আলোর প্রতিফলনের নিয়ম এবং তাদের আবিষ্কারের ইতিহাস
আলোর প্রতিফলনের সূত্রটি পর্যবেক্ষণ এবং পরীক্ষা দ্বারা আবিষ্কৃত হয়েছিল। অবশ্যই, এটি তাত্ত্বিকভাবেও অনুমান করা যেতে পারে, তবে এখন ব্যবহৃত সমস্ত নীতিগুলি ব্যবহারিক উপায়ে নির্ধারিত এবং ন্যায়সঙ্গত হয়েছে। এই ঘটনার মৌলিক বৈশিষ্ট্য জানা আলো পরিকল্পনা এবং সরঞ্জাম নির্বাচন সাহায্য করে। এই নীতিটি অন্যান্য ক্ষেত্রেও কাজ করে - রেডিও তরঙ্গ, এক্স-রে ইত্যাদি প্রতিফলিত হলে একইভাবে আচরণ করে।
আলোর প্রতিফলন কি এবং এর জাত, প্রক্রিয়া
আইনটি নিম্নরূপ প্রণয়ন করা হয়েছে: ঘটনা এবং প্রতিফলিত রশ্মি একই সমতলে থাকে, প্রতিফলিত পৃষ্ঠের লম্ব থাকে, যা ঘটনার বিন্দু থেকে উদ্ভূত হয়। আপতন কোণ প্রতিফলনের কোণের সমান।
মূলত, প্রতিফলন হল একটি ভৌত প্রক্রিয়া যেখানে একটি মরীচি, কণা বা বিকিরণ একটি সমতলের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে। দুটি মাধ্যমের সীমানায় তরঙ্গের দিক পরিবর্তন হয় কারণ তাদের আলাদা বৈশিষ্ট্য রয়েছে। প্রতিফলিত আলো সবসময় যে মাধ্যম থেকে এসেছে সেখানে ফিরে আসে। প্রায়শই প্রতিফলনের সময় তরঙ্গের প্রতিসরণের ঘটনাও পরিলক্ষিত হয়।
আয়নার প্রতিফলন
এই ক্ষেত্রে প্রতিফলিত এবং আপতিত রশ্মির মধ্যে একটি স্পষ্ট সম্পর্ক রয়েছে, এটি এই বৈচিত্র্যের প্রধান বৈশিষ্ট্য। স্পেকুলার প্রতিফলনের বৈশিষ্ট্যযুক্ত বেশ কয়েকটি প্রধান পয়েন্ট রয়েছে:
- প্রতিফলিত রশ্মি সর্বদা একটি সমতলে থাকে যা আপতিত রশ্মির মধ্য দিয়ে যায় এবং প্রতিফলিত পৃষ্ঠে স্বাভাবিক থাকে, যা ঘটনার বিন্দুতে পুনরুদ্ধার করা হয়।
- আপতন কোণ আলোক রশ্মির প্রতিফলনের কোণের সমান।
- প্রতিফলিত মরীচির বৈশিষ্ট্যগুলি মরীচির মেরুকরণ এবং আপতন কোণের সমানুপাতিক। সূচক দুটি মিডিয়ার বৈশিষ্ট্য দ্বারা প্রভাবিত হয়।
প্রতিসরণকারী সূচক সমতলের বৈশিষ্ট্য এবং আলোর বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে। এই প্রতিফলন যেখানেই মসৃণ পৃষ্ঠ আছে সেখানে পাওয়া যাবে। কিন্তু বিভিন্ন পরিবেশের জন্য শর্ত এবং নীতি পরিবর্তিত হতে পারে।
পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন
শব্দ এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গের বৈশিষ্ট্য। যেখানে দুটি মিডিয়া মিলিত হয়। এই ক্ষেত্রে, তরঙ্গগুলি অবশ্যই সেই মাধ্যম থেকে পড়তে হবে যেখানে প্রচারের গতি কম। আলোর ক্ষেত্রে, আমরা বলতে পারি যে এই ক্ষেত্রে প্রতিসরণ সূচকগুলি ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি পায়।
আলোক রশ্মির আপতন কোণ প্রতিসরণ কোণকে প্রভাবিত করে। এর মান বাড়ার সাথে সাথে প্রতিফলিত রশ্মির তীব্রতা বৃদ্ধি পায় এবং প্রতিসৃত রশ্মির তীব্রতা হ্রাস পায়। যখন একটি নির্দিষ্ট সমালোচনামূলক মান পৌঁছে যায়, প্রতিসরণ সূচকগুলি শূন্যে নেমে আসে, যা রশ্মির সম্পূর্ণ প্রতিফলনের দিকে পরিচালিত করে।
বিভিন্ন মিডিয়ার জন্য পৃথকভাবে সমালোচনামূলক কোণ গণনা করা হয়।
ছড়িয়ে পড়া আলোর প্রতিফলন
এই বৈকল্পিকটি এই সত্য দ্বারা চিহ্নিত করা হয় যে একটি অসম পৃষ্ঠকে আঘাত করার সময়, রশ্মিগুলি বিভিন্ন দিকে প্রতিফলিত হয়। প্রতিফলিত আলো কেবল বিক্ষিপ্ত হয় এবং এর কারণেই আপনি একটি অসম বা ম্যাট সমতলে আপনার প্রতিফলন দেখতে পাবেন না।রশ্মির প্রসারণের ঘটনাটি পরিলক্ষিত হয় যখন অনিয়ম তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সমান হয় বা এর বেশি হয়।
একই সময়ে এক এবং একই সমতল আলো বা অতিবেগুনী জন্য diffusely প্রতিফলিত হতে পারে, কিন্তু ইনফ্রারেড বর্ণালী ভাল প্রতিফলিত. এটি সমস্ত তরঙ্গের বৈশিষ্ট্য এবং পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্যগুলির উপর নির্ভর করে।
বিপরীত প্রতিফলন
এই ঘটনাটি পরিলক্ষিত হয় যখন রশ্মি, তরঙ্গ বা অন্যান্য কণাগুলি আবার প্রতিফলিত হয়, অর্থাৎ উৎসের দিকে। এই সম্পত্তি জ্যোতির্বিদ্যা, প্রাকৃতিক বিজ্ঞান, ঔষধ, ফটোগ্রাফি এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে ব্যবহার করা যেতে পারে। টেলিস্কোপে উত্তল লেন্স ব্যবস্থার কারণে খালি চোখে দেখা যায় না এমন নক্ষত্রের আলো দেখা সম্ভব।
এটি নির্দিষ্ট শর্ত তৈরি করা গুরুত্বপূর্ণ যাতে আলো উৎসে ফিরে আসে, এটি প্রায়শই অপটিক্স এবং মরীচির দিক দিয়ে অর্জন করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, এই নীতিটি আল্ট্রাসাউন্ড পরীক্ষায় ব্যবহৃত হয়, প্রতিফলিত আল্ট্রাসাউন্ড তরঙ্গের জন্য ধন্যবাদ মনিটরে পরীক্ষিত অঙ্গের একটি চিত্র প্রদর্শিত হয়।
প্রতিফলনের সূত্র আবিষ্কারের ইতিহাস
এই ঘটনাটি দীর্ঘ সময়ের জন্য পরিচিত। প্রাচীন গ্রীক বিজ্ঞানী ইউক্লিডের লেখা "ক্যাটোপট্রিক্স" গ্রন্থে আলোর প্রতিফলন প্রথম উল্লেখ করা হয়েছিল, যা 200 খ্রিস্টপূর্বাব্দের। প্রথম পরীক্ষাগুলি সহজ ছিল, তাই সেই সময়ে কোনও তাত্ত্বিক ভিত্তি উপস্থিত হয়নি, তবে তিনিই ঘটনাটি আবিষ্কার করেছিলেন। মিরর পৃষ্ঠতলের জন্য Fermat এর নীতি ব্যবহার করা হয়েছিল।
ফ্রেসনেল সূত্র
অগাস্ট ফ্রেসনেল ছিলেন একজন ফরাসি পদার্থবিদ যিনি অনেকগুলি সূত্র তৈরি করেছিলেন, তারা আজও ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। প্রতিফলিত এবং প্রতিসৃত ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গের তীব্রতা এবং প্রশস্ততা গণনা করার সময় এগুলি ব্যবহার করা হয়। এই ক্ষেত্রে, তাদের অবশ্যই প্রতিসরণের বিভিন্ন মান সহ দুটি মাধ্যমের মধ্যে একটি স্পষ্ট সীমানা অতিক্রম করতে হবে।
ফরাসি পদার্থবিজ্ঞানীর সূত্রের সাথে মানানসই সমস্ত ঘটনাকে ফ্রেসনেল প্রতিফলন বলা হয়। কিন্তু এটা মনে রাখা উচিত যে সমস্ত প্রাপ্ত আইন তখনই বৈধ হয় যখন মিডিয়া আইসোট্রপিক হয় এবং তাদের মধ্যে সীমানা স্পষ্ট হয়। এই ক্ষেত্রে আপতন কোণ সর্বদা প্রতিফলনের কোণের সমান, এবং প্রতিসরণের মান স্নেলিয়াস সূত্র দ্বারা নির্ধারিত হয়।
এটি গুরুত্বপূর্ণ যে সমতল পৃষ্ঠে আলো পড়লে দুটি ধরণের মেরুকরণ হতে পারে:
- পি-পোলারাইজেশনের বৈশিষ্ট্য হল ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডের শক্তি ভেক্টর ঘটনার সমতলে থাকে।
- s-পোলারাইজেশন প্রথম প্রকারের থেকে এই সত্যের দ্বারা পৃথক যে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গের তীব্রতা ভেক্টর সমতলে লম্ব যেখানে ঘটনা এবং প্রতিফলিত রশ্মি উভয়ই থাকে।
বিভিন্ন মেরুকরণ সহ পরিস্থিতির সূত্রগুলি ভিন্ন। কারণ মেরুকরণ মরীচির বৈশিষ্ট্যকে প্রভাবিত করে এবং এটি ভিন্নভাবে প্রতিফলিত হয়। যখন আলো একটি নির্দিষ্ট কোণে ঘটে, তখন প্রতিফলিত মরীচি সম্পূর্ণরূপে মেরুকরণ হতে পারে। এই কোণটিকে ব্রুস্টার কোণ বলা হয় এবং এটি ইন্টারফেসের মিডিয়ার প্রতিসরণকারী বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে।
যাইহোক! প্রতিফলিত রশ্মি সর্বদা মেরুকৃত হয়, এমনকি যদি ঘটনা আলো অপোলারাইজড হয়।
হাইজেনস নীতি
হাইজেনস ছিলেন একজন ডাচ পদার্থবিজ্ঞানী যিনি যে কোনো প্রকৃতির তরঙ্গ বর্ণনা করার নীতি বের করতে পেরেছিলেন। এটা তার সাহায্যে যে উভয় প্রতিফলন আইন এবং আলোর প্রতিসরণ সূত্র....
এই ক্ষেত্রে, আলোকে সমতল আকারের তরঙ্গ হিসাবে বোঝানো হয়, অর্থাৎ সমস্ত তরঙ্গ পৃষ্ঠ সমতল। এই ক্ষেত্রে তরঙ্গ পৃষ্ঠটি একই পর্যায়ে দোলন সহ বিন্দুগুলির একটি সেট।
ফর্মুলেশন এই মত শোনাচ্ছে: যেকোন বিন্দুতে বিক্ষিপ্ততা পরবর্তীকালে গোলাকার তরঙ্গের উৎস হয়ে ওঠে।
ভিডিওটি গ্রাফিক্স এবং অ্যানিমেশন ব্যবহার করে খুব সহজ শব্দে 8 ম শ্রেণীর পদার্থবিজ্ঞানের আইন ব্যাখ্যা করে।
ফেডোরভ শিফট।
একে ফেডোরভ-এম্বার প্রভাবও বলা হয়। এই ক্ষেত্রে, অভ্যন্তরীণভাবে সম্পূর্ণরূপে প্রতিফলিত হলে আলোর রশ্মিতে একটি পরিবর্তন হয়। একই সময়ে স্থানান্তরটি নগণ্য, এটি সর্বদা তরঙ্গদৈর্ঘ্যের চেয়ে কম। এই স্থানান্তরের কারণে, প্রতিফলিত মরীচিটি ঘটনার মতো একই সমতলে থাকে না, যা আলোর প্রতিফলনের নিয়মের বিরুদ্ধে যায়।
বৈজ্ঞানিক আবিষ্কারের ডিপ্লোমা এফআই-কে দেওয়া হয়েছিল। ফেডোরভ 1980 সালে।
রশ্মির পাশ্বর্ীয় স্থানচ্যুতি তাত্ত্বিকভাবে গাণিতিক গণনার জন্য 1955 সালে একজন সোভিয়েত বিজ্ঞানী দ্বারা প্রমাণিত হয়েছিল। এই প্রভাবের পরীক্ষামূলক নিশ্চিতকরণের জন্য, এটি ফরাসি পদার্থবিদ এমবার্ট দ্বারা একটু পরে করা হয়েছিল।
বাস্তবে আইন ব্যবহার করা
প্রশ্নবিদ্ধ আইনটি মনে হয় তার চেয়ে অনেক বেশি সাধারণ। এই নীতিটি বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়:
- আয়না - সবচেয়ে সহজ উদাহরণ। এটি একটি মসৃণ পৃষ্ঠ যা আলো এবং অন্যান্য ধরণের বিকিরণকে ভালভাবে প্রতিফলিত করে। ফ্ল্যাট সংস্করণ এবং অন্যান্য আকারের উপাদান উভয়ই ব্যবহার করা হয়, উদাহরণস্বরূপ, গোলাকার পৃষ্ঠগুলি আপনাকে বস্তুগুলিকে দূরত্বের অনুমতি দেয়, যা তাদের গাড়িতে রিয়ার-ভিউ আয়না হিসাবে অপরিহার্য করে তোলে।
- বিভিন্ন অপটিক্যাল যন্ত্রপাতি এছাড়াও উপরে আলোচিত নীতির জন্য ধন্যবাদ কাজ করে। এর মধ্যে রয়েছে চশমা, যা সর্বত্র পাওয়া যায়, ওষুধ ও জীববিজ্ঞানে ব্যবহৃত উত্তল লেন্স বা মাইক্রোস্কোপ সহ শক্তিশালী টেলিস্কোপ পর্যন্ত।
- আল্ট্রাসাউন্ড মেশিন এছাড়াও প্রশ্নে নীতি ব্যবহার করুন. আল্ট্রাসাউন্ড সরঞ্জাম সুনির্দিষ্ট পরীক্ষার জন্য অনুমতি দেয়। এক্স-রে একই নীতি অনুযায়ী বিতরণ করা হয়।
- মাইক্রোওয়েভ ওভেন - অনুশীলনে বিবেচনাধীন আইনের প্রয়োগের আরেকটি উদাহরণ। এটি ইনফ্রারেড বিকিরণ দ্বারা চালিত সমস্ত সরঞ্জাম (যেমন নাইট ভিশন ডিভাইস) অন্তর্ভুক্ত করতে পারে।
- অবতল আয়না লণ্ঠন এবং বাতিগুলিকে তাদের কর্মক্ষমতা বাড়াতে দেয়।একই সময়ে, মিরর উপাদান ব্যবহার না করে বাল্বের শক্তি অনেক কম হতে পারে।
যাইহোক! আলোর প্রতিফলনের জন্য ধন্যবাদ আমরা চাঁদ এবং তারা দেখতে পাই।
আলোর প্রতিফলনের আইনটি অনেক প্রাকৃতিক ঘটনাকে ব্যাখ্যা করে এবং এর বৈশিষ্ট্যগুলির জ্ঞানকে এমন সরঞ্জাম তৈরি করার অনুমতি দেয় যা আজ ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।