प्रकाश का अपवर्तन (Refraction of Light)

अपवर्तन की परिभाषा

• अपवर्तन (Refraction) का अर्थ है प्रकाश का मुड़ना (bending of light)।
• जब प्रकाश एक माध्यम (medium) से दूसरे माध्यम में जाता है, तो यह सतह पर आकर मुड़ जाता है।
• उदाहरण: जब प्रकाश एक रेर (rarer) माध्यम से घनत्व (denser) माध्यम में जाता है तो यह सामान्य (normal) की ओर मुड़ता है। जबकि जब यह घनत्व से रेर में जाता है, तो यह सामान्य से दूर मुड़ता है।
• यदि प्रकाश 90 डिग्री पर आता है, तो बिना मुड़े चला जाएगा।

अपवर्तनांक (Refractive Index)

• अपवर्तनांक की परिभाषा:
  • दूसरे माध्यम का अपवर्तनांक पहले माध्यम के सापेक्ष।
  • यह सूत्र के माध्यम से समझा जा सकता है:
    • µ = V1 / V2
    • जहाँ V1 = प्रकाश की गति पहले माध्यम में, V2 = प्रकाश की गति दूसरे माध्यम में।
• उदाहरण के लिए, यदि हमें कांच के ब्लॉक में प्रकाश की गति निकालनी है, तो:
  • V2 = V1 / µ

प्रश्नों के उदाहरण

• 2004: कांच में प्रकाश की गति की गणना करें, यदि अपवर्तनांक 1.5 है।
  • V2 = 3 x 10^8 m/s / 1.5 = 2 x 10^8 m/s।
• 2005: अपवर्तन की परिभाषा।
  • अपवर्तन का अर्थ है प्रकाश का सतह पर मुड़ना जब दो माध्यम अलग होते हैं।
• 2014: यदि प्रकाश पानी से हवा में जाता है, तो उसकी गति कैसे बदलेगी?
  • पानी में प्रकाश की गति कम और हवा में अधिक होती है।

अपवर्तन के नियम

• प्रकाश विभिन्न माध्यमों में विभिन्न गति से यात्रा करता है।
• अपवर्तन के नियम के अनुसार:
  • sin i / sin r = constant (जहाँ i = प्रवेश कोण, r = अपवर्तन कोण)।
• यह नियम तब लागू होता है जब माध्यम समान रहते हैं।

लटेरल विस्थापन (Lateral Displacement)

• जब कांच की प्लेट में प्रकाश की किरण जाती है तो प्रवेश और निकलने वाली किरणें समानांतर होती हैं।
• लटेरल विस्थापन का अर्थ है कि जब प्रकाश कांच की प्लेट में प्रवेश करता है और निकलता है तो वह एक निश्चित दूरी पर विस्थापित हो जाती है।
• यह विस्थापन विभिन्न कारकों पर निर्भर करता है:
  • अपवर्तनांक, प्रवेश कोण, प्लेट की मोटाई, और तरंगदैर्ध्य।

कुल आंतरिक परावर्तन (Total Internal Reflection)

• कुल आंतरिक परावर्तन तब होता है जब प्रकाश घनत्व से रेर माध्यम में जा रहा हो और प्रवेश कोण क्रिटिकल एंगल से बड़ा हो।
• क्रिटिकल एंगल वह कोण है जहाँ प्रकाश पूरी तरह से लौटता है।
• इस स्थिति में सारा प्रकाश वापस उसी माध्यम में लौटता है।

महत्वपूर्ण सूत्र और परिभाषाएँ

• µ = V1 / V2 (अपवर्तनांक का सूत्र)
• रियल डेप्थ / अपेरेंट डेप्थ (उपरी परत की गहराई और वास्तविक गहराई का अनुपात)।
• जब प्रकाश विभिन्न रंगों में विभाजित होता है, तो रंगों का विस्थापन विभिन्न तरंगदैर्ध्य के कारण होता है।

निष्कर्ष

• अपवर्तन प्रकाश के अध्ययन में महत्वपूर्ण है और इसके कई अनुप्रयोग हैं, जैसे कि लेंस, प्रिज्म, और ऑप्टिकल फाइबर।
• यह महत्वपूर्ण है कि हम इसके नियमों और परिभाषाओं को समझें, ताकि हम इसके आधार पर प्रश्नों का समाधान कर सकें।

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यह नोट्स अपवर्तन के विषय में मुख्य बिंदुओं का सारांश हैं और इन्हें अध्ययन के लिए उपयोग किया जा सकता है।