કાચના પ્રિઝમમાં કિરણોનો માર્ગ બનાવો. કુલ પ્રતિબિંબ

11.2. ભૌમિતિક ઓપ્ટિક્સ

11.2.2. પ્રકાશનું પ્રતિબિંબ અને રીફ્રેક્શન અરીસામાં કિરણો, પ્લેન-સમાંતર પ્લેટ અને પ્રિઝમ

પ્લેન મિરરમાં છબીની રચના અને તેના ગુણધર્મો

સમતલ-સમાંતર પ્લેટ, પ્રિઝમ અને લેન્સમાં પ્રકાશ કિરણોના માર્ગને ધ્યાનમાં રાખીને અરીસામાં છબીઓ બનાવતી વખતે પ્રકાશના પ્રતિબિંબ, વક્રીભવન અને લંબચોરસ પ્રસારના નિયમોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

પ્રકાશ કિરણોનો માર્ગ સપાટ અરીસામાંફિગમાં બતાવેલ છે. 11.10.

સપાટ અરીસામાંની છબી અરીસાના વિમાનની પાછળ અરીસા f થી સમાન અંતરે બને છે કારણ કે પદાર્થ અરીસાની સામે સ્થિત છે d:

f = ડી.

પ્લેન અરીસામાંની છબી છે:

• સીધું
• કાલ્પનિક
• ઑબ્જેક્ટના કદમાં સમાન: h = H.

જો સપાટ અરીસાઓ પોતાની વચ્ચે ચોક્કસ ખૂણો બનાવે છે, તો તેઓ અરીસાઓ (ફિગ. 11.11) વચ્ચેના કોણના દ્વિભાજક પર મૂકવામાં આવેલા પ્રકાશ સ્ત્રોતની N છબીઓ બનાવે છે:

N = 2 π γ − 1 ,

જ્યાં γ એ અરીસાઓ વચ્ચેનો ખૂણો છે (રેડિયનમાં).

નોંધ. સૂત્ર એ કોણ γ માટે માન્ય છે જેના માટે ગુણોત્તર 2π/γ પૂર્ણાંક છે.

ઉદાહરણ તરીકે, ફિગમાં. આકૃતિ 11.11 એ કોણ π/3 ના દ્વિભાજક પર પડેલો પ્રકાશ સ્ત્રોત S બતાવે છે. ઉપરોક્ત સૂત્ર મુજબ, પાંચ છબીઓ રચાય છે:

1) છબી S 1 અરીસા 1 દ્વારા રચાય છે;

2) છબી S 2 મિરર 2 દ્વારા રચાય છે;

ચોખા. 11.11

3) છબી S 3 એ અરીસા 2 માં S 1 નું પ્રતિબિંબ છે;

4) છબી S 4 એ અરીસા 1 માં S 2 નું પ્રતિબિંબ છે;

5) ઇમેજ S 5 એ અરીસા 1 ની સાતત્યમાં S 3 નું પ્રતિબિંબ અથવા અરીસા 2 ના ચાલુમાં S 4 નું પ્રતિબિંબ છે (આ અરીસાઓમાં પ્રતિબિંબ સમાન છે).

ઉદાહરણ 8. એકબીજા સાથે 90°નો ખૂણો બનાવતા બે સમતલ અરીસાઓમાં મેળવેલા બિંદુ પ્રકાશ સ્ત્રોતની છબીઓની સંખ્યા શોધો. પ્રકાશ સ્ત્રોત નિર્દિષ્ટ કોણના દ્વિભાજક પર સ્થિત છે.

ઉકેલ. ચાલો સમસ્યાને સમજાવવા માટે એક ચિત્ર દોરીએ:

• પ્રકાશ સ્ત્રોત S અરીસાઓ વચ્ચેના કોણના દ્વિભાજક પર સ્થિત છે;
• પ્રથમ (વર્ટિકલ) મિરર M1 એ ઇમેજ S 1 બનાવે છે;
• બીજો (આડો) મિરર Z2 એ ઇમેજ S 2 બનાવે છે;
• પ્રથમ અરીસાની ચાલુતા કાલ્પનિક સ્ત્રોત S 2 ની છબી બનાવે છે, અને બીજા અરીસાની ચાલુતા - કાલ્પનિક સ્ત્રોત S 1; આ છબીઓ મેળ ખાય છે અને S 3 આપે છે.

અરીસાઓ વચ્ચેના ખૂણાના દ્વિભાજક પર મૂકવામાં આવેલા પ્રકાશ સ્ત્રોતની છબીઓની સંખ્યા સૂત્ર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

N = 2 π γ − 1 ,

જ્યાં γ એ અરીસાઓ વચ્ચેનો ખૂણો છે (રેડિયનમાં), γ = π/2.

છબીઓની સંખ્યા છે

N = 2 π / 2 − 1 = 3 .

પ્લેન-સમાંતર પ્લેટમાં પ્રકાશ બીમનો માર્ગ

માં પ્રકાશ બીમનો માર્ગ પ્લેન-સમાંતર પ્લેટજે માધ્યમમાં પ્લેટ સ્થિત છે તેના ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મો પર આધાર રાખે છે.

1. સ્થિત પ્લેન-સમાંતર પ્લેટમાં પ્રકાશ બીમનો માર્ગ ઓપ્ટિકલી સજાતીય માધ્યમમાં(પ્લેટની બંને બાજુએ માધ્યમનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ સમાન છે), ફિગમાં બતાવેલ છે. 11.12.

પ્લેન-સમાંતર પ્લેટમાંથી પસાર થયા પછી ચોક્કસ ખૂણા i 1 પર પ્લેન-સમાંતર પ્લેટ પર પ્રકાશ કિરણની ઘટના:

• તે જ ખૂણા પર તેમાંથી બહાર આવે છે:

i 3 = i 1 ;

• મૂળ દિશામાંથી x રકમ દ્વારા શિફ્ટ થાય છે (ફિગ. 11.12માં ડોટેડ લાઇન).

2. સ્થિત પ્લેન-સમાંતર પ્લેટમાં પ્રકાશ બીમનો માર્ગ બે વાતાવરણની સરહદ પર(પ્લેટની બંને બાજુઓ પર મીડિયાના રીફ્રેક્ટિવ સૂચકાંકો અલગ છે), ફિગમાં બતાવેલ છે. 11.13 અને 11.14.

ચોખા. 11.13

ચોખા. 11.14

પ્લેન-સમાંતર પ્લેટમાંથી પસાર થયા પછી, એક પ્રકાશ બીમ પ્લેટ પરના ઘટનાના ખૂણાથી અલગ ખૂણા પર પ્લેટને છોડે છે:

• જો પ્લેટની પાછળના માધ્યમનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ પ્લેટની સામેના માધ્યમના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ કરતા ઓછો હોય (n 3< n 1), то:

i 3 > i 1 ,

તે બીમ મોટા ખૂણા પર બહાર આવે છે (ફિગ 11.13 જુઓ);

• જો પ્લેટની પાછળના માધ્યમનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ પ્લેટની સામેના માધ્યમના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ કરતાં વધારે હોય (n 3 > n 1), તો પછી:

i 3< i 1 ,

તે બીમ નાના ખૂણા પર બહાર નીકળે છે (ફિગ 11.14 જુઓ).

બીમ ડિસ્પ્લેસમેન્ટ એ પ્લેટમાંથી નીકળતા કિરણો અને પ્લેન-સમાંતર પ્લેટ પર કિરણની ઘટનાની ચાલુ વચ્ચેની લંબની લંબાઈ છે.

ઑપ્ટિકલી એકરૂપ માધ્યમમાં સ્થિત પ્લેન-સમાંતર પ્લેટમાંથી બહાર નીકળવા પર બીમનું વિસ્થાપન (ફિગ. 11.12 જુઓ) સૂત્ર દ્વારા ગણવામાં આવે છે.

જ્યાં d એ પ્લેન-સમાંતર પ્લેટની જાડાઈ છે; i 1 - પ્લેન-સમાંતર પ્લેટ પર બીમની ઘટનાનો કોણ; n એ પ્લેટ સામગ્રીનો સંબંધિત રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ છે (જે માધ્યમમાં પ્લેટ મૂકવામાં આવે છે તેના સાપેક્ષ), n = n 2 /n 1 ; n 1 - માધ્યમનું સંપૂર્ણ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ; n 2 એ પ્લેટ સામગ્રીનો સંપૂર્ણ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ છે.

ચોખા. 11.12

પ્લેન-સમાંતર પ્લેટમાંથી બહાર નીકળવા પર બીમના વિસ્થાપનની ગણતરી નીચેના અલ્ગોરિધમનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે (ફિગ. 11.15):

1) પ્રકાશ રીફ્રેક્શનના નિયમનો ઉપયોગ કરીને ત્રિકોણ ABC માંથી x 1 ની ગણતરી કરો:

જ્યાં n 1 એ માધ્યમનો સંપૂર્ણ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ છે જેમાં પ્લેટ મૂકવામાં આવે છે; n 2 - પ્લેટ સામગ્રીનો સંપૂર્ણ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ;

2) ત્રિકોણ ABD માંથી x 2 ની ગણતરી કરો;

3) તેમના તફાવતની ગણતરી કરો:

Δx = x 2 − x 1 ;

4) ફોર્મ્યુલાનો ઉપયોગ કરીને વિસ્થાપન જોવા મળે છે

x = Δx  cos i 1 .

પ્રકાશ બીમ પ્રચાર સમયપ્લેન-સમાંતર પ્લેટમાં (ફિગ. 11.15) ફોર્મ્યુલા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે

જ્યાં S એ પ્રકાશ દ્વારા પ્રવાસ કરેલો રસ્તો છે, S = |

A C |

; v એ પ્લેટ સામગ્રીમાં પ્રકાશ બીમના પ્રસારની ગતિ છે, v = c/n; c એ શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ છે, c ≈ 3 ⋅ 10 8 m/s; n એ પ્લેટ સામગ્રીનું રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ છે.

પ્લેટમાં પ્રકાશ કિરણ દ્વારા પ્રવાસ કરાયેલો માર્ગ અભિવ્યક્તિ દ્વારા તેની જાડાઈ સાથે સંબંધિત છે

S = d  cos i 2 ,

જ્યાં d પ્લેટની જાડાઈ છે; i 2 એ પ્લેટમાં પ્રકાશ બીમના વક્રીભવનનો કોણ છે.

• ઉદાહરણ 9. પ્લેન-સમાંતર પ્લેટ પર પ્રકાશ બીમની ઘટનાનો કોણ 60° છે. પ્લેટ 5.19 સેમી જાડી છે અને તે 1.73 ના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ સાથે સામગ્રીથી બનેલી છે. જો તે હવામાં હોય તો પ્લેન-સમાંતર પ્લેટમાંથી બહાર નીકળવા પર બીમનું વિસ્થાપન શોધો.
• ઉકેલ. ચાલો એક ડ્રોઇંગ બનાવીએ જેમાં આપણે પ્લેન-સમાંતર પ્લેટમાં પ્રકાશ બીમનો માર્ગ બતાવીએ છીએ:
• એક પ્રકાશ બીમ પ્લેન-સમાંતર પ્લેટ પર i 1 ખૂણા પર પડે છે;

હવા અને પ્લેટ વચ્ચેના ઇન્ટરફેસ પર, બીમ રીફ્રેક્ટેડ છે; પ્રકાશ બીમના રીફ્રેક્શનનો કોણ i 2 ની બરાબર છે;

પ્લેટ અને હવા વચ્ચેના ઇન્ટરફેસ પર, બીમ ફરીથી રીફ્રેક્ટ થાય છે; રીફ્રેક્શનનો કોણ i 1 બરાબર છે.

સૂચવેલ પ્લેટ હવામાં છે, એટલે કે. પ્લેટની બંને બાજુઓ પર, માધ્યમ (હવા) સમાન રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ ધરાવે છે; તેથી, બીમના વિસ્થાપનની ગણતરી કરવા માટે, સૂત્ર લાગુ કરી શકાય છે

x = d sin i 1 (1 − 1 − sin 2 i 1 n 2 − sin 2 i 1) ,

જ્યાં d એ પ્લેટની જાડાઈ છે, d = 5.19 cm; n એ હવાની તુલનામાં પ્લેટ સામગ્રીનું રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ છે, n = 1.73; i 1 એ પ્લેટ પર પ્રકાશની ઘટનાનો કોણ છે, i 1 = 60°.

ગણતરીઓ પરિણામ આપે છે:

x = 5.19 ⋅ 10 − 2 ⋅ 3 2 (1 − 1 − (3 / 2) 2 (1.73) 2 − (3 / 2) 2) = 3.00 ⋅ 10 − 2 m = 3.00 cm.

પ્લેન-સમાંતર પ્લેટમાંથી બહાર નીકળવા પર પ્રકાશ બીમનું વિસ્થાપન 3 સે.મી.

પ્રિઝમમાં પ્રકાશ બીમનો માર્ગ પ્રિઝમમાં પ્રકાશ બીમનો માર્ગ ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યો છે. 11.16.પ્રિઝમના ચહેરા કે જેના દ્વારા પ્રકાશનું કિરણ પસાર થાય છે તેને રીફ્રેક્ટિવ કહેવામાં આવે છે. પ્રિઝમના રીફ્રેક્ટિવ ચહેરાઓ વચ્ચેના ખૂણાને કહેવામાં આવે છે

રીફ્રેક્ટિવ કોણ બીમ ડિફ્લેક્શન કોણપ્રિઝમ

પ્રિઝમ φ (જુઓ આકૃતિ. 11.16) કિરણો I અને II ની સાતત્ય વચ્ચેનો કોણ છે - આકૃતિમાં તેઓ ડોટેડ લાઇન અને પ્રતીક (I) દ્વારા દર્શાવવામાં આવ્યા છે, તેમજ ડોટેડ લાઇન અને પ્રતીક (II).

1. જો પ્રકાશ કિરણ પ્રિઝમના વક્રીવર્તન ચહેરા પર પડે છે કોઈપણ ખૂણા પર, પછી પ્રિઝમ દ્વારા બીમના વિચલનનો કોણ સૂત્ર દ્વારા નક્કી થાય છે

φ = i 1 + i 2 − θ,

જ્યાં i 1 એ પ્રિઝમના રીફ્રેક્ટિવ ફેસ પર બીમનો આકસ્મિક ખૂણો છે (બીમ વચ્ચેનો ખૂણો અને બીમની ઘટનાના બિંદુ પર પ્રિઝમના રીફ્રેક્ટિવ ચહેરા પર લંબ); i 2 - પ્રિઝમમાંથી બીમની બહાર નીકળવાનો કોણ (બીમ અને બીમની બહાર નીકળવાના બિંદુ પર પ્રિઝમની ધાર સુધી લંબ વચ્ચેનો ખૂણો); θ એ પ્રિઝમનો રીફ્રેક્ટીંગ એંગલ છે.

2. જો પ્રકાશ કિરણ પ્રિઝમના રિફ્રેક્ટિંગ ચહેરા પર નાના ખૂણા પર પડે છે (લગભગ લંબપ્રિઝમનો રીફ્રેક્ટિવ ચહેરો), પછી પ્રિઝમ દ્વારા બીમના વિચલનનો કોણ સૂત્ર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે

φ = θ(n − 1),

જ્યાં θ એ પ્રિઝમનો રીફ્રેક્ટિવ કોણ છે; n એ પ્રિઝમ સામગ્રીનો સંબંધિત રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ છે (જે માધ્યમમાં આ પ્રિઝમ મૂકવામાં આવે છે તેના સાપેક્ષ), n = n 2 /n 1 ; n 1 એ માધ્યમનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ છે, n 2 એ પ્રિઝમ સામગ્રીનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ છે.

વિખેરવાની ઘટના (પ્રકાશ કિરણોત્સર્ગની આવર્તન પર રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સની અવલંબન) ને કારણે, પ્રિઝમ સફેદ પ્રકાશને સ્પેક્ટ્રમમાં વિઘટિત કરે છે (ફિગ. 11.17).

ચોખા. 11.17

વિવિધ રંગોના કિરણો (વિવિધ ફ્રીક્વન્સી અથવા તરંગલંબાઇ) પ્રિઝમ દ્વારા અલગ રીતે વિચલિત થાય છે. કિસ્સામાં સામાન્ય વિક્ષેપ(પ્રકાશ કિરણોત્સર્ગની આવર્તન જેટલી ઊંચી હોય છે, સામગ્રીનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ વધારે હોય છે) પ્રિઝમ સૌથી મજબૂત રીતે વાયોલેટ કિરણોને વિચલિત કરે છે; ઓછામાં ઓછું - લાલ.

ઉદાહરણ 10: 1.2 ની રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ ધરાવતી સામગ્રીમાંથી બનેલા ગ્લાસ પ્રિઝમમાં 46°નો રીફ્રેક્ટિવ એંગલ હોય છે અને તે હવામાં હોય છે. પ્રકાશનું કિરણ 30°ના ખૂણા પર પ્રિઝમના વક્રીવર્તન ચહેરા પર હવામાંથી પડે છે. પ્રિઝમ દ્વારા બીમના વિચલનનો કોણ શોધો.

ઉકેલ. ચાલો એક ડ્રોઇંગ બનાવીએ જેમાં આપણે પ્રિઝમમાં પ્રકાશ બીમનો માર્ગ બતાવીએ:

• પ્રકાશ કિરણ હવામાંથી i 1 = 30° ના ખૂણા પર પ્રિઝમના પ્રથમ રીફ્રેક્ટિવ ચહેરા પર પડે છે અને તે કોણ i 2 પર રીફ્રેક્ટ થાય છે;
• પ્રકાશ કિરણ પ્રિઝમના બીજા રીફ્રેક્ટિવ ચહેરા પર i 3 ના ખૂણા પર પડે છે અને i 4 ખૂણા પર વક્રીવર્તિત થાય છે.

પ્રિઝમ દ્વારા બીમના વિચલનનો કોણ સૂત્ર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે

φ = i 1 + i 4 − θ,

જ્યાં θ એ પ્રિઝમનો રીફ્રેક્ટિવ કોણ છે, θ = 46°.

પ્રિઝમ દ્વારા પ્રકાશ બીમના વિચલનના કોણની ગણતરી કરવા માટે, પ્રિઝમમાંથી બીમના બહાર નીકળવાના ખૂણાની ગણતરી કરવી જરૂરી છે.

ચાલો પ્રથમ રીફ્રેક્ટિવ ચહેરા માટે પ્રકાશ રીફ્રેક્શનના નિયમનો ઉપયોગ કરીએ

n 1  sin 1 = n 2  sin 2 ,

જ્યાં n 1 એ હવાનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ છે, n 1 = 1; n 2 એ પ્રિઝમ સામગ્રીનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ છે, n 2 = 1.2.

ચાલો રીફ્રેક્શન i 2 ના કોણની ગણતરી કરીએ:

i 2 = arcsin (n 1  sin i 1 /n 2) = arcsin(sin 30°/1.2) = arcsin(0.4167);

i 2 ≈ 25°.

ત્રિકોણ ABC થી

α + β + θ = 180°,

જ્યાં α = 90° − i 2 ; β = 90° − i 3 ; i 3 - પ્રિઝમના બીજા રીફ્રેક્ટિવ ચહેરા પર પ્રકાશ બીમની ઘટનાનો કોણ.

તે તેને અનુસરે છે

i 3 = θ − i 2 ≈ 46° − 25° = 21°.

ચાલો બીજા રીફ્રેક્ટિવ ચહેરા માટે પ્રકાશ રીફ્રેક્શનના નિયમનો ઉપયોગ કરીએ

n 2  sin 3 = n 1  sin 4 ,

જ્યાં i 4 એ પ્રિઝમમાંથી બીમના બહાર નીકળવાનો કોણ છે.

ચાલો રીફ્રેક્શન i 4 ના કોણની ગણતરી કરીએ:

i 4 = arcsin (n 2  sin i 3 /n 1) = arcsin(1.2 ⋅ sin 21°/1.0) = arcsin(0.4301);

i 4 ≈ 26°.

પ્રિઝમ દ્વારા બીમ ડિફ્લેક્શન કોણ છે

φ = 30° + 26° − 46° = 10°.

મોનોક્રોમેટિક પ્રકાશ ધાર પર પડે છે એબીગ્લાસ પ્રિઝમ (ફિગ. 16.28) હવામાં સ્થિત છે, S 1 O 1 - ઘટના કિરણ, \(~\alpha_1\) - ઘટનાનો કોણ, O 1 O 2 - વક્રીવર્તિત કિરણ, \(~\beta_1\) - કોણ રીફ્રેક્શન કારણ કે પ્રકાશ ઓપ્ટિકલી ઓછા ગાઢ માધ્યમમાંથી ઓપ્ટિકલી વધુ ગાઢ માધ્યમમાં જાય છે, પછી \(~\beta_1<\alpha_1.\) Пройдя через призму, свет падает на ее грань એસી. અહીં તે ફરીથી વક્રીભવન થાય છે \[~\alpha_2\] એ આકસ્મિક કોણ છે, \(~\beta_2\) એ વક્રીવર્તન કોણ છે. આ ચહેરા પર, પ્રકાશ ઓપ્ટિકલી વધુ ગાઢ માધ્યમથી ઓપ્ટિકલી ઓછા ગીચ માધ્યમમાં જાય છે. તેથી \(~\beta_2>\alpha_2.\)

કિનારીઓ વી.એઅને એસ.એ, જેના પર પ્રકાશ રીફ્રેક્શન થાય છે તેને કહેવામાં આવે છે રીફ્રેક્ટીંગ ધાર. રીફ્રેક્ટિવ ચહેરાઓ વચ્ચેનો કોણ \(\varphi\) કહેવાય છે પ્રિઝમમાં પ્રકાશ બીમનો માર્ગ ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યો છે. 11.16.પ્રિઝમ પ્રિઝમમાં પ્રવેશતા કિરણની દિશા અને તેને છોડતી કિરણની દિશા દ્વારા બનેલો કોણ \(~\ડેલ્ટા\) કહેવાય છે. વિચલન કોણ. રીફ્રેક્ટિવ એંગલની સામે આવેલા ચહેરાને કહેવામાં આવે છે પ્રિઝમનો આધાર.

નીચેના સંબંધો પ્રિઝમ માટે માન્ય છે:

1) પ્રથમ રીફ્રેક્ટિવ ચહેરા માટે, પ્રકાશ રીફ્રેક્શનનો નિયમ નીચે મુજબ લખવામાં આવશે:

\(\frac(\sin \alpha_1)(\sin \beta_1)=n,\)

જ્યાં n એ પદાર્થનો સંબંધિત રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ છે જેમાંથી પ્રિઝમ બનાવવામાં આવે છે.

2) બીજા ચહેરા માટે:

\(\frac(\sin \alpha_1)(\sin \beta_1)=\frac(1)(n).\)

3) પ્રિઝમનો રીફ્રેક્ટિવ કોણ:

\(\varphi=\alpha_2 + \beta_1.\)

મૂળ દિશામાંથી પ્રિઝમ બીમનો વિચલન કોણ:

\(\delta = \alpha_1 + \beta_2 - \varphi.\)

પરિણામે, જો પ્રિઝમ પદાર્થની ઓપ્ટિકલ ઘનતા આસપાસના માધ્યમ કરતા વધારે હોય, તો પ્રિઝમમાંથી પસાર થતો પ્રકાશનો કિરણ તેના પાયા તરફ વિચલિત થાય છે. તે બતાવવાનું સરળ છે કે જો પ્રિઝમ પદાર્થની ઓપ્ટિકલ ઘનતા આસપાસના માધ્યમ કરતાં ઓછી હોય, તો પ્રકાશ કિરણ, પ્રિઝમમાંથી પસાર થયા પછી, તેની ટોચ તરફ વિચલિત થશે.

સાહિત્ય

અક્સેનોવિચ એલ.એ. માધ્યમિક શાળામાં ભૌતિકશાસ્ત્ર: થિયરી. સોંપણીઓ. પરીક્ષણો: પાઠયપુસ્તક. સામાન્ય શિક્ષણ આપતી સંસ્થાઓ માટે લાભો. પર્યાવરણ, શિક્ષણ / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; એડ. કે.એસ. ફારિનો. - Mn.: Adukatsiya i vyhavanne, 2004. - P. 469-470.

વિડિઓ ટ્યુટોરીયલ 2: ભૌમિતિક ઓપ્ટિક્સ: રીફ્રેક્શનના નિયમો

વ્યાખ્યાન: પ્રકાશ રીફ્રેક્શનના નિયમો. પ્રિઝમમાં કિરણોનો માર્ગ

આ ક્ષણે જ્યારે કિરણ કોઈ અન્ય માધ્યમ પર પડે છે, ત્યારે તે માત્ર પ્રતિબિંબિત થતું નથી, પણ તેમાંથી પસાર પણ થાય છે. જો કે, ઘનતામાં તફાવતને કારણે, તે તેના માર્ગને બદલે છે. એટલે કે, બીમ, સીમાને અથડાવે છે, તેના પ્રસારના માર્ગને બદલે છે અને ચોક્કસ ખૂણા દ્વારા વિસ્થાપન સાથે આગળ વધે છે. જ્યારે બીમ કાટખૂણે ચોક્કસ ખૂણા પર પડે ત્યારે રીફ્રેક્શન થશે. જો તે કાટખૂણે એકરુપ હોય, તો વક્રીભવન થતું નથી અને બીમ સમાન ખૂણા પર માધ્યમમાં પ્રવેશ કરે છે.

એર-મીડિયા

જ્યારે પ્રકાશ એક માધ્યમથી બીજા માધ્યમમાં જાય છે ત્યારે સૌથી સામાન્ય પરિસ્થિતિ એ હવામાંથી સંક્રમણ છે.

તેથી, ચિત્રમાં જેએસસી- ઇન્ટરફેસ પર કિરણની ઘટના, COઅને ઓડી- મીડિયાના વિભાગો માટે લંબ (સામાન્ય), બીમની ઘટનાના બિંદુથી નીચું. ઓબી- એક કિરણ કે જે વક્રીભવન કરવામાં આવ્યું છે અને અન્ય માધ્યમમાં સ્થાનાંતરિત થયું છે. સામાન્ય અને આકસ્મિક કિરણ વચ્ચેના ખૂણોને આકસ્મિક ખૂણો કહેવામાં આવે છે (AOC). વક્રીભવન કિરણ અને સામાન્ય વચ્ચેના કોણને વક્રીવર્તન કોણ કહેવામાં આવે છે (BOD).

ચોક્કસ માધ્યમની પ્રત્યાવર્તન તીવ્રતા શોધવા માટે, PV રજૂ કરવામાં આવે છે, જેને રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ કહેવામાં આવે છે. આ મૂલ્ય ટેબ્યુલર છે અને મૂળભૂત પદાર્થો માટે મૂલ્ય એ સતત મૂલ્ય છે જે કોષ્ટકમાં મળી શકે છે. મોટેભાગે, સમસ્યાઓ હવા, પાણી અને કાચના રીફ્રેક્ટિવ સૂચકાંકોનો ઉપયોગ કરે છે.

વાયુ-માધ્યમ માટે રીફ્રેક્શનના નિયમો

1. જ્યારે ઘટના અને રીફ્રેક્ટેડ કિરણો, તેમજ મીડિયાના વિભાગો માટે સામાન્ય ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે, ત્યારે સૂચિબદ્ધ બધા જથ્થા સમાન પ્લેનમાં છે.

2. આકસ્મિક ખૂણોની સાઈન અને રીફ્રેક્શનના કોણની સાઈનનો ગુણોત્તર એ માધ્યમના પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંકની બરાબર એક સ્થિર મૂલ્ય છે.

આ સંબંધ પરથી તે સ્પષ્ટ છે કે પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંકનું મૂલ્ય એકતા કરતા વધારે છે, જેનો અર્થ છે કે ઘટનાના ખૂણાની સાઈન હંમેશા વક્રીભવનના કોણની સાઈન કરતાં મોટી હોય છે. એટલે કે, જો બીમ હવાને ગીચ માધ્યમમાં છોડે છે, તો કોણ ઘટે છે.

રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ એ પણ બતાવે છે કે શૂન્યાવકાશમાં પ્રસરણની તુલનામાં ચોક્કસ માધ્યમમાં પ્રકાશના પ્રસારની ઝડપ કેવી રીતે બદલાય છે:

આમાંથી આપણે નીચેનો સંબંધ મેળવી શકીએ છીએ:

જ્યારે આપણે હવાને ધ્યાનમાં લઈએ છીએ, ત્યારે આપણે કેટલીક અવગણના કરી શકીએ છીએ - અમે ધારીશું કે આ માધ્યમનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ એકતા સમાન છે, પછી હવામાં પ્રકાશના પ્રસારની ગતિ 3 * 10 8 m/s જેટલી હશે.

રે રિવર્સિબિલિટી

આ કાયદા એવા કિસ્સાઓમાં પણ લાગુ પડે છે કે જ્યાં કિરણોની દિશા વિરુદ્ધ દિશામાં થાય છે, એટલે કે, માધ્યમથી હવામાં. એટલે કે, કિરણો જે દિશામાં આગળ વધે છે તેનાથી પ્રકાશના પ્રસારનો માર્ગ પ્રભાવિત થતો નથી.

મનસ્વી માધ્યમો માટે રીફ્રેક્શનનો કાયદો

"પ્રકાશ ભૌતિકશાસ્ત્રનું રીફ્રેક્શન" - N 2.1 - પ્રથમની તુલનામાં બીજા માધ્યમનો સંબંધિત રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ. જો એન<1, то угол преломления больше угла падения. Если обозначить скорость распространения света в первой среде V1, а во второй – V2, то n = V1/ V2. Преломление света. Законы преломления света 8 класс. План изложения нового материала:

"પ્રકાશનું રીફ્રેક્શન" - પ્રકાશ બીમ. નોન-હોમોસેન્ટ્રિક બીમ અવકાશમાં એક બિંદુ પર કન્વર્જ થતા નથી. દૃશ્યમાન પ્રકાશ તરંગલંબાઇ સાથે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન છે? 380-760 nm (વાયોલેટથી લાલ). પારો વરખ પર રેડવામાં આવ્યો હતો, જેણે ટીન સાથે એક મિશ્રણ બનાવ્યું હતું. પ્રકાશના નજીકના કિરણોના સમૂહને પ્રકાશનો કિરણ ગણી શકાય.

"પ્રકાશનું પ્રતિબિંબ અને રીફ્રેક્શન" - રેને ડેસકાર્ટેસ. C > V. શું અદ્રશ્યતા કેપ બનાવવી શક્ય છે? યુક્લિડ. યુક્લિડનો પ્રયોગ. યુક્લિડ (III સદી બીસી) - પ્રાચીન ગ્રીક વૈજ્ઞાનિક. પ્રકાશ રીફ્રેક્શનનો નિયમ. ઘટનાના કોણ પર વક્રીભવનના કોણની અવલંબન. Oktyabrskaya માધ્યમિક શાળા નંબર 1 Salikhova I.E. ખાતે ભૌતિકશાસ્ત્રના શિક્ષક. ("બીમ પાથ એર - ગ્લાસ" પ્રયોગની લિંક).

"પ્રક્રિયાના નિયમો" - પ્રકાશનું રીફ્રેક્શન ઘટનાના ઉદાહરણો. ઉલટાવી શકાય તેવું આકૃતિ. કયું માધ્યમ ઓપ્ટીકલી ગીચ છે? 1. આકૃતિ બે માધ્યમોની સીમા પર પ્રકાશના કિરણનું વક્રીભવન દર્શાવે છે. વ્યાખ્યા. ઓપ્ટિકલ સાધનો 1. માઇક્રોસ્કોપ. 2. કેમેરા. 3.ટેલિસ્કોપ. રીફ્રેક્શનના નિયમો. આકૃતિ પ્રકાશ કિરણોની ઉલટાવી શકાય તેવો સિદ્ધાંત દર્શાવે છે.

"પ્રકાશના રીફ્રેક્શનનું ભૌતિકશાસ્ત્ર" - પ્રકાશનું રીફ્રેક્શન. લેખક: Vasilyeva E.D. ભૌતિકશાસ્ત્ર શિક્ષક, મ્યુનિસિપલ શૈક્ષણિક સંસ્થા જીમનેશિયમ, 2009 G.-H ની પરીકથામાંથી. પ્રકાશ રીફ્રેક્શનના નિયમો. પણ અફસોસ! સ્પેક્યુલર ડિફ્યુઝ. કુલ પ્રતિબિંબ. પ્રતિબિંબ -.

"વિવિધ માધ્યમોમાં પ્રકાશનું રીફ્રેક્શન" - અતિ-લાંબી-શ્રેણીની દ્રષ્ટિનું મિરાજ. નિરીક્ષકની આંખો દ્વારા મેઘધનુષ્ય. માછલીની સાચી (A) અને દેખીતી (B) સ્થિતિ. ઓપ્ટીકલી અસંગત માધ્યમમાં બીમ પાથ. પાણીમાં જનાર વ્યક્તિના પગ કેમ ટૂંકા લાગે છે? નાનું વર્તુળ. પ્રકાશ માર્ગદર્શિકા રીફ્રેક્શન એ ઓપ્ટીકલી અસંગત માધ્યમમાં રેખીય પ્રચારમાંથી પ્રકાશનું વિચલન છે.

ચાલો પ્રકાશ રીફ્રેક્શનના કેટલાક ખાસ કિસ્સાઓ ધ્યાનમાં લઈએ. પ્રિઝમ દ્વારા પ્રકાશનું પસાર થવું એ સૌથી સરળ છે. તે કાચની સાંકડી ફાચર અથવા હવામાં લટકાવેલી અન્ય પારદર્શક સામગ્રી છે.

પ્રિઝમ દ્વારા કિરણોનો માર્ગ બતાવવામાં આવ્યો છે. તે પ્રકાશ કિરણોને આધાર તરફ વાળે છે. સ્પષ્ટતા માટે, પ્રિઝમ પ્રોફાઇલને કાટકોણ ત્રિકોણના સ્વરૂપમાં પસંદ કરવામાં આવે છે, અને ઘટના બીમ તેના આધારની સમાંતર છે. આ કિસ્સામાં, બીમનું રીફ્રેક્શન ફક્ત પ્રિઝમની પાછળની, ત્રાંસી ધાર પર જ થાય છે. કોણ w કે જેના દ્વારા ઘટના કિરણને વિચલિત કરવામાં આવે છે તેને પ્રિઝમનો વિચલન કોણ કહેવામાં આવે છે. તે ઘટનાના કિરણની દિશાથી વ્યવહારીક રીતે સ્વતંત્ર છે: જો બાદમાં ઘટનાની ધાર પર લંબરૂપ ન હોય, તો વિચલન કોણ બંને ચહેરા પરના વક્રીભવનના ખૂણાઓથી બનેલું હોય છે.

પ્રિઝમનો ડિફ્લેક્શન એંગલ તેના શિખર પરના કોણના ઉત્પાદન અને પ્રિઝમ પદાર્થ માઈનસ 1 ના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ જેટલો લગભગ સમાન છે:

w = α(n-1).

ચાલો પ્રિઝમના બીજા ચહેરાને તેના પરના બીમ (ડૅશ-ડોટેડ રેખા) ની ઘટનાના બિંદુ પર લંબ દોરીએ. તે ઘટના કિરણ સાથે β કોણ બનાવે છે. આ ખૂણો પ્રિઝમના શિરોબિંદુ પરના કોણ α જેટલો છે, કારણ કે તેમની બાજુઓ પરસ્પર લંબ છે. પ્રિઝમ પાતળું હોવાથી અને વિચારણા હેઠળના તમામ ખૂણા નાના હોવાને કારણે, તેમની સાઈન્સને રેડિયનમાં વ્યક્ત કરાયેલા ખૂણાઓની લગભગ સમાન ગણી શકાય. પછી પ્રકાશના રીફ્રેક્શનના નિયમમાંથી તે નીચે મુજબ છે:

આ અભિવ્યક્તિમાં, n એ છેદમાં છે, કારણ કે પ્રકાશ ગીચ માધ્યમથી ઓછા ગાઢ સુધી આવે છે.

ચાલો અંશ અને છેદને અદલાબદલી કરીએ, અને કોણ β ને તેના સમાન કોણ α સાથે બદલીએ:

સ્પેક્ટેકલ લેન્સ માટે સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા કાચનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ 1.5 ની નજીક હોવાથી, પ્રિઝમ્સનો ડિફ્લેક્શન એંગલ તેમના શિખર પરનો લગભગ અડધો ખૂણો છે. તેથી, ચશ્મામાં 5° થી વધુના વિચલન કોણવાળા પ્રિઝમ ભાગ્યે જ ઉપયોગમાં લેવાય છે; તેઓ ખૂબ જાડા અને ભારે હશે. ઓપ્ટોમેટ્રીમાં, પ્રિઝમ્સ (પ્રિઝમેટિક એક્શન) ની વિચલિત અસર ઘણીવાર ડિગ્રીમાં નહીં, પરંતુ પ્રિઝમ ડાયોપ્ટર્સ (Δ) અથવા સેન્ટિરેડિયન (srad) માં માપવામાં આવે છે. પ્રિઝમથી 1 મીટરના અંતરે 1 prdptr (1 srad) બળ સાથે પ્રિઝમ દ્વારા કિરણોનું વિચલન 1 સે.મી. છે, જેની સ્પર્શક 0.01 છે. આ કોણ 34" છે.

આ જ દ્રશ્ય ખામીને લાગુ પડે છે, સ્ટ્રેબિસમસ, પ્રિઝમ્સ દ્વારા સુધારેલ. સ્ક્વિન્ટ એંગલને ડિગ્રી અને પ્રિઝમ ડાયોપ્ટરમાં માપી શકાય છે.