জ্যামিতিক আলোকবিদ্যা: আলোক রশ্মি

সুচিপত্র:

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

জ্যামিতিক অপটিক্স হল ভৌত অপটিক্সের একটি বিশেষ শাখা, যা আলোর প্রকৃতির সাথে কাজ করে না, তবে স্বচ্ছ মিডিয়াতে আলোক রশ্মির গতির নিয়ম অধ্যয়ন করে। আসুন নিবন্ধে এই আইনগুলি ঘনিষ্ঠভাবে দেখি, এবং অনুশীলনে তাদের ব্যবহারের উদাহরণও দেওয়া যাক৷

একজাতীয় স্থানে রশ্মি প্রচার: গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য

সবাই জানে যে আলো হল একটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গ, যা কিছু প্রাকৃতিক ঘটনার জন্য শক্তির কোয়ান্টার স্রোতের মতো আচরণ করতে পারে (ফটোইলেকট্রিক প্রভাব এবং আলোর চাপের ঘটনা)। জ্যামিতিক অপটিক্স, যেমন ভূমিকায় উল্লেখ করা হয়েছে, শুধুমাত্র আলোর বিস্তারের নিয়মগুলি নিয়ে কাজ করে, তাদের প্রকৃতির দিকে নজর না দিয়ে৷

যদি রশ্মিটি একটি সমজাতীয় স্বচ্ছ মাধ্যম বা শূন্যতায় চলে এবং তার পথে কোনো বাধার সম্মুখীন না হয়, তাহলে আলোক রশ্মি সরলরেখায় চলে যাবে। এই বৈশিষ্ট্যটি 17 শতকের মাঝামাঝি সময়ে ফরাসী পিয়েরে ফার্মাট কর্তৃক ন্যূনতম সময়ের নীতি (ফার্মাটের নীতি) প্রণয়নের দিকে পরিচালিত করে।

আলোক রশ্মির আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য হল তাদের স্বাধীনতা। এর মানে হল প্রতিটি রশ্মি "অনুভূতি" ছাড়াই মহাকাশে প্রচার করেএর সাথে মিথস্ক্রিয়া না করেই আরেকটি রশ্মি।

অবশেষে, আলোর তৃতীয় বৈশিষ্ট্য হল একটি স্বচ্ছ উপাদান থেকে অন্য বস্তুতে যাওয়ার সময় এর প্রচারের গতির পরিবর্তন।

আলোক রশ্মির চিহ্নিত ৩টি বৈশিষ্ট্য প্রতিফলন ও প্রতিসরণ সূত্রের উদ্ভবের জন্য ব্যবহৃত হয়।

প্রতিফলন ঘটনা

এই ভৌত ঘটনাটি ঘটে যখন একটি আলোক রশ্মি আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের চেয়ে অনেক বড় একটি অস্বচ্ছ বাধাকে আঘাত করে। প্রতিফলনের ঘটনা হল একই মাধ্যমের রশ্মির গতিপথের একটি তীক্ষ্ণ পরিবর্তন।

অনুমান করুন যে আলোর একটি পাতলা রশ্মি একটি অস্বচ্ছ সমতলে θ₁ একটি কোণে পড়ে যে বিমটি যেখানে আঘাত করে সেই বিন্দুর মধ্য দিয়ে এই সমতলে টানা স্বাভাবিক N তে। তারপর মরীচিটি একটি নির্দিষ্ট কোণে প্রতিফলিত হয় θ2 _{একই স্বাভাবিক N থেকে। প্রতিফলনের ঘটনাটি দুটি প্রধান নিয়ম মেনে চলে:}

ঘটনাটি আলোর রশ্মি প্রতিফলিত করে এবং একই সমতলে N স্বাভাবিক থাকে।

প্রতিফলনের কোণ এবং আলোক রশ্মির আপতন কোণ সর্বদা সমান (θ₁=θ_2)।

জ্যামিতিক আলোকবিজ্ঞানে প্রতিফলনের ঘটনাটির প্রয়োগ

বিভিন্ন জ্যামিতির আয়নায় বস্তুর (বাস্তব বা কাল্পনিক) ছবি তৈরি করার সময় আলোক রশ্মির প্রতিফলনের নিয়ম ব্যবহার করা হয়। সবচেয়ে সাধারণ মিরর জ্যামিতি হল:

সমতল আয়না;
অবতল;
উত্তল।

এগুলির যেকোনো একটিতে একটি ছবি তৈরি করা বেশ সহজ৷ একটি ফ্ল্যাট আয়নায়, এটি সর্বদা কাল্পনিক হতে দেখা যায়, বস্তুটির আকারের সমান, এটিতে সরাসরিবাম এবং ডান দিক বিপরীত।

অবতল এবং উত্তল দর্পণের ছবিগুলি বেশ কয়েকটি রশ্মি ব্যবহার করে তৈরি করা হয় (অপটিক্যাল অক্ষের সমান্তরাল, ফোকাসের মধ্য দিয়ে এবং কেন্দ্রের মধ্য দিয়ে যায়)। তাদের ধরন আয়না থেকে বস্তুর দূরত্ব উপর নির্ভর করে। নীচের চিত্রটি দেখায় কিভাবে উত্তল এবং অবতল দর্পণে ছবি তৈরি করা যায়।

প্রতিসরণ এর ঘটনা

এটি রশ্মির একটি বিরতি (প্রতিসরণ) নিয়ে গঠিত যখন এটি দুটি ভিন্ন স্বচ্ছ মিডিয়ার (উদাহরণস্বরূপ, জল এবং বায়ু) সীমা অতিক্রম করে পৃষ্ঠের একটি কোণে যা 90 এর সমান নয় o।

এই ঘটনার আধুনিক গাণিতিক বর্ণনা ডাচম্যান স্নেল এবং ফরাসী ডেসকার্টস 17 শতকের শুরুতে তৈরি করেছিলেন। θ₁ এবং θ_{3 ঘটনা এবং সমতলে স্বাভাবিক N-এর সাথে আপেক্ষিক প্রতিসৃত রশ্মির জন্য কোণগুলি নির্দেশ করে, আমরা এর জন্য একটি গাণিতিক অভিব্যক্তি লিখি প্রতিসরণের ঘটনা:}

₁sin(θ₁)=n₂sin(θ _3).

পরিমাণ n₂এবং n_{1মিডিয়া 2 এবং 1 এর প্রতিসরণকারী সূচক। তারা দেখায় আলোর গতি কত মাধ্যমটি বায়ুবিহীন স্থান থেকে পৃথক। উদাহরণস্বরূপ, জলের জন্য n=1.33, এবং বায়ুর জন্য - 1.00029। আপনার জানা উচিত যে n এর মান আলোর কম্পাঙ্কের একটি ফাংশন (নিম্ন কম্পাঙ্কের তুলনায় উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সির জন্য n বেশি)।}

জ্যামিতিক আলোকবিজ্ঞানে প্রতিসরণ ঘটনার প্রয়োগ

বর্ণিত ঘটনাটি চিত্র তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়পাতলা লেন্স। একটি লেন্স হল একটি স্বচ্ছ উপাদান (গ্লাস, প্লাস্টিক, ইত্যাদি) দিয়ে তৈরি একটি বস্তু যা দুটি পৃষ্ঠ দ্বারা আবদ্ধ, যার মধ্যে অন্তত একটি শূন্য বক্রতা নেই। দুই ধরনের লেন্স আছে:

সমাবেশ;
বিক্ষিপ্ত।

কনভারজিং লেন্স একটি উত্তল গোলাকার (গোলাকার) পৃষ্ঠ দ্বারা গঠিত হয়। তাদের মধ্যে আলোক রশ্মির প্রতিসরণ এমনভাবে ঘটে যে তারা সমস্ত সমান্তরাল রশ্মি এক বিন্দুতে সংগ্রহ করে - ফোকাস। বিক্ষিপ্ত পৃষ্ঠগুলি অবতল স্বচ্ছ পৃষ্ঠ দ্বারা গঠিত হয়, তাই তাদের মধ্য দিয়ে সমান্তরাল রশ্মি যাওয়ার পরে, আলো ছড়িয়ে পড়ে।

এর কৌশলে লেন্সে চিত্র নির্মাণ গোলাকার আয়নায় চিত্র নির্মাণের অনুরূপ। এছাড়াও বেশ কয়েকটি বিম ব্যবহার করা প্রয়োজন (অপটিক্যাল অক্ষের সমান্তরাল, ফোকাসের মধ্য দিয়ে এবং লেন্সের অপটিক্যাল কেন্দ্রের মধ্য দিয়ে যাওয়া)। প্রাপ্ত চিত্রগুলির প্রকৃতি লেন্সের ধরন এবং বস্তুর দূরত্ব দ্বারা নির্ধারিত হয়। নীচের চিত্রটি বিভিন্ন ক্ষেত্রে পাতলা লেন্সে একটি বস্তুর ছবি পাওয়ার কৌশল দেখায়৷

জ্যামিতিক আলোকবিদ্যার আইন অনুযায়ী কাজ করা ডিভাইস

তার মধ্যে সবচেয়ে সহজ হল একটি ম্যাগনিফাইং গ্লাস। এটি একটি একক উত্তল লেন্স যা বাস্তব বস্তুকে 5 বার পর্যন্ত বড় করে।

একটি আরও অত্যাধুনিক ডিভাইস, যা বস্তুকে বড় করার জন্যও ব্যবহৃত হয়, এটি একটি মাইক্রোস্কোপ। এটি ইতিমধ্যেই একটি লেন্স সিস্টেম (কমপক্ষে 2টি কনভার্জিং লেন্স) নিয়ে গঠিত এবং আপনাকে এটি বৃদ্ধি পেতে দেয়কয়েকশ বার।

অবশেষে, তৃতীয় গুরুত্বপূর্ণ অপটিক্যাল যন্ত্র হল একটি টেলিস্কোপ যা মহাকাশীয় বস্তু পর্যবেক্ষণ করতে ব্যবহৃত হয়। এটি উভয় একটি লেন্স সিস্টেম নিয়ে গঠিত হতে পারে, তারপর এটি একটি প্রতিসরাঙ্ক টেলিস্কোপ বলা হয়, এবং একটি মিরর সিস্টেম - একটি প্রতিফলিত টেলিস্কোপ। এই নামগুলি এর কাজের নীতিকে প্রতিফলিত করে (প্রতিসরণ বা প্রতিফলন)।

প্রস্তাবিত:

জ্যামিতিক আকার, বা যেখানে জ্যামিতি শুরু হয়

অনেক মানুষ ভুল করে বিশ্বাস করে যে তারা হাই স্কুলে প্রথম জ্যামিতিক আকারের মুখোমুখি হয়। সেখানে তারা তাদের নাম শেখে। কিন্তু প্রকৃতপক্ষে, শৈশবকাল থেকে, একটি শিশু যে কোনো বস্তু দেখে, অনুভব করে, গন্ধ নেয় বা অন্য কোনো উপায়ে তার সাথে যোগাযোগ করে তা অবিকল একটি জ্যামিতিক চিত্র।

আলোর রশ্মি একটি সমতল আয়নায় আঘাত করলে আপতন ও প্রতিফলনের কোণ কী?

গণিত এবং পদার্থবিদ্যার স্কুল কোর্সে, প্রায়শই "একটি আলোর রশ্মি একটি সমতল আয়নায় পড়ে" শব্দ দিয়ে শুরু হয় এমন সমস্যা দেখা দেয়। কিছু ছাত্র প্রথম নজরে তাদের কঠিন মনে হতে পারে. যাইহোক, আপনি যদি সেগুলি বুঝতে পারেন তবে আপনি বাদামের মতো কাজগুলিকে "ক্লিক" করতে পারেন। এটি করার জন্য, প্রতিফলন কোণগুলির তত্ত্ব এবং এই ঘটনার সাথে সম্পর্কিত আইনগুলির মধ্যে অনুসন্ধান করা মূল্যবান। এই নিবন্ধটি এই বিষয়ে উত্সর্গীকৃত