What is the difference between reflection and refraction?
प्रकाश का परावर्तन, अपवर्तन, वर्ण विक्षेपण और प्रकीर्णन प्रकाश की विशेषताएं हैं, जब प्रकाश की किरण किसी अपारदर्शी सतह के द्वारा टकराकर किसी और दिशा में चली जाती है तो उसे प्रकाश का परावर्तन कहते हैं , जब प्रकाश की किरण एक माध्यम से दूसरे माध्यम में प्रवेश करती है तो वह अपने रास्ते से विचलित हो जाती है इसको प्रकाश का अपवर्तन कहते हैं और प्रकाश का प्रकीर्णन किसी माध्यम में कणो के द्वारा प्रकाश को फैलाना होता है प्रकाश का वर्ण विक्षेपण प्रकाश की किरण को सात रंगों में विभाजित करना होता है।
भौतिकी की वह शाखा जिसमें प्रकाश के गुणों का अध्ययन किया जाता है उसे optics कहते है। प्रकाश एक तरंग है, यह अवधारणा , प्राचीन यूनान में 5 BC से 3 BC के बीच खोजी गई थी। परावर्तन, विसरण और दृष्टि को यूक्लिड (300 -275 ईसा पूर्व) ने अपनी पुस्तक ऑप्टिक्स में संक्षेपित किया था। खगोल विज्ञान के प्रक्षेपणो ने आधुनिक ऑप्टिक्स में प्रकाश के सिद्धांत का प्रतिपादन किया है। प्रारंभ में, वैज्ञानिक चंद्रमा के अलग-अलग आकार, तारों की स्थिति और दृश्य धारणाओं को देखते थे। 17 वीं शताब्दी में न्यूटन ने एक और अवधारणा को भी शामिल किया जब उन्होंने पेश किया कि प्रकाश कणों से बना होता है, इस सिद्धांत का Huygens द्वारा विरोध किया गया था और प्रकाश के परावर्तन और अपवर्तन के गुणो के कारण तरंग के रूप में प्रकाश के सिद्धांत की वकालत करता है, बाद में मैक्सवेल ने प्रकाश को विद्युत चुम्बकीय तरंग के रूप में प्रस्तुत किया।
20वीं शताब्दी में, महानतम वैज्ञानिक आइंस्टीन ने प्रकाश के फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव की हर्ट्ज़ की खोज से इस तथ्य का निष्कर्ष निकाला कि प्रकाश फोटॉन से बना है। आधुनिक भौतिकी में, प्रकाश को परावर्तन, अपवर्तन, विवर्तन, प्रकीर्णन और व्यतिकरण की विशेषताओं के कारण तरंग के रूप में माना जाता है, जबकि प्रकाश की संकल्पना के विपरीत इसके वर्ण विक्षेपण की घटना और फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव के कारण प्रकाश को कणों के रूप में माना जाता है, इसलिए यह माना जाता है प्रकाश की दोहरी प्रकृति होती है, वह कण और तरंग दोनो के रूप में व्यवहार करता है।
Prakash ka Paravartan and Apwartan Kya He?
1- प्रकाश का परावर्तन
प्रकाश की उपस्थिति के कारण हम इस दुनिया में सब कुछ देखते हैं, प्रकाश की किरणें वस्तु पर पड़ती हैं और फिर टकराकर हमारी आँखों में प्रवेश करती हैं और हमारी आँखों के रेटिना पर वस्तु का प्रतिविम्ब बनता हैं और इस प्रकार हम वस्तु को देखने में सक्षम हो जाते हैं। सूर्य हमारे लिए प्रकाश का सबसे बड़ा स्रोत है। यह कहा जा सकता है कि सूर्य पृथ्वी पर ऊर्जा का सबसे बड़ा स्रोत है, प्रकाश के परावर्तन के गुण के कारण ही हम सूक्ष्मदर्शी, दूरदर्शी, रडार आदि का प्रयोग करते हैं। वस्तु प्रकाश के किरणों को एक निश्चित कोण से दूसरी दिशा में वापस भेजती है, संक्षेप में प्रकाश की किरण जब किसी वस्तु से टकराकर वापस आती है तो इसे परावर्तन के रूप में जाना जाता है।
परावर्तन के नियम
(1) जब प्रकाश की किरणें किसी वस्तु की चिकनी सतह पर पड़ती हैं, तो आपतित किरण, परावर्तित किरण और आपतन बिंदु पर सतह पर अभिलम्ब सभी एक ही तल में होते हैं।
(2) जब प्रकाश की किरणें किसी वस्तु की चिकनी सतह पर पड़ती हैं, तो आपतित किरण और अभिलम्ब के बीच का कोण जिसे आपतन कोण कहते है, हमेशा अभिलम्ब और परावर्तन कोण के बीच के कोण जिसे परावर्तन कोण कहा जाता है के बराबर होता है ।
Prakash ka Paravartan and Apwartan Kya He?
विसरित परावर्तन(प्रकाश का विसरण)
जब प्रकाश की किरणें किसी खुरदरी सतह पर पड़ती हैं तो ये सभी दिशाओं में परावर्तित हो जाती हैं और ये किरणे प्रकाश के परावर्तन के नियमों का पालन नहीं करती हैं, इसे विसरित परावर्तन कहते हैं।
प्रकाश के परावर्तन का अनुप्रयोग- (i) प्रकाश के परावर्तन के कारण हम सब कुछ देखने में सक्षम हो पाते हैं।
(ii) पृथ्वी के संपर्क में आने वाली कुल प्रकाश ऊर्जा का 30% विकिरण वापस अंतरिक्ष में परावर्तित हो जाता है, पृथ्वी के द्वारा प्रकाश का परावर्तन तापमान को नियंत्रित करता है, प्रकाश के परावर्तन की यह घटना हमें पृथ्वी के अतिरिक्त तापमान से दूर रखती है।
2-अपवर्तन
जब प्रकाश एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाता है तो वह अपने पथ से विचलित हो जाता है प्रकाश की इस घटना को अपवर्तन के रूप में जाना जाता है। जब प्रकाश किरण विरल माध्यम से सघन माध्यम में जाती है तो प्रकाश की किरण अभिलंब की ओर झुक जाती है और जब प्रकाश की किरण सघन माध्यम से विरल माध्यम में जाती है तो अभिलंब से दूर हट जाती है।
Prakash ka Paravartan and Apwartan Kya He?
अपवर्तन के नियम
(1) जब प्रकाश की किरणें एक माध्यम से दूसरे माध्यम में अपवर्तित होती हैं तो आपतित किरण, अपवर्तित किरण और अभिलम्ब एक ही तल पर होते हैं।
(2) स्नेल का नियम: किन्ही दिए गए दो माध्यमों की सीमा पृष्ट पर जब प्रकाश की किरण आपतित होती है तो आपतन कोण की ज्या (sine)और अपवर्तित कोण की ज्या(sine) के बीच का अनुपात हमेशा स्थिर होता है, इसे स्नेल का नियम कहा जाता है।
जहाँ i आपतन कोण है और r अपवर्तन कोण है, इस स्थिरांक को अपवर्तनांक कहा जाता है। यदि प्रकाश की किरण एक विरल माध्यम से दूसरे सघन माध्यम में जाती हैं तो यह स्थिरांक अपवर्तन कोण के घटने के कारण बढ़ता है और जब प्रकाश की किरण सघन माध्यम से विरल माध्यम में जाता है तो यह स्थिरांक अपवर्तन कोण की वृद्धि के साथ घटता है। यह स्थिरांक बताता है कि प्रकाश की किरण कितनी अपवर्तित हो रही है इसलिए इसे एक माध्यम का दूसरे माध्यम के सापेक्ष अपवर्तनांक भी कहा जाता है।
अपवर्तन कोण दो माध्यमों के बीच प्रकाश की गति पर निर्भर करता है यदि आपतन कोण की तुलना में अपवर्तन कोण कम है तो प्रकाश की गति धीमी है और यदि अपवर्तन कोण अधिक है तो प्रकाश की गति अधिक है, इसलिए एक माध्यम का अपवर्तनांक दूसरे माध्यम के संबंध में दो माध्यमों के बीच गति के अनुपात द्वारा निरूपित किया जाता है।
माना कि माध्यम 1 में प्रकाश की गति v1 है और माध्यम 2 में v2 है तो माध्यम 1 के शापेक्ष में माध्यम 2 का अपवर्तनांक n21 द्वारा निरूपित किया जाता है।
n21 =v1/v2
माध्यम 2 के शापेक्ष माध्यम 1 का अपवर्तनांक निम्नानुसार दर्शाया जाता है।
n12 =v2/v1
Prakash ka Paravartan and Apwartan Kya He?
निरपेक्ष अपवर्तनांक
जब प्रकाश की किरण निर्वात या वायु से किसी माध्यम में जाती है तो वायु या निर्वात में प्रकाश की गति और माध्यम में प्रकाश की गति के अनुपात को माध्यम का निरपेक्ष अपवर्तनांक कहते हैं। इसे μ द्वारा दर्शाया जाता है।
μ =c/v
जहाँ c निर्वात में प्रकाश की गति है और v माध्यम में प्रकाश की गति है।
क्रांतिक कोण
जब प्रकाश की किरण सघन माध्यम से विरल माध्यम में जाती है तो वहआपतन कोण जिसके लिए अपवर्तन कोण 90° हो जाता है, इस कोण को यदि बढ़ा दिया जाए तो आपतित प्रकाश की किरण वापस सघन माध्यम से परावर्तित हो जाती है जो पूर्ण आंतरिक परावर्तन के रूप में जाना जाता है।
हीरे की चमक का कारण
हीरा कार्बन का एक अपररूप है, कार्बन में चार वैलेंस इलेक्ट्रॉन होते हैं, प्रत्येक कार्बन परमाणु एक दूसरे के साथ सहसंयोजी आबंध बनाते हैं और एक टेट्राहेड्रॉन के आकार में व्यवस्थित होते हैं।इस प्रकार पूरा हीरे का क्रिस्टल छोटे-छोटे प्रिज्मों से बना होता है जब प्रकाश हीरे के क्रिस्टल में प्रवेश करता है तो यह 7 रंगों में परिवर्तित हो जाता है। हीरे का क्रांतिक कोण 24° है जो सभी पदार्थों में सबसे कम है, इससे इसके अंदर प्रकाश का कुल आंतरिक परावर्तन अधिकतम होता है। हीरे का अपवर्तनांक अधिक अर्थात 2.42 होता है। इसलिए हीरे की चमक का कारण पूर्ण आंतरिक परावर्तन और उसके अंदर उच्च मात्रा में अपवर्तन और वर्ण विक्षेपण हैं।
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