अप्टिक्स भौतिक विज्ञान को एक शाखा हो जसमा प्रकाश को अध्ययन र पदार्थ संग यसको अन्तरक्रिया शामिल छ। यसले प्रकाशको व्यवहार र गुणहरू समावेश गर्दछ, सामग्रीसँग यसको अन्तरक्रिया र यसलाई प्रयोग गर्ने वा पत्ता लगाउने उपकरणहरूको निर्माण सहित। अप्टिक्स धेरै क्षेत्रहरू जस्तै खगोल विज्ञान, इन्जिनियरिङ्, फोटोग्राफी, र दृष्टि विज्ञानको लागि आधारभूत छ।
प्रकाश विद्युत चुम्बकीय विकिरणको एक रूप हो जुन मानव आँखाले देख्न सक्छ। यसले तरंग र कण दुवैको रूपमा व्यवहार गर्छ, तरंग-कण द्वैत भनेर चिनिने अवधारणा। तरंगको रूपमा, प्रकाश यसको तरंगदैर्ध्य ( \(\lambda\) ) र आवृत्ति ( \(f\) ) द्वारा विशेषता हुन्छ, जुन \(c = \lambda \cdot f\) मार्फत प्रकाशको गति ( \(c\) ) द्वारा उल्टो रूपमा सम्बन्धित हुन्छ। \(c = \lambda \cdot f\) कणको रूपमा, प्रकाश फोटानहरू मिलेर बनेको हुन्छ, जसले ऊर्जा बोक्छ।
परावर्तन भनेको सतहबाट प्रकाश बाउन्स गर्ने प्रक्रिया हो। प्रतिबिम्बको नियमले बताउँछ कि आपत कोण ( \(\theta_i\) ) परावर्तन कोण ( \(\theta_r\) ) बराबर हुन्छ। यसलाई \(\theta_i = \theta_r\) को रूपमा व्यक्त गर्न सकिन्छ।
अपवर्तन भनेको फरक अपवर्तक सूचकांकको साथ एक माध्यमबाट अर्को माध्यममा जाँदा प्रकाशको झुकाव हो। स्नेलको कानूनले यस घटनालाई वर्णन गर्दछ र \(n_1 \sin(\theta_1) = n_2 \sin(\theta_2)\) द्वारा दिइएको छ, जहाँ \(n_1\) र \(n_2\) मिडियाको अपवर्तक सूचकांकहरू हुन् र \(\theta_1\) र \(\theta_2\) क्रमशः आपतन र अपवर्तन कोण हुन्।
लेन्स र मिररहरू अप्टिकल उपकरणहरू हुन् जसले छविहरू बनाउन प्रतिबिम्ब र अपवर्तन मार्फत प्रकाशलाई हेरफेर गर्दछ। लेन्सहरू घुमाउरो सतहहरू भएका पारदर्शी वस्तुहरू हुन् जसले प्रकाशलाई अपवर्तन गर्दछ। तिनीहरूको आकारमा निर्भर गर्दै, तिनीहरू अभिसरण गर्न सक्छन् (प्रकाश किरणहरू केन्द्रित गर्दै) वा भिन्न हुन सक्छन् (प्रकाश किरणहरू फैलाउँदै)। लेन्सको फोकल लम्बाइ ( \(f\) ) लेन्सले प्रकाशलाई कत्तिको बलियो रूपमा रूपान्तरण गर्छ वा फरक पार्छ भन्ने मापन हो र लेन्स निर्माताको सूत्र \(\frac{1}{f} = (n-1)\left(\frac{1}{R_1} - \frac{1}{R_2}\right)\) प्रयोग गरेर गणना गरिन्छ। \(\frac{1}{f} = (n-1)\left(\frac{1}{R_1} - \frac{1}{R_2}\right)\) , जहाँ \(n\) लेन्स सामग्रीको अपवर्तक सूचकांक हो, र \(R_1\) र \(R_2\) लेन्स सतहहरु को वक्रता को radii हो।
मिररहरू , अर्कोतर्फ, परावर्तित सतहहरू हुन्। तिनीहरू समतल (विमान ऐना), वा घुमाउरो (गोलाकार ऐना) हुन सक्छन्। घुमाउरो ऐनाहरू या त कन्भर्जिङ (अवतल दर्पण) वा भिन्न हुने (उत्तल दर्पण) पनि हुन सक्छन्। गोलाकार ऐनाको फोकल लम्बाइ \(f = \frac{R}{2}\) द्वारा दिइएको छ, जहाँ \(R\) ऐनाको वक्रताको त्रिज्या हो।
विवर्तन भनेको अवरोध वा एपर्चरको कुनाको वरिपरि प्रकाशको झुकाव हो। यसले प्रकाशको तरंग प्रकृति देखाउँछ र सबैभन्दा उल्लेखनीय हुन्छ जब अवरोध वा एपर्चरको आकार प्रकाशको तरंग लम्बाइसँग तुलना गर्न सकिन्छ। विवर्तन ढाँचा \(\sin(\theta) = \frac{m\lambda}{d}\) सूत्र प्रयोग गरेर गणना गर्न सकिन्छ, जहाँ \(m\) अधिकतमको क्रम हो, \(\lambda\) तरंगदैर्ध्य हो, र \(d\) स्लिट चौडाइ हो।
हस्तक्षेप एक घटना हो जहाँ दुई वा बढी तरंगहरूले ठूलो, तल्लो, वा समान आयामको परिणामस्वरूप तरंग बनाउनको लागि सुपरपोज गर्दछ। संरचनात्मक हस्तक्षेप तब हुन्छ जब छालहरू चरणमा हुन्छन्, अधिकतम आयाममा निम्त्याउँछ, जबकि विनाशकारी हस्तक्षेप तब हुन्छ जब छालहरू चरणबाट बाहिर हुन्छन्, न्यूनतममा जान्छ। दुई स्लिट्सबाट हस्तक्षेप ढाँचा \(\Delta y = \frac{\lambda L}{d}\) द्वारा वर्णन गर्न सकिन्छ, जहाँ \(\Delta y\) उज्यालो किनारहरू बीचको दूरी हो, \(L\) हो। स्क्रिनको दूरी, र \(d\) दुई स्लिटहरू बीचको दूरी हो।
विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रमले सबै प्रकारका विद्युत चुम्बकीय विकिरणलाई समेट्छ। दृश्यात्मक प्रकाश स्पेक्ट्रमको सानो भाग मात्र हो र एक तर्फ पराबैंगनी (UV) प्रकाश र अर्को तिर इन्फ्रारेड (IR) प्रकाश द्वारा फ्ल्याङ्क गरिएको छ। स्पेक्ट्रम गामा किरणहरू, धेरै छोटो तरंग लम्बाइको साथ, रेडियो तरंगहरू, धेरै लामो तरंग दैर्ध्यका साथ दायराहरू छन्। प्रत्येक प्रकारको विद्युत चुम्बकीय विकिरणको प्रयोगहरू छन्, मेडिकल इमेजिङ (एक्स-रे) देखि ताररहित संचार (रेडियो तरंगहरू) सम्म।
अप्टिक्सको विभिन्न क्षेत्रहरूमा धेरै अनुप्रयोगहरू छन्। औषधिमा, माइक्रोस्कोप र एन्डोस्कोप जस्ता अप्टिकल उपकरणहरूले ऊतकहरूको विस्तृत जाँच गर्न अनुमति दिन्छ। सञ्चारमा, फाइबर अप्टिक्सले लामो दूरीमा प्रकाश पल्सको रूपमा जानकारी प्रसारण गर्न कुल आन्तरिक प्रतिबिम्बको सिद्धान्त प्रयोग गर्दछ। दैनिक जीवनमा, क्यामेरा, चश्मा, र सम्पर्क लेन्सहरूले हामीलाई छविहरू खिच्न, सही दृष्टि, र संसारलाई अझ स्पष्ट रूपमा हेर्न मद्दत गर्दछ।
निष्कर्षमा, प्रकाशको व्यवहार र पदार्थसँग यसको अन्तरक्रिया बुझ्न अप्टिक्सको क्षेत्रले महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ। यसले प्राविधिक, विज्ञान र हाम्रो दैनिक जीवनमा महत्त्वपूर्ण प्रभाव पार्दै व्यावहारिक अनुप्रयोगहरूसँग मौलिक भौतिकी अवधारणाहरू मर्ज गर्दछ।
