हर स्कूली बच्चा जानता है कि सजातीय पारदर्शी माध्यम में प्रकाश सीधे रास्ते पर चलता है। यह तथ्य हमें प्रकाश किरण की अवधारणा के ढांचे के भीतर कई ऑप्टिकल घटनाओं पर विचार करने की अनुमति देता है। यह लेख बीम के आपतन कोण के बारे में बात करता है, और इस कोण को जानना क्यों महत्वपूर्ण है।
प्रकाश की किरण एक माइक्रोमीटर विद्युत चुम्बकीय तरंग है
भौतिकी में, विभिन्न प्रकृति की तरंगें होती हैं: ध्वनि, समुद्र, विद्युत चुम्बकीय और कुछ अन्य। हालांकि, "बीम" शब्द केवल विद्युत चुम्बकीय तरंगों पर लागू होता है, जिनमें से दृश्य स्पेक्ट्रम एक हिस्सा है। शब्द "रे" को ही अंतरिक्ष में दो बिंदुओं को जोड़ने वाली एक सीधी रेखा के रूप में दर्शाया जा सकता है।
प्रकाश (एक तरंग के रूप में) को एक सीधी रेखा के रूप में देखा जा सकता है, क्योंकि प्रत्येक तरंग कंपन की उपस्थिति का संकेत देती है। इस प्रश्न का उत्तर तरंगदैर्घ्य के मान में निहित है। तो, समुद्री और ध्वनि के लिए, लंबाई कुछ सेंटीमीटर से लेकर दसियों मीटर तक होती है। बेशक, ऐसे दोलनों को शायद ही किरण कहा जा सकता है। प्रकाश की तरंग दैर्ध्य एक माइक्रोमीटर से कम होती है। मानव आँख ऐसे स्पंदनों में भेद नहीं कर पाती है, इसलिए हमें ऐसा लगता है किकि हम एक सीधी किरण देखते हैं।
पूर्णता के लिए, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि प्रकाश किरण तभी दिखाई देती है जब वह छोटे कणों पर बिखरने लगती है, जैसे कि धूल भरे कमरे या कोहरे की बूंदों में।
कहाँ यह जानना ज़रूरी है कि बीम किस कोण पर बाधा को मारती है?
परावर्तन और अपवर्तन की घटनाएं सबसे प्रसिद्ध ऑप्टिकल प्रभाव हैं जो एक व्यक्ति को हर दिन सचमुच सामना करना पड़ता है जब वह खुद को आईने में देखता है या उसमें चम्मच को देखकर एक गिलास चाय पीता है।
अपवर्तन और परावर्तन के गणितीय विवरण के लिए बीम के आपतन कोण का ज्ञान आवश्यक है। उदाहरण के लिए, परावर्तन की घटना को प्रतिबिंब और आपतन के कोण की समानता की विशेषता है। यदि अपवर्तन प्रक्रिया के पक्ष से वर्णित किया जाता है, तो आपतन कोण और अपवर्तन कोण एक दूसरे से साइन के कार्यों और मीडिया के अपवर्तनांक (स्नेल के नियम) के माध्यम से संबंधित होते हैं।
दो पारदर्शी माध्यमों के बीच अंतरापृष्ठ पर एक प्रकाश पुंज जिस कोण पर पड़ता है वह एक वैकल्पिक रूप से सघन सामग्री में आंतरिक कुल परावर्तन के प्रभाव पर विचार करते समय एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह प्रभाव केवल आपतन कोणों के मामले में देखा जाता है जो कुछ महत्वपूर्ण मान से अधिक होते हैं।
माना गया कोण की ज्यामितीय परिभाषा
यह माना जा सकता है कि कोई सतह है जो दोनों वातावरणों को अलग करती है। यह सतह समतल हो सकती है, जैसे कि दर्पण के मामले में, या यह अधिक जटिल हो सकती है, जैसे कि समुद्र की लकीर वाली सतह। कल्पना कीजिए कि इस सतह पर गिरता हैप्रकाश दमक। प्रकाश के आपतन कोण का निर्धारण कैसे करें? ऐसा करना काफी सरल है। निम्नलिखित क्रियाओं का एक क्रम है जो वांछित कोण खोजने के लिए किया जाना चाहिए।
- सबसे पहले, आपको सतह के साथ किरण के प्रतिच्छेदन बिंदु को निर्धारित करने की आवश्यकता है।
- ओ के माध्यम से किसी को माना सतह पर लंबवत खींचना चाहिए। इसे अक्सर सामान्य कहा जाता है।
- बीम का आपतन कोण उसके और अभिलंब के बीच के कोण के बराबर होता है। इसे एक साधारण प्रोट्रैक्टर से मापा जा सकता है।
जैसा कि आप देख सकते हैं, माना कोण खोजना मुश्किल नहीं है। हालांकि, छात्र अक्सर इसे विमान और बीम के बीच मापने की गलती करते हैं। यह याद रखना चाहिए कि आपतन कोण को हमेशा अभिलम्ब से मापा जाता है, चाहे सतह का आकार कुछ भी हो और जिस माध्यम में वह फैलता है।
गोलाकार दर्पण, लेंस और उन पर पड़ने वाली किरणें
कुछ किरणों के आपतन कोणों के गुणों के ज्ञान का उपयोग गोलाकार दर्पणों और पतले लेंसों में छवियों के निर्माण में किया जाता है। ऐसी छवियों को बनाने के लिए, यह जानना पर्याप्त है कि नामित ऑप्टिकल उपकरणों के साथ बातचीत करते समय दो अलग-अलग बीम कैसे व्यवहार करते हैं। इन किरणों का प्रतिच्छेदन प्रतिबिम्ब बिंदु की स्थिति निर्धारित करता है। सामान्य मामले में, कोई हमेशा तीन अलग-अलग बीम ढूंढ सकता है, जिसका पाठ्यक्रम बिल्कुल ज्ञात है (तीसरी बीम का उपयोग निर्मित छवि की शुद्धता की जांच के लिए किया जा सकता है)। इन किरणों के नाम नीचे दिए गए हैं।
- डिवाइस के मुख्य ऑप्टिकल अक्ष के समानांतर चल रहा है। यह प्रतिबिंब या अपवर्तन के बाद फोकस से होकर गुजरता है।
- डिवाइस के फोकस से गुजरने वाली बीम। यह हमेशा प्रतिबिंबित करता हैमुख्य अक्ष के समानांतर अपवर्तित।
- ऑप्टिकल सेंटर से गुजरते हुए (गोलाकार दर्पण के लिए यह गोले के केंद्र के साथ मेल खाता है, एक लेंस के लिए यह इसके अंदर होता है)। ऐसा बीम अपना प्रक्षेपवक्र नहीं बदलता है।
उपरोक्त आंकड़ा पतले लेंस के सापेक्ष वस्तु के स्थान के लिए विभिन्न विकल्पों के लिए छवियों के निर्माण की योजना दिखाता है।
