अपवर्तित तरंगें

Refracted waves

तरंगों का अपवर्तन उस घटना का उल्लेख है, जहां एक तरंग एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाते समय दिशा बदल देती है। दिशा में यह परिवर्तन तरंग की गति में परिवर्तन और दो माध्यमों के बीच की सीमा के साथ उसकी अंतःक्रिया के कारण होता है।

इस अवधारणा को बेहतर समझ,विभिन्न माध्यमों से गुजरने वाली प्रकाश तरंगों का उपयोग करने वाले एक उदाहरण जैसे हवा और पानी पर विचार कर कीया जा सकता है । जब प्रकाश एक माध्यम से दूसरे माध्यम, जैसे हवा से पानी, में यात्रा करता है, तो वह दिशा बदल सकता है।

जब कोई तरंग दो माध्यमों के बीच की सीमा को पार करती है तो उसकी दिशा में परिवर्तन उसकी गति में परिवर्तन से निर्धारित होता है। जब कोई तरंग किसी ऐसे माध्यम में प्रवेश करती है जहाँ उसकी गति भिन्न होती है, तो तरंग या तो तेज़ हो जाएगी या धीमी हो जाएगी। गति में यह परिवर्तन तरंग को मोड़ने या अपवर्तित करने का कारण बनता है।

मुख्य कारक जो यह निर्धारित करता है कि तरंगें किस प्रकार अपवर्तित होती हैं वह वह कोण है जिस पर वे दो माध्यमों के बीच की सीमा से टकराती हैं। आपतित तरंग और सीमा पर लंबवत रेखा के बीच के कोण को आपतन कोण कहा जाता है। इसी प्रकार, अपवर्तित तरंग और लंबवत रेखा के बीच के कोण को अपवर्तन कोण कहा जाता है।

तरंग अपवर्तन के मूलभूत सिद्धांतों में से एक स्नेल का नियम है, जो आपतन और अपवर्तन के कोणों को दो माध्यमों में तरंग गति के अनुपात से संबंधित करता है। स्नेल का नियम कहता है कि आपतन कोण की ज्या और अपवर्तन कोण की ज्या का अनुपात दोनों माध्यमों में तरंग गति के अनुपात के बराबर होता है।

गणितीय रूप से, स्नेल के नियम को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है:

n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂

जहाँ:

   n₁ और n₂ दो माध्यमों के अपवर्तनांक हैं (यह दर्शाता है कि प्रत्येक माध्यम में प्रकाश की गति कितनी कम हो गई है)।

   θ₁ आपतन कोण है।

   θ₂ अपवर्तन का कोण है।

यह नियम बताता है कि विभिन्न माध्यमों से गुजरने पर तरंगें किस प्रकार दिशा बदलती हैं। यदि तरंग ऐसे माध्यम में प्रवेश करती है जहां उसकी गति कम हो जाती है, तो वह लंबवत रेखा की ओर झुक जाएगी।यदि तरंग ऐसे माध्यम में प्रवेश करती है जहां उसकी गति कम हो जाती है, तो वह लंबवत रेखा की ओर झुक जाएगी। दूसरी ओर, यदि तरंग ऐसे माध्यम में प्रवेश करती है जहां उसकी गति बढ़ जाती है, तो वह लंबवत रेखा से दूर झुक जाएगी।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि विभिन्न माध्यमों में अलग-अलग अपवर्तक सूचकांक होते हैं, जो यह निर्धारित करते हैं कि एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाने पर तरंग की गति कितनी बदलती है। उदाहरण के लिए, प्रकाश तरंगें पानी की तुलना में हवा में तेजी से चलती हैं, यही कारण है कि जब प्रकाश हवा से पानी में या इसके विपरीत गुजरता है तो हम अपवर्तन देखते हैं।

संक्षेप में, तरंगों का अपवर्तन तब होता है जब एक तरंग अपनी गति में परिवर्तन के कारण एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाते समय दिशा बदलती है। आपतन कोण, जो आपतित तरंग और लंबवत रेखा के बीच का कोण है, स्नेल के नियम के माध्यम से अपवर्तन कोण से संबंधित होता है। दोनों माध्यमों के अपवर्तक सूचकांक यह निर्धारित करते हैं कि तरंग की गति में कितना परिवर्तन होता है, जिससे तरंग लंबवत रेखा की ओर या उससे दूर झुक जाती है। अपवर्तन विभिन्न प्रकार की तरंगों में देखा जाता है, जिनमें प्रकाश तरंगें, ध्वनि तरंगें और जल तरंगें शामिल हैं।