রশ্মি প্রতিসরণ কোণ

2024 লেখক: Angel Austin | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-02 17:42

আজ আমরা একটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গ (তথাকথিত আলো) এর প্রতিসরণ কোণ কী এবং এর সূত্রগুলি কীভাবে তৈরি হয় তা প্রকাশ করব।

চোখ, ত্বক, মস্তিষ্ক

মানুষের পাঁচটি প্রধান ইন্দ্রিয় আছে। চিকিৎসা বিজ্ঞানীরা এগারোটি ভিন্ন ভিন্ন ভিন্ন সংবেদনকে আলাদা করেন (উদাহরণস্বরূপ, চাপ বা ব্যথার অনুভূতি)। কিন্তু লোকেরা তাদের বেশিরভাগ তথ্য তাদের চোখের মাধ্যমে পায়। উপলব্ধ তথ্যের নব্বই শতাংশ পর্যন্ত মানব মস্তিষ্ক ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক কম্পন হিসাবে সচেতন। তাই মানুষ বেশিরভাগই সৌন্দর্য এবং নান্দনিকতাকে চাক্ষুষভাবে বোঝে। আলোর প্রতিসরণ কোণ এতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

মরুভূমি, হ্রদ, বৃষ্টি

আশেপাশের পৃথিবী সূর্যের আলোতে পরিবেষ্টিত। বায়ু এবং জল মানুষ কি পছন্দ করে তার ভিত্তি তৈরি করে। অবশ্যই, শুষ্ক মরুভূমির প্রাকৃতিক দৃশ্যের জন্য একটি কঠোর সৌন্দর্য রয়েছে, তবে বেশিরভাগ লোকেরা কিছুটা আর্দ্রতা পছন্দ করে।

মানুষ সর্বদা পাহাড়ের স্রোত এবং মসৃণ নিম্নভূমির নদী, শান্ত হ্রদ এবং সমুদ্রের সদা ঘূর্ণায়মান ঢেউ, জলপ্রপাতের স্প্ল্যাশ এবং হিমবাহের শীতল স্বপ্ন দেখে মুগ্ধ হয়েছে। ঘাসের উপর শিশিরে আলোর খেলা, ডালে তুষারপাতের ঝলকানি, কুয়াশার দুধের শুভ্রতা এবং নিচু মেঘের বিষণ্ণ সৌন্দর্যের সৌন্দর্য একাধিকবার সবাই লক্ষ্য করেছে। এবং এই সমস্ত প্রভাব তৈরি হয়পানিতে রশ্মির প্রতিসরণ কোণের জন্য ধন্যবাদ।

চোখ, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক স্কেল, রংধনু

আলো হল ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডের একটি ওঠানামা। তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং এর ফ্রিকোয়েন্সি ফোটনের ধরন নির্ধারণ করে। কম্পন ফ্রিকোয়েন্সি নির্ধারণ করে যে এটি একটি রেডিও তরঙ্গ, একটি ইনফ্রারেড রশ্মি, কোনও ব্যক্তির কাছে দৃশ্যমান কিছু রঙের বর্ণালী, অতিবেগুনী, এক্স-রে বা গামা বিকিরণ হবে কিনা। মানুষ তাদের চোখ দিয়ে 780 (লাল) থেকে 380 (বেগুনি) ন্যানোমিটার পর্যন্ত তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সাথে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক কম্পন উপলব্ধি করতে সক্ষম। সমস্ত সম্ভাব্য তরঙ্গের স্কেলে, এই বিভাগটি একটি খুব ছোট এলাকা দখল করে। অর্থাৎ, মানুষ ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক স্পেকট্রামের অধিকাংশ উপলব্ধি করতে সক্ষম হয় না। এবং মানুষের জন্য অ্যাক্সেসযোগ্য সমস্ত সৌন্দর্য মিডিয়ার সীমানায় আপতন কোণ এবং প্রতিসরণ কোণের মধ্যে পার্থক্য দ্বারা তৈরি হয়৷

শূন্যস্থান, সূর্য, গ্রহ

তাপনিউক্লিয়ার বিক্রিয়ার ফলে সূর্যের দ্বারা ফোটন নির্গত হয়। হাইড্রোজেন পরমাণুর সংমিশ্রণ এবং হিলিয়ামের জন্মের সাথে আলোক কোয়ান্টা সহ বিপুল সংখ্যক বিভিন্ন কণার মুক্তি ঘটে। একটি ভ্যাকুয়ামে, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গ একটি সরল রেখায় এবং সর্বোচ্চ সম্ভাব্য গতিতে প্রচার করে। যখন এটি পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের মতো একটি স্বচ্ছ এবং ঘন মাধ্যম প্রবেশ করে, তখন আলো তার বিস্তারের গতি পরিবর্তন করে। ফলস্বরূপ, এটি প্রচারের দিক পরিবর্তন করে। প্রতিসরণ সূচক কত নির্ধারণ করে। স্নেল সূত্র ব্যবহার করে প্রতিসরণ কোণ গণনা করা হয়।

স্নেলের আইন

ডাচ গণিতবিদ উইলেব্রর্ড স্নেল তার সারা জীবন কোণ এবং দূরত্ব নিয়ে কাজ করেছেন। তিনি বুঝতে পেরেছিলেন কীভাবে শহরগুলির মধ্যে দূরত্ব পরিমাপ করতে হয়, কীভাবে একটি প্রদত্ত খুঁজে বের করতে হয়আকাশে বিন্দু। এতে অবাক হওয়ার কিছু নেই যে তিনি আলোর প্রতিসরণ কোণে একটি প্যাটার্ন খুঁজে পেয়েছেন।

আইন সূত্রটি দেখতে এরকম:

₁sin θ₁ =n₂sin θ_{2 ।}

এই অভিব্যক্তিতে, অক্ষরগুলির নিম্নলিখিত অর্থ রয়েছে:

₁ এবং n_{2 হল মাঝারি এক (যা থেকে মরীচি পড়ে) এবং মাঝারি 2 (এটি এটিতে প্রবেশ করে) এর প্রতিসরণকারী সূচক);}

θ₁ এবং θ_{2 হল যথাক্রমে আপতন কোণ এবং আলোর প্রতিসরণ।}

আইনের ব্যাখ্যা

এই সূত্রটির কিছু ব্যাখ্যা দেওয়া দরকার। কোণ θ মানে আলোক রশ্মির সংস্পর্শের বিন্দুতে বিমের প্রচারের দিক এবং পৃষ্ঠ থেকে স্বাভাবিকের মধ্যে থাকা ডিগ্রীর সংখ্যা। কেন এই ক্ষেত্রে স্বাভাবিক ব্যবহার করা হয়? কারণ বাস্তবে কোন কঠোরভাবে সমতল পৃষ্ঠ নেই। এবং যেকোনো বক্ররেখার স্বাভাবিক খুঁজে পাওয়া বেশ সহজ। উপরন্তু, মিডিয়া সীমানা এবং ঘটনার বিম x-এর মধ্যে কোণটি যদি সমস্যার মধ্যে জানা যায়, তাহলে প্রয়োজনীয় কোণ θ মাত্র (90º-x)।

প্রায়শই, আলো আরও বিরল (বাতাস) থেকে ঘন (জল) মাধ্যমে প্রবেশ করে। মাধ্যমের পরমাণুগুলি একে অপরের যত কাছে থাকে, তত শক্তিশালী মরীচি প্রতিসৃত হয়। অতএব, মাধ্যম যত ঘন হবে, প্রতিসরণ কোণ তত বেশি হবে। কিন্তু এটি অন্যভাবেও ঘটে: আলো জল থেকে বাতাসে বা বায়ু থেকে শূন্যে পড়ে। এই ধরনের পরিস্থিতিতে, একটি শর্ত দেখা দিতে পারে যার অধীনে n₁sin θ₁>n_{2। অর্থাৎ, সম্পূর্ণ রশ্মি প্রথম মাধ্যমে প্রতিফলিত হবে। এই ঘটনাটিকে মোট অভ্যন্তরীণ বলা হয়প্রতিফলন উপরে বর্ণিত পরিস্থিতি যে কোণে ঘটে তাকে প্রতিসরণের সীমাবদ্ধ কোণ বলে।}

কি প্রতিসরণ সূচক নির্ধারণ করে?

এই মান শুধুমাত্র পদার্থের বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে। উদাহরণস্বরূপ, সেখানে স্ফটিক রয়েছে যার জন্য মরীচিটি কোন কোণে প্রবেশ করে তা গুরুত্বপূর্ণ। বৈশিষ্ট্যের অ্যানিসোট্রপি বিয়ারফ্রিঞ্জেন্সে প্রকাশিত হয়। এমন মিডিয়া রয়েছে যার জন্য আগত বিকিরণের মেরুকরণ গুরুত্বপূর্ণ। এটাও মনে রাখতে হবে যে প্রতিসরণ কোণ ঘটনা বিকিরণের তরঙ্গদৈর্ঘ্যের উপর নির্ভর করে। এই পার্থক্যের উপর ভিত্তি করেই প্রিজম দ্বারা সাদা আলোকে রংধনুতে বিভাজন নিয়ে পরীক্ষা করা হয়েছে। এটি লক্ষ করা উচিত যে মাধ্যমটির তাপমাত্রা বিকিরণের প্রতিসরণ সূচককেও প্রভাবিত করে। একটি ক্রিস্টালের পরমাণু যত দ্রুত কম্পিত হয়, তার গঠন এবং আলোর প্রচারের দিক পরিবর্তন করার ক্ষমতা তত বেশি বিকৃত হয়।

প্রতিসরাঙ্কের মানের উদাহরণ

আমরা পরিচিত পরিবেশের জন্য বিভিন্ন মান দিই:

খনিজ হিসাবে লবণ (রাসায়নিক সূত্র NaCl) কে "হ্যালাইট" বলা হয়। এর প্রতিসরণ সূচক হল 1.544.
কাচের প্রতিসরণ কোণ তার প্রতিসরণ সূচক থেকে গণনা করা হয়। উপাদানের ধরনের উপর নির্ভর করে, এই মান 1.487 এবং 2.186 এর মধ্যে পরিবর্তিত হয়।
হীরে আলোর খেলার জন্য অবিকল বিখ্যাত। জুয়েলার্স কাটার সময় তার সমস্ত প্লেন বিবেচনায় নেয়। হীরার প্রতিসরণ সূচক হল 2.417।

অমেধ্য থেকে বিশুদ্ধ পানির প্রতিসরাঙ্ক সূচক রয়েছে 1.333। H_{2O একটি খুব ভালো দ্রাবক। তাই প্রকৃতিতে রাসায়নিকভাবে বিশুদ্ধ পানি নেই। প্রতিটি কূপ, প্রতিটি নদীর বৈশিষ্ট্য রয়েছেএর রচনা সহ। অতএব, প্রতিসরণ সূচকও পরিবর্তিত হয়। কিন্তু সহজ স্কুল সমস্যা সমাধানের জন্য, আপনি এই মান নিতে পারেন।}

বৃহস্পতি, শনি, ক্যালিস্টো

এখন পর্যন্ত, আমরা পার্থিব বিশ্বের সৌন্দর্য সম্পর্কে কথা বলেছি। তথাকথিত স্বাভাবিক অবস্থা একটি খুব নির্দিষ্ট তাপমাত্রা এবং চাপ বোঝায়। কিন্তু সৌরজগতে অন্যান্য গ্রহ রয়েছে। বেশ ভিন্ন ল্যান্ডস্কেপ আছে।

বৃহস্পতিতে, উদাহরণস্বরূপ, মিথেন মেঘ এবং হিলিয়াম আপড্রাফ্টে আর্গন ধোঁয়া লক্ষ্য করা সম্ভব। এক্স-রে অরোরাও সেখানে সাধারণ।

শনি গ্রহে, ইথেন কুয়াশা হাইড্রোজেন বায়ুমণ্ডলকে আবৃত করে। গ্রহের নীচের স্তরে, খুব গরম মিথেন মেঘ থেকে হীরা বৃষ্টি হয়।

তবে, বৃহস্পতির পাথুরে হিমায়িত চাঁদ ক্যালিস্টোতে হাইড্রোকার্বন সমৃদ্ধ একটি অভ্যন্তরীণ মহাসাগর রয়েছে। সম্ভবত সালফার গ্রাসকারী ব্যাকটেরিয়া এর গভীরতায় বাস করে।

এবং এই প্রতিটি প্রাকৃতিক দৃশ্যে, বিভিন্ন পৃষ্ঠ, প্রান্ত, ধার এবং মেঘের আলোর খেলা সৌন্দর্য সৃষ্টি করে।