अपवर्तन

Refraction

अपवर्तन तब होता है जब प्रकाश अपनी गति में परिवर्तन के कारण एक माध्यम (जैसे हवा) से दूसरे माध्यम (जैसे पानी या कांच) में गुजरता है। यह घटना लेंस के काम करने के तरीके, इंद्रधनुष कैसे बनते हैं और यहां तक ​​कि पानी में डूबी हुई वस्तुएं स्थानांतरित होने के कारण भी जिम्मेदार है।

गणितीय समीकरण

स्नेल का नियम

स्नेल का नियम मौलिक सिद्धांत है जो बताता है कि जब प्रकाश एक माध्यम से दूसरे माध्यम में एक अलग ऑप्टिकल घनत्व के साथ जाता है तो वह अपनी दिशा कैसे बदलता है। इसे गणितीय रूप से इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:

n1​⋅sin(θ1​)=n2​⋅sin(θ2​)

जहाँ:

   n1​ और n2​ दो माध्यम के अपवर्तक सूचकांक हैं

(निर्वात में प्रकाश की गति और संबंधित माध्यम में प्रकाश की गति का अनुपात)।

   θ1 आपतन कोण है (आपतित प्रकाश किरण और सतह पर सामान्य रेखा के बीच का कोण)।

   θ2​ अपवर्तन कोण (अपवर्तित प्रकाश किरण और सामान्य रेखा के बीच का कोण) है।

क्रांतिक कोण

क्रांतिक कोण अपवर्तन से संबंधित एक महत्वपूर्ण अवधारणा है। यह आपतन का कोण है जिसके परे सारा प्रकाश वापस मूल माध्यम में परावर्तित हो जाता है। यह गणितीय रूप से दो मीडिया के अपवर्तक सूचकांकों से निम्नप्रदर्षित सूत्र द्वारा संबंधित है:

$CriticalAngle=sin^{-1}{\frac {n_{1}}{n_{2}}}$,

यदि आपतन कोण क्रांतिक कोण से अधिक है, तो पूर्ण आंतरिक परावर्तन होता है, जो फाइबर ऑप्टिक्स और मृगतृष्णा का आधार है।

वास्तविक और सही गहराई

अपवर्तन यह भी प्रभावित करता है कि हम पानी में डूबी वस्तुओं की गहराई का अनुभव कैसे करते हैं। सही गहराई वह गहराई है जो किसी वस्तु को अपवर्तक माध्यम (जैसे पानी) से देखने पर दिखाई देती है। यह इसके द्वारा दिया गया है:

स्पष्ट गहराई = वास्तविक गहराई/n

जहां n माध्यम का अपवर्तनांक है (इस मामले में, पानी)

संक्षेप में

अपवर्तन प्रकाश का एक माध्यम से दूसरे माध्यम में गुजरते समय झुकना है। स्नेल का नियम इस व्यवहार को नियंत्रित करता है, और इसे समझने से हमें यह समझाने में मदद मिलती है कि पानी में वस्तुएं स्थानांतरित क्यों होती हैं, लेंस प्रकाश पर ध्यान केंद्रित क्यों कर सकते हैं, और भी बहुत कुछ। प्रकाशिकी में अपवर्तन एक प्रमुख अवधारणा है और विभिन्न ऑप्टिकल उपकरणों और घटनाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।