிக்கும்.
• வெப்பம்மாறா vs சமவெப்பநிலை படிவுகள்: வெப்பம்மாறா வளைவின் படிவு சமவெப்பநிலை வளைவை விட γ மடங்கு செங்குத்தானது.
• வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாம் விதி: புற வேலையின்றி குளிரான பொருளிலிருந்து வெப்பமான பொருளுக்கு வெப்பம் பாயாது; கார்னோ வினைத்திறன் η = 1 - T_c / T_h.

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

இலட்சிய வாயு ஒன்றின் வெப்பமாறா விரிவின்போது (adiabatic expansion), சூழலுடன் பரிமாறப்படும் வெப்பம் (ΔQ), அக ஆற்றல் மாற்றம் (ΔU) மற்றும் செய்யப்பட்ட வேலை (ΔW) ஆகியவற்றுக்கிடையிலான தொடர்பு யாது?

1. A. ΔQ = 0 and ΔW = -ΔU (Work is done entirely at the expense of internal energy)
2. B. ΔU = 0 and ΔQ = ΔW (Internal energy remains strictly constant)
3. C. ΔW = 0 and ΔQ = ΔU (No mechanical work is performed)
4. D. ΔQ = ΔU + 2ΔW

விடைத் தேர்வுகள் ஆங்கிலத்தில் உள்ளன.

இது பரீட்சை முறைக்கு அமைய இடசர எழுதிய மாதிரி வினா. கடந்தகால வினாத்தாளில் இருந்து எடுக்கப்பட்டதல்ல.