আলোর প্রতিসরণ আইনের সূত্র - সাধারণ এবং বিশেষ ক্ষেত্রে

আলোর প্রতিসরণ আইনটি বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয় এবং রশ্মিগুলি যখন একটি মাধ্যম থেকে অন্য মাধ্যমটিতে আঘাত করে তখন কীভাবে আচরণ করবে তা নির্ধারণ করার অনুমতি দেয়। এই ঘটনার বৈশিষ্ট্যগুলি, এর সংঘটনের কারণগুলি এবং অন্যান্য গুরুত্বপূর্ণ সূক্ষ্মতাগুলি বোঝা সহজ। এটি প্রতিসরণের প্রকারগুলি বোঝারও মূল্যবান, কারণ আইনের নীতিগুলির গণনা এবং ব্যবহারিক ব্যবহারের ক্ষেত্রে এটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

প্রায়শই, একটি স্বচ্ছ গ্লাস জলে একটি খড় বা চামচ দিয়ে একটি ভাল উদাহরণ দেখানো হয়।

আলোর প্রতিসরণ এর ঘটনা কি?

প্রায় সবাই এই ঘটনার সাথে পরিচিত, কারণ এটি দৈনন্দিন জীবনে ব্যাপকভাবে সম্মুখীন হয়। উদাহরণস্বরূপ, আপনি যদি স্বচ্ছ জল সহ একটি জলাধারের নীচে তাকান তবে এটি সর্বদা এটির চেয়ে কাছাকাছি বলে মনে হয়। অ্যাকোয়ারিয়ামে বিকৃতি লক্ষ্য করা যায়, এই বিকল্পটি প্রায় সবার কাছে পরিচিত।তবে বিষয়টি বোঝার জন্য বেশ কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ দিক বিবেচনা করা প্রয়োজন।

প্রতিসরণ জন্য কারণ

এখানে, বিভিন্ন মাধ্যমের বৈশিষ্ট্য যার মধ্য দিয়ে আলোক প্রবাহ চলে তা নির্ধারক গুরুত্ব বহন করে। তাদের ঘনত্ব প্রায়শই পৃথক হয়, তাই আলো বিভিন্ন গতিতে ভ্রমণ করে। এটি সরাসরি এর বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করে।

যখন একটি সূর্য রশ্মি প্রিজমের মধ্য দিয়ে যায়, তখন এটি বর্ণালীর সমস্ত রঙে পচে যায়।

এক মাধ্যম থেকে অন্য মাধ্যম (তাদের সংযোগের বিন্দুতে) যাওয়ার সময়, ঘনত্ব এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্যের পার্থক্যের কারণে আলো তার দিক পরিবর্তন করে। বিচ্যুতি ভিন্ন হতে পারে, মিডিয়ার বৈশিষ্ট্যের পার্থক্য যত বেশি হবে, শেষ পর্যন্ত বিকৃতি তত বেশি হবে।

যাইহোক! যখন আলো প্রতিসৃত হয়, তখন এর কিছু অংশ সবসময় প্রতিফলিত হয়।

বাস্তব জীবনের উদাহরণ

আপনি প্রায় সর্বত্র বিবেচনাধীন ঘটনার উদাহরণগুলি পূরণ করতে পারেন, যাতে প্রত্যেকে দেখতে পারে কিভাবে প্রতিসরণ বস্তুর উপলব্ধিকে প্রভাবিত করে। সবচেয়ে সাধারণ বিকল্প হল:

1. আপনি যদি এক গ্লাস জলে একটি চামচ বা একটি টিউব রাখেন তবে আপনি দেখতে পাবেন যে কীভাবে বস্তুটি দুটি পরিবেশের সীমানা থেকে শুরু করে সোজা হওয়া বন্ধ করে এবং বিচ্যুত হয়। এই অপটিক্যাল বিভ্রমটি প্রায়শই একটি উদাহরণ হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
2. গরম আবহাওয়ায়, ফুটপাথের উপর পুডলের প্রভাব প্রায়ই দেখা যায়। এটি এই কারণে যে একটি তীক্ষ্ণ তাপমাত্রা হ্রাসের জায়গায় (পৃথিবীরই কাছে), রশ্মিগুলি প্রতিসৃত হয় যাতে চোখ আকাশের সামান্য প্রতিফলন দেখতে পায়।
3. প্রতিসরণের ফলে মরীচিকাও দেখা দেয়। এখানে সবকিছুই অনেক বেশি জটিল, তবে একই সময়ে, এই ঘটনাটি কেবল মরুভূমিতেই নয়, পাহাড়ে এবং এমনকি মধ্যবর্তী লেনেও ঘটে। আরেকটি বিকল্প হল যখন দিগন্ত রেখার পিছনে থাকা বস্তুগুলি দৃশ্যমান হয়।
   মরীচিকা প্রকৃতির বিস্ময়গুলির মধ্যে একটি, যা আলোর প্রতিসরণের কারণে অবিকল ঘটে।
4. প্রতিসরণ নীতিগুলি দৈনন্দিন জীবনে ব্যবহৃত অনেক বস্তুতেও ব্যবহৃত হয়: চশমা, ম্যাগনিফাইং গ্লাস, পিফোলস, প্রজেক্টর এবং স্লাইড শো মেশিন, দূরবীন এবং আরও অনেক কিছু।
5. প্রশ্নবিদ্ধ আইন প্রয়োগ করে অনেক ধরনের বৈজ্ঞানিক যন্ত্রপাতি কাজ করে। এর মধ্যে রয়েছে মাইক্রোস্কোপ, টেলিস্কোপ এবং অন্যান্য অত্যাধুনিক অপটিক্যাল যন্ত্র।

প্রতিসরণ কোণ কি?

প্রতিসরণ কোণ হল সেই কোণ যা দুটি স্বচ্ছ মিডিয়ার মধ্যে ইন্টারফেসে প্রতিসরণের ঘটনার কারণে গঠিত হয় বিভিন্ন আলোক সঞ্চালনের বৈশিষ্ট্য। এটি প্রতিসৃত সমতলে টানা একটি লম্ব রেখা থেকে নির্ধারিত হয়।

যদি একটি গ্লাসে পানির চেয়ে বেশি ঘনত্বের একটি তরল ঢেলে দেওয়া হয়, তাহলে প্রতিসরণ কোণটি বড় হবে।

এই ঘটনাটি দুটি আইনের কারণে - শক্তি সংরক্ষণ এবং ভরবেগ সংরক্ষণ। মাধ্যমের বৈশিষ্ট্যের পরিবর্তনের সাথে, তরঙ্গের গতি অনিবার্যভাবে পরিবর্তিত হয়, তবে এর ফ্রিকোয়েন্সি একই থাকে।

প্রতিসরণ কোণ কি নির্ধারণ করে

সূচকটি পরিবর্তিত হতে পারে এবং প্রাথমিকভাবে দুটি মাধ্যমের বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে যার মধ্য দিয়ে আলো যায়। তাদের মধ্যে বৃহত্তর পার্থক্য, বৃহত্তর চাক্ষুষ বিচ্যুতি.

এছাড়াও, কোণ নির্গত তরঙ্গের দৈর্ঘ্যের উপর নির্ভর করে। এই সূচক পরিবর্তনের সাথে সাথে বিচ্যুতিও পরিবর্তিত হয়। কিছু মিডিয়াতে, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গের ফ্রিকোয়েন্সিও একটি দুর্দান্ত প্রভাব ফেলে, তবে এই বিকল্পটি সর্বদা পাওয়া যায় না।

অপটিক্যালি অ্যানিসোট্রপিক পদার্থে, কোণ আলোর মেরুকরণ এবং তার দিক দ্বারা প্রভাবিত হয়।

প্রতিসরণ প্রকার

সবচেয়ে সাধারণ হল আলোর স্বাভাবিক প্রতিসরণ, যখন, মিডিয়ার বিভিন্ন বৈশিষ্ট্যের কারণে, একটি বিকৃতি প্রভাব এক ডিগ্রী বা অন্যভাবে লক্ষ্য করা যায়।কিন্তু অন্যান্য জাত রয়েছে যা সমান্তরালভাবে প্রদর্শিত হয় বা একটি পৃথক ঘটনা হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে।

যখন একটি উল্লম্ব মেরুকৃত তরঙ্গ একটি নির্দিষ্ট কোণে দুটি মিডিয়ার সীমানায় আঘাত করে (যাকে বলা হয় ব্রুস্টার কোণ), আপনি মোট প্রতিসরণ দেখতে পাবেন। এই ক্ষেত্রে, কোন প্রতিফলিত তরঙ্গ আদৌ থাকবে না।

মোট অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন তখনই লক্ষ্য করা যায় যখন বিকিরণ উচ্চতর প্রতিসরাঙ্ক সূচকের মাধ্যম থেকে কম ঘন মাঝারিতে চলে যায়। এই ক্ষেত্রে, দেখা যাচ্ছে যে প্রতিসরণ কোণ আপতন কোণের চেয়ে বেশি। অর্থাৎ বিপরীত সম্পর্ক রয়েছে। তদুপরি, কোণ বৃদ্ধির সাথে, এর নির্দিষ্ট মানগুলিতে পৌঁছানোর পরে, সূচকটি 90 ডিগ্রির সমান হয়ে যায়।

যদি আলো একটি নির্দিষ্ট কোণে দুটি মাধ্যমের সীমানায় পড়ে, তবে এটি কেবল প্রতিফলিত হতে পারে।

আপনি যদি আরও বেশি মান বাড়ান, তবে মরীচিটি অন্য মাধ্যমের দিকে না গিয়ে দুটি পদার্থের সীমানা থেকে প্রতিফলিত হবে। এই ঘটনাটিকেই বলা হয় সম্পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন।

এছাড়াও পড়ুন

আলোর প্রতিফলনের নিয়ম এবং তাদের আবিষ্কারের ইতিহাস

 

এখানে আপনার সূচকগুলির গণনা সম্পর্কিত একটি ব্যাখ্যা প্রয়োজন, যেহেতু সূত্রটি আদর্শের থেকে পৃথক। এই ক্ষেত্রে, এটি এই মত দেখাবে:

পাপ _{ইত্যাদি}=n₂₁

এই ঘটনাটি অপটিক্যাল ফাইবার তৈরির দিকে পরিচালিত করে, এমন একটি উপাদান যা সীমাহীন দূরত্বে এমন একটি গতিতে বিপুল পরিমাণ তথ্য প্রেরণ করতে পারে যা অন্য বিকল্পগুলির দ্বারা অপ্রাপ্য। একটি আয়নার বিপরীতে, এই ক্ষেত্রে প্রতিফলন শক্তির ক্ষতি ছাড়াই ঘটে এমনকি একাধিক প্রতিবিম্বের সাথেও।

অপটিক্যাল ফাইবারের একটি সাধারণ গঠন রয়েছে:

1. লাইট ট্রান্সমিটিং কোর প্লাস্টিক বা কাচ দিয়ে তৈরি। এর ক্রস সেকশন যত বড়, তত বেশি তথ্য প্রেরণ করা যায়।
2. শেলটি মূলে আলোর প্রবাহকে প্রতিফলিত করার জন্য প্রয়োজনীয় যাতে এটি কেবল এটির মাধ্যমেই প্রচারিত হয়। এটি গুরুত্বপূর্ণ যে ফাইবারে প্রবেশের বিন্দুতে, মরীচিটি সীমার চেয়ে বেশি একটি কোণে পড়ে, তারপর এটি শক্তির ক্ষতি ছাড়াই প্রতিফলিত হবে।
3. প্রতিরক্ষামূলক বিচ্ছিন্নতা ফাইবারের ক্ষতি প্রতিরোধ করে এবং প্রতিকূল প্রভাব থেকে রক্ষা করে। এই অংশের কারণে, তারের মাটির নিচেও বিছানো যেতে পারে।

অপটিক্যাল ফাইবার তথ্যের সংক্রমণকে মৌলিকভাবে নতুন স্তরে আনতে অনুমতি দেয়।

প্রতিসরণ সূত্র কিভাবে আবিষ্কৃত হয়?

এই আবিষ্কার করা হয় উইলব্রোর্ড স্নেলিয়াস, একজন ডাচ গণিতবিদ, 1621 সালে। একাধিক পরীক্ষা-নিরীক্ষার পর, তিনি মূল দিকগুলি প্রণয়ন করতে সক্ষম হন যা আজ পর্যন্ত কার্যত অপরিবর্তিত রয়েছে। তিনিই প্রথম আপতন এবং প্রতিফলনের কোণের সাইনের অনুপাতের স্থায়িত্ব লক্ষ্য করেছিলেন।

আবিষ্কারের উপকরণ সহ প্রথম প্রকাশনাটি একজন ফরাসি বিজ্ঞানী দ্বারা তৈরি করা হয়েছিল রেনে দেকার্ত. একই সময়ে, বিশেষজ্ঞরা একমত নন, কেউ বিশ্বাস করেন যে তিনি স্নেলের উপকরণ ব্যবহার করেছেন, এবং কেউ নিশ্চিত যে তিনি স্বাধীনভাবে এটি পুনরায় আবিষ্কার করেছেন।

এছাড়াও পড়ুন

যাকে বলে আলোর বিচ্ছুরণ

 

প্রতিসরণ সূচকের সংজ্ঞা এবং সূত্র

ঘটনা এবং প্রতিসৃত রশ্মি, পাশাপাশি দুটি মাধ্যমের সংযোগস্থলের মধ্য দিয়ে যাওয়া লম্ব একই সমতলের মধ্যে রয়েছে। প্রতিসরণ কোণের সাইনের সাপেক্ষে আপতন কোণের সাইন একটি ধ্রুবক মান। এভাবেই সংজ্ঞা শোনায়, যা উপস্থাপনায় ভিন্ন হতে পারে, কিন্তু অর্থ সবসময় একই থাকে। গ্রাফিকাল ব্যাখ্যা এবং সূত্র নিচের ছবিতে দেখানো হয়েছে।

সূত্রটি সর্বজনীন এবং বিভিন্ন পরিবেশের জন্য উপযুক্ত।

এটা উল্লেখ্য যে সূচক প্রতিসরণ কোন একক নেই. এক সময়ে, বিবেচনাধীন ঘটনার শারীরিক ভিত্তি অধ্যয়ন করার সময়, দুই বিজ্ঞানী একসাথে - ক্রিশ্চিয়ান হাইজেনস হল্যান্ড থেকে এবং ফ্রান্স থেকে পিয়েরে ডি ফার্মাট একই সিদ্ধান্তে এসেছিলেন। তার মতে, আপতনের সাইন এবং প্রতিসরণ সাইন মিডিয়ার বেগের অনুপাতের সমান যার মধ্য দিয়ে তরঙ্গ চলে যায়। যদি আলো একটি মাধ্যমে অন্য মাধ্যমে দ্রুত ভ্রমণ করে, তাহলে এটি অপটিক্যালি কম ঘন হয়।

যাইহোক! ভ্যাকুয়ামে আলোর গতি অন্য কোনো পদার্থের চেয়ে বেশি।

"স্নেলের আইন" এর শারীরিক অর্থ

যখন আলো ভ্যাকুয়াম থেকে অন্য কোন পদার্থে যায়, তখন এটি অনিবার্যভাবে তার অণুর সাথে মিথস্ক্রিয়া করে। মাধ্যমটির অপটিক্যাল ঘনত্ব যত বেশি হবে, পরমাণুর সাথে আলোর মিথস্ক্রিয়া তত বেশি হবে এবং এর বিস্তারের গতি কম হবে, যখন ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে প্রতিসরাঙ্ক সূচকও বৃদ্ধি পাবে।

পরম প্রতিসরণ n অক্ষর দ্বারা চিহ্নিত করা হয় এবং শূন্য থেকে যেকোনো মাধ্যমের দিকে যাওয়ার সময় আলোর গতি কীভাবে পরিবর্তিত হয় তা আপনাকে বুঝতে দেয়।

আপেক্ষিক প্রতিসরণ (n₂₁) আলোর গতির পরিবর্তনের পরামিতিগুলি দেখায় যখন একটি মাধ্যম থেকে অন্য মাধ্যমটিতে চলে যায়।

ভিডিওটি গ্রাফিক্স এবং অ্যানিমেশনের সাহায্যে 8ম শ্রেণির পদার্থবিজ্ঞানের আইনটি খুব সহজভাবে ব্যাখ্যা করে।

প্রযুক্তিতে আইনের সুযোগ

ঘটনাটি আবিষ্কার এবং ব্যবহারিক গবেষণার পর অনেক সময় পেরিয়ে গেছে। ফলাফলগুলি বিভিন্ন শিল্পে ব্যবহৃত বিপুল সংখ্যক ডিভাইস বিকাশ এবং প্রয়োগ করতে সহায়তা করেছে, এটি সবচেয়ে সাধারণ উদাহরণগুলি বিশ্লেষণ করার মতো:

1. চক্ষু সংক্রান্ত যন্ত্রপাতি। আপনাকে বিভিন্ন ধরণের অধ্যয়ন পরিচালনা করতে এবং প্যাথলজিগুলি সনাক্ত করতে দেয়।
2. পেট এবং অভ্যন্তরীণ অঙ্গ অধ্যয়নের জন্য যন্ত্রপাতি। আপনি একটি ক্যামেরা প্রবর্তন ছাড়াই একটি পরিষ্কার চিত্র পেতে পারেন, যা প্রক্রিয়াটিকে ব্যাপকভাবে সহজ করে এবং গতি বাড়ায়।
3. টেলিস্কোপ এবং অন্যান্য জ্যোতির্বিদ্যার সরঞ্জাম, প্রতিসরণের কারণে, খালি চোখে দৃশ্যমান নয় এমন চিত্রগুলি পাওয়া সম্ভব করে তোলে।
   টেলিস্কোপের লেন্সগুলিতে আলোর প্রতিসরণ উচ্চ-নির্ভুল গবেষণা প্রদান করে, ফোকাসে আলো সংগ্রহ করা সম্ভব করে তোলে।
4. বাইনোকুলার এবং অনুরূপ ডিভাইসগুলিও উপরের নীতিগুলির ভিত্তিতে কাজ করে। এর মধ্যে মাইক্রোস্কোপও রয়েছে।
5. ফটো এবং ভিডিও সরঞ্জাম, বা বরং এর অপটিক্স, আলোর প্রতিসরণ ব্যবহার করে।
6. ফাইবার অপটিক লাইন যা যেকোনো দূরত্বে প্রচুর পরিমাণে তথ্য প্রেরণ করে।

ভিডিও পাঠ: আলোর প্রতিসরণ নিয়ম অনুযায়ী উপসংহার।

আলোর প্রতিসরণ একটি ঘটনা যা বিভিন্ন মাধ্যমের বৈশিষ্ট্যের কারণে ঘটে। এটি তাদের সংযোগের বিন্দুতে লক্ষ্য করা যায়, বিচ্যুতির কোণ পদার্থের মধ্যে পার্থক্যের উপর নির্ভর করে। আধুনিক বিজ্ঞান ও প্রযুক্তিতে এই বৈশিষ্ট্যটি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।