සන්නිවේදනය හා ආධුනික ගුවන් විදුලි ශිල්පය (Amateur radio) 9

විද්‍යුත්චුම්භක ක්ෂේත්‍ර හා තරංග

විදුලිය හා චුම්භකත්වය නිසා විද්‍යුත්චුම්භක ක්ෂේත්‍ර හා විද්‍යුත්චුම්භක තරංග ඇති වේ. ඒවා පදාර්ථ නොවේ. එහෙත් විදුලිය හා චුම්භකත්වය යනු ආරෝපණ/ඉලෙක්ට්‍රෝන නම් වූ පදාර්ථය සමඟම පවතින්නක් බව අප ඉගෙනගත්තා. මේ අනුව පෙනෙනවා විද්‍යුත්චුම්භක ක්ෂේත්‍ර හා තරංග විදුලියෙන් හා චුම්භකත්වයෙන් බොහෝ වෙනස් බව. “විද්‍යුත්චුම්භක” යන කොටස නමට ඈඳා තිබෙන්නේ එම තරංගයේ එක්තරා විදියකින් විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක් හා චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක් එකිනෙකට බද්ධව ලම්භකව පවතින නිසාය. එවිට කෙනෙකුට සිතිය හැකියි කාන්දමකින් චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක්ද බැටරියකින් විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක්ද වෙන වෙනම ලබා ගෙන, එම ක්ෂේත්‍ර දෙක එකිනෙකට ලම්භකව තැබූ විට එතැන විද්‍යුත්චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක් ඇති වෙනවා නේද කියා. කිසිසේත්ම නැත. විද්‍යුත්චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක් සෑදීමේ ක්‍රියාවලිය ඇත්තටම “අභිරහසකි”.

පළමුව ක්ෂේත්‍රය හා තරංගය අතර වෙනස බලමු. මේ දෙකම විද්‍යාත්මකව කරුණු පැහැදිලි කර ගැනීමට හා තේරුම් ගැනීමට සෑදූ හුදු ආකෘති දෙකක් බව පෙරත් මා සඳහන් කර තිබෙනවා. ඒ කියන්නේ අපි විද්‍යුත්චුම්භක ක්ෂේත්‍ර/තරංග ලෙස සලකන “දේ” සත්‍ය ලෙසම පවතින්නේ කෙලෙසදැයි කිසිවෙක් හරියටම දන්නේ නැත (මා විශ්වාස කරන පරිදි ඉදිරි කාලයකදීවත් එය අපට දැන ගත නොහැකි වේවි). එහෙත් ඒවායේ ගතිගුණ අපට මැනිය හැකි අතර, එලෙස මැනගත් ගතිගුණ අතර යම් යම් නිවැරදි නිශ්චිත සම්බන්ධතා පවතින බව සොයා ගෙන තිබෙනවා. උදාහරණයක් ලෙස, රේඩියෝ සංඥාවක් රික්තකය තුල තත්පරයට කිලෝමීටර් තුන් ලක්ෂයක නියත වේගයෙන් යන බවත්, එම සංඥාවේ මැනගත් තවත් ලක්ෂණ දෙකක් වන සංඛ්‍යාතය හා තරංග ආයාමය යන දෙක එකිනෙකට ගුණ කළ විට ඉහතදී මැන සොයාගත් රේඩියෝ තරංගයේ වේගය නම් ලක්ෂණයට සමාන බවත් සොයාගෙන තිබෙනවා. ඉතිං මෙවැනි පර්යේෂන ඔස්සේ සොයාගත් සම්බන්ධතා ඉස්මතුවන ලෙස සැකසූ ආකෘති තමයි විද්‍යාව තුල පවතින්නේ. ක්ෂේත්‍රයක් යනු සලකා බලන යම් ලක්ෂණයක් ත්‍රිමාන අවකාශය පුරා පැතිරී තිබෙන ආකාරය නිරූපණය කිරීමකි. තරංගයක් යනු එම ක්ෂේත්‍රය තුලින් එක් ස්ථානයක සිට තවත් ස්ථානයකට ශක්තිය ගලා යන්නේ කෙසේද යන්න නිරූපණය කිරීමකි. එය හරියට මුහුද නමැති ක්ෂේත්‍රය තුල මුහුදු රැළි නමැති තරංග පවතින්නාක් බඳුය.

සටහන

ඇත්තටම විද්‍යුත්චුම්භක ක්ෂේත්‍රය, විද්‍යුත්චුම්භක ශක්තිය, විද්‍යුත්චුම්භක තරංග, විද්‍යුත්චුම්භක බලය ආදී ලෙස වචන සමූහයක්ම පතපොතෙහි දකින්නට ලැබෙනවා. භෞතික විද්‍යාව අනුව, මේ එකක්වත් සමාන වචන නොවේ. ක්ෂේත්‍රය හා තරංග ඉහත කෙටියෙන් හෝ හැඳින ගත්තානෙ. ශක්තිය යනු කුමක්දැයි මෙම පාඩම් මාලාව ආරම්භයේදී පෙන්වා දුන්නා (එනම්, යම් යම් කාර්යන් කිරීමේ හැකියාව ශක්තියයි). තවද, තරංග යනු ශක්තිය එක් තැනක සිට තවත් තැනකට රැගෙන යන එක් ප්‍රධානම ක්‍රමයක් බවද දැන් ඔබ දන්නවා. ඒ කියන්නේ තරංගයක් තුල ශක්තියයි පවතින්නේ.

එවිට බලය (force) යනු කුමක්ද? බලය යනු ශක්තිය පිටුපස සිටින බලවේගයයි. එනම්, ශක්තියට “එම කාර්යන් කිරීමේ හැකියාව” ලබා දෙන්නේ බලය විසිනි.

විවිධ නම්වලින් හැඳින්වෙන ශක්ති ප්‍රභේද ගණනාවක්ම ඇත (ආලෝකය, විකිරණ, රසායනික, න්‍යෂ්ටික, යාන්ත්‍රික, චාලක, විභව, විදුලිය ආදි ලෙස). මේසා විශාල ශක්ති ගණනාවක් තිබුණත්, මේ සියලු ශක්ති පිටුපස සිටින්නේ බල 4ක් පමණි. එම බල හතර නම්, ප්‍රබල න්‍යෂ්ටික බලය (strong nuclear force හෙවත් strong force), දුබල න්‍යෂ්ටික බලය (weak nuclear force හෙවත් weak force), ගුරුත්වාකර්ශන බලය (gravitational force), හා විද්‍යුත්චුම්භක බලය (electromagnetic force) වේ. මෙවැනි තත්වයක් පදාර්ථ ගැන කතා කරන විටත් අපට හමු වුණා මතකද? කෝටි ගණනක් වූ වෙනස් වෙනස් පදාර්ථ සියල්ලම සෑදී තිබෙන්නේ 120ටත් අඩු මූලද්‍රව්‍ය ටිකකින් නේද? විශ්වයේ සංකීර්ණත්වයට යටින් යම් සරලබවක්ද පවතිනවා නේද?

මේ අනුව විද්‍යුත්චුම්භක බලය යනු විශ්වයේ පවතින ශක්ති පිටුපස සිටින එම ශක්තින් මෙහෙයවන බලවේගයකි. විදුලිය, චුම්භකත්වය, විද්‍යුත්චුම්භක තරංග/ක්ෂේත්‍ර/ශක්තිය, රසායනික ශක්තිය, ගින්දර ආදී අප නිතරම භාවිතා කරන සියලු බලශක්ති ප්‍රභවයන්ට හේතුව විද්‍යුත්චුම්භක බලය බව තේරුම් ගන්න.

එහෙත් මෙවැනි පාඩම් මාලාවකට භෞතික විද්‍යාත්මකව ඉතාම නිවැරදි යෙදුම් හා සංකල්ප යොදා ගැනීම සමහරවිට අමතර සංකීර්ණත්වයට හේතු විය හැකි නිසා, දළ වශයෙන් බලය, ක්ෂේත්‍රය, තරංග, ශක්තිය ආදී වචන (සමාන තේරුම් තිබෙන වචන නොවූවත්) එකම අදහස පැවසීමට යොදා ගැනේවි.

ඔබ දන්නවා යම් නිශ්චල ආරෝපණයක් වටා විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක් පවතිනවා. මෙම ක්ෂේත්‍රය නිශ්චලවත් ඒකාකාරවත් පවතින නිසා ස්ථිතික විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය (static electric field) ලෙසයි හඳුන්වන්නේ. එම ආරෝපණයටම අනුබද්ධව ස්ථිතික චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක්ද (static magnetic field) තිබෙනවා. දැන් මෙම ආරෝපණය චලනය කරවමු. එවිට ඒ සමගම මෙම ක්ෂේත්‍ර දෙකත් චලනය වෙනවානෙ. චලනය වන (ස්ථිතික) විදුලි ක්ෂේත්‍රය (එනම් ධාරාව) නිසා දැන් අලුතින් චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක් හට ගන්නවා (මීට පෙර මේ ගැන අපි කතා කළා චුම්භක පාඩමේදී). එලෙසමයි චලනය වන (ස්ථිතික) චුම්භක ක්ෂේත්‍රය නිසා අලුතින් විදුලි ක්ෂේත්‍රයක්ද හට ගන්නවා (චුම්භක ප්‍රේරණය). මැක්ස්වෙල් නම් විද්‍යාඥයාගේ සුප්‍රසිද්ධ විද්‍යුත්චුම්භක පිළිබඳ මැක්ස්වෙල් සමීකරණවලින් (Maxwell’s equations on electromagnetism) මේ දේ ගණිතානුකූලව විස්තර කෙරෙනවා (අවශ්‍ය නම් ඒ ගැන සොයා බලන්න). මෙම නව විද්‍යුත් හා චුම්භක ක්ෂේත්‍ර දෙක නිසා විද්‍යුත්චුම්භක ක්ෂේත්‍රය නමින් අලුත් දෙයක් බිහි වෙනවා. එහෙත් අර අලුත් විද්‍යුත් හා චුම්බක ක්ෂේත්‍ර දෙක නිසා අලුත් විද්‍යුත්චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක් ඇත්තටම ඇති වීමේ යාන්ත්‍රණය තවමත් හරිහැටි අප දන්නේ නැත – එය අභිරහසකි. කෙසේ වෙතත් අපට අවශ්‍ය වෙලාවට අවශ්‍ය විදියට ඕනෑම විද්‍යුත්චුම්භක තරංගයක් නිපදවා ගැනීමට තරම් දැනුමක් හා ක්‍රමවිධි අප සතුව දැනටමත් තිබෙනවා.

ඇත්තටම විද්‍යුත්චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක පවතින චුම්භක හා විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර දෙක සුවිශේෂි වේ. ඊට හේතුව මෙයයි. සාමාන්‍ය විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක් හා සාමාන්‍ය චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක් පැවතීමට ආරෝපණ/ඉලෙක්ට්‍රෝන තිබීමට අවශ්‍යයිනෙ. එහෙත් විද්‍යුත්චුම්භක ක්ෂේත්‍රයේ ඇති චුම්භක හා විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර දෙකහි පැවැත්මට එලෙස ආරෝපණ නැත. ඒ වෙනුවට සිදු වන්නේ වෙනත් අපූරු දෙයකි. එනම්, තරංගයෙහි ඇති විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය නිසා චුම්බක ක්ෂේත්‍රය හටගන්නවා; මෙලෙස ඇති වූ චුම්භක ක්ෂේත්‍රය නිසා විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය හට ගන්නවා; මෙම විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය නිසා නැවතත් අලුතින් චුම්භක ක්ෂේත්‍රය හට ගන්නවා. මෙලෙස දිගින් දිගටම ක්ෂේත්‍ර දෙක එකිනෙකාගේ පිහිටෙන් “ජීවත් වෙනවා” (පවතිනවා). මෙනිසා භාහිර ආරෝපණයක අවශ්‍යතාව නැතිව යනවා. මෙය ක්ෂේත්‍ර දෙක එකිනෙකාගේ “පිට කසා ගැනීමක්” බඳුයි. මීටද මැක්ස්වෙල් සමීකරණ වලංගු වේ.

විද්‍යුත්චුම්භක තරංගයක් හට ගත් පසු මෙම ක්‍රියාව නතර වන්නේ නැතිව දිගින් දිගටම සිදු වෙනවා අවසානයේදී තාප ශක්තිය බවට ඒවා පත්වන තුරුම (විශ්වයේ බොහෝ ශක්තින් අවසානයේ කෙලවර වන්නේ තාප ශක්තිය බවට පත්වීමෙන්ය). මා දැන් පැවසුවේ “විද්‍යුත්චුම්භක තරංගයක් හට ගත් පසු” කියාය. ඒ කියන්නේ විද්‍යුත්චුම්භක තරංගයක් පළමු වරට “උපත ලබන” විට මෙම ක්‍රියාව නෙමෙයි සිදු වන්නේ. එහිදී සිදු වන්නේ මීට පෙර විස්තර කළ පරිදි ස්ථිතික ක්ෂේත්‍ර දෙකෙන් අලුත් චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක් හා අලුත් විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක් ඇතිවී ඉන් (ප්‍රථම) විද්‍යුත්චුම්භක තරංගය හටගැනීමයි. මෙය හරියටම සිදු වන්නේ කෙලෙසද යන්න දන්නේ නැති බවද මා එහිදී සඳහන් කළා. “එය එසේ වේ” යනුවෙන් සෑහීමට පත් වීමට සිදුවෙනවා.

දැන් අපි බලමු විද්‍යුත්චුම්භක තරංගයක ආදර්ශ හැඩය/පෙනුම කොයි වගේද කියා. චුම්භක හා විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර දෙක එකිනෙකට අනුබද්ධයි. ඒ කියන්නේ එකක වෙනස්වීම අනෙකට බලපානවා. තවද, එම ක්ෂේත්‍ර දෙක එකිනෙකට ලම්භකව පවතිනවා යනුවෙන් සලකනවා. විද්‍යුත්චුම්භක තරංගයක පවතින මෙම ක්ෂේත්‍ර දෙක එහි සංරචක (component) ලෙස හඳුන්වනවා. ඒ අනුව විද්‍යුත්චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක/තරංගයක සංරචක දෙකක් තිබෙනවා - විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර/තරංග සංරචකය (electric field component) හා චුම්භක ක්ෂේත්‍ර/තරංග සංරචකය (magnetic field component). පහත රූපය බලන්න.

 

මෙම රූපයෙහි පැහැදිලිව සංරචක 2 වෙන් වෙන්ම පෙන්වා තිබෙනවා. එක් ක්ෂේත්‍රයක විචලනය හෙවත් තරංග හැඩය සිරස්ව සිදු වේ. එවිට අනෙකෙහි විචලනය (උස් පහත් වීම) සිදු වන්නේ තිරස් දිශාව ඔස්සේ නේද? එකිනෙකට ලම්භකව පිහිටනවා යනුවෙන් අදහස් කළේ එයයි.

තරංග දෙකම එකට ඉහලට හා එකට පහලට යයි. ඒ කියන්නේ තරංග දෙකෙහිම සංඛ්‍යාතය සර්වසමයි. මේ දෙකෙහිම තරංග වේගයද සර්වසමයි. එය එසේ විය යුතුයිනෙ ඉහත විස්තර අනුව තර්ක කළොත්. එක් ක්ෂේත්‍රයක් නිසානෙ අනෙක් ක්ෂේත්‍රය ඇති වන්නේ. ඉතිං චුම්භක ක්ෂේත්‍රය ක්‍රමයෙන් වර්ධනය වනවා යනු ඊට අනුරූපව විදුලි ක්ෂේත්‍රයද වර්ධනය වනවා යන්නයි. විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය වර්ධනය වන විට ඊට අනුරූපව ඒ එක්කම චුම්භක ක්ෂේත්‍රයද වර්ධන වේ. එනිසා දෙකම එකට වැඩි වේ; එකට අඩු වේ.

සංඛ්‍යාතය හා වේගය සර්වසම නිසා, විද්‍යුත්චුම්භක තරංගයක සංරචක දෙකම එකට හැමවිටම අප සලකන්නේ නැති පුරුද්දක් තිබෙනවා. එම සංරචක දෙකෙන් අප වැඩිපුරම කතා කරන්නේ විදුලි සංරචකයයි. එනිසා විද්‍යුත්චුම්භක තරංගයේ චුම්භක සංරචකයට කුඩම්මාගේ සැලකිලි තමයි ලැබෙන්නේ. ඒ කියන්නේ මෙතැන් සිට අපත් විද්‍යුත්චුම්භක තරංග ගැන කතා කරන විට, එහි විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය ගැන තමයි කතා කරන්නේ.

විද්‍යුත්චුම්භක තරංග ගමන් කිරීමට ඝන හෝ ද්‍රව හෝ වායු හෝ මාධ්‍යයක් අවශ්‍ය නැත. රික්තකයක් තුලින් වුවද ගමන් කරනවා. ඊට අමතරව යම් යම් මාධ්‍ය තුලින්ද ඊට ගමන් කළ හැකියි. ඇත්තටම විද්‍යුත්චුම්භක තරංග ඉතාම හොඳින්ම ගමන් කරන්නේ කිසිදු මාධ්‍යයක් නැති රික්තකය තුල තමයි. රික්තකය තුල එහි වේගය තත්පරයට මීටර් 299 792 458 වේ (2.99792458x10⁸ ms^-1). මෙම අගය තමයි ආලෝකයේ වේගය (speed of light) කියා හඳුන්වන්නට පුරුදුව සිටින්නේ. දළ වශයෙන් එය තත්පරයට කිලෝමීටර් තුන්ලක්ෂයක් ලෙස මතක තබාගන්න. ආලෝකය යනුද විද්‍යුත්චුම්භක තරංගයකි. අධෝරක්ත කිරණ, පාරජම්බූල කිරණ, එක්ස්රේ කිරණද විද්‍යුත්චුම්භක තරංග වේ.

රික්තයක් තුලින් ඉහත සඳහන් නියත වේගයෙන් විද්‍යුත්චුම්භක කිරණ ගමන් කළද, යම් මාධ්‍යයක් තුලින් එය ගමන් කරන විට වේගය අඩු වේ. කොතරම් වේගය අඩු වෙනවාද යන්න තීරණය වන්නේ මාධ්‍ය අනුවයි. උදාහරණයක් ලෙස වීදුරුවක් තුලින් ආලෝකය (විද්‍යුත්චුම්භක තරංග) ගමන් කරන විට ඉහත සඳහන් රික්තකය තුල ආලෝකයේ වේගයෙන් අඩක් දක්වා අඩු විය හැකියි.

විද්‍යුත්චුම්භක තරංගයක වේගය සෙවිය හැකියි පහත සූත්‍රයෙන්. මෙම සූත්‍රය තේරුම්ගැනීම ඉතාම පහසුයි. මෙහි μ යනු මාධ්‍යයේ පාරගමග්‍යතා වන අතර ε යනු මාධ්‍යයේ පාරවේද්‍යතාව වේ. විද්‍යුත්චුම්භක තරංගයක චුම්භක හා විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර දෙකක් ලම්භකව තිබෙනවා ලෙස සලකනවානෙ. ඉතිං අදාල මාධ්‍යය තුලින් ගමන් කරනකොට චුම්භක ක්ෂේත්‍රයට කොතරම් පහසුවෙන් ගමන් කළ හැකිද යන්න පාරගමග්‍යතාවෙනුත්, විදුලි ක්ෂේත්‍රයට කොතරම් පහසුවෙන් ගමන් කළ හැකිද යන්න පාරවේද්‍යතාවෙනුත් තීරණය වෙනවා.

ඉතිං රික්තකයේ පාරවේද්‍යතාව, (ε₀ = 8.854x10^-12) හා පාරගමග්‍යතාව (μ₀ = 1.257x10^-6) ඉහත සූත්‍රයට ආදේශ කර බලන්න. එවිට 299 792 462 ms^-1 ලැබේ (දළ වශයෙන් තත්පරයට කිලෝමීටර් 300 000). මේ ලෙසට එක් එක් මාධ්‍යයේ අගයන් ආදේශ කර සුලු කළ විට අපට එම මාධ්‍ය තුලින් ගමන් කරන විද්‍යුත්චුම්භක තරංගයක වේගය පහසුවෙන්ම සොයාගත හැකියි නේද?

විද්‍යුත්චුම්භක තරංගයක් හඳුනා ගන්නේ (නම් කරන්නේ) එහි සංඛ්‍යාතයෙනි. ඉතා විශාල සංඛ්‍යාත පරාසයක් පුරාවට විද්‍යුත්චුම්භක තරංග විහිදී පවතී. තවද, සංඛ්‍යාතය අනුව විද්‍යුත්චුම්භක තරංගයේ ගතිගුණද වෙනස් වේ. වැඩි විස්තර ඉගෙන නැති වුවත්, ඕනෑම පොඩි කෙනෙකු වුවත් දන්නවා රේඩියෝ තරංග ඇසට සංවේදනය නොවූවත්, ආලෝකය ඇසට සංවේදි වන බව. බලන්න කොතරම් විශාල වෙනසක්ද එය. එහෙත් රේඩියෝ තරංග මෙන්ම ආලෝකය යනුද එකම විද්‍යුත්චුම්භක තරංග වේ; සංඛ්‍යාතයෙහි වෙනස පමණි තිබෙන්නේ. ඉතිං, මෙවැනි ගතිගුණවල වෙනස්කම් ආදිය සලකා බලා, මුලු විද්‍යුත්චුම්භක තරංග පරාසයම පහත රූපයේ ආකාරයට වර්ග කර තිබෙනවා.

එහි අඩු සංඛ්‍යාතයන් සහිත විද්‍යුත්චුම්භක තරංග රේඩියෝ තරංග (radio waves) ලෙස හඳුන්වනවා. දළ වශයෙන් හර්ට්ස් 300,000,000,000 හෙවත් ගිගාහර්ට්ස් 300 දක්වා පුලුල් පරාසයක් පුරාවට රේඩියෝ තරංග පවතිනවා. ගිගාහර්ට්ස් 300 ලෙස දැක්වුවත්, රේඩියෝ තරංගවල උපරිම සීමාව නිශ්චිතවම කිව නොහැකියි. (ඒ කියන්නේ රේඩියෝ හා අධෝරක්ත කලාප දෙකෙහි මායිම හරියටම නිශ්චිත නැත). ඇත්තටම ඉතාම නිශ්චිතවම එය දැනගැනීමට ලොකු අවශ්‍යතාවකුත් නැත. උඩ සීමාව දළ වශයෙන් හෝ එලෙස පැවසුවත්, යට (අවම) සීමාව ගැන හැඟීමක් ඇත්තෙන්ම නැත. කොතරම් කුඩා හර්ට්ස් ගණනක් දක්වා රේඩියෝ තරංග පැවතිය හැකිද යන්න පර්යේෂනය කළ යුතුය.

බොහෝ අය මයික්‍රොවේව් යනුවෙන් වෙනම කලාපයක් දක්වා තිබුණත්, සමහරුන් (මාද ඇතුලුව) මයික්‍රොවේව් යනුද රේඩියෝ තරංග කලාපයටම අයත් උපකලාපයක් ලෙස දකිනවා. පසුවට රේඩියෝ තරංග ගැන වෙනමම සොයා බලමු මොකද ආධුනික ගුවන් විදුලිය පදනම් වන්නේම රේඩියෝ තරංග මතයි.

සංඛ්‍යාතය තවත් වැඩි කරගෙන යන කොට රේඩියෝ තරංග සීමාව ඉක්මවා යයි. ඉන්පසු අධෝරක්ත කලාපයට (infrared – IR) පිවිසෙයි. තවත් සංඛ්‍යාතය වැඩිකරගෙන යන විට අධෝරක්ත කලාපයෙන්ද ඉවත්ව දෘෂ්‍යාලෝකය (visible light) කලාපයට ඇතුලු වේ. ඉන්පසු තවත් සංඛ්‍යාතය වැඩි කරගෙන යන කොට පාරජම්බූල (ultraviolet – UV) කලාපයට පිවිසේ. එතැනින් එක්ස් කිරණ (x-ray) කලාපයටද, ඉන්පසු ගැමා කිරණ (gamma rays) කලාපයට අවසාන වශයෙන් පැමිණේ. රේඩියෝ තරංගවල පහත් සීමාව දන්නේ නැතිවා සේම, ගැමා කිරණවල උපරිම සීමාවද දන්නේ නැත. මීට අමතරව අන්තරීක්ෂ කිරණ (cosmic rays) යන නමින්ද කලාපයක් ගැමා කලාපයට පසුව සමහරවිට දක්වනවා. ඇත්තටම කොස්මික් කිරණ කිසිසේත්ම විද්‍යුත්චුම්භක තරංග නොවේ. එසේ නම්, එය මෙහි ඇතුලත් කර තිබෙන හේතුව කුමක්ද? මොහොතකින් ඒ ගැන කියන්නම්. විද්‍යුත්චුම්භක තරංගවල සම්පූර්ණ පරාසයම පෙන්වන ඉහත රූපය විද්‍යුත්චුම්භක වර්ණාවලිය (electromagnetic spectrum හෙවත් EM spectrum) ලෙස හඳුන්වනවා.

සටහන
ඇත්තටම, අන්තරීක්ෂ කිරණ පිහිටා තිබෙන්නේ ගැමා කිරණ කලාපයේමයි; එනම් ගැමා කළාපයේ කෙලවරයි. මේ දෙකම එම ප්‍රදේශය තුල එක මත එක පිහිටනවා නේද (overlap)?

මෙවැනිම තත්වයක් තිබෙනවා එක්ස් කිරණ කලාපය හා ගැමා කලාපය අතරත්. එක්ස් කිරණ කලාපය ඉවර වූවාට පසු නොවෙයි ගැමා කලාපය පටන් ගන්නේ. එක්ස් කලාපයේ අග කොටසත් ගැමා කලාපයේ මුල් කොටසත් එක මත එක පිහිටයි. එසේ වීමට හේතුව මෙයයි. එක්ස් කිරණ ඇති වන්නේ පරමාණුවේ ඉලෙක්ට්‍රෝනවල ක්‍රියාකාරිත්වය නිසාය. එක්ස් කිරණ විතරක් නොවේ, ඊට පහලින් ඇති දෘෂ්‍යාලෝකය, පාරජම්බූල, අධෝරක්ත, රේඩියෝ තරංග පවා සෑදෙන්නේ පරමාණුවල ඉලෙක්ට්‍රෝනවල යම් ක්‍රියාකාරිත්වයක් නිසාය (මතකයිනෙ විදුලි හා චුම්භක ක්ෂේත්‍ර ඉලෙක්ට්‍රෝනවලට සම්බන්ධ කරගෙනයි අපි කතා කළේ). එහෙත් ගැමා නිපදවෙන්නේ ඉලෙක්ට්‍රෝනවල ක්‍රියාකාරිත්වයක් නිසා නොවේ; එහි තිඹිරිගෙය පරමානු න්‍යෂ්ටි වේ. න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියා හේතුවෙනුයි ගැමා නිපදවෙන්නේ. නිපදවෙන තැන වෙනස් වුවත්, ගැමා යනුද විද්‍යුත්චුම්භක තරංගම වේ. එනිසා එයද විද්‍යුත්චුම්භක වර්ණාවලියේම දක්වනවා. න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාවලදී විශාල ශක්තියක් මුදා හැරෙනවානෙ. ඉතිං මෙම ශක්තියෙන් අතිවිශාල කොටසක් පිටවන්නේ විද්‍යුත්චුම්භක තරංග/ශක්තිය (එනම් ගැමා කිරණ) ලෙසයි. ඉතිං එහි අරුමයක් නැති බව පෙනෙනවා.

දෘෂ්‍යාලෝකය හෙවත් ආලෝකය තුල රතු, කොල, නිල් ආදී ලෙස විවිධ වර්ණ (colors) පවතිනවානේ. වර්ණය තීරණය වන්නේද විද්‍යුත්චුම්භක තරංගයේ සංඛ්‍යාතය මතයි. ඇසට පෙනෙන ආලෝකයේ අඩුම සංඛ්‍යාත තමයි රතු ආලෝකය/වර්ණය ලෙස දිස් වන්නේ. සංඛ්‍යාතය තවත් වැඩි වන විට, තැඹිලි පාට සේ එය දැනේ. තවත් සංඛ්‍යාතය වැඩි කරන විට, කහ පාට දිස් වේ. මේ ලෙසට, කොල, නිල්, දම් ආදී වර්ණ සේ දිස් වේවි ක්‍රමයෙන් සංඛ්‍යාතය වැඩි කරගෙන ගියොත්. දේදුන්නේ පාට 7ක් ගැන අප කුඩා කාලයේ සිටම පවසනවානේ. රතු-තැඹිලි-කහ-කොල-නිල්-ඉන්ඩිගෝ-දම් යනු එම වර්ණයි (“රන් තැඹිලි කඩන කොල්ලා නිල් ඉරක් දකී” යන විසළු කවියෙන් එම වර්ණ පිළිවෙලින් මතක තබා ගත හැකියි). මෙම වර්ණ 7 පිළිවෙලින් මතක තබා ගැනීම ඉතා ප්‍රයෝජනවත්ය. ඇත්තටම දෘෂ්‍යාලෝක කලාපය තුල තිබෙන්නේ මෙම වර්ණ 7 පමණක් නොවේ. ඒ තුල විවිධ සංඛ්‍යාත කෝටි ප්‍රකෝටි ගණනක් තිබේ. ඒ කියන්නේ වර්ණද කෝටි ප්‍රකෝටි ගණනකි. ඒ සෑම වර්ණයකටම නමක් දමා දමා නැත. ඒ සෑම වර්ණයක්ම එකකින් අනෙක වෙන් කොට හඳුනාගන්නට තරම් ඇස සංවේදී නොවේ. පහසුවෙන්ම ඇසෙන් වෙන්කොට හඳුනාගත හැකි සංඛ්‍යාතයන්ට පමණයි රතු, නිල් ආදි නම් ලබා දී තිබෙන්නේ.

ඇසට පෙනෙන අඩුම සංඛ්‍යාතය රතු වේ. සංඛ්‍යාතය ඊටත් වඩා අඩු කළොත් එම කිරණ/විද්‍යුත්චුම්භක තරංග ඇසට දර්ශනය නොවේ. රතු හෙවත් රක්ත වර්ණයට යටින් යන අරුතින් තමයි “අධෝරක්ත” යන නම රතු වර්ණයේ සංඛ්‍යාතයට අඩු සංඛ්‍යාත පරාසය සඳහා යොදා තිබෙන්නේ (ඉංග්‍රිසි infrared යන්නෙහි තේරුමත් රතු වර්ණට යටින් යන්නයි). එලෙසමයි දෘෂ්‍යාලෝකයේ වැඩිම සංඛ්‍යාතය ඇත්තේ දම් හෙවත් ජම්බූල වර්ණයටයි. දම්වලට එහාට සංඛ්‍යාතය ඉහල ගිය විට ඇසට එම කිරණද දර්ශනය නොවේ. ඉතිං දම්වලට එහායින් යන තේරුම සහිතවයි පාරජම්බූල යන වචනය යොදා තිබෙන්නේ (ඉංග්‍රිසි ultraviolet යන්නෙහි තේරුමද එයමයි). අන්න ඒ ආකාරයටයි අධෝරක්ත හා පාරජම්බූල යන නම් ව්‍යවහාරයට පැමිණ තිබෙන්නේ.

මිනිස් ඇසට සංවේදි වන පරාසයට වඩා වෙනස්ය එක් එක් සතුන්ගේ ඇසට පෙනෙන දෘෂ්‍යාලෝක පරාසය. කුරමිනියන්, මීමැස්සන් වැනි කෘමින්ට පාරජම්බූල කලාපයේ මුල් කොටස උන්ගේ ඇසින් පෙනෙන බව සොයා ගෙන ඇත. සිතා බලන්න. උන් අපට වඩා කොතරම් පරාසයක් දකිනවා ඇතිද කියා (අපට නොපෙනන සමහර පාරිසරික දේවල් උන්ට ඒ අනුව පෙනෙනවා).

අධෝරක්ත කලාපයේ විශේෂතා ඇත. එකක් නම්, එම කලාපයේ තිබෙන විද්‍යුත්චුම්භක තරංග යම් කොටසක් අපේ ශරීරයේ වදින විට අපට උනුසුමක් දැනෙනවා. ඔබ දන්නවා තාපය එක් තැනක සිට තවත් තැනකට යන ක්‍රම 3කි තිබෙනවා - සන්නයනය (conduction), සංවහනය (convection), හා විකිරණය (radiation) ලෙස. මෙම ක්‍රම 3න් විකිරණය ලෙස තාපය ගමන් කරනවා කියන්නේ මෙම අධෝරක්ත තරංග තමයි. ඔබ දන්නවා තරංග යනු ශක්තිය සංසරණය කරන ක්‍රමයකි. ඉතිං තාප ශක්තිය අධෝරක්ත තරංග ඔස්සේ ගමන් කරනවා.

සටහන

තාප සංසරණය (Heat transfer)

සන්නයනය යනු රත්වෙච්ච අංශු ළඟපාත ඇති අනෙක් අංශුවල ස්පර්ශවී තමන් සතුව තිබූ තාප කොටසින් පංගුවක් එම ස්පර්ශ වෙච්ච අංශුවලට ලබා දීම මඟින් තාපය ක්‍රමයෙන් ඈතට පතුරුවාලීමයි. උදාහරණයක් ලෙස, යකඩයක කොනක් රත් කරන විට, අනෙක් කෙලවරද ක්‍රමයෙන් රත් වන්නේ සන්නයනය නිසාය.

සංවහනය යනු වාතය හෝ ද්‍රවයක් යම් තැනක රත් වීම නිසා ඇතිවන තත්වයකි (ඝන මාධ්‍යයක සංවහනය සිදු නොවේ). වාතය හා ද්‍රව යන දෙකට පොදුවේ තරල (fluid) යන නම යෙදේ. මෙහිදී රත් වෙච්ච තැන අංශු ප්‍රසාරණය වේ. තරලයක් ඉතා පහසුවෙන් හා ඉක්මනින් ප්‍රසාරණය වෙනවා ඝනයකට වඩා. ඉතිං රත් වෙච්ච අංශු ඉහලට යයි එහි ඝනත්වය අඩු නිසා. ඔබ දැක තිබෙනවානෙ තෙල් හා ජලය එකට මිශ්‍ර කළ විට තෙල් ජලය මත පාවෙන බව. එසේ වන්නේ ජලයට වඩා තෙල්වල ඝනත්වය අඩු නිසාය. එසේ ඉහලට යන විට එම අංශුවල තාපය ක්‍රමයෙන් අනෙක් අංශුවල වැදී තාපය එම අංශුවලටද ලබා දී ඉහලට යන අංශු ක්‍රමයෙන් සිසිල් වේ. මේ අතරතුරදී අංශු ඉහලට යෑම නිසා රත් වෙච්ච තැන අවපීඩන කලාපයක් (අංශුවල අඩුවක්) ඇති වේ. එම අඩපීඩන පෙදෙසට අවට තිබෙන අංශු දැන් ගමන් කරයි. මෙවිට එම අංශුද රත් වී පෙර සේ ඉහලට යයි. මෙම සිදුවීම අඛණ්ඩව සිදු වේ. ඉතිං මෙම ක්‍රමයෙන් එක් තැනක තිබෙන තාපයක් පිටතට විසිරී යයි. ඇත්තටම පරිසරයේ සුලං හමන්නේ සූර්ය තාපය නිසා වායුගෝලයේ ඇතිවන සංවහනය නිසා හටගන්නා අවපීඩන කලාප හේතුවෙනි.

විකිරණය යනු තාපය (යම් ක්‍රමයකින්) පළමුවෙන්ම අධෝරක්ත කලාපට අයත් විද්‍යුත්චුම්භක තරංග බවට පත්වීමයි. විද්‍යුත්චුම්භක තරංග කිසිවකට එකතැන සිටිය නොහැකිය. එය අලෝකයේ වේගයෙන් ඉවතට ගමන් කරනවාමයි. ඉතිං ඉතාම ඉක්මනින් මෙම ක්‍රමයෙන් තාප ශක්තිය ගමන් කරවිය හැකිය. සූර්යා සිට අපට (ආලෝකය මෙන්ම) රස්නයද ලැබෙන්නේ සූර්යා සිට අපට මෙලෙස අධෝරක්ත කිරණ ලැබෙන නිසාය.

විද්‍යුත්චුම්භක තරංගවලට ශක්තිය තිබෙන බව පුනපුනා මා පැවසුවා. අපට පුලුවන් එම ශක්තිය පහසුවෙන්ම ගණනය කරන්නට. ඒ සඳහා E = hf යන සරල සූත්‍රය යොදා ගන්නවා. මෙහි E වලින් ශක්තිය (energy)ද, fවලින් විද්‍යුත්චුම්භක තරංගයේ සංඛ්‍යාතය (frequency) නිරූපණය වේ. h යනු ප්ලාන්ක් නියතය (Planck constant) ලෙස හැඳින්වෙන නියත පදයක් වන අතර එහි අගය 6.626x10^-34 වේ. උදාහරණයක් ලෙස, සංඛ්‍යාතය “හර්ට්ස් 100 ක් සහිත විද්‍යුත්චුම්භක තරංගයක” ඇති ශක්තිය වන්නේ 100x6.625x10^-34 = 6.625x10^-32 Joule වේ. එය ඉතාම කුඩා ශක්ති ප්‍රමාණයක් නේද? “ගිගාහර්ට්ස් 100ක විද්‍යුත්චුම්භක තරංගයක” ශක්තිය වන්නේ 100x10⁹x6.625x10^-34 = 6.625x10^-22 ජූල් වේ. බලන්න මෙහිත් ශක්තිය ඉතා කුඩාය. එහෙත් හර්ට්ස් 100 තරංගයට වඩා බිලියනය ගුණයක් ශක්තිය ගිගාහර්ට්ස් 100 තරංගයට තිබේ.

සටහන

ඉහත පෙන්වා ඇති පරිදි E=hf යන ඉතාම සරල සූත්‍රයෙන් අපට විද්‍යුත්චුම්භක තරංගවල තිබෙන ශක්තිය මැනිය හැකියිනෙ. එහෙත් මෙහි යම් ගැටලුවක් ඇත. මෙලෙස ගණනය කිරීමෙන් ලැබෙන කුඩා ශක්තිය මොකේ ශක්තියක්ද? ඉහත විස්තර තුල මා “අච්චර අගයක සංඛ්‍යාතයක් සහිත විද්‍යුත්චුම්භක තරංගයක” ශක්තිය ලෙස උදෘත යොදා ලියා ඇත්තේ මෙම ගැටලුව මතු කර පෙන්වීමටයි. ඇත්තටම අපට මෙම සූත්‍රයෙන් ලැබෙන්නේ එක් තරංගයක ශක්තිය නොවේ. මෙම සූත්‍රයෙන් ලැබෙන ශක්තියට අප කියන්නේ “ෆෝටෝනයක” (photon) ශක්තිය කියාය. මොකක්ද ෆෝටෝනයක් කියන්නේ?

ෆෝටෝන යන සංකල්පය හමුවන්නේ විද්‍යාවේ මනරම් හා සංකීර්ණ කොටසක් වන ක්වන්ටම් භෞතිකය (quantum physics) තුලයි. ක්වන්ටම් විද්‍යාව හා එහි සංකල්ප කියා දීමට ඉතා දිගු කාලයක් ගත වේ; ඒ සඳහාම පිටු සිය ගණනක් වැය වේවි. එහෙත් මෙම සාකාච්ඡාවට අවශ්‍ය ප්‍රමාණය පමණක් මා යොදා ගන්නම් (තවද, මා ක්වන්ටම් විද්‍යාව පිළිබඳ ප්‍රාමාණියකුද නොවේ).

ක්වන්ටම් විද්‍යාව අනුව අපට කැමති කැමති අගයන්ගෙන් යුතු ශක්ති අගයන් විශ්වය තුල නොලැබේ. එම තත්වය හරියටම පඩි පෙලකට උපමා කළ හැකියි. පඩි පෙලකදී ඔබට කැමති කැමති උසකින් අඩිය තියන්නට බැහැ. පඩිපෙලේ පඩි දෙකක් අතර උස සෙන්ටිමීටර් 20ක් නම්, ඔබට සෙන්ටිමීටර්යක් හෝ සෙන්ටිමීටර් 10ක් හෝ උසට අඩිය තියන්නට බැහැනෙ. ඔබට අඩිය තියන්නට පුලුවන් වන්නේ එක්කෝ සෙන්ටිමීටර් 20ක පරතරයකින් නැතහොත් සෙන්ටිමීටර් 20හි ගුණාකාර (40cm, 60cm ආදී ලෙස) වලිනි. 

ක්වන්ටම් විද්‍යාවේදී ශක්ති ගැනද එසේ පවසනවා. ශක්තියක් පැවතිය හැකි යම් කුඩා අගයක් තිබෙනවා. මෙම කුඩා අගයෙන් හෝ එහි ගුණාකාරවලින් තමයි ශක්තිය පවතින්නේ. මෙම හේතුව නිසා, මේවා ශක්ති පැකට් (energy packet) හෙවත් ශක්ති ක්වන්ටමයක් (energy quantum) ලෙස හඳුන්වනවා (ක්වන්ටම් විද්‍යාවට එම නම ලැබී තිබෙන්නේද මෙම මූලික සංකල්පය නිසාය). එයම තවත් උපමාවකින් කියතොත් කඩේකින් කිරි පැකට් මිලට ගන්නවා වැනිය. සමහරවිට ඔබට අවශ්‍ය වේවි ග්‍රෑම් 110ක කිරි පැකට් එකක්. එහෙත් කඩේ ග්‍රෑම් 110 පැකට් නැත. සමහරවිට ග්‍රෑම් 100 පැකට් තිබේවි. ශක්ති පැකට්ද එසේය. ඒවා තිබිය හැකි නිශ්චිත “සයිස් එකක්” තිබේ. විද්‍යුත්චුම්භක ශක්තිය ගැන කතා කරන විට, මෙම ශක්ති පැකට්ටුව තමයි ෆෝටෝනය ලෙස නම් කරන්නේ. බලන්න එක් ක්වන්ටමයකට හෙවත් ෆෝටෝනයකට ඇත්තේ කොතරම් කුඩා අගයක්ද කියා (ඉහත ගණනය කිරීම් නැවත බලන්න).

ශක්තියක් අවශ්‍ය වෙලාවට තරංගයක් ලෙසද, අවශ්‍ය වෙලාවට ඉතාම කුඩා අංශුවක් ලෙසද සැලකිය හැකි බව ක්වන්ටම් විද්‍යාවේදී කියනවා (එම න්‍යාය particle wave duality ලෙස ක්වන්ටම් විද්‍යාව තුල ඉගැන්වෙනවා). ඒ අනුව ෆෝටෝනයක් යනු කිරි පැකට්ටුවක් වැනිමයි (නිශ්චිත ප්‍රමාණවලින් පමණයි ඒවා පවතින්නේ). එහෙත් කිරිපැකට්ටුවක් තරම් විශාල නැත. ෆෝටෝනයක් පරමාණුවකටත් වඩා ඉතා කුඩාය. ඇත්තටම ෆෝටෝනය යනුද තවත් එක් විද්‍යා ආකෘතියක් පමණක් බව මතක තබා ගැනීම හොඳය.
  

ෆෝටෝන ඉතා කුඩා පබලු ඇට මෙන් දකින්න. ඒ සෑම පබලු ඇටයකම ඉතාම ඉතාම ඉතා කුඩා ශක්තියක් තිබෙනවා. එවිට යම් ප්‍රභවයකින් තත්පරයකට යම් ශක්තියක් නිකුත් කරනවා යැයි කියන විට, ක්වන්ටම් විද්‍යාව අනුව ඔබ සිතෙහි මවා ගන්න කුඩා පබලු කෝටි කෝටි ප්‍රකෝටි ගණනක් එම ශක්ති ප්‍රභවයේ සිට දසතට විසිවෙනවා කියා (ආලෝකයේ වේගයෙන් මේවා විසි වේ). අපි උදාහරණයක් බලමු. වොට් 100ක බල්බයකින් රතු ආලෝකය පිටවන අවස්ථාව බලමු. වොට් 100 යනු තත්පරයකදී ජූල් 100ක ශක්තියක්නෙ. පිටවන ආලෝක (විද්‍යුත්චුම්භක) ෆෝටෝනයක ශක්තිය E=hf අනුව 2.3x10^-19 joule පමණ වේ. ඒ “එක් පබලුවක” ශක්තියයි. ඉතිං ජූල් 100 මෙම කුඩා අගයෙන් බෙදූ විට තත්පර එකකදී පිටවන ෆෝටෝන ගණන සෙවිය හැකියි. ඒ අනුව 100 / ( 2.3x10^-19) = 3.5x10²⁰ වේ. එය වචනයෙන් කිව නොහැකි තරම් ප්‍රමාණයකි.

ඒ අනුව සංඛ්‍යාතය ක්‍රමයෙන් වැඩිවන විට ශක්තියද ක්‍රමයෙන් වැඩි වේ. රේඩියෝ තරංගයක ෆෝටෝනයකට වඩා අධෝරක්ත ෆෝටෝනයක ශක්තිය වැඩිය. අධෝරක්ත ෆෝටෝනයකට වඩා දෘෂ්‍යාලෝක ෆෝටෝනයක ශක්තිය වැඩිය. ඊට වඩා ශක්තියක් පාරජම්බූල ෆෝටෝනයකට තිබේ. එක්ස්රේ ෆෝටෝනයකට ඊටත් වඩා ශක්තියක්ද, මේ සියල්ලටම වඩා ගැමා ෆෝටෝනයකට ශක්තිය තිබේ.

දැන් අපිට කොස්මික් කිරණ ගැන විමසීමට අවශ්‍ය දැනුම තිබෙනවා. කොස්මික් කිරණ යනු විද්‍යුත්චුම්භක කිරණ නොවේ. ඒවා පදාර්ථ අංශු වේ. ඔබ දන්නවා තරුවල න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියායි සිදු වන්නේ. එනිසානෙ අතිවිශාල ශක්තියක් තරුවක පවතින්නේ. මෙම ප්‍රතික්‍රියාවල ප්‍රතිඵලයක් ලෙස, එම තරුවල සිට බීටා අංශු හෙවත් ඉලෙක්ට්‍රෝන, ප්‍රෝටෝන හෙවත් හයිඩ්‍රජන් න්‍යෂ්ටි, ඇල්ෆා අංශු හෙවත් හීලියම් න්‍යෂ්ටි තරුවලින් ගැලවී විසි වේ (හරියට විශාල බෝම්බයක් පුපුරන විට දූවිලි ඉවතට විසි වන්නා සේ). මේ සියලුම අංශු පදාර්ථනෙ. විශ්වයේ ලොකු කුඩා තරු බිලියනවලින්ම බිලියන ගණනක් පවතී. ඒ අනුව කොතරම් මෙවැනි අංශු ප්‍රමාණයක් විශ්වය පුරාවට ඇත්දැයි සිතා බලන්න (එහෙත් විශ්වය යනු සිතාගත නොහැකි තරම් විශාල නිසා, අභ්‍යවකාශය ඇත්තටම බහුල වශයෙන් රික්තකයකි (එනම් කිසිදු අංශුවක් නැත)). අපට ආසන්නයේම තිබෙන සූර්යාද තරුවකි. එනිසා ඉන් අතිවිශාල ප්‍රමාණවලින් (ටොන් ලක්ෂ ගණනින්) මෙවැනි අංශු අවටට මුදා හැරේ. මෙම අංශු ඉතා වේගයෙන් පැමිණේ. මෙලෙස වේගයෙන් එන එම අංශු තමයි කොස්මික් කිරණ කියන්නේ.

ඇයි ඊට කිරණ කියන්නේ? මේවා පදාර්ථ වුවත් ඉතාම කුඩාය (පරමානුවකටත් වඩා කුඩාය). ඔබ දන්නවා ඉහත විස්තරය ආකාරයට ක්වන්ටම් විද්‍යාව අනුව විද්‍යුත්චුම්භක කිරණ/තරංගද අංශු ලෙස සැලකුවානෙ. එහිදී මා පැවසුවා (අවශ්‍ය සුදුසුකම් සැපිරේ නම්) අංශු ශක්ති ලෙසද, ශක්ති අංශු ලෙසද සැලකිය හැකි බව. ඒ අනුව කොස්මික් අංශු කොස්මික කිරණ ලෙස සැලකීම වරදක් නැහැනෙ. මෙම අංශු ඉතා වේගයෙන් පැමිණෙන නිසා, ඊට අතිවිශාල චාලක ශක්තියක් පවතිනවා. මෙම චාලක ශක්තිය 0.5mv² යන කාටත් හුරුපුරුදු සූත්‍රයෙන් අවශ්‍ය නම් පහසුවෙන් සෙවිය හැකියි (m යනු අංශුවේ ස්කන්ධය වන අතර, v යනු එම අංශුවේ ප්‍රවේගය වේ). එම ශක්තිය විද්‍යුත්චුම්භක කිරණ සඳහා යොදන E=hf සූත්‍රයට අනුව ලැබෙන ශක්තිය සමග දැන් සැසඳිය හැකියි. මෙවිට පෙනෙනවා කොස්මික් අංශුවක/කිරණයක ශක්තිය ගැමා ෆෝටෝනයක ශක්තියට සමාන හෝ වැඩි බව. එනිසයි ඉහත විද්‍යුත්චුම්භක වර්ණාවලිය පෙන්වන රූපයේ කොස්මික් කිරණ ගැමා කිරණවලට පසුව යොදා තිබෙන්නේ.

සටහන

කිරණ (ray) යනු විද්‍යුත්චුම්භක තරංගයක් ගමන් කිරීම “ඇඳ පෙන්වන” විට ඊට කියන නමයි. එය රේඛාවකින් ඇඳ පෙන්විය හැකියි. අපට මෙම වචනය වඩා හුරුපුරුදු ආලෝක කිරණ ලෙසයි. කිරණ යනුද විද්‍යුත්චුම්භක ශක්තිය හැසිරෙන ආකාරය පහසුවෙන් අධ්‍යනය කිරීමට භාවිතා කරන තවත් ආකෘතියකි. කිරණ ගොන්නක්/බන්ඩලයක් එකට ගමන් කරන විට, ඊට අපි කදම්භයක් (beam of rays හෝ නිකංම beam) යැයි කියනවා. දර්පන (mirror), කාච (lens) ආදිය සමග ආලෝකය හැසිරෙන ආකාරය පෙන්නුම් කරන්නේ කිරණ (ඉරි කෑලි) ඇඳීමෙන් බව ඔබට මතක ඇති. පරාවර්තනය, වර්තනය, විවර්තනය ආදී විද්‍යුත්චුම්භක තරංගවල විවිධ සංසිද්ධි ඇඳ පෙන්වන්නේද කිරණ වලිනි.

කිරණ ආකාරයෙන් ගමන් කරන දේවල් විකිරණ (radiation) කියා හැඳින්විය හැකියි. ඒ අනුව සියලුම විද්‍යුත්චුම්භක වර්ණාවලියම විකිරණ වේ. විකිරණ හැමවිටම ආලෝකයේ වේගයෙන් ගමන් කරයි (මාධ්‍ය අනුව මෙම වේගය වෙනස් වන බවද පෙන්වා දුන්නා).

සමහර විකිරණ සමහර ද්‍රව්‍ය හරහා විනිවිද යයි (උදාහරණයක් ලෙස එක්ස් කිරණ). සමහර කිරණ ගමන් කරන විට, එම කිරණ වදින ස්ථාන අයනීකරණය වේ (එනම් එම ද්‍රව්‍යයේ ඉලෙක්ට්‍රෝන ඉවත් කර දමනවා). මෙවැනි විකිරණ අතිභයානකයි මොකද ඉන් පිළිකා ඇති වෙනවා. මෙවැනි විකිරණ අයනීකරණ විකිරණ (ionizing radiation) ලෙස හැඳින්වේ. එවිට, අයනීකරණය සිදු නොකරන විකිරණ “අයනීකරණය නොකරන විකිරණ” (non-ionizing radiation) ලෙස හැඳින්වෙනවා.

අයනයිසිං රේඩියේෂන් තිබෙන ස්ථාන අවදානම් බව මිනිසුන්ට දැනුම් දිය යුතුය. ඒ සඳහා පුවරු සවි කළ යුතු අතර, එවැනි ස්ථානවලට අවසරලත් අයට පමණක් ඇතුලු විය හැකි පරිදි ආරක්ෂක විධිවිධාන සලසා තිබිය යුතුය. වෙනම නීති පවා පනවා තිබේ. පහත දැක්වෙන්නේ මෙවැනි ස්ථාන පෙන්වීමට යොදන සම්මත අවදානම් පණිවුඩයයි. මෙවැනි පුවරුවක් ඇති විටක පුලුවන් තරම් එම ප්‍රදේශයෙන් දුරස්ව සිටින්න.

අයනයිසිං රේඩියේෂන් වර්ග කිහිපයක් නම් කොට හඳුනාගෙන ඇත (ඉහතදී කොස්මික් කිරණ පැහැදිලි කරන විට යම් යම් අංශුද විකිරණ මෙන් හැසිරෙන බව පෙන්වා දුන්නා).

1. නියුට්‍රෝන විකිරණය (neutron radiation) – ඉතා වේගයෙන් ගමන් කරන නියුට්‍රෝන ප්‍රවාහයකි. මෙහි වේගය නිසා ද්‍රව්‍යයක් මත වදින විට එම ස්ථානවල ඇති පරිමාණුවලින් ඉලෙක්ට්‍රෝන ගැලවී යයි (අයනීකරණය වේ). ගලකින් බිත්තියකට ගැසූ විට බිත්තිය තුවාල වී කුඩා කැබැලි විසි වන්නා සේ එය සිදු වේ.

ජීවි කොටසකට මෙම දේ සිදුවන විට එම ජීවී සෛල තුල ඇති DNA නම් අත්‍යවශ්‍යම කොටසට හානි ඇති වේ (වෙනත් කොටස්වලටද එවැනිම හානි ඇති විය හැකියි). එවිට එතැන සෛල විකෘති වී පිලිකා ඇති විය හැකියි.

 

2. ප්‍රෝටෝන විකිරණය (proton radiation) – ඉතා වේගයෙන් ගමන් කරන ප්‍රෝටෝන ප්‍රවාහයකි. නියුට්‍රෝන විකිරණය ක්‍රියා කළ ආකාරයටස අයනීකරණය සිදු කරනවා. ඇත්තටම ප්‍රෝටෝන යනු හයිඩ්‍රජන් න්‍යෂ්ටි වේ. හයිඩ්‍රජන් පරමාණු අයනීකරණය වූ විට එහි ඇති එකම ඉලෙක්ට්‍රෝනයත් ගැලවී න්‍යෂ්ටිය පමණක් ඉතිරි වේ. එවිට න්‍යෂ්ටියේ තිබෙන්නේ (බොහෝ දුරට) තනි ප්‍රෝටෝනයක් පමණි.

3. ඉලෙක්ට්‍රෝන විකිරණය (electron radiation) හෙවත් බීටා විකිරණය (beta radiation) – ඉතා වේගයෙන් ගමන් කරන ඉලෙක්ට්‍රෝන වේ. මේවාද වේගයෙන් හැප්පීම නිසා අයනීකරණය සිදු කරනවා.

4. ඇල්ෆා විකිරණය (alpha radiation) – හීලියම් න්‍යෂ්ටි වේගයෙන් ගමන් කරන විට මේ නමින් එය හැඳින්වේ. හීලියම් පරමාණුවේ න්‍යෂ්ටියේ ප්‍රෝටෝන 2කුත් නියුට්‍රෝන 2කුත් ඇති අතර, එම න්‍යෂ්ටිය වටේ ඉලෙක්ට්‍රෝන දෙකක් ඇත. එහෙත් මෙහිදී එම ඉලෙක්ට්‍රෝන දෙකම ඉවත්ව න්‍යෂ්ටිය පමණයි තිබෙන්නේ.

5. ගැමා විකිරණය (gamma radiation) – ඉහත කතා කළ විකිරණ වර්ග සියල්ලට වඩා මෙය වෙනස්ය. ඊට හේතුව ගැමා යනු විද්‍යුත්චුම්භක තරංග වීමයි. මෙහිදී අයනීකරණය සිදු වන්නේ ඉහත අවස්ථාවලදී මෙන් ද්‍රව්‍ය මත හැප්පීම හේතුවෙන් ඉලෙක්ට්‍රෝන ගැලවී යෑම නිසා නොවේ. ගැමා කිරණවල ශක්තිය එම ද්‍රව්‍යවල ඉලෙක්ට්‍රෝන විසින් උරාගෙන එමඟින් ඉලෙක්ට්‍රෝන ඉවත්ව යෑමයි.

6. එක්ස් කිරණ (x-ray radiation) – ගැමා කිරණ වැනිම වේ. එහෙත් මෙහිදී ගැමා කිරණවලට වඩා අඩු ශක්තියකුයි තිබෙන්නේ සංඛ්‍යාතය අඩු නිසා.

7. පාරජම්බූල විකිරණ (UV radiation) – ඉහත ගැමා, හා එක්ස් කිරණ මෙන්මයි. එක්ස් කිරණවලටත් වඩා අඩු ශක්තියකි තිබෙන්නේ.

සාමාන්‍යයෙන් සංඛ්‍යාතය අනුව විද්‍යුත්චුම්භක තරංග වෙන් කර දක්වන්නේ රේඩියෝ තරංග සඳහාය. ඊට ඉහල සංඛ්‍යාත සහිත තරංග දක්වන්නේ තරංග ආයාමය ආශ්‍රයෙනි. v=fλ යන සූත්‍රය අනුව, v (වේගය) නියතයි විද්‍යුත්චුම්භක තරංග සඳහා. ඉතිං, විද්‍යුත්චුම්භක තරංග සංඛ්‍යාතයෙන් මෙන්ම තරංග ආයාමයෙනුත් හඳුනා ගත හැකියි; නම් කළ හැකියි. උදාහරණයක් ලෙස, මෙගාහර්ට්ස් 30 ක් වන විද්‍යුත්චුම්භක තරංගයම තරංග ආයාමය (300,000,000 තත්පරයට මීටර්) / (30,000,000 හර්ට්ස්) = 10 මීටර් සහිත තරංගය ලෙසද හඳුන්වනවා. එලෙසම, ගිගාහර්ට්ස් 3ක් වන රේඩියෝ තරංගය (300,000,000 / 3,000,000,000) = මීටර් 0.1 හෙවත් සෙන්ටිමීටර් 10 රේඩියෝ තරංගය ලෙස හඳුන්වනවා. ටෙරාහර්ට්ස් 30 තරංගය (300,000,000 / 30,000,000,000,000) = මීටර් 0.00001 හෙවත් මයික්‍රොමීටර් 10 තරංගයකි. මෙලෙස සංඛ්‍යාතය ක්‍රමයෙන් ඉහල යන විට තරංග ආයාමය ඉතා කුඩා වේ. ඒ අනුව, රේඩියෝ තරංග කලාපය දළ වශයෙන් 3Hz සිට 300GHz දක්වා යැයි ගත හැකි අතර, දෘෂ්‍යාලෝක කලාපය දළ වශයෙන් 700nm ත් 390nm අතර වේ.

විද්‍යුත්චුම්භක තරංග රික්තයක් තුලින් යන විට එහි බලයට/ශක්තියට කිසිත් සිදු නොවේ. එහෙත් එම තරංග විසුරුවා හරින ලක්ෂයේ සිට ඈතට යන විට තරංග දුර්වල වන බවක් දක්නට ලැබෙනවා. ශක්තියට කිසිත් සිදු නොවේ නම් (ඒ කියන්නේ ශක්තිය හානි නොවේ නම්), කොහොමද ප්‍රභවයෙන් ඈතට යන විට එලෙස දුර්වල වන්නේ? ඊට හේතුව ඉතාම සරලය. ප්‍රභවයෙන් ඈතට යන විට පරිමාව වැඩි වේ. එවිට මුලදී කුඩා පරිමාවක තිබූ දෙයක් දැන් ඊට වඩා විශාල පරිමාවක් පුරාම පැතිරෙන විට ශක්තිය දියාරු වෙනවානෙ. පහත රූපයේ මේ බව ඉතා හොඳින් පෙනේ. ප්‍රභවයට (source) ළංව යම් r නම් දුරකින් ඇති විට එම කිරණ ගමන් කරන්නේ A ලෙස දක්වා ඇති ක්ෂේත්‍රඵලයක් තුලිනි. එම දුර 2r වන විට බලන්න ක්ෂේත්‍රඵලය 2² = 4කින් වැඩි වේ. ඒ කියන්නේ මුලින් A නම් ක්ෂේත්‍රඵලය හරහා ගිය කිරණ ටිකමයි දැන් 4A ක්ෂේත්‍රඵලය හරහා යන්නෙත්. දුර 3r වන විට ක්ෂේත්‍රඵලය 3²= 9 වලින් වැඩිවීමද ඒ අනුව විග්‍රහ කර බලන්න.

ප්‍රභවයෙන් ඈතට යන විට, ප්‍රභවයත් එම ඈත ස්ථානයත් අතර තිබෙන දුරෙහි වර්ගයට සමානුපාතිකව එම බලයේ/ශක්තියේ “දියාරු” වීම සිදු වේ. විද්‍යුත්චුම්භක ක්ෂේත්‍රයට පමණක් නොව, විදුලි ක්ෂේත්‍රයටත්, චුම්භක ක්ෂේත්‍රයටත්, ගුරුත්වාකර්ශන ක්ෂේත්‍රයටත් මෙම ගතිලක්ෂණය පොදුය. උදාහරණයක් ලෙස ප්‍රභවයේ සිට යම් දුරකදී ප්‍රබලතාව මැන්න විට ඒකක 100ක් ලෙස ලැබේ නම්, එම දුර මෙන් දෙගුණයක් ප්‍රභවයේ සිට ඈතට ගිය විට එතැන ප්‍රබලතාව 2 හි වර්ගය වන 2² = 4 ගුණයකින් අඩු වේ; ඒ කියන්නේ එතැන ප්‍රබලතාව 100/4 = 25 වේ.

එහෙත් විද්‍යුත්චුම්භක තරංගයක් යම් මාධ්‍යයක් හරහා යන විට, සංසිද්ධි 4කට යටත් විය හැකියි. ආධුනික ගුවන් විදුලියේදී රේඩියෝ තරංගවලට මෙම සංසිද්ධි 4 නිරන්තරයෙන්ම බලපානවා. මෙම සංසිද්ධි නොවන්නට සමහරවිට ආධුනික ගුවන් විදුලි ශිල්පයක් නොතිබෙන්නටත් තිබුණා. එම සංසිද්ධි නම්,

1. අවශෝෂනය (absorption)

2. පරාවර්තනය (reflection)

3. වර්තනය (refraction)

4. විවර්තනය (diffraction)

අවශෝෂනය යනු උරා ගැනීමයි. මෙහිදී තරංග ශක්තියෙන් හෙවත් ප්‍රබලතාවෙන් කොටසක් ද්‍රව්‍ය විසින් උරා ගැනේ. බොහෝවිට මෙලෙස ද්‍රව්‍ය විසින් උරාගත් ශක්තිය එම ද්‍රව්‍ය විසින් තාප ශක්තිය ලෙස පරිසරයට නැවත මුදා හරී. අවශෝෂනය වන ප්‍රමාණය තීරණය වන්නේ ද්‍රව්‍යය සෑදී තිබෙන ආකාරය, හා විකිරණයේ සංඛ්‍යාතය අනුවයි. එනිසා ලක්ෂ ගණනක් වූ ද්‍රව්‍ය තිබෙන බැවින්, ඒ එක් එක් ද්‍රව්‍යය ගැන වෙන වෙනම සොයා බැලීමට සිදු වෙනවා නේද? ඇත්තටම මෙම අවශේෂනය සිදු වන හැටි පහසුවෙන් ඉගෙන ගත හැකියි. ද්‍රව්‍යයේ අංශු අතර තිබෙන බන්ධන තමයි මීට බොහෝවිට වගකියන්නේ (අවශ්‍ය නම් මේ ගැන තව දුරටත් සොයා බලන්න).

පරාවර්තනය යනු යම් මතුපිටක් මතට පතිත වන කිරණ ආපසු හරහවා යැවීමයි. මෙහිදී මතුපිටට පතිත වන කිරණය යම් ඇලයකින් හෙවත් කෝණයකින් පතිත විය හැකියි. මෙය පතන කෝණය (incident angle) ලෙස හැඳින්වෙනවා. මෙම කෝණය අංශක 90 නම්, කිරණය ලම්භකවයි මතුපිටට වදින්නේ. පරාවර්තනය වන කිරණය ආපසු පිටතට ගමන් කරන්නේ පතන කෝණයට සමාන කෝණයකිනුයි. එම කෝණය පරාවර්තන කෝණය (reflected angle) ලෙස හැඳින්වෙනවා (පතන කෝණය = පරාවර්තන කෝණය වේ). මේ අනුව පතන කෝණය අංශක 90 නම්, පරාවර්තන කෝණයද 90 වීම නිසා පරාවර්තන කිරණය ආපසු යන්නේ ආපු පාර ඔස්සේමයි.

වර්තනය යනු යම් මාධ්‍යයක සිට තවත් මාධ්‍යයක් තුලට විද්‍යුත්චුම්භක කිරණයක් ගමන් කරන විට එම කිරණය නැමී ගමන් කිරීමයි. මෙහිදී මාධ්‍ය දෙකෙහි ඝනත්වය (density) වෙනස් විය යුතුය. මින් වඩා ඝන (එනම් අංශු ළඟින් ළඟින් පිහිටා ඇති) මාධ්‍යය ගහනතර මාධ්‍යය (denser medium) ලෙස හැඳින්වෙන අතර, අනෙක් මාධ්‍යය විරලතර මාධ්‍යය (rarer medium) ලෙස හැඳින්වේ. ගහනතර මාධ්‍යයක සිට විරලතර මාධ්‍යයකට කිරණ ඇතුලු වෙද්දී කිරණය අභිලම්භයෙන් (normal) ඉවතට නැමේ (විරලතර මාධ්‍යයේ සිට ගහනතර මාධ්‍යයකට ගමන් කිරීමේදී කිරණය අභිලම්භය දෙසට නැමේ).

මාධ්‍ය දෙක එකිනෙකට මුන ගැසෙන තැන/සීමාව අතුරුමුහුනත (interface) ලෙස හැඳින්වේ. අතුරුමුහුනතට පතනය වන කිරණය පතන කිරණය ලෙසද, අතුරුමුහුනතෙන් ඇතුලුව අනෙක් මාධ්‍ය තුල නැමී ගමන් කරන කිරණය වර්තිත කිරණය (refracted ray) ලෙසද හැඳින්වේ. පතන කෝණය මෙන්ම වර්තන කෝණය (refracted angle) ඉහත රූපයේ දක්වා තිබේ. බලන්න ඉහත රූපයේ විරලතර මාධ්‍යය වන වාතයේ සිට ගහනතර මාධ්‍යයක් වන ජලය තුලට කිරණයක් ඇතුලු වීමේදී එම කිරණය අභිලම්භය දෙසට නැමී ගමන් කරනවා. භෞතික විද්‍යාත්මකව බලන විට මෙලෙස කිරණ නැමීමට හේතුව එක් එක් මාධ්‍ය තුල කිරණ ගමන් කරන වේගය වෙනස් වීමයි. ඒ අනුව වර්තනය වෙනස් වනවා තිබෙන මාධ්‍ය දෙක අනුව.

තවද, කිරණයේ සංඛ්‍යාතය වැඩි වන විට මෙම නැමීම හෙවත් වර්තනය වැඩි වේ. ප්‍රිස්මයක් තුලින් සුදු ආලෝකය (white light) යවන විට පහත රූපයේ ආකාරයට වර්ණාවලියක් ලැබේ (සුදු ආලෝකය යනු සියලු වර්ණයන් එකට පවතින විට ඇසට දැනෙන ආකාරයයි). දේදුන්න යනුද ස්වාභාවිකව මෙම සිදුවීම ඇතිවීමකි. සබන් බෝල, වතුරේ පාවෙන තෙල් පැල්ලම් ආදියේද සිදු වන්නේ මෙයමයි.

 

ජලය හෝ වෙනත් මාධ්‍යයක් හරහා යම් වස්තුන් බලන විට, එම වස්තුව කැඩී/නැමී පෙනෙන්නෙත් මෙම වර්තනය නිසාය.

වර්තනය පිළිබඳ වටිනා සම්බන්ධතාවක් ස්නෙල් නම් විද්‍යාඥයා විසින් සොයා ගත්තා. එය ස්නෙල් නියමය (Snell’s law) ලෙස හැඳින්වෙනවා. එහිදී ඔහු එක් එක් මාධ්‍යයකට වර්තන දර්ශකය (refractive index – n) නම් ගතිගුණයක් හඳුන්වා දුන්නා (සරල පරීක්ෂනයකින් මාධ්‍යයක මෙම වර්තන දර්ශකය සොයා ගත හැකියි). මාධ්‍ය ඝන වන්නට වන්නට මෙම වර්තන දර්ශක අගය ඉහල යයි. මාධ්‍ය දෙකෙහි වර්තන දර්ශක දෙක හා පතන කෝණය හා පරාවර්තන කෝණය අතර පහත ආකාරයේ සමීකරණයක් ඔහු ගොඩනැඟුවා. රික්තකයේ වර්තන දර්ශකය සම්මතයක් ලෙස 1 ලෙස සලකනවා. වාතයේ දර්ශකයද දළ වශයෙන් 1ට ආසන්න වේ. වීදුරුවල මෙම අගය 1.5ක් පමණ වේ. ජලයේ අගය 1.33 පමණ වේ. ඒ අනුව, මාධ්‍ය දෙකෙහි වර්තන අගයන් දන්නේ නම්, කොතරම් දුරට කිරණය නැමේදැයි සොයාගත හැකිය.

විවර්තනය යනු ඉතාම අපූර්ව සංසිද්ධියකි. යම් කිරණයක් කුඩා සිඳුරක් තුලින් යන විට හෝ ඉතා තියුණු උලක් හෝ දාරයක් වැනි තැනකින් ගමන් කරන විට මෙම විවර්තනය සිදු වේ. විවර්තනයේදී, ඇතුලුවන කිරණ කදම්භය “මහත් වීමක්” හෙවත් “විසිරී යෑමක්” සිදු වේ.

විවර්තනය කොතරම් සිදුවෙනවාදැයි තීරණය කරන සාධකය වන්නේ තරංගයේ තරංග ආයාමයයි. සිඳුරේ සයිස් එක හා තරංග ආයාමය අතර ලස්සන සම්බන්ධතාවක් තිබේ. එනම්, සිඳුරේ විශ්කම්භයට සාපේක්ෂව තරංග ආයාමය විශාල නම් (හෙවත් තරංග ආයාමයට සාපේක්ෂව සිඳුරේ විශ්කම්භය කුඩා නම්), විවර්තනය සිදු වේ. දෙක අතර වෙනස වැඩි වන්නට වන්නට විවර්තනය වන ප්‍රමාණයද වැඩි වේ (ඉහත රූපය බලන්න). දාරයේ කෙලවර හැප්පෙන තරංගයේ තරංග ආයාමය විශාල නම් එම තරංගද නැමේ/විවර්තනය වේ. දිග රෙද්දක් හෝ ලනුවක් ගෙන නිවසේ බිත්ත දාරයකට ගසා බලන්න. එම ලනුව එම දාරය වටා එතෙනවා නේද? අන්න එවැනිම නැමීමක් තමයි මේ.

විවර්තනය නිසා තරංග නොයන තැන්වලටද තරංග ගමන් කරනවා. එය පහත රූපයෙන් කදිමට පෙන්වනවා. ජිල්ගේ ශබ්ද තරංගය සාමාන්‍යයෙන් කෙලින්ම ගමන් කරනවානෙ. එහෙත් බිත්තිය නිසා ජැක්ට එම ශබ්දය කෙලින්ම යන්නේ නැත. එහෙත් බිත්තියේ තිබෙන සිඳුරක් (හෝ දොර හෝ ජනේලය හෝ) නිසා එම ශබ්ද තරංගය විවර්තනය වේ. එම විවර්තනය නිසා තරංග නැමී ජැක් සිටින පැත්තට පවා ගමන් කරයි.

මෙලෙසම කඳුකර ප්‍රදේශවලට රේඩියෝ තරංග (හෝ වෙනත් ඕනෑම තරංග වර්ගයක්) ගමන් කරවිය හැකියි. මෙය එක්තරා විදියකට ප්‍රයෝජනවත් සංසිද්ධියක් නේද? තරංග කඳු පාමුල පෙදෙස්වලට ගමන් කරන්නේ එම තරංග කඳු මුදුනේ/ගැටිවල හැප්පී විවර්තනය වීම හේතුවෙන්ය.

ඒ අනුව කඳු මුදුනකට රේඩියෝ තරංග එල්ල කර එය කඳු පාමුලට යැවිය හැකියි නේද? විවර්තනය කියා සංසිද්ධියක් නොතිබුණා නම් කඳු පාමුලට එම තරංග යවන්නට බැරි වේවි (නැතහොත් සුදුසු තැන්වල තරංග පරාවර්තක සවි කිරීමට සිදු වේවි).

හයිගන් (Huygen) නම් විද්‍යාඥයා මෙය තේරුම් ගැනීමට ඉතා වටිනා න්‍යායක් ඉදිරිපත් කළා තරංග පෙරමුණු (wavefront) නමින්. එහිදී, තරංගය සිඳුර තිබෙන ස්ථානයට සාමාන්‍ය පරිදි පැමිණේ ප්‍රභවයේ සිට. සාමාන්‍යයෙන් ප්‍රභවයෙන් දසත තරංග විසිරෙනවානේ (බල්බයකින් ආලෝකය හැම පැත්තටම යනවා නේද?). දැන් සිඳුරද ද්විතියික ප්‍රභවයක් බවට පත් වේ. ඒ කියන්නේ දැන් සිඳුරේ අලුතින් ප්‍රභවයක් (බල්බයක්) සවි කළා හා සමානය. එම ප්‍රභවයේ සිට ඉවතට නැවත තරංග දසත විසුරුවේ. මුල් තරංගයට ගමන් කිරීමට බැරි ප්‍රදේශයකට මේ අනුව ද්විතියික ප්‍රභවයෙන් තරංග විසිරවේ. මේ ගැන වැඩිදුරටත් දැනගැනීමට අවශ්‍ය නම්, හයිගන්ගේ න්‍යාය ගැන සොයා බලන්න.

යම් විකරණයක් මාධ්‍යයක් හරහා යෑමේදී පරාවර්තනය නොවේ නම්, අවශෝෂනය නොවේ නම්, එම විකිරණ එම මාධ්‍යය හරහා කිසිදු කරදරයක් නැතිව ගොස් අනෙක් පසින් එලියට ඒවි. මෙය විකිරණ විනිවිද යාමයි (අනිවාර්යෙන්ම වර්තනය සිදු වේවි). එහෙත් ප්‍රායෝගික සත්‍ය නම්, සෑමවිටම වාගේ යම් මාධ්‍යයක් විසින් ඒ හරහා යන විකිරණ කුඩා ප්‍රමාණයක් හෝ අවශෝෂනය කර ගනී. යම් ප්‍රමාණයක් පරාවර්තනය වේ. ඉතිරිය තමයි විනිවිද යන්නේ වර්තනයට ලක් වෙමින්.