हर कोई जानता है या कम से कम सुना है कि प्रकाश में अपवर्तन और परावर्तन का गुण होता है। लेकिन केवल ज्यामितीय और तरंग प्रकाशिकी के सूत्र ही बता सकते हैं कि यह कैसे या किस आधार पर होता है। और यह सारी शिक्षा "रे" की अवधारणा पर आधारित है, जिसे यूक्लिड ने हमारे युग से तीन शताब्दी पहले पेश किया था। तो वैज्ञानिक रूप से बोलने वाला बीम क्या है?
पुंज एक सीधी रेखा है जिसके साथ प्रकाश तरंगें चलती हैं। कैसे, क्यों - इन प्रश्नों का उत्तर ज्यामितीय प्रकाशिकी के सूत्रों द्वारा दिया जाता है, जो तरंग प्रकाशिकी का भाग है। उत्तरार्द्ध, जैसा कि कोई मान सकता है, किरणों को तरंगों के रूप में मानता है।
ज्यामितीय प्रकाशिकी के सूत्र
सीधा प्रसार का नियम: एक ही प्रकार के माध्यम में एक किरण सीधा रूप से प्रचारित करती है। अर्थात्, प्रकाश दो बिंदुओं के बीच मौजूद सबसे छोटे पथ के साथ यात्रा करता है। आप यह भी कह सकते हैं कि प्रकाश पुंज अपना समय बचाने का प्रयास करता है। यह नियम छाया और उपछाया की परिघटनाओं की व्याख्या करता है।
उदाहरण के लिए, यदि प्रकाश स्रोत स्वयं आकार में छोटा है या इतनी बड़ी दूरी पर स्थित है कि वहआकार को नजरअंदाज किया जा सकता है, प्रकाश किरण स्पष्ट छाया बनाती है। लेकिन अगर प्रकाश स्रोत बड़ा या बहुत करीब है, तो प्रकाश पुंज धुंधली छाया और आंशिक छाया बनाता है।
स्वतंत्र प्रचार का कानून
प्रकाश किरणें एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से फैलती हैं। अर्थात्, यदि वे एक दूसरे को किसी सजातीय माध्यम में काटते हैं या गुजरते हैं तो वे एक दूसरे को किसी भी तरह से प्रभावित नहीं करेंगे। किरणें अन्य किरणों के अस्तित्व से अनजान लगती हैं।
प्रतिबिंब का नियम
आइए कल्पना करें कि एक व्यक्ति एक दर्पण पर एक लेज़र पॉइंटर इंगित करता है। बेशक, किरण दर्पण से परावर्तित होगी और दूसरे माध्यम में फैल जाएगी। दर्पण के लंबवत और पहली किरण के बीच के कोण को आपतन कोण कहा जाता है, दर्पण के लंबवत और दूसरी किरण के बीच के कोण को परावर्तन कोण कहा जाता है। ये कोण बराबर हैं।
ज्यामितीय प्रकाशिकी के सूत्र कई ऐसी स्थितियों को प्रकट करते हैं जिनके बारे में कोई सोचता भी नहीं है। उदाहरण के लिए, परावर्तन का नियम बताता है कि हम अपने आप को एक "प्रत्यक्ष" दर्पण में ठीक वैसे ही क्यों देख सकते हैं जैसे हम हैं, और इसकी घुमावदार सतह एक अलग छवि क्यों बनाती है।
सूत्र:
a - आपतन कोण, b - परावर्तन कोण।
ए=बी
अपवर्तन का नियम
आपतन किरण, अपवर्तन की किरण और दर्पण के लंबवत एक ही तल में स्थित होते हैं। यदि आपतित कोण की ज्या को अपवर्तन कोण की ज्या से विभाजित किया जाता है, तो मान n प्राप्त होता है, जो दोनों माध्यमों के लिए स्थिर होता है।
n दिखाता है कि पहले माध्यम से बीम किस कोण से दूसरे माध्यम में जाता है, और इन मीडिया की रचनाएं कैसे सहसंबंधित होती हैं।
सूत्र:
मैं - घटना कोण। आर - अपवर्तक कोण। n21 - अपवर्तनांक।
पाप मैं/पाप r=n2/ 1= n21
प्रकाश की उत्क्रमणीयता का नियम
प्रकाश की उत्क्रमणीयता का नियम क्या कहता है? यदि बीम एक अच्छी तरह से परिभाषित प्रक्षेपवक्र के साथ एक दिशा में फैलता है, तो यह विपरीत दिशा में उसी मार्ग को दोहराएगा।
परिणाम
ज्यामितीय प्रकाशिकी के सूत्र कुछ सरलीकृत रूप में बताते हैं कि प्रकाश पुंज कैसे कार्य करता है। इसमें कुछ भी मुश्किल नहीं है। हाँ, ज्यामितीय प्रकाशिकी के सूत्र और नियम ब्रह्मांड के कुछ गुणों की उपेक्षा करते हैं, लेकिन विज्ञान के लिए उनके महत्व को कम करके नहीं आंका जा सकता।
