နိဒါန်း (Introduction)
Grade 12 Physics (Optics) ဘာသာရပ်တွင် အလင်း၏ အခြေခံသဘောတရားများအနက် dispersion of white light (အလင်းဖြူ ရောင်စဉ်ကွဲထွက်ခြင်း) သည် စာမေးပွဲများတွင် မကြာခဏ မေးလေ့ရှိသော အရေးပါသည့် အခန်းကဏ္ဍတစ်ခု ဖြစ်ပါသည်။ အထူးသဖြင့် သုံးမြှောင့်ဖန်တုံး (Prism) တစ်ခုအတွင်းသို့ အလင်းဖြူ ဖြတ်သန်းသွားသောအခါ မည်မျှသော အရောင်များအဖြစ် ကွဲထွက်သွားသနည်းဟူသည့် မေးခွန်းသည် စာမေးပွဲများတွင် Objective မေးခွန်းအဖြစ် မကြာခဏ ပါဝင်လေ့ရှိပါတယ်။
မေးခွန်းနမူနာ (Exam Question) - "A prism can disperse a white light into ________ colours."
A) six B) seven C) eight
မှန်ကန်သောအဖြေ - B) seven (အရောင် ၇ ရောင်)
အလင်းဖြူသည် သာမန်မျက်စိဖြင့် ကြည့်ပါက အရောင်တစ်ခုတည်းဟု ထင်ရသော်လည်း အမှန်တကယ်တွင် မတူညီသော လှိုင်းအလျား (wavelengths) ရှိသည့် အရောင် ၇ မျိုး ပေါင်းစပ်ဖွဲ့စည်းထားခြင်း ဖြစ်ပါသည်။ ဤဆောင်းပါးတွင် အလင်းဖြူသည် အဘယ်ကြောင့် အရောင် ၇ မျိုးအဖြစ် ကွဲထွက်ရသနည်း၊ ရူပဗေဒရှုထောင့်မှ မည်သို့ ရှင်းလင်းနိုင်သနည်းနှင့် စာမေးပွဲအတွက် မဖြစ်မနေ သိထားသင့်သည့် အချက်များကို အသေးစိတ် ရှင်းလင်းတင်ပြပေးပါမည်။
အလင်းယိုင်ကွဲခြင်း (Dispersion of Light) ဆိုတာ ဘာလဲ?
Dispersion (အလင်းယိုင်ကွဲခြင်း) ဆိုသည်မှာ ပေါင်းစပ်အလင်းဖြူ (white light) သည် ဖန်တုံး (prism) သို့မဟုတ် ရေစက်ကဲ့သို့ ကြားခံနယ်တစ်ခုကို ဖြတ်သန်းသွားချိန်တွင် ၎င်း၌ ပါဝင်သော အစိတ်အပိုင်းအရောင်များ (constituent colours) အဖြစ်သို့ ကွဲထွက်သွားသည့် ရူပဗေဒဖြစ်စဉ်ကို ခေါ်ဆိုပါသည်။ ဤသို့ ကွဲထွက်လာသော အရောင်တန်းစဉ်ကို Spectrum (ရောင်စဉ်) ဟု ခေါ်ပါတယ်။
ရောင်စဉ် ၇ မျိုးနှင့် လှိုင်းအလျား ဆက်စပ်ပုံ (The 7 Colours: ROYGBIV)
အလင်းဖြူ ကွဲထွက်ရာမှ ရရှိလာသော ရောင်စဉ်တွင် အခြေခံအားဖြင့် အရောင် ၇ ရောင် ပါဝင်ပြီး ၎င်းတို့ကို အလွယ်တကူ မှတ်သားနိုင်ရန် ROYGBIV ဟူသော အတိုကောက် စကားလုံးဖြင့် မှတ်သားကြပါသည် -
| စဉ် | အရောင် (Colour) | ပျမ်းမျှလှိုင်းအလျား ($\lambda$) | ယိုင်တိမ်းမှု (Deviation) |
|---|---|---|---|
| 1 | Red (အနီရောင်) | ~ 700 nm | အနည်းဆုံး (Least Deviated) |
| 2 | Orange (လိမ္မော်ရောင်) | ~ 620 nm | နည်းပါး |
| 3 | Yellow (အဝါရောင်) | ~ 580 nm | အလယ်အလတ် |
| 4 | Green (အစိမ်းရောင်) | ~ 530 nm | အလယ်အလတ် |
| 5 | Blue (အပြာရောင်) | ~ 470 nm | များပြား |
| 6 | Indigo (မဲနယ်ရောင်) | ~ 430 nm | များပြား |
| 7 | Violet (ခရမ်းရောင်) | ~ 400 nm | အများဆုံး (Most Deviated) |
အဘယ်ကြောင့် အရောင်များ မတူညီဘဲ ကွဲထွက်သွားသနည်း? (Physics Mechanism)
လေဟာနယ် (vacuum) သို့မဟုတ် လေထုထဲတွင် အလင်းအရောင် အားလုံးသည် တူညီသော အလျင် $c \approx 3 \times 10^8 \text{ m/s}$ ဖြင့် သွားလာကြပါသည်။ သို့သော် ဖန် (glass) ကဲ့သို့ ကြားခံနယ်တစ်ခုအတွင်းသို့ ရောက်ရှိသွားသောအခါ -
- Refractive Index and Speed: အလင်း၏ အလျင်သည် လှိုင်းအလျားအပေါ် မူတည်၍ ကွဲပြားသွားပါသည်။ လှိုင်းအလျားတိုသော အရောင်များသည် ဖန်တွင်း၌ အလျင်ပိုမိုနှေးကွေးသွားပြီး Refractive Index ($n$) ပိုမိုမြင့်မားလာပါသည် - $$n = \frac{c}{v}$$
- Cauchy's Dispersion Relationship: ကြားခံနယ်တစ်ခု၏ အလင်းယိုင်ညွှန်းကိန်း ($n$) နှင့် လှိုင်းအလျား ($\lambda$) တို့၏ ဆက်စပ်ချက်အရ လှိုင်းအလျား တိုလေလေ၊ အလင်းယိုင်ညွှန်းကိန်း ပိုကြီးလေလေ ဖြစ်ပါသည် - $$n(\lambda) \approx A + \frac{B}{\lambda^2}$$
- Snell's Law and Deviation: အလင်းယိုင်ညွှန်းကိန်း ပိုကြီးသော ခရမ်းရောင် (Violet) သည် ဖန်သားပြင်ကို ဖြတ်သန်းချိန်တွင် အယိုင်ဆုံးဖြစ်ပြီး၊ လှိုင်းအလျား အရှည်ဆုံးဖြစ်သော အနီရောင် (Red) သည် အယိုင်အနည်းဆုံး ဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။ ထို့ကြောင့် မူလ အလင်းဖြူတန်းသည် အရောင် ၇ မျိုးအဖြစ် သိသာစွာ ကွဲထွက်သွားခြင်း ဖြစ်ပါသည်။
လက်တွေ့ဘဝနှင့် စာမေးပွဲတွင် တွေ့ရသော အခြား ဥပမာများ
- သက်တံ (Rainbow): မိုးရွာပြီးစအချိန်တွင် လေထုထဲရှိ မိုးရေစက်ကလေးများသည် သဘာဝ သုံးမြှောင့်ဖန်တုံးငယ်များသဖွယ် ပြုမူကာ နေရောင်ခြည် (အလင်းဖြူ) ကို အရောင် ၇ ရောင်အဖြစ် ယိုင်ကွဲစေပါသည်။
- Diffraction Grating & Compact Disc (CD): Grade 12 Physics သင်ရိုးတွင် ဖော်ပြထားသည့်အတိုင်း CD ပြားများ၏ အပေါ်ယံ မျက်နှာပြင်တွင် ပါဝင်သော အလွန်သေးငယ်သည့် အစင်းကြောင်းများ (fine grooves) သည် reflection grating အဖြစ် ပြုမူပြီး အလင်းဖြူကို အရောင်များ ကွဲထွက်စေပါသည်။
စာမေးပွဲအတွက် အဓိက မှတ်သားဖွယ်ရာများ (Key Exam Takeaways)
- Number of Colours: Prism တစ်ခုသည် အလင်းဖြူကို အရောင် ၇ ရောင် (seven colours) အဖြစ် ကွဲထွက်စေပါသည်။
- Wavelength Extremes: အနီရောင် (Red) သည် လှိုင်းအလျား အရှည်ဆုံး ($\approx 700\text{ nm}$) ဖြစ်ပြီး အယိုင်အနည်းဆုံး ဖြစ်သည်။ ခရမ်းရောင် (Violet) သည် လှိုင်းအလျား အတိုဆုံး ($\approx 400\text{ nm}$) ဖြစ်ပြီး အယိုင်အများဆုံး ဖြစ်သည်။
- Dispersion Elements: Prism သာမက Diffraction Grating သည်လည်း အလင်းဖြူကို ရောင်စဉ်အဖြစ် ကွဲထွက်စေနိုင်ကြောင်း တွဲဖက်မှတ်သားထားပါ။
နိဂုံး (Summary)
အချုပ်အားဖြင့်ဆိုရသော် သုံးမြှောင့်ဖန်တုံး (Prism) သည် အလင်းဖြူကို အရောင် ၇ ရောင် (Red, Orange, Yellow, Green, Blue, Indigo, Violet) အဖြစ် ကွဲထွက်စေပါသည်။ ဤသို့ ကွဲထွက်ရခြင်းမှာ အရောင်တစ်ခုချင်းစီ၏ လှိုင်းအလျား မတူညီမှုကြောင့် ကြားခံနယ်အတွင်း အလျင်နှင့် အလင်းယိုင်ညွှန်းကိန်း ကွာခြားသွားခြင်းကြောင့် ဖြစ်ကြောင်း နားလည်ထားပါက Grade 12 Physics စာမေးပွဲမေးခွန်းများကို အလွယ်တကူ မှန်ကန်စွာ ဖြေဆိုနိုင်မည် ဖြစ်ပါသည်။
