प्रकाश हावा, गिलास र पानीमा समान गतिमा यात्रा गर्दैन। हावामा प्रकाशको गति 3 X 10 6 m/s छ। पानीमा यो 2.25 × 10 8 m/s छ र गिलासमा 2 x 10 8 m/s छ। यो किनभने गिलास पानी भन्दा अप्टिकली घन हुन्छ र पानी हावा भन्दा अप्टिकल रूपमा घन हुन्छ। प्रकाशको गति कम भएमा माध्यमलाई सघन भनिन्छ र प्रकाशको गति बढ्यो भने यसलाई दुर्लभ भनिन्छ।
प्रकाश एक माध्यम मा एक सीधा रेखा मा यात्रा गर्दछ। तर जब एक पारदर्शी माध्यममा यात्रा गर्ने प्रकाशको किरण अर्को पारदर्शी माध्यमको सतहमा तिरछी रूपमा खस्छ त्यो अर्को माध्यममा सीधा बाटोमा यात्रा गर्दछ तर यसको प्रारम्भिक दिशा भन्दा फरक हुन्छ। एक पारदर्शी माध्यमबाट अर्को माध्यममा जाँदा प्रकाशको मार्गको दिशामा हुने परिवर्तनलाई प्रकाशको अपवर्तन भनिन्छ।
सतहमा झर्ने प्रकाश किरण जसले दुई माध्यमलाई छुट्याउछ। \(\angle i\) घटनाको किरण र सामान्य बीचको अपरिवर्तन कोण हो र \(\angle r\) अपवर्तित किरण र सामान्य बीचको अपवर्तन कोण हो। विचलन भनेको अपवर्तित किरणको दिशा र आपतित किरणको दिशा बीचको कोण हो। त्यसैले, \(\angle\delta\) = \(\mid \angle i - \angle r \mid\)
प्रकाशको अपवर्तनले स्नेलको अपवर्तनको नियम भनेर चिनिने दुई नियमहरू पालन गर्दछ।
\(\mu = \frac{3 X 10 ^8ms^{-1}}{2.25 X 10 ^8 ms{-1}} = \frac{4}{3} = 1.33\)
नोट: कुनै पनि माध्यमको अपवर्तक सूचकांक १ भन्दा कम हुन सक्दैन।
केही सामान्य पदार्थहरूको अपवर्तक सूचकांक (µ)
| पदार्थहरू | µ | पदार्थहरू | µ |
| भ्याकुम | १.०० | हावा | १.०० |
| बरफ | १.३१ | पानी | १.३३ |
| रक्सी | १.३७ | ग्लिसरीन | १.४७ |
| साधारण गिलास | १.५ | केरोसिन | १.४१ |
प्रश्न १: अपवर्तनमा अपरिवर्तनीय पार गर्नको लागि प्रकाश किरणको अवस्था के हो?
समाधान: त्यहाँ दुई अवस्थाहरू छन् - (1) जब आपतित कोण 0 बराबर हुन्छ। (2) जब दुबै माध्यमको अपवर्तक सूचकांक समान हुन्छ।
उल्टोपनको सिद्धान्त यदि मध्यम 1 को सन्दर्भमा माध्यम 2 को अपवर्तक सूचकांक \(_1\mu_2= \frac{sin \ i}{sin \ r}\) हो र मध्यम 2 को सन्दर्भमा मध्यम 1 को अपवर्तक सूचकांक \(_2\mu_1 = \frac{sin \ r}{sin \ i }\) हो। \(_2\mu_1 = \frac{sin \ r}{sin \ i }\) , त्यसपछि \(_1\mu_2 \times _2\mu_1 = 1\) वा हामी \(_1\mu_2 = \frac{1}{_2\mu_1}\) भन्न सक्छौं। \(_1\mu_2 = \frac{1}{_2\mu_1}\) |
प्रश्न 1: यदि हावाको सन्दर्भमा गिलासको अपवर्तक सूचकांक 3/2 छ भने, काँचको सन्दर्भमा हावाको अपवर्तक सूचकांक के हो?
समाधान: a µ g = 3/2, त्यसैले g µ a \(\frac{1}{^3/_2} = \frac{2}{3}\) हो।
गति: जब प्रकाशको किरण दुर्लभबाट घना माध्यममा अपवर्तित हुन्छ, प्रकाशको गति घट्छ र यदि यसलाई घनबाट दुर्लभ माध्यममा अपवर्तित गरियो भने, प्रकाशको गति बढ्छ।
आवृत्ति: प्रकाशको आवृत्ति प्रकाशको स्रोतमा निर्भर गर्दछ त्यसैले यो अपवर्तनमा परिवर्तन हुँदैन।
तरंग लम्बाइ: कुनै माध्यममा प्रकाश v को गति, त्यस माध्यममा प्रकाशको तरंग लम्बाइ λ र प्रकाश f को आवृत्ति v = fλ सँग सम्बन्धित छन्।
जब प्रकाश दुर्लभबाट सघन माध्यममा जान्छ, तरंग लम्बाइ घट्छ र जब प्रकाश सघन माध्यमबाट दुर्लभ माध्यममा जान्छ भने तरंगदैर्ध्य बढ्छ।
(१) हावाबाट हेर्दा भाँडामा पानीको गहिराई कम देखिन्छ
वास्तविक गहिराई ओएस हो। O बिन्दुबाट सुरु हुने प्रकाशको किरण पानी-हावाको सतहमा ठाडो रूपमा खस्दै, SA सँग सिधा यात्रा गर्नुहोस्। बिन्दु Q मा पानी-हावा सतहमा अर्को किरण OQ घटना हावामा जाँदा, सामान्य NQ भन्दा टाढा झुक्छ र QT मार्गमा जान्छ। जब किरण QT फिर्ता उत्पन्न हुन्छ, दुई अपवर्तित किरणहरू P बिन्दुमा मिल्छन्। यसरी P O को छवि हो। यसरी पानीबाट हावामा प्रकाशको अपवर्तनको कारणले पर्यवेक्षकलाई पोतको गहिराई SO को सट्टा SP जस्तो देखिन्छ। ।
(२) प्रारम्भिक सूर्योदय र ढिलो सूर्यास्त
(३) मरुभूमिमा मिराज
कहिलेकाहीँ मरुभूमिमा, रूखको उल्टो छवि देख्न सकिन्छ जसले रूखमुनि पानीको गलत छाप दिन्छ। यसलाई मिराज भनिन्छ। मिराजको कारण प्रकाशको अपवर्तन हो। मरुभूमिमा जस्तै, बालुवा धेरै छिटो तातो हुन्छ त्यसैले बालुवाको सम्पर्कमा रहेको हावाको तह ततिन्छ। फलस्वरूप, जमिन नजिकको हावा माथिल्लो हावा तहहरू भन्दा न्यानो हुन्छ। अर्को शब्दमा, माथिल्लो तहहरू तलको भन्दा घना हुन्छन्! जब रूखको माथिबाट प्रतिबिम्बित भएपछि सूर्यबाट प्रकाशको किरण सघन तहबाट दुर्लभ तहमा जान्छ, यो सामान्य भन्दा टाढा जान्छ। यसरी क्रमिक तहहरूको पृथकीकरणको सतहमा अपवर्तनमा, प्रत्येक पटक अपवर्तन कोण बढ्छ र घनाबाट दुर्लभमा जाने किरणको आपतको कोण पनि ९०° नपुग्दासम्म बढ्छ। घनाबाट दुर्लभ तहमा अपघटन कोणमा थप वृद्धि हुँदा पूर्ण परावर्तन हुन्छ र अब परावर्तित प्रकाश दुर्लभबाट सघन माध्यममा यात्रा गर्दछ त्यसैले यो प्रत्येक अपवर्तनमा सामान्यतिर झुक्छ। पर्यवेक्षकको आँखामा पुग्दा रूखको उल्टो छवि देखिन्छ।
जब आपतित किरण AB काँचको स्ल्याबमा खस्छ, यो घटना B को बिन्दुमा भएको घटना हो। किरण AB हावाबाट गिलासमा प्रवेश गर्छ, त्यसैले यो सामान्यतिर झुकेर BC को बाटो पछ्याउँछ। जब अपवर्तित किरण BC ले बिन्दु C मा गिलासको सतहमा फेरि प्रहार गर्छ, यो सामान्य भन्दा टाढा जान्छ किनकि किरणले गिलासबाट हावामा यात्रा गर्छ र सीडीको बाटो पछ्याउँछ। आकस्मिक किरण CD घटना किरण AB को समानान्तर छ। यसरी आकस्मिक किरण र घटना किरण एउटै दिशामा छन् तर पछि विस्थापित छन्।
प्रिज्म एक पारदर्शी माध्यम हो जसलाई त्रिकोणीय क्रस-सेक्शनको साथ पाँच समतल सतहहरूले घेरेको हुन्छ। प्रिज्मका दुई विपरीत सतहहरू समान त्रिकोणहरू हुन् जबकि अन्य तीनवटा सतहहरू आयताकार र एकअर्कामा झुकाएका हुन्छन्।
जब एकल रङको हल्का किरण झुकेको प्रिज्म सतहमा खस्छ, घटना किरण PQ प्रिज्म अनुहारमा खस्छ, यो हावाबाट गिलाससम्म जान्छ त्यसैले यो सामान्यतिर झुक्छ र QR मार्ग मार्फत यात्रा गर्दछ। जब अपवर्तित किरण QR ले प्रिज्म अनुहारलाई R मा ठोक्छ अर्को अपवर्तन हुन्छ। अब किरण QR गिलासबाट हावामा प्रवेश गर्दछ त्यसैले यो सामान्यबाट टाढा झुक्छ र RS दिशामा जान्छ। यसरी, प्रिज्मबाट गुज्र्दा, प्रकाश किरण प्रिज्मको आधारतिर झुक्छ।
