પ્રકાશ પ્રતિબિંબના નિયમો અને તેમની શોધનો ઇતિહાસ
પ્રકાશના પ્રતિબિંબનો નિયમ અવલોકનો અને પ્રયોગો દ્વારા શોધાયો હતો. અલબત્ત, તે સૈદ્ધાંતિક રીતે તારવી શકાય છે, પરંતુ હવે ઉપયોગમાં લેવાતા તમામ સિદ્ધાંતો વ્યવહારમાં વ્યાખ્યાયિત અને પ્રમાણિત કરવામાં આવ્યા છે. આ ઘટનાના મુખ્ય લક્ષણોને જાણવું લાઇટિંગ પ્લાનિંગ અને સાધનોની પસંદગીમાં મદદ કરે છે. આ સિદ્ધાંત અન્ય ક્ષેત્રોમાં પણ કામ કરે છે - રેડિયો તરંગો, એક્સ-રે વગેરે. પ્રતિબિંબમાં બરાબર એ જ વર્તન કરો.
પ્રકાશનું પ્રતિબિંબ અને તેની જાતો શું છે, મિકેનિઝમ
આ કાયદો નીચે પ્રમાણે ઘડવામાં આવ્યો છે: ઘટના અને પ્રતિબિંબિત કિરણો એક જ પ્લેનમાં સ્થિત છે, પ્રતિબિંબિત સપાટી પર લંબ છે, જે ઘટનાના બિંદુથી બહાર આવે છે. ઘટના કોણ પ્રતિબિંબ કોણ સમાન છે.
સારમાં, પ્રતિબિંબ એ એક ભૌતિક પ્રક્રિયા છે જેમાં બીમ, કણો અથવા રેડિયેશન પ્લેન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. તરંગોની દિશા બે માધ્યમોની સીમા પર બદલાય છે, કારણ કે તેમાં વિવિધ ગુણધર્મો છે.પ્રતિબિંબિત પ્રકાશ હંમેશા તે માધ્યમ પર પાછો ફરે છે જેમાંથી તે આવ્યો હતો. મોટેભાગે પ્રતિબિંબ દરમિયાન, તરંગોના રીફ્રેક્શનની ઘટના પણ જોવા મળે છે.
અરીસાનું પ્રતિબિંબ
આ કિસ્સામાં, પ્રતિબિંબિત અને ઘટના કિરણો વચ્ચે સ્પષ્ટ સંબંધ છે, આ આ વિવિધતાનું મુખ્ય લક્ષણ છે. મિરરિંગ માટે ચોક્કસ કેટલાક મુખ્ય મુદ્દાઓ છે:
- પ્રતિબિંબિત કિરણ હંમેશા એવા પ્લેનમાં હોય છે જે ઘટના કિરણમાંથી પસાર થાય છે અને સામાન્ય પરાવર્તિત સપાટી પર હોય છે, જે ઘટનાના બિંદુ પર પુનઃનિર્માણ થાય છે.
- ઘટનાનો કોણ પ્રકાશ કિરણના પ્રતિબિંબના ખૂણા જેટલો છે.
- પ્રતિબિંબિત બીમની લાક્ષણિકતાઓ બીમ બીમના ધ્રુવીકરણ અને તેની ઘટનાના કોણ માટે પ્રમાણસર છે. ઉપરાંત, સૂચક બે વાતાવરણની લાક્ષણિકતાઓથી પ્રભાવિત થાય છે.
આ કિસ્સામાં, રીફ્રેક્ટિવ સૂચકાંકો પ્લેનના ગુણધર્મો અને પ્રકાશની લાક્ષણિકતાઓ પર આધારિત છે. જ્યાં પણ સરળ સપાટીઓ હોય ત્યાં આ પ્રતિબિંબ મળી શકે છે. પરંતુ વિવિધ વાતાવરણ માટે, શરતો અને સિદ્ધાંતો બદલાઈ શકે છે.
કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબ
ધ્વનિ અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો માટે લાક્ષણિક. તે બિંદુએ થાય છે જ્યાં બે વાતાવરણ મળે છે. આ કિસ્સામાં, તરંગો એવા માધ્યમથી પડવા જોઈએ જેમાં પ્રચાર વેગ ઓછો હોય. પ્રકાશના સંદર્ભમાં, આપણે કહી શકીએ કે આ કિસ્સામાં રીફ્રેક્ટિવ સૂચકાંકો મોટા પ્રમાણમાં વધે છે.
પ્રકાશ કિરણની ઘટનાનો કોણ રીફ્રેક્શનના કોણને અસર કરે છે. તેના મૂલ્યમાં વધારો સાથે, પ્રતિબિંબિત કિરણોની તીવ્રતા વધે છે, અને પ્રત્યાવર્તિત કિરણો ઘટે છે.જ્યારે ચોક્કસ નિર્ણાયક મૂલ્ય પહોંચી જાય છે, ત્યારે પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંકો શૂન્ય થઈ જાય છે, જે કિરણોના કુલ પ્રતિબિંબ તરફ દોરી જાય છે.
વિવિધ માધ્યમો માટે નિર્ણાયક કોણની વ્યક્તિગત રીતે ગણતરી કરવામાં આવે છે.
પ્રકાશનું પ્રસરેલું પ્રતિબિંબ
આ વિકલ્પ એ હકીકત દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે કે જ્યારે તે અસમાન સપાટીને હિટ કરે છે, ત્યારે કિરણો જુદી જુદી દિશામાં પ્રતિબિંબિત થાય છે. પ્રતિબિંબિત પ્રકાશ ફક્ત વિખેરી નાખે છે અને તેના કારણે તમે અસમાન અથવા મેટ સપાટી પર તમારું પ્રતિબિંબ જોઈ શકતા નથી. જ્યારે અનિયમિતતા તરંગલંબાઈ જેટલી અથવા તેનાથી વધુ હોય ત્યારે કિરણોના પ્રસારની ઘટના જોવા મળે છે.
આ કિસ્સામાં, એક અને સમાન પ્લેન પ્રકાશ અથવા અલ્ટ્રાવાયોલેટ માટે પ્રસરેલું પ્રતિબિંબિત થઈ શકે છે, પરંતુ તે જ સમયે ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રમને સારી રીતે પ્રતિબિંબિત કરે છે. તે બધા મોજાની લાક્ષણિકતાઓ અને સપાટીના ગુણધર્મો પર આધારિત છે.
વિપરીત પ્રતિબિંબ
આ ઘટના ત્યારે જોવા મળે છે જ્યારે કિરણો, તરંગો અથવા અન્ય કણો પાછા પ્રતિબિંબિત થાય છે, એટલે કે, સ્ત્રોત તરફ. આ મિલકતનો ઉપયોગ ખગોળશાસ્ત્ર, કુદરતી વિજ્ઞાન, દવા, ફોટોગ્રાફી અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં થઈ શકે છે. ટેલિસ્કોપમાં બહિર્મુખ લેન્સની સિસ્ટમને કારણે, નરી આંખે ન દેખાતા તારાઓના પ્રકાશને જોવાનું શક્ય છે.
પ્રકાશના સ્ત્રોત પર પાછા ફરવા માટે ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓ બનાવવી મહત્વપૂર્ણ છે, આ મોટેભાગે ઓપ્ટિક્સ અને કિરણોની બીમ દિશા દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, આ સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ અભ્યાસમાં થાય છે, પ્રતિબિંબિત અલ્ટ્રાસોનિક તરંગોને આભારી છે, અભ્યાસ હેઠળના અંગની છબી મોનિટર પર પ્રદર્શિત થાય છે.
પ્રતિબિંબના નિયમોની શોધનો ઇતિહાસ
આ ઘટના લાંબા સમયથી જાણીતી છે.પ્રથમ વખત, પ્રકાશના પ્રતિબિંબનો ઉલ્લેખ "કાટોપટ્રિક" માં કરવામાં આવ્યો હતો, જે 200 બીસીની છે. અને પ્રાચીન ગ્રીક વિદ્વાન યુક્લિડ દ્વારા લખાયેલ. પ્રથમ પ્રયોગો સરળ હતા, તેથી તે સમયે કોઈ સૈદ્ધાંતિક આધાર દેખાયો ન હતો, પરંતુ તેણે જ આ ઘટના શોધી કાઢી હતી. આ કિસ્સામાં, અરીસાની સપાટીઓ માટે ફર્મેટના સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.
ફ્રેસ્નલ સૂત્રો
ઑગસ્ટે ફ્રેસ્નેલ એક ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રી હતા જેમણે સંખ્યાબંધ સૂત્રો વિકસાવ્યા હતા જેનો આજે વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. તેનો ઉપયોગ પ્રતિબિંબિત અને રીફ્રેક્ટેડ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોની તીવ્રતા અને કંપનવિસ્તારની ગણતરીમાં થાય છે. તે જ સમયે, તેઓએ વિવિધ રીફ્રેક્ટિવ મૂલ્યો સાથે બે માધ્યમો વચ્ચેની સ્પષ્ટ સીમામાંથી પસાર થવું જોઈએ.
ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રીના સૂત્રો સાથે બંધબેસતી તમામ ઘટનાઓને ફ્રેસ્નલ પ્રતિબિંબ કહેવામાં આવે છે. પરંતુ તે યાદ રાખવું જોઈએ કે મેળવેલા તમામ કાયદાઓ ત્યારે જ માન્ય છે જ્યારે મીડિયા આઇસોટ્રોપિક હોય, અને તેમની વચ્ચેની સીમા સ્પષ્ટ હોય. આ કિસ્સામાં, ઘટનાનો કોણ હંમેશા પ્રતિબિંબના ખૂણા જેટલો હોય છે, અને સ્નેલના નિયમ દ્વારા વક્રીભવનનું મૂલ્ય નક્કી કરવામાં આવે છે.
તે મહત્વનું છે કે જ્યારે પ્રકાશ સપાટ સપાટી પર પડે છે, ત્યારે બે પ્રકારના ધ્રુવીકરણ હોઈ શકે છે:
- p-ધ્રુવીકરણ એ હકીકત દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે કે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રનો વેક્ટર ઘટનાના પ્લેનમાં રહેલો છે.
- s-ધ્રુવીકરણ એ પ્રથમ પ્રકારથી અલગ છે જેમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગ તીવ્રતા વેક્ટર પ્લેન પર કાટખૂણે સ્થિત છે જેમાં ઘટના અને પ્રતિબિંબિત બીમ બંને આવેલા છે.
વિવિધ ધ્રુવીકરણ સાથેની પરિસ્થિતિઓ માટેના સૂત્રો અલગ અલગ હોય છે.આ એ હકીકતને કારણે છે કે ધ્રુવીકરણ બીમની લાક્ષણિકતાઓને અસર કરે છે અને તે વિવિધ રીતે પ્રતિબિંબિત થાય છે. જ્યારે પ્રકાશ ચોક્કસ ખૂણા પર પડે છે, ત્યારે પ્રતિબિંબિત બીમ સંપૂર્ણપણે ધ્રુવીકરણ થઈ શકે છે. આ કોણને બ્રુસ્ટર એંગલ કહેવામાં આવે છે, તે ઇન્ટરફેસ પર મીડિયાની રીફ્રેક્શન લાક્ષણિકતાઓ પર આધાર રાખે છે.
માર્ગ દ્વારા! પ્રતિબિંબિત બીમ હંમેશા ધ્રુવીકૃત હોય છે, ભલે ઘટના પ્રકાશ અધ્રુવીકૃત હોય.
હ્યુજેન્સ સિદ્ધાંત
હ્યુજેન્સ એક ડચ ભૌતિકશાસ્ત્રી છે જેઓ એવા સિદ્ધાંતો મેળવવામાં સફળ થયા જે કોઈપણ પ્રકૃતિના તરંગોનું વર્ણન કરવાનું શક્ય બનાવે છે. તે તેની સહાયથી છે કે મોટેભાગે તેઓ પ્રતિબિંબના કાયદા અને બંનેને સાબિત કરે છે પ્રકાશના રીફ્રેક્શનનો કાયદો.
આ કિસ્સામાં, પ્રકાશને સપાટ આકારની તરંગ તરીકે સમજવામાં આવે છે, એટલે કે, બધી તરંગ સપાટીઓ સપાટ છે. આ કિસ્સામાં, તરંગ સપાટી એ સમાન તબક્કામાં ઓસિલેશન સાથેના બિંદુઓનો સમૂહ છે.
શબ્દરચના આ રીતે જાય છે: કોઈપણ બિંદુ કે જેના પર વિક્ષેપ પાછળથી આવ્યો છે તે ગોળાકાર તરંગોનો સ્ત્રોત બની જાય છે.
વિડિયોમાં ગ્રાફિક્સ અને એનિમેશનનો ઉપયોગ કરીને ધોરણ 8 ના ભૌતિકશાસ્ત્રનો કાયદો ખૂબ જ સરળ શબ્દોમાં સમજાવવામાં આવ્યો છે.
ફેડોરોવની પાળી
તેને ફેડોરોવ-એમ્બર અસર પણ કહેવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબ સાથે પ્રકાશ બીમનું વિસ્થાપન છે. આ કિસ્સામાં, પાળી નજીવી છે, તે હંમેશા તરંગલંબાઇ કરતા ઓછી હોય છે. આ વિસ્થાપનને કારણે, પ્રતિબિંબિત બીમ ઘટના બીમના સમાન પ્લેનમાં રહેતો નથી, જે પ્રકાશના પ્રતિબિંબના નિયમની વિરુદ્ધ જાય છે.
વૈજ્ઞાનિક શોધ માટેનો ડિપ્લોમા F.I.ને એનાયત કરવામાં આવ્યો હતો. ફેડોરોવ 1980 માં.
કિરણોનું બાજુની વિસ્થાપન સૈદ્ધાંતિક રીતે 1955 માં સોવિયેત વૈજ્ઞાનિક દ્વારા ગાણિતિક ગણતરીઓને કારણે સાબિત થયું હતું. આ અસરની પ્રાયોગિક પુષ્ટિ માટે, ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રી એમ્બરે તે થોડા સમય પછી કર્યું.
વ્યવહારમાં કાયદાનો ઉપયોગ
પ્રશ્નમાં કાયદો લાગે તે કરતાં વધુ સામાન્ય છે. આ સિદ્ધાંતનો વ્યાપકપણે વિવિધ ક્ષેત્રોમાં ઉપયોગ થાય છે:
- દર્પણ સૌથી સરળ ઉદાહરણ છે. તે એક સરળ સપાટી છે જે પ્રકાશ અને અન્ય પ્રકારના રેડિયેશનને સારી રીતે પ્રતિબિંબિત કરે છે. સપાટ સંસ્કરણો અને અન્ય આકારોના ઘટકો બંનેનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, ગોળાકાર સપાટીઓ વસ્તુઓને દૂર ખસેડવાની મંજૂરી આપે છે, જે તેમને કારમાં પાછળના દૃશ્ય અરીસાઓ તરીકે અનિવાર્ય બનાવે છે.
- વિવિધ ઓપ્ટિકલ સાધનો માનવામાં આવેલા સિદ્ધાંતોને કારણે પણ કામ કરે છે. આમાં ચશ્મા, જે દરેક જગ્યાએ જોવા મળે છે, બહિર્મુખ લેન્સ સાથેના શક્તિશાળી ટેલિસ્કોપ અથવા દવા અને જીવવિજ્ઞાનમાં ઉપયોગમાં લેવાતા માઇક્રોસ્કોપ સુધીની દરેક વસ્તુનો સમાવેશ થાય છે.
- અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઉપકરણો પણ સમાન સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરો. અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સાધનો ચોક્કસ પરીક્ષાઓ માટે પરવાનગી આપે છે. એક્સ-રે સમાન સિદ્ધાંતો અનુસાર પ્રચાર કરે છે.
- માઇક્રોવેવ ઓવન - વ્યવહારમાં પ્રશ્નમાં કાયદાની અરજીનું બીજું ઉદાહરણ. તેમાં ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશન (ઉદાહરણ તરીકે, નાઇટ વિઝન ડિવાઇસ)ને કારણે ચાલતા તમામ સાધનોનો પણ સમાવેશ થાય છે.
- અંતર્મુખ અરીસાઓ ફ્લેશલાઇટ અને લેમ્પ્સને પ્રભાવ વધારવાની મંજૂરી આપો. આ કિસ્સામાં, લાઇટ બલ્બની શક્તિ અરીસાના તત્વનો ઉપયોગ કર્યા વિના ઘણી ઓછી હોઈ શકે છે.
માર્ગ દ્વારા! પ્રકાશના પ્રતિબિંબ દ્વારા, આપણે ચંદ્ર અને તારાઓ જોઈએ છીએ.
પ્રકાશના પ્રતિબિંબનો કાયદો ઘણી કુદરતી ઘટનાઓને સમજાવે છે, અને તેની વિશેષતાઓના જ્ઞાનથી તે સાધનો બનાવવાનું શક્ય બન્યું છે જે આપણા સમયમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.