સંપૂર્ણ આંતરિક પ્રતિબિંબ કઈ પરિસ્થિતિઓમાં થાય છે? પ્રકાશનું રીફ્રેક્શન

વિવિધ માધ્યમોમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોનો પ્રસાર પ્રતિબિંબ અને રીફ્રેક્શનના નિયમોને આધીન છે. આ નિયમોમાંથી, અમુક પરિસ્થિતિઓમાં, એક રસપ્રદ અસર અનુસરે છે, જેને ભૌતિકશાસ્ત્રમાં પ્રકાશનું સંપૂર્ણ આંતરિક પ્રતિબિંબ કહેવામાં આવે છે. ચાલો આ અસર શું છે તેના પર નજીકથી નજર કરીએ.

પ્રતિબિંબ અને રીફ્રેક્શન

પ્રકાશના આંતરિક કુલ પ્રતિબિંબની વિચારણા પર સીધા આગળ વધતા પહેલા, પ્રતિબિંબ અને રીફ્રેક્શનની પ્રક્રિયાઓ સમજાવવી જરૂરી છે.

પ્રતિબિંબ એ કોઈ પણ ઈન્ટરફેસનો સામનો કરતી વખતે સમાન માધ્યમમાં પ્રકાશ કિરણની હિલચાલની દિશામાં ફેરફારને દર્શાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો તમે અરીસા પર લેસર પોઇન્ટર દર્શાવો છો, તો તમે વર્ણવેલ અસરનું અવલોકન કરી શકો છો.

રીફ્રેક્શન એ, પ્રતિબિંબની જેમ, પ્રકાશની હિલચાલની દિશામાં ફેરફાર છે, પરંતુ પ્રથમમાં નહીં, પરંતુ બીજા માધ્યમમાં. આ ઘટનાનું પરિણામ એ પદાર્થોની રૂપરેખા અને તેમની અવકાશી ગોઠવણીનું વિકૃતિ હશે. જ્યારે પાણીના ગ્લાસમાં મુકવામાં આવે ત્યારે પેન્સિલ અથવા પેન તૂટી જાય ત્યારે રીફ્રેક્શનનું સામાન્ય ઉદાહરણ છે.

પરાવર્તન અને પ્રતિબિંબ એકબીજા સાથે સંબંધિત છે. તેઓ લગભગ હંમેશા એકસાથે હાજર હોય છે: બીમ ઉર્જાનો એક ભાગ પ્રતિબિંબિત થાય છે, અને બીજો ભાગ રીફ્રેક્ટ થાય છે.

બંને ઘટનાઓ ફર્મેટના સિદ્ધાંતના ઉપયોગનું પરિણામ છે. તે જણાવે છે કે પ્રકાશ બે બિંદુઓ વચ્ચેના માર્ગ સાથે આગળ વધે છે જે તેને ઓછામાં ઓછો સમય લેશે.

કારણ કે પ્રતિબિંબ એ એક અસર છે જે એક માધ્યમમાં થાય છે, અને રીફ્રેક્શન બે માધ્યમોમાં થાય છે, બાદમાં માટે તે મહત્વપૂર્ણ છે કે બંને માધ્યમો ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો માટે પારદર્શક છે.

રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સનો ખ્યાલ

વિચારણા હેઠળની ઘટનાના ગાણિતિક વર્ણન માટે રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ એ એક મહત્વપૂર્ણ જથ્થો છે. ચોક્કસ માધ્યમનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ નીચે પ્રમાણે નક્કી કરવામાં આવે છે:

જ્યાં c અને v અનુક્રમે શૂન્યાવકાશ અને દ્રવ્યમાં પ્રકાશની ગતિ છે. v ની કિંમત હંમેશા c કરતા ઓછી હોય છે, તેથી n ની કિંમત એક કરતા મોટી હશે. પરિમાણહીન ગુણાંક n દર્શાવે છે કે પદાર્થ (માધ્યમ) માં કેટલો પ્રકાશ શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશ કરતાં પાછળ રહેશે. આ ગતિ વચ્ચેનો તફાવત રીફ્રેક્શનની ઘટના તરફ દોરી જાય છે.

પદાર્થમાં પ્રકાશની ગતિ બાદની ઘનતા સાથે સંબંધ ધરાવે છે. માધ્યમ જેટલું ગીચ છે, પ્રકાશ માટે તેમાંથી પસાર થવું મુશ્કેલ છે. ઉદાહરણ તરીકે, હવા n = 1.00029 માટે, એટલે કે, લગભગ વેક્યૂમ માટે, પાણી n = 1.333 માટે.

પ્રતિબિંબ, રીફ્રેક્શન અને તેમના કાયદા

સંપૂર્ણ પ્રતિબિંબના પરિણામનું એક આકર્ષક ઉદાહરણ એ હીરાની ચળકતી સપાટી છે. હીરાની રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ 2.43 છે, તેથી રત્નમાં પ્રવેશતા પ્રકાશના ઘણા કિરણો તેને છોડતા પહેલા બહુવિધ કુલ પ્રતિબિંબનો અનુભવ કરે છે.

હીરા માટે નિર્ણાયક કોણ θc નક્કી કરવામાં સમસ્યા

ચાલો એક સરળ સમસ્યાનો વિચાર કરીએ જ્યાં આપણે આપેલ સૂત્રોનો ઉપયોગ કેવી રીતે કરવો તે બતાવીશું. જો હીરાને હવામાંથી પાણીમાં મૂકવામાં આવે તો કુલ પ્રતિબિંબનો નિર્ણાયક કોણ કેટલો બદલાશે તેની ગણતરી કરવી જરૂરી છે.

કોષ્ટકમાં દર્શાવેલ માધ્યમોના પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંકો માટેના મૂલ્યો જોયા પછી, અમે તેમને લખીએ છીએ:

• હવા માટે: n 1 = 1.00029;
• પાણી માટે: n 2 = 1.333;
• હીરા માટે: n 3 = 2.43.

હીરા-એર જોડી માટે નિર્ણાયક કોણ છે:

θ c1 = arcsin(n 1 /n 3) = arcsin(1.00029/2.43) ≈ 24.31 o.

જેમ તમે જોઈ શકો છો, મીડિયાની આ જોડી માટે નિર્ણાયક કોણ ખૂબ નાનો છે, એટલે કે, માત્ર તે કિરણો હીરામાંથી હવામાં બહાર નીકળી શકે છે જે 24.31 o કરતાં સામાન્ય કરતાં વધુ નજીક છે.

પાણીમાં હીરાના કેસ માટે આપણે મેળવીએ છીએ:

θ c2 = arcsin(n 2 /n 3) = arcsin(1.333/2.43) ≈ 33.27 o.

નિર્ણાયક કોણમાં વધારો હતો:

Δθ c = θ c2 - θ c1 ≈ 33.27 o - 24.31 o = 8.96 o.

હીરામાં પ્રકાશના સંપૂર્ણ પ્રતિબિંબ માટે નિર્ણાયક ખૂણામાં આ થોડો વધારો થવાથી તે પાણીમાં લગભગ હવાની જેમ જ ચમકે છે.

જ્યારે તરંગો ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સહિત માધ્યમમાં પ્રસરે છે, ત્યારે કોઈપણ સમયે નવી તરંગો શોધવા માટે, ઉપયોગ કરો હ્યુજેન્સનો સિદ્ધાંત.

વેવ ફ્રન્ટ પરનો દરેક બિંદુ ગૌણ તરંગોનો સ્ત્રોત છે.

સજાતીય આઇસોટ્રોપિક માધ્યમમાં, ગૌણ તરંગોની તરંગ સપાટીઓ v×Dt ત્રિજ્યાના ગોળાઓનું સ્વરૂપ ધરાવે છે, જ્યાં v એ માધ્યમમાં તરંગોના પ્રસારની ગતિ છે. ગૌણ તરંગોના તરંગ મોરચાના પરબિડીયુંને દોરવાથી, અમે સમયની ચોક્કસ ક્ષણે એક નવો તરંગ મોરચો મેળવીએ છીએ (ફિગ. 7.1, એ, બી).

પ્રતિબિંબનો કાયદો

હ્યુજેન્સના સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીને, બે ડાઇલેક્ટ્રિક્સ વચ્ચેના ઇન્ટરફેસ પર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોના પ્રતિબિંબના નિયમને સાબિત કરવું શક્ય છે.

ઘટના કોણ પ્રતિબિંબ કોણ સમાન છે. ઘટના અને પ્રતિબિંબિત કિરણો, બે ડાઇલેક્ટ્રિક્સ વચ્ચેના ઇન્ટરફેસના લંબ સાથે, એક જ પ્લેનમાં આવેલા છે.Ð a = Ð b. (7.1)

પ્લેન લાઇટ વેવ (કિરણો 1 અને 2, ફિગ. 7.2) બે માધ્યમો વચ્ચેના ફ્લેટ LED ઇન્ટરફેસ પર પડવા દો. બીમ અને LED ના કાટખૂણે વચ્ચેના કોણ aને આકસ્મિક ખૂણો કહેવામાં આવે છે. જો કોઈ ચોક્કસ ક્ષણે ઘટનાનો આગળનો ભાગ OB તરંગ O બિંદુ સુધી પહોંચે છે, તો હ્યુજેન્સના સિદ્ધાંત મુજબ આ બિંદુ

ચોખા. 7.2

ગૌણ તરંગ ઉત્સર્જિત કરવાનું શરૂ કરે છે. સમય દરમિયાન Dt = VO 1 /v, ઘટના બીમ 2 બિંદુ O 1 સુધી પહોંચે છે. તે જ સમય દરમિયાન, ગૌણ તરંગનો આગળનો ભાગ, બિંદુ O માં પ્રતિબિંબિત થયા પછી, તે જ માધ્યમમાં પ્રચાર કરીને, OA = v Dt = BO 1 ત્રિજ્યા સાથે ગોળાર્ધના બિંદુઓ સુધી પહોંચે છે. નવી તરંગનો આગળનો ભાગ પ્લેન AO દ્વારા દર્શાવવામાં આવ્યો છે. 1, અને કિરણ OA દ્વારા પ્રસારની દિશા. કોણ b ને પ્રતિબિંબનો ખૂણો કહેવામાં આવે છે. ત્રિકોણ OAO 1 અને OBO 1 ની સમાનતામાંથી, પ્રતિબિંબનો નિયમ નીચે મુજબ છે: ઘટનાનો કોણ પ્રતિબિંબના ખૂણા જેટલો છે.

રીફ્રેક્શનનો કાયદો

એક ઓપ્ટીકલી સજાતીય માધ્યમ 1 દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે , (7.2)

ગુણોત્તર n 2 / n 1 = n 21 (7.4)

કહેવાય છે

(7.5)

શૂન્યાવકાશ n = 1 માટે.

વિક્ષેપને કારણે (પ્રકાશ આવર્તન n » 10 14 Hz), ઉદાહરણ તરીકે, પાણી n = 1.33 માટે, અને n = 9 (e = 81) માટે નહીં, નીચી ફ્રીક્વન્સીઝ માટે ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સમાંથી નીચે મુજબ છે. જો પ્રથમ માધ્યમમાં પ્રકાશના પ્રસારની ઝડપ v 1 હોય, અને બીજામાં - v 2 હોય,

ચોખા. 7.3

પછી Dt સમય દરમિયાન ઘટના વિમાન તરંગ પ્રથમ માધ્યમ AO 1 = v 1 Dt માં AO 1 અંતર પ્રવાસ કરે છે. ગૌણ તરંગનો આગળનો ભાગ, બીજા માધ્યમમાં ઉત્સાહિત (હ્યુજેન્સના સિદ્ધાંત અનુસાર), ગોળાર્ધના બિંદુઓ સુધી પહોંચે છે, જેની ત્રિજ્યા OB = v 2 Dt. બીજા માધ્યમમાં પ્રસરી રહેલા તરંગનો નવો આગળનો ભાગ BO 1 પ્લેન (ફિગ. 7.3), અને કિરણો OB અને O 1 C (તરંગના આગળના ભાગને લંબ) દ્વારા તેના પ્રસારની દિશા દર્શાવે છે. બિંદુ O પર બે ડાઇલેક્ટ્રિક્સ વચ્ચેના કિરણ OB અને સામાન્યથી ઇન્ટરફેસ વચ્ચેનો કોણ b રીફ્રેક્શન કોણ કહેવાય છે. OAO 1 અને OBO 1 ત્રિકોણમાંથી તે અનુસરે છે કે AO 1 = OO 1 sin a, OB = OO 1 sin b.

તેમનું વલણ વ્યક્ત કરે છે રીફ્રેક્શનનો કાયદો(કાયદો સ્નેલ):

. (7.6)

આકસ્મિક ખૂણોની સાઈન અને રીફ્રેક્શન કોણની સાઈનનો ગુણોત્તર બે માધ્યમોના સાપેક્ષ પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંક જેટલો છે.

કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબ

ચોખા. 7.4

રીફ્રેક્શનના નિયમ મુજબ, બે માધ્યમો વચ્ચેના ઇન્ટરફેસ પર તમે અવલોકન કરી શકો છો સંપૂર્ણ આંતરિક પ્રતિબિંબ, જો n 1 > n 2, એટલે કે Ðb > Ða (ફિગ. 7.4). પરિણામે, ઘટનાનો મર્યાદિત કોણ છે Ða pr જ્યારે Ðb = 90 0 હોય છે. પછી રીફ્રેક્શનનો કાયદો (7.6) નીચેનું સ્વરૂપ લે છે:

sin a pr = , (sin 90 0 =1) (7.7)

ઘટનાના કોણ Ða > Ða pr માં વધુ વધારા સાથે, પ્રકાશ બે માધ્યમો વચ્ચેના ઇન્ટરફેસમાંથી સંપૂર્ણપણે પ્રતિબિંબિત થાય છે.

આ ઘટના કહેવામાં આવે છે સંપૂર્ણ આંતરિક પ્રતિબિંબઅને ઓપ્ટિક્સમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, પ્રકાશ કિરણોની દિશા બદલવા માટે (ફિગ. 7.5, a, b).

તેનો ઉપયોગ ટેલિસ્કોપ, દૂરબીન, ફાઈબર ઓપ્ટિક્સ અને અન્ય ઓપ્ટિકલ સાધનોમાં થાય છે.

શાસ્ત્રીય તરંગ પ્રક્રિયાઓમાં, જેમ કે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોના સંપૂર્ણ આંતરિક પ્રતિબિંબની ઘટના, ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સમાં ટનલ અસર જેવી ઘટનાઓ જોવા મળે છે, જે કણોના તરંગ-કોર્પસ્ક્યુલર ગુણધર્મો સાથે સંકળાયેલ છે.

ખરેખર, જ્યારે પ્રકાશ એક માધ્યમથી બીજા માધ્યમમાં જાય છે, ત્યારે પ્રકાશનું રીફ્રેક્શન જોવા મળે છે, જે વિવિધ માધ્યમોમાં તેના પ્રસારની ગતિમાં ફેરફાર સાથે સંકળાયેલું છે. બે માધ્યમો વચ્ચેના ઇન્ટરફેસ પર, પ્રકાશ બીમ બે ભાગમાં વહેંચાયેલો છે: રીફ્રેક્ટેડ અને પરાવર્તિત.

પ્રકાશનું કિરણ લંબચોરસ સમદ્વિબાજુ કાચ પ્રિઝમના ચહેરા 1 પર કાટખૂણે પડે છે અને, વક્રીભવન વિના, ચહેરા 2 પર પડે છે, કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબ જોવા મળે છે, કારણ કે ચહેરા 2 પરના કિરણનો આકસ્મિક કોણ (Ða = 45 0) વધારે છે. કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબના મર્યાદિત કોણ કરતાં (કાચ n 2 = 1.5; Ða pr = 42 0 માટે).

જો સમાન પ્રિઝમ ચહેરા 2 થી ચોક્કસ અંતર H ~ l/2 પર મૂકવામાં આવે છે, તો પ્રકાશનું કિરણ ચહેરા 2 *માંથી પસાર થશે અને ચહેરા 1 પર કિરણની ઘટનાની સમાંતર ચહેરા 1 દ્વારા પ્રિઝમમાંથી બહાર નીકળશે. તીવ્રતા J ટ્રાન્સમિટેડ લાઇટ ફ્લક્સ કાયદા અનુસાર પ્રિઝમ વચ્ચેના અંતર h વધારવા સાથે ઝડપથી ઘટે છે:

,

જ્યાં w એ બીમ બીજા માધ્યમમાં પસાર થવાની ચોક્કસ સંભાવના છે; d એ પદાર્થના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સના આધારે ગુણાંક છે; l ઘટના પ્રકાશની તરંગલંબાઇ છે

તેથી, "પ્રતિબંધિત" પ્રદેશમાં પ્રકાશનો પ્રવેશ એ ક્વોન્ટમ ટનલીંગ અસરનું ઓપ્ટિકલ એનાલોગ છે.

સંપૂર્ણ આંતરિક પ્રતિબિંબની ઘટના ખરેખર સંપૂર્ણ છે, કારણ કે આ કિસ્સામાં ઘટના પ્રકાશની બધી ઉર્જા જ્યારે પ્રતિબિંબિત થાય છે તેના કરતાં બે માધ્યમો વચ્ચેના ઇન્ટરફેસ પર પ્રતિબિંબિત થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, ધાતુના અરીસાઓની સપાટી પરથી. આ ઘટનાનો ઉપયોગ કરીને, એક તરફ, પ્રકાશના વક્રીભવન અને પ્રતિબિંબ વચ્ચે, અને બીજી તરફ, વાવિલોવ-ચેરેનકોવ કિરણોત્સર્ગ વચ્ચે અન્ય સામ્યતા શોધી શકાય છે.

વેવ હસ્તક્ષેપ

7.2.1. વેક્ટરની ભૂમિકા અને

વ્યવહારમાં, વાસ્તવિક માધ્યમોમાં એક સાથે અનેક તરંગો પ્રચાર કરી શકે છે. તરંગોના ઉમેરાના પરિણામે, સંખ્યાબંધ રસપ્રદ ઘટનાઓ જોવા મળે છે: દખલ, વિવર્તન, પ્રતિબિંબ અને તરંગોનું વક્રીભવનવગેરે

આ તરંગની ઘટનાઓ માત્ર યાંત્રિક તરંગોની જ નહીં, પણ વિદ્યુત, ચુંબકીય, પ્રકાશ વગેરેની પણ લાક્ષણિકતા છે. તમામ પ્રાથમિક કણો પણ તરંગ ગુણધર્મો દર્શાવે છે, જે ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ દ્વારા સાબિત થયું છે.

સૌથી રસપ્રદ તરંગની ઘટનાઓમાંની એક, જે જ્યારે બે અથવા વધુ તરંગો માધ્યમમાં પ્રસારિત થાય છે ત્યારે જોવા મળે છે, તેને દખલ કહેવામાં આવે છે. એક ઓપ્ટીકલી સજાતીય માધ્યમ 1 દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે સંપૂર્ણ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ , (7.8)

જ્યાં c એ શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ છે; v 1 - પ્રથમ માધ્યમમાં પ્રકાશની ગતિ.

મધ્યમ 2 એ સંપૂર્ણ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે

જ્યાં v 2 એ બીજા માધ્યમમાં પ્રકાશની ગતિ છે.

વલણ (7.10)

કહેવાય છે પ્રથમની તુલનામાં બીજા માધ્યમનો સંબંધિત રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ.પારદર્શક ડાઇલેક્ટ્રિક્સ માટે જેમાં m = 1, મેક્સવેલના સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીને, અથવા

જ્યાં e 1, e 2 એ પ્રથમ અને બીજા માધ્યમના ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંકો છે.

શૂન્યાવકાશ n = 1. વિખેરવાના કારણે (પ્રકાશ આવર્તન n » 10 14 Hz), ઉદાહરણ તરીકે, પાણી n = 1.33 માટે, અને n = 9 (e = 81) માટે નહીં, નીચી આવર્તન માટે ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સમાંથી નીચે મુજબ છે. પ્રકાશ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો છે. તેથી, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર અનુક્રમે વેક્ટર અને , જે અનુક્રમે ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રોની શક્તિઓને લાક્ષણિકતા આપે છે દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. જો કે, પદાર્થ સાથે પ્રકાશની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની ઘણી પ્રક્રિયાઓમાં, ઉદાહરણ તરીકે, દ્રષ્ટિના અંગો, ફોટોસેલ્સ અને અન્ય ઉપકરણો પર પ્રકાશની અસર, નિર્ણાયક ભૂમિકા વેક્ટરની છે, જેને ઓપ્ટિક્સમાં પ્રકાશ વેક્ટર કહેવામાં આવે છે.

અમે § 81 માં ધ્યાન દોર્યું છે કે જ્યારે પ્રકાશ બે માધ્યમો વચ્ચેના ઇન્ટરફેસ પર પડે છે, ત્યારે પ્રકાશ ઊર્જા બે ભાગમાં વહેંચાય છે: એક ભાગ પ્રતિબિંબિત થાય છે, બીજો ભાગ બીજા માધ્યમમાં ઇન્ટરફેસ દ્વારા ઘૂસી જાય છે. હવાથી કાચમાં પ્રકાશના સંક્રમણના ઉદાહરણનો ઉપયોગ કરીને, એટલે કે ઓપ્ટિકલી ઓછી ઘનતાવાળા માધ્યમથી ઓપ્ટિકલી ઘનતાવાળા માધ્યમમાં, અમે જોયું કે પ્રતિબિંબિત ઊર્જાનું પ્રમાણ ઘટનાના કોણ પર આધારિત છે. આ કિસ્સામાં, પ્રતિબિંબિત ઊર્જાનો અપૂર્ણાંક મોટા પ્રમાણમાં વધે છે કારણ કે ઘટનાનો કોણ વધે છે; જો કે, ઘટનાના ખૂબ મોટા ખૂણા પર પણ, જ્યારે લાઇટ બીમ લગભગ ઇન્ટરફેસ સાથે સ્લાઇડ કરે છે, ત્યારે પણ કેટલીક પ્રકાશ ઊર્જા બીજા માધ્યમમાં જાય છે (જુઓ §81, કોષ્ટકો 4 અને 5).

એક નવી રસપ્રદ ઘટના ઊભી થાય છે જો કોઈપણ માધ્યમમાં પ્રસરણ કરતો પ્રકાશ આ માધ્યમ અને ઓપ્ટિકલી ઓછી ગીચ હોય તેવા માધ્યમની વચ્ચેના ઈન્ટરફેસ પર પડે, એટલે કે નીચો સંપૂર્ણ રીફ્રેક્ટિવ ઈન્ડેક્સ હોય. અહીં પણ, પ્રતિબિંબિત ઊર્જાનો અપૂર્ણાંક ઘટનાના ખૂણો સાથે વધે છે, પરંતુ વધારો એક અલગ નિયમને અનુસરે છે: ઘટનાના ચોક્કસ ખૂણાથી શરૂ કરીને, તમામ પ્રકાશ ઊર્જા ઇન્ટરફેસમાંથી પ્રતિબિંબિત થાય છે. આ ઘટનાને કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબ કહેવામાં આવે છે.

ચાલો આપણે ફરીથી વિચારીએ, જેમ કે §81 માં, કાચ અને હવા વચ્ચેના ઇન્ટરફેસ પર પ્રકાશની ઘટનાઓ. ઘટનાના જુદા જુદા ખૂણા પર કાચમાંથી પ્રકાશ બીમને ઇન્ટરફેસ પર પડવા દો (ફિગ. 186). જો આપણે પ્રતિબિંબિત પ્રકાશ ઊર્જાના અપૂર્ણાંક અને ઇન્ટરફેસમાંથી પસાર થતી પ્રકાશ ઊર્જાના અપૂર્ણાંકને માપીએ, તો આપણે કોષ્ટકમાં આપેલ મૂલ્યો મેળવીએ છીએ. 7 (કોષ્ટક 4ની જેમ કાચમાં રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ હતો).

ચોખા. 186. કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબ: કિરણોની જાડાઈ ઈન્ટરફેસમાંથી ચાર્જ થયેલી અથવા પસાર થતી પ્રકાશ ઊર્જાના અપૂર્ણાંકને અનુરૂપ છે

ઘટનાનો કોણ કે જેમાંથી તમામ પ્રકાશ ઊર્જા ઇન્ટરફેસમાંથી પ્રતિબિંબિત થાય છે તેને કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબનો મર્યાદિત કોણ કહેવામાં આવે છે. કાચ માટે કે જેના માટે ટેબલ સંકલિત કરવામાં આવ્યું હતું. 7 (), મર્યાદિત કોણ આશરે છે.

કોષ્ટક 7. જ્યારે પ્રકાશ કાચમાંથી હવામાં જાય છે ત્યારે ઘટનાના વિવિધ ખૂણાઓ માટે પ્રતિબિંબિત ઊર્જાના અપૂર્ણાંક

ચાલો નોંધ લઈએ કે જ્યારે પ્રકાશ ઇન્ટરફેસ પર મર્યાદિત કોણ પર બને છે, ત્યારે વક્રીભવનનો કોણ બરાબર હોય છે, એટલે કે, આ કેસ માટે વક્રીભવનના નિયમને વ્યક્ત કરતા સૂત્રમાં,

જ્યારે આપણે મૂકવાનું હોય અથવા . અહીંથી આપણે શોધીએ છીએ

તેનાથી વધુ ઘટનાના ખૂણા પર, કોઈ વક્રીવર્તિત કિરણ નથી. ઔપચારિક રીતે, આ એ હકીકતને અનુસરે છે કે પ્રત્યાવર્તનના કાયદાથી મોટા ઘટનાના ખૂણા પર, એકતા કરતાં મોટા મૂલ્યો પ્રાપ્ત થાય છે, જે દેખીતી રીતે અશક્ય છે.

કોષ્ટકમાં કોષ્ટક 8 કેટલાક પદાર્થો માટે કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબના મર્યાદિત ખૂણાઓ દર્શાવે છે, જેનાં પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંકો કોષ્ટકમાં આપેલ છે. 6. સંબંધની માન્યતા ચકાસવી સરળ છે (84.1).

કોષ્ટક 8. હવા સાથેની સીમા પર કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબનો સીમિત કોણ

પાણીમાં હવાના પરપોટાની સીમા પર કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબ જોઈ શકાય છે. તેઓ ચમકે છે કારણ કે તેમના પર પડતો સૂર્યપ્રકાશ પરપોટામાં પ્રવેશ્યા વિના સંપૂર્ણપણે પ્રતિબિંબિત થાય છે. આ ખાસ કરીને તે હવાના પરપોટામાં નોંધનીય છે જે હંમેશા પાણીની અંદરના છોડના દાંડી અને પાંદડા પર હાજર હોય છે અને જે સૂર્યમાં ચાંદીના બનેલા દેખાય છે, એટલે કે, એવી સામગ્રીમાંથી જે પ્રકાશને ખૂબ સારી રીતે પ્રતિબિંબિત કરે છે.

કાચની ફરતી અને ટર્નિંગ પ્રિઝમ્સની ડિઝાઇનમાં કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબ એપ્લિકેશન શોધે છે, જેની ક્રિયા ફિગમાંથી સ્પષ્ટ છે. 187. પ્રિઝમ માટે સીમિત કોણ આપેલ પ્રકારના કાચના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ પર આધાર રાખે છે; તેથી, આવા પ્રિઝમનો ઉપયોગ પ્રકાશ કિરણોના પ્રવેશ અને બહાર નીકળવાના ખૂણાઓની પસંદગીના સંદર્ભમાં કોઈ મુશ્કેલીઓનો સામનો કરતું નથી. ફરતી પ્રિઝમ સફળતાપૂર્વક અરીસાઓના કાર્યો કરે છે અને ફાયદાકારક છે કે તેમના પ્રતિબિંબિત ગુણધર્મો યથાવત રહે છે, જ્યારે ધાતુના ઓક્સિડેશનને કારણે ધાતુના અરીસાઓ સમય જતાં ઝાંખા પડી જાય છે. એ નોંધવું જોઇએ કે રેપિંગ પ્રિઝમ અરીસાઓની સમકક્ષ ફરતી સિસ્ટમ કરતાં ડિઝાઇનમાં સરળ છે. ફરતી પ્રિઝમનો ઉપયોગ થાય છે, ખાસ કરીને, પેરિસ્કોપ્સમાં.

ચોખા. 187. કાચની ફરતી પ્રિઝમ (a), રેપિંગ પ્રિઝમ (b) અને વક્ર પ્લાસ્ટિક ટ્યુબમાં કિરણોનો માર્ગ - પ્રકાશ માર્ગદર્શિકા (c)

કુલ પ્રતિબિંબનો સીમિત કોણ એ બે માધ્યમો વચ્ચેના ઇન્ટરફેસ પર પ્રકાશની ઘટનાનો કોણ છે, જે 90 ડિગ્રીના વક્રીભવન કોણને અનુરૂપ છે.

ફાઈબર ઓપ્ટિક્સ એ ઓપ્ટિક્સની એક શાખા છે જે ઓપ્ટિકલ ફાઈબરમાં ઉદ્ભવતી અને બનતી ભૌતિક ઘટનાઓનો અભ્યાસ કરે છે.

4. ઓપ્ટીકલી અસંગત માધ્યમમાં વેવ પ્રચાર. રે બેન્ડિંગની સમજૂતી. મિરાજ. ખગોળીય રીફ્રેક્શન. રેડિયો તરંગો માટે અસંગત માધ્યમ.

મિરાજ એ વાતાવરણમાં એક ઓપ્ટિકલ ઘટના છે: હવાના સ્તરો વચ્ચેની સીમા દ્વારા પ્રકાશનું પ્રતિબિંબ જે ઘનતામાં તીવ્રપણે અલગ છે. નિરીક્ષક માટે, આવા પ્રતિબિંબનો અર્થ એ છે કે દૂરના પદાર્થ (અથવા આકાશના ભાગ) સાથે, તેની વર્ચ્યુઅલ છબી દૃશ્યમાન છે, ઑબ્જેક્ટની તુલનામાં સ્થાનાંતરિત છે. મિરાજને નીચલા ભાગોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે, જે ઑબ્જેક્ટની નીચે દેખાય છે, ઉપલા, ઑબ્જેક્ટની ઉપર અને બાજુમાં દેખાય છે.

ઊતરતી મિરાજ

તે અતિશય ગરમ સપાટ સપાટી પર, ઘણી વખત રણ અથવા ડામર રોડ પર ખૂબ મોટા વર્ટિકલ તાપમાનના ઢાળ (તે ઊંચાઈ સાથે ઘટે છે) સાથે જોવા મળે છે. આકાશની વર્ચ્યુઅલ છબી સપાટી પર પાણીનો ભ્રમ બનાવે છે. તેથી, ઉનાળાના ગરમ દિવસે અંતર સુધીનો રસ્તો ભીનો લાગે છે.

સુપિરિયર મિરાજ

ઊંધી તાપમાન વિતરણ (તેની ઊંચાઈ સાથે વધે છે) સાથે ઠંડી પૃથ્વીની સપાટી ઉપર અવલોકન કરવામાં આવે છે.

ફાટા મોર્ગના

પદાર્થોના દેખાવની તીવ્ર વિકૃતિ સાથે જટિલ મૃગજળ ઘટનાને ફાટા મોર્ગાના કહેવામાં આવે છે.

વોલ્યુમ મૃગજળ

પર્વતોમાં, ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં, એકદમ નજીકના અંતરે "વિકૃત સ્વ" જોવાનું ખૂબ જ દુર્લભ છે. આ ઘટના હવામાં "સ્થાયી" પાણીની વરાળની હાજરી દ્વારા સમજાવવામાં આવી છે.

ખગોળીય વક્રીભવન એ વાતાવરણમાંથી પસાર થતી વખતે અવકાશી પદાર્થોમાંથી પ્રકાશ કિરણોના વક્રીભવનની ઘટના છે કારણ કે ગ્રહોના વાતાવરણની ઘનતા હંમેશા ઊંચાઈ સાથે ઘટતી જાય છે, તેથી પ્રકાશનું વક્રીવર્તન એ રીતે થાય છે કે તમામ કિસ્સાઓમાં વક્ર કિરણોની બહિર્મુખતા હોય છે. પરાકાષ્ઠા તરફ નિર્દેશિત. આ સંદર્ભમાં, રીફ્રેક્શન હંમેશા અવકાશી પદાર્થોની છબીઓને તેમની સાચી સ્થિતિથી ઉપર "ઉછેર કરે છે".

રીફ્રેક્શન પૃથ્વી પર સંખ્યાબંધ ઓપ્ટિકલ-વાતાવરણીય અસરોનું કારણ બને છે: વિસ્તૃતીકરણ દિવસની લંબાઈભૌમિતિક વિચારણાઓના આધારે સૂર્ય જે ક્ષણે ઉદય પામ્યો હોવો જોઈએ તે ક્ષણ કરતાં ઘણી મિનિટો વહેલો ક્ષિતિજની ઉપર વક્રીભવનને કારણે સોલર ડિસ્ક વધે છે તે હકીકતને કારણે; ક્ષિતિજની નજીક ચંદ્ર અને સૂર્યની દૃશ્યમાન ડિસ્કની સ્થૂળતા એ હકીકતને કારણે છે કે ડિસ્કની નીચલી ધાર ઉપલા કરતા વક્રીભવન દ્વારા વધારે છે; તારાઓનું ઝબૂકવું વગેરે. વિવિધ તરંગલંબાઇઓ (વાદળી અને વાયોલેટ કિરણો લાલ કિરણો કરતાં વધુ વિચલિત થાય છે) સાથે પ્રકાશ કિરણોના વક્રીભવનની તીવ્રતામાં તફાવતને કારણે, ક્ષિતિજની નજીક અવકાશી પદાર્થોનો દેખીતો રંગ જોવા મળે છે.

5. રેખીય ધ્રુવીકૃત તરંગનો ખ્યાલ. કુદરતી પ્રકાશનું ધ્રુવીકરણ. અધ્રુવિત કિરણોત્સર્ગ. ડિક્રોઇક પોલરાઇઝર્સ. પોલરાઇઝર અને લાઇટ વિશ્લેષક. માલુસનો કાયદો.

તરંગ ધ્રુવીકરણ- માં વિક્ષેપના વિતરણની સમપ્રમાણતા તોડવાની ઘટના ટ્રાન્સવર્સતરંગ (ઉદાહરણ તરીકે, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોમાં ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રની શક્તિઓ) તેના પ્રસારની દિશાને સંબંધિત. IN રેખાંશધ્રુવીકરણ તરંગમાં થઈ શકતું નથી, કારણ કે આ પ્રકારના તરંગોમાં વિક્ષેપ હંમેશા પ્રસારની દિશા સાથે સુસંગત હોય છે.

રેખીય - વિક્ષેપ ઓસિલેશન એક પ્લેનમાં થાય છે. આ કિસ્સામાં તેઓ વિશે વાત કરે છે " પ્લેન-ધ્રુવીકરણતરંગ";

પરિપત્ર - કંપનવિસ્તાર વેક્ટરનો અંત ઓસિલેશનના પ્લેનમાં એક વર્તુળનું વર્ણન કરે છે. વેક્ટરના પરિભ્રમણની દિશા પર આધાર રાખીને, ત્યાં હોઈ શકે છે અધિકારઅથવા બાકી.

પ્રકાશ ધ્રુવીકરણ એ પ્રકાશ તરંગના ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ સ્ટ્રેન્થ વેક્ટરના ઓસિલેશનને ઓર્ડર કરવાની પ્રક્રિયા છે જ્યારે પ્રકાશ ચોક્કસ પદાર્થોમાંથી પસાર થાય છે (પ્રક્રિયા દરમિયાન) અથવા જ્યારે પ્રકાશ પ્રવાહ પ્રતિબિંબિત થાય છે.

ડિક્રોઇક પોલરાઇઝરમાં ઓછામાં ઓછું એક ડિક્રોઇક ઓર્ગેનિક પદાર્થ ધરાવતી ફિલ્મ હોય છે, અણુઓ અથવા અણુઓના ટુકડાઓ જેનું માળખું સપાટ હોય છે. ફિલ્મના ઓછામાં ઓછા ભાગમાં સ્ફટિકીય માળખું છે. ડાયક્રોઇક પદાર્થમાં 400 - 700 nm અને/અથવા 200 - 400 nm અને 0.7 - 13 μm ની સ્પેક્ટ્રલ રેન્જમાં ઓછામાં ઓછા એક મહત્તમ સ્પેક્ટ્રલ શોષણ વળાંક હોય છે. પોલરાઇઝરનું ઉત્પાદન કરતી વખતે, સબસ્ટ્રેટ પર ડિક્રોઇક ઓર્ગેનિક પદાર્થ ધરાવતી ફિલ્મ લાગુ કરવામાં આવે છે, તેના પર ઓરિએન્ટિંગ અસર લાગુ કરવામાં આવે છે, અને તેને સૂકવવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, ફિલ્મ લાગુ કરવા માટેની શરતો અને ઓરિએન્ટિંગ પ્રભાવના પ્રકાર અને તીવ્રતા પસંદ કરવામાં આવે છે જેથી કરીને ફિલ્મનો ક્રમ પરિમાણ, વર્ણપટ શ્રેણી 0.7 - 13 μm માં સ્પેક્ટ્રલ શોષણ વળાંક પર ઓછામાં ઓછા એક મહત્તમને અનુરૂપ હોય. ઓછામાં ઓછું 0.8 નું મૂલ્ય ધરાવે છે. ફિલ્મના ઓછામાં ઓછા ભાગનું સ્ફટિક માળખું એ ત્રિ-પરિમાણીય સ્ફટિક જાળી છે જે ડાઇક્રોઇક કાર્બનિક પદાર્થોના અણુઓ દ્વારા રચાય છે. ધ્રુવીકરણની સ્પેક્ટ્રલ શ્રેણી વિસ્તૃત થાય છે જ્યારે તેની ધ્રુવીકરણ લાક્ષણિકતાઓમાં એક સાથે સુધારો થાય છે.

માલુસનો કાયદો એ ભૌતિક કાયદો છે જે ઘટના પ્રકાશના ધ્રુવીકરણ પ્લેન અને ધ્રુવીકરણ વચ્ચેના ખૂણા પરના ધ્રુવીકરણમાંથી પસાર થયા પછી રેખીય રીતે ધ્રુવીકૃત પ્રકાશની તીવ્રતાની અવલંબનને વ્યક્ત કરે છે.

જ્યાં આઈ 0 - પોલરાઇઝર પર પ્રકાશની ઘટનાની તીવ્રતા, આઈ- પોલરાઇઝરમાંથી નીકળતા પ્રકાશની તીવ્રતા, k એ- પોલરાઇઝર પારદર્શિતા ગુણાંક.

6. બ્રુસ્ટરની ઘટના. તરંગો માટે પ્રતિબિંબ ગુણાંક માટે ફ્રેસ્નેલ સૂત્રો કે જેનું વિદ્યુત વેક્ટર ઘટનાના સમતલમાં આવેલું છે અને એવા તરંગો માટે કે જેના ઇલેક્ટ્રિક વેક્ટર ઘટનાના પ્લેન પર લંબ છે. ઘટનાના કોણ પર પ્રતિબિંબ ગુણાંકની અવલંબન. પ્રતિબિંબિત તરંગોના ધ્રુવીકરણની ડિગ્રી.

બ્રુસ્ટરનો કાયદો એ ઓપ્ટિક્સનો એક કાયદો છે જે રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સના કોણ સાથેના સંબંધને વ્યક્ત કરે છે કે જેના પર ઇન્ટરફેસમાંથી પ્રતિબિંબિત પ્રકાશ ઘટનાના પ્લેન પર લંબરૂપ સમતલમાં સંપૂર્ણપણે ધ્રુવીકરણ કરવામાં આવશે, અને રીફ્રેક્ટેડ બીમ આંશિક રીતે ધ્રુવીકરણ કરવામાં આવે છે. ઘટનાઓ, અને રીફ્રેક્ટેડ બીમનું ધ્રુવીકરણ તેના સૌથી મોટા મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે. તે સ્થાપિત કરવું સરળ છે કે આ કિસ્સામાં પ્રતિબિંબિત અને રીફ્રેક્ટેડ કિરણો પરસ્પર લંબરૂપ છે. અનુરૂપ કોણને બ્રુસ્ટર કોણ કહેવામાં આવે છે. બ્રુસ્ટરનો કાયદો: , ક્યાં n 21 - પ્રથમની તુલનામાં બીજા માધ્યમનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ, θ બ્ર- ઘટના કોણ (બ્રુસ્ટર કોણ). ઘટનાના કંપનવિસ્તાર (U inc) અને KBB રેખામાં પ્રતિબિંબિત (U રેફ) તરંગો સંબંધ દ્વારા સંબંધિત છે:

K bv = (U pad - U neg) / (U pad + U neg)

વોલ્ટેજ પ્રતિબિંબ ગુણાંક (K U) દ્વારા, KVV નીચે પ્રમાણે વ્યક્ત કરવામાં આવે છે:

K bv = (1 - K U) / (1 + K U) સંપૂર્ણ સક્રિય લોડ સાથે, BV બરાબર છે:

K bv = R / ρ પર R< ρ или

K bv = ρ / R માટે R ≥ ρ

જ્યાં R એ સક્રિય લોડ પ્રતિકાર છે, ρ એ રેખાની લાક્ષણિક અવબાધ છે

7. પ્રકાશ હસ્તક્ષેપનો ખ્યાલ. બે અસંગત અને સુસંગત તરંગોનો ઉમેરો જેની ધ્રુવીકરણ રેખાઓ એકરૂપ થાય છે. તેમના તબક્કાઓમાં તફાવત પર બે સુસંગત તરંગોના ઉમેરા પર પરિણામી તરંગની તીવ્રતાનું નિર્ભરતા. તરંગના માર્ગોમાં ભૌમિતિક અને ઓપ્ટિકલ તફાવતનો ખ્યાલ. હસ્તક્ષેપ મેક્સિમા અને મિનિમાનું નિરીક્ષણ કરવા માટેની સામાન્ય શરતો.

પ્રકાશ હસ્તક્ષેપ એ બે અથવા વધુ પ્રકાશ તરંગોની તીવ્રતાનો બિનરેખીય ઉમેરો છે. આ ઘટના અવકાશમાં વૈકલ્પિક મેક્સિમા અને મિનિમા તીવ્રતા સાથે છે. તેના વિતરણને દખલગીરી પેટર્ન કહેવામાં આવે છે. જ્યારે પ્રકાશ દખલ કરે છે, ત્યારે અવકાશમાં ઊર્જાનું પુનઃવિતરણ થાય છે.

જો તરંગો વચ્ચેનો તબક્કો તફાવત સમય પર આધારિત ન હોય તો તરંગો અને તેમને ઉત્તેજિત કરતા સ્ત્રોતોને સુસંગત કહેવામાં આવે છે. તરંગો અને તેમને ઉત્તેજિત કરતા સ્ત્રોતોને અસંગત કહેવામાં આવે છે જો તરંગો વચ્ચેનો તબક્કો સમયાંતરે બદલાય છે. તફાવત માટે સૂત્ર:

, ક્યાં , ,

8. પ્રકાશની દખલગીરીનું નિરીક્ષણ કરવા માટેની પ્રયોગશાળા પદ્ધતિઓ: યંગનો પ્રયોગ, ફ્રેસ્નેલ બાયપ્રિઝમ, ફ્રેસ્નેલ મિરર્સ. હસ્તક્ષેપ મેક્સિમા અને મિનિમાની સ્થિતિની ગણતરી.

યંગનો પ્રયોગ - પ્રયોગમાં, પ્રકાશના કિરણને બે સમાંતર સ્લિટ્સ સાથે અપારદર્શક સ્ક્રીન સ્ક્રીન પર નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે, જેની પાછળ પ્રોજેક્શન સ્ક્રીન ઇન્સ્ટોલ કરેલી છે. આ પ્રયોગ પ્રકાશની દખલગીરી દર્શાવે છે, જે તરંગ સિદ્ધાંતનો પુરાવો છે. સ્લિટ્સની વિશિષ્ટતા એ છે કે તેમની પહોળાઈ લગભગ ઉત્સર્જિત પ્રકાશની તરંગલંબાઇ જેટલી છે. દખલગીરી પર સ્લોટ પહોળાઈની અસર નીચે ચર્ચા કરવામાં આવી છે.

જો આપણે ધારીએ કે પ્રકાશમાં કણો હોય છે ( પ્રકાશનો કોર્પસ્ક્યુલર સિદ્ધાંત), પછી પ્રોજેક્શન સ્ક્રીન પર તમે સ્ક્રીનના સ્લિટ્સમાંથી પસાર થતી પ્રકાશની માત્ર બે સમાંતર પટ્ટીઓ જોઈ શકો છો. તેમની વચ્ચે, પ્રોજેક્શન સ્ક્રીન વર્ચ્યુઅલ રીતે અપ્રકાશિત રહેશે.

ફ્રેસ્નેલ બાયપ્રિઝમ - ભૌતિકશાસ્ત્રમાં - શિરોબિંદુઓ પર ખૂબ નાના ખૂણાઓ સાથે ડબલ પ્રિઝમ.
ફ્રેસ્નલ બાયપ્રિઝમ એ એક ઓપ્ટિકલ ઉપકરણ છે જે એક પ્રકાશ સ્ત્રોતમાંથી બે સુસંગત તરંગો બનાવવાની મંજૂરી આપે છે, જે સ્ક્રીન પર સ્થિર હસ્તક્ષેપ પેટર્નને અવલોકન કરવાનું શક્ય બનાવે છે.
ફ્રેન્કેલ બાયપ્રિઝમ પ્રકાશની તરંગ પ્રકૃતિને પ્રાયોગિક રીતે સાબિત કરવાના સાધન તરીકે કામ કરે છે.

ફ્રેસ્નેલ મિરર્સ એ એક ઓપ્ટિકલ ઉપકરણ છે જે 1816 માં ઓ.જે. ફ્રેસ્નેલ દ્વારા સુસંગત પ્રકાશ બીમની દખલગીરીની ઘટનાનું નિરીક્ષણ કરવા માટે પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યું હતું. ઉપકરણમાં બે સપાટ અરીસાઓ I અને II નો સમાવેશ થાય છે, જે એક ડાયહેડ્રલ કોણ બનાવે છે જે 180° થી માત્ર થોડી કોણીય મિનિટોથી અલગ પડે છે (પ્રકાશની દખલગીરી લેખમાં આકૃતિ 1 જુઓ). જ્યારે અરીસાઓને સ્ત્રોત Sમાંથી પ્રકાશિત કરવામાં આવે છે, ત્યારે અરીસાઓમાંથી પ્રતિબિંબિત કિરણોના કિરણોને સુસંગત સ્ત્રોતો S1 અને S2 માંથી નીકળતા ગણી શકાય, જે S ની વર્ચ્યુઅલ છબીઓ છે. બીમ ઓવરલેપ થતી જગ્યામાં હસ્તક્ષેપ થાય છે. જો સ્ત્રોત S રેખીય (સ્લિટ) અને ફોટોનની ધારની સમાંતર હોય, તો જ્યારે મોનોક્રોમેટિક પ્રકાશથી પ્રકાશિત થાય છે, ત્યારે સ્લિટની સમાંતર સમાન અંતરે ઘેરા અને પ્રકાશ પટ્ટાઓના સ્વરૂપમાં એક દખલગીરી પેટર્ન સ્ક્રીન M પર જોવા મળે છે, જે બીમ ઓવરલેપના વિસ્તારમાં ગમે ત્યાં ઇન્સ્ટોલ કરી શકાય છે. પટ્ટાઓ વચ્ચેનું અંતર પ્રકાશની તરંગલંબાઇ નક્કી કરવા માટે વાપરી શકાય છે. ફોટોન સાથે હાથ ધરવામાં આવેલા પ્રયોગો પ્રકાશની તરંગ પ્રકૃતિના નિર્ણાયક પુરાવાઓમાંના એક હતા.

9. પાતળા ફિલ્મોમાં પ્રકાશની દખલ. પ્રતિબિંબિત અને પ્રસારિત પ્રકાશમાં પ્રકાશ અને ઘેરા પટ્ટાઓની રચના માટેની શરતો.

10. સમાન ઢોળાવની સ્ટ્રીપ્સ અને સમાન જાડાઈની સ્ટ્રીપ્સ. ન્યૂટનની દખલગીરી વાગે છે. શ્યામ અને પ્રકાશ રિંગ્સની ત્રિજ્યા.

11. સામાન્ય પ્રકાશની ઘટનાઓમાં પાતળી ફિલ્મોમાં પ્રકાશની દખલ. ઓપ્ટિકલ સાધનોનું કોટિંગ.

12. મિશેલસન અને જેમિનના ઓપ્ટિકલ ઇન્ટરફેરોમીટર. બે-બીમ ઇન્ટરફેરોમીટરનો ઉપયોગ કરીને પદાર્થના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સનું નિર્ધારણ.

13. પ્રકાશના મલ્ટિ-બીમ હસ્તક્ષેપનો ખ્યાલ. ફેબ્રી-પેરોટ ઇન્ટરફેરોમીટર. સમાન કંપનવિસ્તારના તરંગોની મર્યાદિત સંખ્યાનો ઉમેરો, જેના તબક્કાઓ અંકગણિત પ્રગતિ બનાવે છે. દખલકારી તરંગોના તબક્કાના તફાવત પર પરિણામી તરંગની તીવ્રતાનું અવલંબન. હસ્તક્ષેપના મુખ્ય મેક્સિમા અને મિનિમાની રચના માટેની સ્થિતિ. મલ્ટી-બીમ હસ્તક્ષેપ પેટર્નની પ્રકૃતિ.

14. તરંગ વિવર્તનનો ખ્યાલ. વેવ પેરામીટર અને ભૌમિતિક ઓપ્ટિક્સના કાયદાની લાગુ પડવાની મર્યાદા. હ્યુજેન્સ-ફ્રેસ્નેલ સિદ્ધાંત.

15. ફ્રેસ્નલ ઝોન પદ્ધતિ અને પ્રકાશના રેક્ટિલિનિયર પ્રચારનો પુરાવો.

16. ગોળાકાર છિદ્ર દ્વારા ફ્રેસ્નલ વિવર્તન. ગોળાકાર અને પ્લેન વેવ ફ્રન્ટ માટે ફ્રેસ્નલ ઝોનની ત્રિજ્યા.

17. અપારદર્શક ડિસ્ક પર પ્રકાશનું વિવર્તન. ફ્રેસ્નલ ઝોનના વિસ્તારની ગણતરી.

18. ગોળાકાર છિદ્રમાંથી પસાર થતી વખતે તરંગના કંપનવિસ્તારમાં વધારો કરવાની સમસ્યા. કંપનવિસ્તાર અને તબક્કા ઝોન પ્લેટો. ફોકસિંગ અને ઝોન પ્લેટ્સ. સ્ટેપ્ડ ફેઝ ઝોન પ્લેટના મર્યાદિત કેસ તરીકે ફોકસિંગ લેન્સ. લેન્સ ઝોનિંગ.

કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબ

આંતરિક પ્રતિબિંબ- બે પારદર્શક માધ્યમો વચ્ચેના ઇન્ટરફેસમાંથી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોના પ્રતિબિંબની ઘટના, જો કે તરંગ ઉચ્ચ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સવાળા માધ્યમથી બનેલી ઘટના હોય.

અપૂર્ણ આંતરિક પ્રતિબિંબ- આંતરિક પ્રતિબિંબ, જો કે ઘટનાનો કોણ નિર્ણાયક ખૂણા કરતા ઓછો હોય. આ કિસ્સામાં, બીમ રીફ્રેક્ટેડ અને પરાવર્તિતમાં વિભાજિત થાય છે.

કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબ- આંતરિક પ્રતિબિંબ, જો કે ઘટનાનો કોણ ચોક્કસ નિર્ણાયક કોણ કરતાં વધી જાય. આ કિસ્સામાં, ઘટના તરંગ સંપૂર્ણપણે પ્રતિબિંબિત થાય છે, અને પ્રતિબિંબ ગુણાંકનું મૂલ્ય પોલિશ્ડ સપાટીઓ માટે તેના ઉચ્ચતમ મૂલ્યો કરતાં વધી જાય છે. વધુમાં, કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબનું પ્રતિબિંબ તરંગલંબાઇથી સ્વતંત્ર છે.

આ ઓપ્ટિકલ ઘટના એક્સ-રે શ્રેણી સહિત ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશનની વિશાળ શ્રેણી માટે જોવા મળે છે.

ભૌમિતિક ઓપ્ટિક્સના માળખામાં, ઘટનાની સમજૂતી નજીવી છે: સ્નેલના કાયદાના આધારે અને તે ધ્યાનમાં લેતા કે વક્રીભવનનો કોણ 90°થી વધી શકતો નથી, આપણે તે ઘટનાના ખૂણા પર મેળવીએ છીએ કે જેની સાઈન તેના ગુણોત્તર કરતા વધારે છે. નાના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સને મોટા ગુણાંકમાં, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગ સંપૂર્ણપણે પ્રથમ માધ્યમમાં પ્રતિબિંબિત થવું જોઈએ.

ઘટનાના તરંગ સિદ્ધાંત અનુસાર, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગ હજી પણ બીજા માધ્યમમાં પ્રવેશ કરે છે - કહેવાતા "બિન-યુનિફોર્મ તરંગ" ત્યાં પ્રચાર કરે છે, જે ઝડપથી ક્ષીણ થાય છે અને તેની સાથે ઊર્જા વહન કરતું નથી. બીજા માધ્યમમાં અસંગત તરંગના ઘૂંસપેંઠની લાક્ષણિક ઊંડાઈ તરંગલંબાઈના ક્રમની છે.

પ્રકાશનું કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબ

ચાલો બે માધ્યમો વચ્ચેના ઇન્ટરફેસ પર બે મોનોક્રોમેટિક કિરણોની ઘટનાના ઉદાહરણનો ઉપયોગ કરીને આંતરિક પ્રતિબિંબને ધ્યાનમાં લઈએ. કિરણો વધુ ગાઢ માધ્યમ (ઘેરા વાદળી રંગમાં દર્શાવેલ) ના ઝોનમાંથી રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ સાથે ઓછા ગાઢ માધ્યમ (આછા વાદળી રંગમાં દર્શાવેલ) રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ સાથેની સીમામાં પડે છે.

લાલ બીમ એક ખૂણા પર પડે છે , એટલે કે, મીડિયાની સીમા પર તે વિભાજિત થાય છે - તે આંશિક રીતે રીફ્રેક્ટેડ અને આંશિક રીતે પ્રતિબિંબિત થાય છે. બીમનો ભાગ એક ખૂણા પર રીફ્રેક્ટેડ છે.

લીલો બીમ પડે છે અને સંપૂર્ણપણે પ્રતિબિંબિત થાય છે src="/pictures/wiki/files/100/d833a2d69df321055f1e0bf120a53eff.png" border="0">.

પ્રકૃતિ અને તકનીકમાં સંપૂર્ણ આંતરિક પ્રતિબિંબ

એક્સ-રે પ્રતિબિંબ

ચરાઈની ઘટનાઓમાં એક્સ-રેનું વક્રીવર્તન સૌપ્રથમ એમ.એ. કુમાખોવ દ્વારા ઘડવામાં આવ્યું હતું, જેમણે એક્સ-રે મિરર વિકસાવ્યું હતું અને 1923માં આર્થર કોમ્પટન દ્વારા સૈદ્ધાંતિક રીતે સાબિત થયું હતું.

અન્ય તરંગ ઘટના

રીફ્રેક્શનનું પ્રદર્શન, અને તેથી કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબની અસર શક્ય છે, ઉદાહરણ તરીકે, વિવિધ સ્નિગ્ધતા અથવા ઘનતાના ઝોન વચ્ચેના સંક્રમણ દરમિયાન સપાટી પર અને પ્રવાહીની જાડાઈમાં ધ્વનિ તરંગો માટે.

ધીમી ન્યુટ્રોનના બીમ માટે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશનના કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબની અસર જેવી જ ઘટનાઓ જોવા મળે છે.

જો બ્રુસ્ટર એંગલ પર ઇન્ટરફેસ પર ઊભી રીતે ધ્રુવીકૃત તરંગની ઘટના હોય, તો સંપૂર્ણ રીફ્રેક્શનની અસર જોવામાં આવશે - ત્યાં કોઈ પ્રતિબિંબિત તરંગ હશે નહીં.

નોંધો

વિકિમીડિયા ફાઉન્ડેશન.

• 2010.
• સંપૂર્ણ શ્વાસ

સંપૂર્ણ ફેરફાર

અન્ય શબ્દકોશોમાં "કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબ" શું છે તે જુઓ:કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબ - પ્રતિબિંબ એલ. મેગ રેડિયેશન (ખાસ કરીને, પ્રકાશ) જ્યારે તે ઉચ્ચ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સવાળા માધ્યમમાંથી બે પારદર્શક માધ્યમો વચ્ચેના ઇન્ટરફેસ પર પડે છે. પી.વી. ઓ. ત્યારે થાય છે જ્યારે ઘટનાનો ખૂણો i ચોક્કસ મર્યાદિત (જટિલ) કોણ કરતાં વધી જાય...

કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબભૌતિક જ્ઞાનકોશ

કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબ- કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબ. જ્યારે પ્રકાશ n1 > n2 સાથે માધ્યમમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબ થાય છે જો ઘટનાનો કોણ a2 > apr; ઘટનાના કોણ પર a1 ઇલસ્ટ્રેટેડ એનસાયક્લોપેડિક ડિક્શનરી - ઓપ્ટિકલ રેડિયેશનનું પ્રતિબિંબ (ઓપ્ટિકલ રેડિયેશન જુઓ) (પ્રકાશ) અથવા અન્ય શ્રેણીના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન (ઉદાહરણ તરીકે, રેડિયો તરંગો) જ્યારે તે ઉચ્ચ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સવાળા માધ્યમમાંથી બે પારદર્શક માધ્યમોના ઇન્ટરફેસ પર પડે છે... ...

અન્ય શબ્દકોશોમાં "કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબ" શું છે તે જુઓ:ગ્રેટ સોવિયેત જ્ઞાનકોશ - ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો, ત્યારે થાય છે જ્યારે તેઓ મોટા રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ n1 ધરાવતા માધ્યમથી નીચા રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ n2 ધરાવતા માધ્યમમાં ઘટનાના ખૂણા પર મર્યાદિત કોણ apr કરતાં વધી જાય છે, જે ગુણોત્તર sinapr=n2/n1 દ્વારા નિર્ધારિત થાય છે. સંપૂર્ણ... ...

અન્ય શબ્દકોશોમાં "કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબ" શું છે તે જુઓ:આધુનિક જ્ઞાનકોશ - પૂર્ણ આંતરિક પ્રતિબિંબ, સીમા પર પ્રકાશના રીફ્રેક્શન વિના પ્રતિબિંબ. જ્યારે પ્રકાશ ગાઢ માધ્યમ (ઉદાહરણ તરીકે, કાચ)માંથી ઓછા ગાઢ માધ્યમ (પાણી અથવા હવા) તરફ જાય છે, ત્યારે ત્યાં વક્રીવર્તન ખૂણાઓનો એક ઝોન હોય છે જેમાં પ્રકાશ સીમામાંથી પસાર થતો નથી...

સંપૂર્ણ આંતરિક પ્રતિબિંબવૈજ્ઞાનિક અને તકનીકી જ્ઞાનકોશીય શબ્દકોશ - પ્રકાશનું પ્રતિબિંબ ઓપ્ટિકલી ઓછી ઘનતાવાળા માધ્યમથી તે જે માધ્યમથી પડે છે તેના પર સંપૂર્ણ વળતર સાથે. [ભલામણ કરેલ શરતોનો સંગ્રહ. અંક 79. ભૌતિક ઓપ્ટિક્સ. યુએસએસઆરની એકેડેમી ઓફ સાયન્સ. વૈજ્ઞાનિક અને તકનીકી પરિભાષા સમિતિ. 1970] વિષયો...

અન્ય શબ્દકોશોમાં "કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબ" શું છે તે જુઓ:- ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો ત્યારે થાય છે જ્યારે તેઓ 2 માધ્યમો વચ્ચેના ઇન્ટરફેસ પર ત્રાંસી રીતે બને છે, જ્યારે રેડિયેશન મોટા રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ n1 ધરાવતા માધ્યમમાંથી નીચા રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ n2 ધરાવતા માધ્યમમાં પસાર થાય છે, અને ઘટનાનો કોણ i મર્યાદિત કોણ કરતાં વધી જાય છે. . મોટા જ્ઞાનકોશીય શબ્દકોશ

સંપૂર્ણ આંતરિક પ્રતિબિંબ- ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો, 2 મીડિયા વચ્ચેના ઇન્ટરફેસ પર ત્રાંસી ઘટનાઓ સાથે થાય છે, જ્યારે રેડિયેશન મોટા રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ n1 ધરાવતા માધ્યમથી નીચા રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ n2 સાથે માધ્યમમાં પસાર થાય છે, અને ઘટનાનો કોણ i મર્યાદિત કોણ ipr કરતાં વધી જાય છે. . જ્ઞાનકોશીય શબ્દકોશ