प्रिज्म के माध्यम से प्रकाश का अपवर्तन - Future Study Point

प्रिज्म के माध्यम से प्रकाश का अपवर्तन

प्रिज्म के माध्यम से प्रकाश का अपवर्तन

प्रिज्म के माध्यम से प्रकाश का अपवर्तन

जब प्रकाश की किरण वायु से कांच में आपतित होती है तो माध्यम में बदलाव के कारण आपतित किरण और कांच से वायु की तरफ निर्गत किरण के बीच विचलन कोण बनता है। यही कारण है कि प्रिज्म पर आपतित किरण सात रंगों में विभाजित हो जाती है क्योंकि किसी भी तरंग का वेग उसकी तरंग दैर्ध्य के अनुक्रमानुपाती होता है।कांच में प्रवेश करते ही सारे रंग अपने- अपने वेग से चलने लगते हैं और इनमें सबसे जल्दी लाल रंग पंहुचता है इसलिए सीधे प्रिज्म से अपवर्तन कराने पर यह सबसे ऊपर दिखता है,जबकि सबसे कम वेग होने के कारण वैंगनी रंग सबसे नीचे दिखायी देता है।

प्रिज्म के माध्यम से प्रकाश का अपवर्तन

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प्रिज्म एक पारदर्शी त्रि-आयामी ठोसआकार का होता है जिसमें कम से कम दो विपरीत पृष्ठों का क्षेत्रफल समान होता है।आइए एक त्रि-आयामी प्रिज्म पर विचार करें, एक त्रि-आयामी प्रिज्म में एक ही विपरीत त्रिकोणीय पृष्ठ के दो आधार और समान क्षेत्रफल के तीन आयताकार सतह होती हैं। आइए प्रिज्म का शीर्ष दृश्य लेते हैं,जब प्रकाश की किरण प्रिज्म की सतह पर पड़ती है,तो यह अभिलम्ब की ओर झुक जाती है क्योंकि प्रकाश किरण अभिलम्ब की ओर मुड़ जाती है जब यह एक विरल माध्यम से सघन माध्यम में जाती है, जब प्रकाश की किरण सघन माध्यम से विरल माध्यम की तरफ गुजरती है याने कांच से हवा में तो यह अभिलम्ब से दूर मुड़ती है, हम यहां देखते हैं, वायु से कांच में आने वाली किरण और कांच से वायु की तरफ निर्गत किरण के बीच विचलन कोण है। यही कारण है कि प्रिज्म पर
आपतित किरण सात रंगों में विभाजित हो जाती है क्योंकि किसी भी तरंग का वेग उसकी तरंग दैर्ध्य के समानुपाती होता है, चूंकि प्रकाश 7 अलग-अलग तरंग दैर्ध्य (यानी रंगों) से बना होता है, जैसे ही प्रकाश किरण प्रिज्म में प्रवेश करती है, इन रंगों के वेग एक दूसरे से भिन्न होते हैं। जब प्रकाश किरण कांच से हवा में आगे बढ़ती है, तो ये रंग अधिक विचलित होते हैं और हम प्रकाश के 7 रंगों के पैटर्न को उनकी तरंग दैर्ध्य ‘VIBGYOR’ के घटते क्रम में देखते हैं।

प्रिज्म के माध्यम से प्रकाश का अपवर्तन

माना कि एक प्रकाश की किरण  प्रिज्म की सतहों में से एक सतह PQ पर तिरछी आपतित होती है, यह अभिलम्ब MN की ओर मुड़ती है, आपतित प्रकाश की किरण आपतन कोण ∠i1 बनाती है और अपवर्तित किरण अपवर्तन कोण ∠r1 बनाती है।

यह अपवर्तित किरण सम्मुख सतह QR पर आपतित होती है और अपवर्तन कोण ∠i2 बनाती है। अपवर्तित किरण आगे काँच से वायु में प्रवेश करती है, इस स्थिति में प्रकाश की किरण अभिलम्ब M’N’ से दूर मुड़ जाती है और एक निर्गत कोण ∠e बनाती है। निर्गत कोण (∠e) आपतित कोण से भिन्न होता है, आपतित कोण और निर्गत कोण के बीच के इस अंतर को विचलन कोण∠D के रूप में जाना जाता है जिसकी वजह से प्रकाश की किरण 7 रंगो में बंट जाती है और हमें VIBGYOR का पैटर्न दिखता है।

प्रकाश का वर्ण विक्षेपण: जब प्रकाश की किरण वायु से कांच में गुजरती हैं और प्रकाश के अपवर्तन के कारण सात रंगों में विभाजित हो जाती हैं क्यों कि प्रकाश सात रंगों से बना होता है, जब प्रकाश की किरण प्रिज्म में प्रवेश करती है तो सभी रंग अपने-अपने वेग से चलने लगते हैं, और यह ऐसा इसलिए होता है क्योंकि एक तरंग का वेग तरंग दैर्ध्य के अनुक्रमानुपाती होता है। प्रकाश के 7 रंगों में अलग-अलग तरंग दैर्ध्य होते हैं जिसके कारण सभी रंग कांच के प्रिज्म में अपने वेग के अनुसार चलते हैं, इसलिए जैसे ही प्रकाश की किरण प्रिज्म में प्रवेश करती है, ये रंग व्यक्तिगत रूप से विचलित होते हैं फिर कांच से वायु में जाते समय ये रंग और अधिक विचलित हो जाते हैं जिससे फैलाव की घटना ‘VIBGYOR’ को जन्म देती है, उच्चतम वेग लाल रंग का होता है जो सबसे कम विचलित होता है और सबसे कम वेग बैंगनी रंग का होता है जो सबसे ज्यादा विचलित होता है।

प्रकाश 7 रंगों से बना है का प्रयोग :

यदि हम कांच के प्रिज्म के सामने एक उल्टा कांच का प्रिज्म रखते हैं और वर्ण विक्षेपित हुए प्रकाश को उल्टे कांच के प्रिज्म से गुजरने देते हैं। तो प्रकाश के सभी रंग एक बिंदु पर विचलित हो जाते हैं जिसके परिणामस्वरूप सभी रंग सफेद रंग में विलीन हो जाते हैं और इस प्रकार उल्टे कांच के प्रिज्म से निर्गत किरण सफेद होती है, इससे पता चलता है कि प्रकाश सात रंगों से बना है।

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