Civils Prelims
  Paper - I (Physics)
 
  కాంతి  (అదృశ్య వికిరణాలు)
  అతి నీలలోహిత కిరణాలు
  అతి నీలలోహిత కిరణాలను రిట్టర్ కనుగొన్నాడు. వీటి తరంగదైర్ఘ్యం  4000అని నుంచి 100అని వరకు ఉంటుంది.క్వాంటం సిద్ధాంతం ప్రకారం. ఈ కిరణాలు ఎక్కువ శక్తిని కలిగి ఉంటాయి. అతి నీలలోహిత కిరణాలను దాదాపు అన్ని రకాలైన గాజు పదార్థాలు శోషణం చేసుకుంటాయి.   క్వార్‌‌ట్జ గాజు ద్వారా ఈ కిరణాలు చొచ్చుకు వెళతాయి. అందువల్ల క్వార్‌‌ట్జ గాజుతో తయారైన కటకాలను, పట్టకాలను ఉపయోగించి ఈ కిరణాల ఉనికిని గుర్తించవచ్చు. అతి నీలలోహిత కిరణాలను తేనెటీగలు చూడగలుగుతాయి.
  
  అనువర్తనాలు:
  1.    పాలలో, నీటిలో ఉన్న హానికరమైన బ్యాక్టీరియాను నశింప చేయడానికి
  2.    ఆహార పదార్థాలను మన్నికగా ఎక్కువ కాలంపాటు నిల్వ చేయడానికి
      ఉదా: బ్రెడ్, పచ్చళ్లు
      ఆహార పదార్థాలను నిల్వ చేయడానికి వాటికి సోడియం బెంజోయేట్ అనే రసాయన పదార్థాన్ని కలుపుతారు.
  3.    వైద్యరంగంలో హానికరమైన బ్యాక్టీరియాను నశింపచేసేందుకు వాడతారు. ఈ పద్ధతిని స్టెరిలైజేషన్ అంటారు.
  4.    సహజ, కృత్రిమ దంతాలను వేర్వేరుగా గుర్తించడానికి వాడతారు.
  5.    కుళ్లిన కోడిగుడ్లను గుర్తించడానికి వీటిని ఉపయోగిస్తారు.
  6.    తొలిదశలో ఉన్న క్యాన్సర్ గడ్డలను గుర్తించడానికి
  7.    టీవీ, రేడియో కార్యక్రమాల ప్రసారంలో
  8.    మొక్కలు కిరణజన్య సంయోగక్రియ జరుపుకోవడంలో
  9.    అతినీలలోహిత కిరణాలు మన శరీరంపైన పతనమైనప్పుడు 1ఝఝ లోతుకు చొచ్చుకొని వెళ్లి విటమిన్ ఈ ఉత్పత్తిని ప్రేరేపిస్తాయి. కాబట్టి రికెట్స్ వ్యాధి రాకుండా కాపాడుకోవచ్చు.
  10.    వేలిముద్రలను విశ్లేషించడానికి
  11.    {ధువ పత్రాలు, కరెన్సీ నోట్లు అసలువా,
      నకిలీవా తేల్చడానికి ఉపయోగిస్తారు.
  
  నష్టాలు:
  సూర్యుని నుంచి వచ్చే మొత్తం కాంతిలో అతి నీలలోహిత కిరణాలు 2 నుంచి 3 శాతం వరకు మాత్రమే ఉంటాయి. కానీ ఈ కిరణాల శక్తి ఎక్కువగా ఉండటం వల్ల మానవులపై పతనమైనప్పుడు చర్మ క్యాన్సర్ కలుగుతుంది. ఈ హానికరమైన కిరణాలను భూమి వాతావరణంలోని  ఓజోన్ పొర శోషించుకుంటుంది. కాబట్టి ఈ కిరణాలు భూమిని చేరవు. కానీ క్లోరోఫ్లోరో కార్బన్‌ల వల్ల ఓజోన్ పొరలో రంధ్రాలు ఏర్పడి వాటి ద్వారా ఈ కిరణాలు భూమిని చేరుతున్నాయి. కాబట్టి ఈ నష్టాన్ని తగ్గించాలనే లక్ష్యంతో జపాన్‌లోని క్యోటోనగరంలో 1996 డిసెంబరులో ప్రపంచ దేశాల సదస్సు నిర్వహించారు. 1998 ఫిబ్రవరి 16న ప్రపంచ దేశాల మధ్య ఒక ఒప్పందం కుదిరింది. ఈ ఒప్పందాన్ని క్యోటో ఒప్పందం అంటారు. ఈ ఒప్పందం 2005 ఫిబ్రవరి 16న అమల్లోకి వచ్చింది.
  
  లేజర్ కిరణాలు
  LASER - Light Amplification by Stimulated Emmision of Radiation.  లేజర్ కిరణాలకు సంబంధించిన సూత్రాన్ని 1954లో  చార్లెస్ హెచ్‌టౌన్‌‌స ప్రతిపాదించాడు. ఈ సూత్రం ఆధారంగా 1958లో థైడర్‌మెమన్ అనే శాస్త్రవేత్త లేజర్ కిరణాలను ఉత్పత్తి చేశాడు. లేజర్ కిరణాలను ఘన, ద్రవ, వాయు పదార్థాలను ఉపయోగించి ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. ఘన పదార్థాల్లో రూబిస్ స్ఫటికాన్ని ఉపయోగించి ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. వాయు పదార్థాల్లో జడవాయువులను (హీలి యం, నియాన్)  ఉపయోగించి హెవిజావాన్ అనే అమెరికా శాస్త్రవేత్త లేజర్ కిరణాలను ఉత్పత్తి చేశాడు. ఈ వాయువుల నుంచి ఉత్పత్తి చేసిన లేజర్ కిరణాల శక్తి చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది.
  
  లక్షణాలు:
  
  సంబద్ధత: ఒక పదార్థం నుంచి ఉత్పత్తి చేసిన లేజర్ కిరణాల కంపన పరిమితి, తరంగ దైర్ఘ్యం, పౌనఃపున్యం లాంటివి సమానంగా ఉంటాయి. ఈ లక్షణాన్ని సంబద్ధత అంటారు.
  
  ఏకవర్ణీయత: ఒక పదార్థం నుంచి ఉత్పత్తి చేసిన లేజర్ కిరణాల తరంగదైర్ఘ్యం ఎల్లప్పుడూ కూడా ఒకేవిధంగా ఉండటం వల్ల ఈ కిరణాల రంగు కూడా ఒకే విధంగా ఉంటుంది. దీన్ని ఏకవర్ణీయత అంటారు.
  
  దిశనీయత: లేజర్ కిరణాలు అత్యధిక దూరం రుజుమార్గంలో ప్రయాణిస్తాయి. ఈ లక్షణాన్ని దిశనీయత అంటారు.
  
  తీవ్రత: ఒక పదార్థం నుంచి ఉత్పత్తి  చేసిన లేజర్ కిరణాలు అధిక తీవ్రతను కలిగి ఉంటాయి.
  ఉపయోగాలు:
  మానవ అవసరాల మేరకు  తగిన శక్తిని  కలిగి ఉన్న లేజర్ కిరణాలను  ఉపయోగిస్తున్నారు. వాటిలో ముఖ్యమైనవి.
  - భూమి నుంచి ఇతర గ్రహాలు, ఉపగ్రహాలకు మధ్య దూరాలను కచ్చితంగా లెక్కించడానికి
   - భూమి చుట్టూ పరిభ్రమిస్తున్న కృత్రిమ ఉపగ్రహాల కక్ష్యను, ఎత్తును తెలుసుకోవడానికి
  - భూమి ఆత్మభ్రమణ వేగాన్ని కచ్చితంగా అంచనా వేయడానికి
  - ఒక ఘన పదార్థంలో అణువుల సంఖ్యను కచ్చితంగా లెక్కించడానికి
  - భిన్న ఐసోటోపులను గుర్తించి, వాటిని వేరుచేయడానికి
  - పుప్పొడి రేణువుల కదలికలను అధ్యయనం చేయడానికి
  - అత్యంత దృఢ పదార్థాలైన వజ్రం, లోహాలు, లోహమిశ్రమాలు, రాళ్లు మొదలైన వాటికి రంధ్రాలను చేయడానికి, కోయడానికి
  - అత్యంత శక్తివంతమైన హైడ్రోజన్ బాంబును విస్ఫోటనం చెందించడానికి
  - యుద్ధంలో లక్ష్యాన్ని  గురిపెట్టడానికి
  - పురాతన కట్టడాలు, విగ్రహాలను శుభ్రపరిచేందుకు
  - సాంస్కృతిక కార్యక్రమాల్లో (లేజర్ షో)
   బార్‌కోడ్‌లను చదవడానికి
   స్పష్టమైన ప్రింటింగ్, జిరాక్స్‌ల కోసం ఉపయోగిస్తారు. ఈ పద్ధతిలో ఉపయోగించే లేజర్ కిరణాలను  అర్ధవాహక పదార్థాలైన సిలికాన్, జెర్మేనియం నుంచి ఉత్పత్తి చేస్తారు.
  - వాహనాల వేగాన్ని లెక్కించడానికి, స్పీడ్‌గన్ అనే కెమెరా, సిడీలు, డీవీడీలు మొదలైన వాటిలో సమాచారాన్ని నిక్షిప్తం చేయడానికి
  - ఆప్టికల్ ఫైబర్‌లో సమాచార ప్రసారం కోసం
  - ఎండోస్కోపిక్ విధానంలో
  - హోలోగ్రఫీ విధానంలో ఒక వస్తువును 3డీ పద్ధతిలో ఫొటో తీయడానికి వాడతారు.
  - వాతావరణ కాలుష్యాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి లేజర్ కిరణాలను ఉపయోగిస్తారు. ఈ పద్ధతి అంటారు.
  - రెటీనాపై ఏర్పడే పొరను తొలగించడానికి
  - గుండె, ఊపిరితిత్తులు, జీర్ణాశయంలో కొన్ని వ్యాధులను నయం చేయడానికి
  - మెదడులో ఏర్పడిన కణతులను తొలగిం చడానికి
  - సుదూరం ప్రయాణించే రాకెట్‌లు, క్షిపణుల్లో మార్గనిర్దేశక కిరణాలుగా  ఉపయోగిస్తారు.
  లేజర్ కిరణాల ధర్మాలను అధ్యయనం చేసి, వాటిని ఉత్పత్తి చేయడానికి భారత అణుశక్తి సంఘం మధ్యప్రదేశ్‌లోని ఇండోర్‌లో డాక్టర్ రాజారామన్న సెంటర్ ఫర్ అడ్వాన్‌‌సడ్ టెక్నాలజీని ఏర్పాటు చేసింది.
  
  రేడియో తరంగాలు
  వీటి తరంగదైర్ఘ్య అవధి  1ఝ నుంచి 100ఝ వరకు ఉంటుంది. ఇవి ఒక రకమైన విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు మాత్రమే. వీటి వేగం శూన్యంలో, గాలిలో కాంతి వేగానికి సమానంగా ఉంటుంది.
  ఈ తరంగాలను టీవీ, రేడియో కార్యక్రమాల ప్రసారంలో, వాతావరణాన్ని విశ్లేషించ డంలో ఉపయోగిస్తారు.
  
  మైక్రో తరంగాలు
  వీటి తరంగదైర్ఘ్య అవధి  10-6ఝ పరిధిలో ఉంటుంది. మైక్రో తరంగాలు కూడా ఒకరకమైన విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు మాత్రమే. అందువల్ల ఈ కిరణాలు గాలిలో, శూన్యంలో కాంతివేగానికి సమానమైన వేగంతో ప్రయాణిస్తాయి.
  మైక్రో తరంగాలను సమాచార రంగంలో విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు. రిమోట్ సెన్సింగ్ విధానంలో ఒక ప్రదేశాన్ని భౌతికంగా తాకకుండా, దానికి  సంబంధించిన సమగ్ర సమాచారాన్ని సేకరించే పద్ధతిని సెన్సింగ్ విధానం అంటారు.
  మైక్రో ఓవెన్‌లలో ఆహార పదార్థాలను వేడిచేయడానికి ఈ తరంగాలను వాడతారు. ఆహార పదార్థాలను అలోహ పదార్థాలతో తయారు చేసిన పాత్రల్లో నింపి మైక్రో ఓవెన్‌లో అమర్చాలి. ఈ మైక్రో తరంగాలు ఆహారపు అణువుల్లోకి చొచ్చుకుపోయి వాటి కంపన పరిమితిని అనేకరెట్లు పెంచుతాయి. అందువల్ల ఈ కంపన శక్తి ఉష్ణశక్తిగా మారడం వల్ల ఆహారపు పదార్థాలు వేడెక్కుతాయి. ఈ మైక్రో ఓవెన్‌ను స్పెన్సర్ అనే శాస్త్రవేత్త కనుగొన్నాడు.
  
  కిరణాలు
  కిరణాలను క్రీ.శ. 1895లో  రాంట్‌జెన్ అనే శాస్త్రవేత్త కనుగొన్నాడు. ఇతనికి భౌతిక శాస్త్రంలో తొలి నోబెల్ బహుమతి 1901లో  లభించింది.
  ధర్మాలు - ఉపయోగాలు:
  
  ఈ కిరణాల తరంగధైర్ఘ్య అవధి 100అని నుంచి 0.010అని వరకు ఉంటుంది.  తరంగధైర్ఘ్యం తక్కువగా ఉండటం వల్ల వీటికి ఎక్కువ శక్తి ఉంటుంది.
  
  ఈ కిరణాలకు ఎలాంటి ఆవేశం, ద్రవ్యరాశి ఉండవు. అందువల్ల ఇవి ఒక రకమైన విద్యుత్ అయస్కాంత తరంగాలు మాత్రమే. ్ఠ-కిరణాల వేగం గాలిలో, శూన్యంలో కాంతివేగానికి (ఇ= 3 ప 108ఝ/ట) సమానంగా ఉంటుంది.
  
  ఈ  కిరణాలకు ఎలాంటి ఆవేశం లేకపోవడం వల్ల విద్యుత్, అయస్కాంత క్షేత్రాల్లో  వంగి ప్రయాణించకుండా, రుజుమార్గంలో వెళతాయి.
  
  ఈ కిరణాలకు ఆవేశం లేకపోవడం వల్ల వీటి అయనీకరణ సామర్థ్యం దాదాపు శూన్యం.
  ఈ కిరణాలు ఫొటోగ్రాఫిక్ ప్లేట్‌ను ప్రభావితం చెందిస్తాయి.
  కిరణాలను రెండు రకాలుగా వర్గీకరించవచ్చు.
  కఠిన ్ఠ-కిరణాలు: వీటి తరంగ ధైర్ఘ్య అవధి 0.010అని నుంచి 4అని వరకు ఉంటుంది. కఠిన ్ఠ-కిరణాల శక్తి ఎక్కువగా ఉంటాయి. మెత్తని పదార్థాలు, కఠిన పదార్థాల ద్వారా చొచ్చుకు వెళతాయి. ఈ కిరణాలను కిందివాటిలో ఉపయోగిస్తారు.
  
  పెద్ద పైపులు, బాయిలర్‌‌స, డ్యాములలో  పగుళ్లు, రంధ్రాలను గుర్తించడానికి
  
  విమానాశ్రయాలు, నౌకాశ్రయాలు, దేశ సరిహద్దులు, దర్శనీయ స్థలాల వద్ద ప్రయాణికుల లగేజీని తనిఖీ చేయడానికి.
  మృదు ్ఠ- కిరణాలు: వీటి తరంగదైర్ఘ్య అవధి 4అని100అని వరకు ఉంటుంది. కఠిన ్ఠ-కిరణాలతో పోల్చినప్పుడు ఈ కిరణాల శక్తి తక్కువగా ఉండి కేవలం మెత్తగా ఉన్న రక్తం, మాంసం ద్వారా మాత్రమే చొచ్చుకొని వెళతాయి. కఠినమైన ఎముకల ద్వారా చొచ్చుకు వెళ్లవు. వైద్యరంగంలో ఈ మృదు ్ఠ-కిరణాలను ఉపయోగిస్తారు.
  జీర్ణాశయానికి సంబంధించి ్ఠ-కిరణాల ఫొటోను తీయడానికి ముందుగా రోగికి Barium Sulphate - Baై4 అనే రసాయన పదార్థాన్ని తాగిస్తారు. ఈ పదార్థం ్ఠ-కిరణాలను జీర్ణాశయంలో కావాల్సిన అవయవాలపై కేంద్రీకృతం చేస్తుంది.
  
  కంప్యూటెడ్ టోమాగ్రఫీ స్కానింగ్ (సీటీ స్కానింగ్)లో ్ఠ-కిరణాలను ఉపయోగిస్తారు.
  
  వైద్యరంగంలో ్ఠ-కిరణాలను ఉపయోగించి రోగ నిర్ధారణ చేయడాన్ని రేడియో గ్రఫీ, రోగ నివారణ చేయడాన్ని రేడియో థెరపీ అని అంటారు. ్ఠ కిరణాలను ఉపయోగించి పనిచేసే వైద్యుడిని రేడియాలజిస్ట్ అని పిలుస్తారు.
  కిరణాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి కూలిడ్‌‌జ నాళాన్ని వాడతారు. దీన్ని సీసంతో నిర్మించిన పెట్టెలో అమర్చుతారు. ఎందుకంటే, సీసం ద్వారా ్ఠ-కిరణాలు చొచ్చుకు వెళ్లవు.
  
  విశ్వ కిరణాలు (కాస్మిక్ రేస్)
  విశ్వంలో  ఏదో ఒకచోట జనించిన అత్యంత శక్తివంతమైన కిరణాలు నిరంతరంగా భూమిని చేరుతున్నాయి. వీటిని విశ్వకిరణాలు అంటారు.
  
  ఈ కిరణాల ఉనికిని సీటీఆర్ విల్సన్ అనే శాస్త్రవేత్త గుర్తించగా,  ప్రయోగాత్మకంగా మిల్లికాన్ కనుగొన్నాడు.
  
 ధర్మాలు:
  విశ్వ కిరణాల్లోని  కణాల్లో ముఖ్యమైనవి ఎలక్ట్రాన్లు, పాజిట్రాన్లు, ప్రోటాన్లు, న్యూ ట్రాన్ల్లు మొదలైనవి.  వీటిలో సుమారు 80 శాతం వరకు ప్రోటాన్లు ఉంటాయి.
  ఒక ప్రదేశంలోని విశ్వకిరణాల ఉనికిని, దిశను తెలుసుకోవడానికి కాస్మిక్ రే టెలిస్కోప్‌ను ఉపయోగిస్తారు.
  భూమి ధ్రువాల వద్ద ఈ కిరణాల తీవ్రత ఎక్కువగా, భూ మధ్య రేఖ వద్ద తక్కువగా ఉంటుంది.
  విశ్వకిరణాల శక్తి 109్ఛఠి నుంచి 1020్ఛఠి వరకు ఉంటుంది. క్వాంటమ్ సిద్ధాంతం ప్రకారం వీటి తరంగదైర్ఘ్యం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. ఇతర కిరణాలతో పోల్చినప్పుడు ఈ కిరణాలు అత్యంత శక్తిని కలిగి ఉంటాయి. విశ్వ కిరణాలను రెండు రకాలుగా వర్గీకరిస్తారు.
  
  కఠిన కాస్మిక్ కిరణాలు:  ఇవి 10 సెం.మీ. మందం కలిగి ఉన్న సీసపు దిమ్మ ద్వారా చొచ్చుకు వెళ్తాయి.
  
  మృదు కాస్మిక్ కిరణాలు:
  ఈ కిరణాల శక్తి తక్కువగా  ఉంటుంది. 10 సెం.మీ. మందం ఉన్న సీసపు దిమ్మ ద్వారా చొచ్చుకు వెళ్లలేవు.