আলোর প্রতিসরণ (Refraction of Light)


For Class:9-10
Lesson:9
Refraction of Light
                       [There is nothing more than the original book option]
অবশ্যই জানতে হবে-
-      আলোর প্রতিসরণের সূত্র
-      পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন ও ক্রান্তি কোণ
-      মরীচিকা
-      অপটিক্যাল ফাইবার
-      লেন্স ও এর প্রকারভেদ
-      লেন্স সংক্রান্ত সংজ্ঞা
-      লেন্সের ক্ষমতা
-      চোখ এবং চোখের ত্রুটি ও তার প্রতিকার
আলোচনাঃ
Ø  আলোক রশ্মি হালকা মাধ্যম থেকে ঘন মাধ্যমে প্রতিসৃত হলে প্রতিসৃত রশ্মি অভিলম্বের দিকে বেঁকে যায় অর্থাৎ i > r আবার বিপরীতভাবে ঘন মাধ্যম থেকে আলোক রশ্মি হালকা মাধ্যমে প্রতিসৃত হলে প্রতিসৃত রশ্মি অভিলম্ব থেকে দূরে বেঁকে যাবে অর্থাৎ r > i
Ø  প্রতিসরণের একটা বিশেষ ঘটনা হচ্ছে পূর্ণ অভ্যšতরীণ প্রতিফলন
Ø  পূর্ণ অভ্যšতরীণ প্রতিফলনের জন্যই মরুভূমিতে মরীচিকার সৃষ্টি হয়, হীরককে উজ্জ্বল দেখায়, অপটিক্যাল ফাইবারের সাহায্যে তথ্য সংকেত প্রেরণ করা হয়
Ø  প্রতিসরাঙ্ক (ƞ) ধ্রুবকটির মান নির্ভর করে, আপতন ও প্রতিসরণ মাধ্যমের প্রকৃতি এবং আপতিত আলোর বর্ণের উপর
Ø  স্পষ্ট দর্শনের ন্যূনতম দূরত্ব  ২৫ সেন্টিমিটার
প্রতিসরণের সূত্রঃ
প্রথম সূত্রঃ  আপতিত রশ্মি, প্রতিসৃত রশ্মি এবং আপতন বিন্দুতে বিভেদতলের উপর অঙ্কিত অভিলম্ব একই সমতলে অবস্থান করে
দ্বিতীয় সূত্রঃ একজোড়া নির্দিষ্ট মাধ্যমে নির্দিষ্ট বর্ণের আলোক রশ্মির জন্য আপতন কোণের সাইন এবং প্রতিসরণ কোণের সাইন-এর অনুপাত সর্বদা ধ্রুবক। ধ্রবকটিকে প্রথম মাধ্যমের সাপেক্ষে দ্বিতীয় মাধ্যমের প্রতিসরাঙ্ক বলে এই দ্বিতীয় সূত্রকে স্নেলের সূত্রও বলে

প্রয়োজনীয় সংজ্ঞাঃ
লেন্সের ক্ষমতাঃ কোনো লেন্সের অভিসারী বা অপসারী করার সামর্থকে তার ক্ষমতা বলে
প্রতিসরণঃ আলোক রশ্মি এক স্বচ্ছ মাধ্যমের থেকে ভিন্ন স্বচ্ছ মাধ্যমে তির্যকভাবে প্রবেশ করলে দুই মাধ্যমের বিভেদতলে এর দিক পরিবর্তিত হয় আলোক রশ্মির এই দিক পরিবর্তনের ঘটনাকে আলোর প্রতিসরণ বলে
ক্রান্তি কোণঃ ঘন মাধ্যম হতে হালকা মাধ্যমে আলোর প্রতিসরণের সময় আপতন কোণের যে মান‌ের জন্য প্রতিসরণ কোণ ৯০° হয় তাকে ক্রান্তি কোণ বলে
আলোক কেন্দ্রঃ লেন্সের মধ্যে প্রধান অক্ষের উপর অবস্থিত একটি নির্দিষ্ট বিন্দু, যার মধ্য দিয়ে কোনো আলোক রশ্মি অতিক্রম করলে প্রতিসরণের পর লেন্সের অপর পৃষ্ঠ থেকে নির্গত হওয়ার সময় আপতিত রশ্মির সমান্তরালে নির্গত হয় তাই আলোক কেন্দ্র
লেন্সটি যদি পাতলা হয় হবে আলোক কেন্দ্র হচ্ছে লেন্সের মধ্যে অবস্থিত প্রধান অক্ষের উপর এমন একটি বিন্দু যে বিন্দু দিয়ে আলোক রশ্মি আপতিত হলে দিক পরিবর্তন না করে প্রতিসৃত হয়।
পরম প্রতিসরণাঙ্কঃ একজোড়া নির্দিষ্ট মাধ্যম ও নির্দিষ্ট রঙের আলোক রশ্মির জন্য আপতন কোণের সাইন ও প্রতিসরণ কোণের সাইনের অনুপাত একটি ধ্রুবক সংখ্যা এই ধ্রুবক সংখ্যাটিকে প্রথম মাধ্যমের সাপেক্ষে দ্বিতীয় মাধ্যমের প্রতিসরণাঙ্ক বলে। এই মাধ্যম দুটির মধ্যে যদি প্রথম মাধ্যমটি শূন্য মাধ্যম হয়, তবে তার সাপেক্ষে অন্য মাধ্যমের প্রতিসরণাঙ্ককে তার পরম প্রতিসরণাঙ্ক বলে
যে মাধ্যমের প্রতিসরণাঙ্ক বেশি সেই মাধ্যম বেশি ঘন এবং তাতে আলোর বেগ কম আর যে মাধ্যমের প্রতিসরণাঙ্ক কম সেই মাধ্যম কম ঘন এবং তাতে আলোর বেগ বেশি। 
উত্তল লেন্সঃ যে লেন্সের মধ্যভাগ পুরু এবং প্রান্তভাগ সরু তাকে উত্তল লেন্স বলে উত্তল লেন্সের উপর সমান্তরাল রশিগুচ্ছ আপতিত হলে প্রতিসরণের পর নির্গত হওয়ার সময় অভিসারী করে বলে উত্তল লেন্সকে অভিসারী লেন্সও বলে
অবতল লেন্সঃ যে লেন্সের মধ্যভাগ সরু এবং প্রান্তভাগ ক্রমশ পুরু তাকে অবতল লেন্স বলে অবতল লেন্সে সমান্তরাল রশ্মিগুচ্ছ আপতিত হলে প্রতিসরণের পর নির্গত হওয়ার সময় অপসারী হয় বলে অবতল লেন্সকে অপসারী লেন্সও বলে
বক্রতার কেন্দ্রঃ লেন্সের উভয় পৃষ্ঠই এক একটি নির্দিষ্ট গোলকের অংশ প্রত্যেক গোলকের কেন্দ্রকে ঐ পৃষ্ঠের বক্রতার কেন্দ্র বলে
যদি লেন্সের কোনো একটি পৃষ্ঠ গোলীয় না হয়ে সমতল হয় তবে তার বক্রতা কেন্দ্র অসীমে অবস্থিত হবে।
প্রধান অক্ষঃ লেন্সের দুটি গোলীয় পৃষ্ঠদ্বয়ের বক্রতা কেন্দ্র দু’টিকে যোগ করলে যে সরলরেখা পাওয়া যায় তাকে ঐ লেন্সের প্রধান অক্ষ বলে
প্রধান ফোকাসঃ লেন্সের প্রধান অক্ষের সমান্তরাল এবং নিকটবর্তী রশ্মিগুচ্ছ প্রতিসরণের পর প্রধান অক্ষের উপর যে বিন্দুতে মিলিত হয় (উত্তল লেন্সের ক্ষেত্রে) অথবা যে বিন্দু থেকে অপসৃত হচ্ছে বলে মনে হয় (অবতল লেন্সের ক্ষেত্রে) সেই বিন্দুকে লেন্সের প্রধান ফোকাস বলে
ফোকাস দূরত্বঃ লেন্সের আলোক কেন্দ্র থেকে প্রধান ফোকাস পর্যন্ত দূরত্বকে ফোকাস দূরত্ব বলে
ফোকাস তলঃ  প্রধান ফোকাসের মধ্য দিয়ে লেন্সের প্রধান অক্ষের সঙ্গে লম্বভাবে অবস্থিত কল্পিত সমতলকে লেন্সের ফোকাস তল বলে
পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনঃ ঘন মাধ্যমে আপতন কোণটিকে ক্রান্তি কোণের চেয়ে আরও একটু বাড়ালে আলোক রশ্মির সবটুকুই দুই মাধ্যমের বিভেদ-তলে সম্পূর্ণ প্রতিফলিত হয়ে ঘন মাধ্যমেই ফিরে আসে এই অবস্থায় আর কোনো প্রতিসৃত রশ্মি পাওয়া যায় না মাধ্যম দু’টির বিভেদ-তল দর্পনের মত আচরণ করে এই ঘটনাকে পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন বলে।
আলোক নলঃ একগুচ্ছ অপটিক্যাল ফাইবারকে আলোক নল বলে
অক্ষিগোলকঃ চোখের কোটরের মধ্যে অবস্থিত এর গোলাকার অংশকে অক্ষিগোলক বলে
শ্বেতমণ্ডলঃ এটি শক্ত, সাদা, অস্বচ্ছ তন্তু দিয়ে তৈরি অক্ষিগোলকের বাইরের আবরণ ।
[এটি চোখের আকৃতি ঠিক রাখে বাইরের নানা প্রকার অনিষ্ট হতে চোখকে রক্ষা করে ]
কর্নিয়াঃ এটি শ্বেতমণ্ডলের সামনের অংশ শ্বেতমণ্ডলের এ অংশ স্বচ্ছ এবং বাইরের দিকে কিছুটা উত্তল
কৃষ্ণমণ্ডলঃ শ্বেতমণ্ডলের ভিতরের গায়ে কালো রঙের একটি আস্তরণ থাকে যাকে কৃষ্ণমণ্ডল বলে
[এই কালো আস্তরণের জন্য চোখের ভিতরে অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন হয় না ]
আইরিসঃ কর্নিয়ার ঠিক পিছনে অবস্থিত একটি অস্বচ্ছ পর্দাকে আইরিস বলে
[আইরিসের রং বিভিন্ন লোকের বিভিন্ন রকমের হয় সাধারণত এর রং কালো, হালকা নীল বা গাঢ় বাদামী হয় আইরিস চক্ষু লেন্সের উপর আপতিত আলোর পরিমাণ নিয়ন্ত্রণ করে ]
চোখের মণি বা তারারন্ধ্রঃ আইরিসের মাঝখানে একটি ছোট ছিদ্র থাকে একে চোখের মণি বা তারারন্ধ্র বলে
[তারারন্ধ্রের মধ্য দিয়ে আলো চোখের ভিতরে প্রবেশ করে ]
চক্ষুলেন্সঃ চোখের মণির ঠিক পিছনে অবস্থিত এটি চোখের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ অংশ এটি স্বচ্ছ জৈব পদার্থের তৈরি
রেটিনাঃ চক্ষু লেন্সের পেছনে অবস্থিত অক্ষিগোলকের ভিতরের পৃষ্ঠের গোলাপী রঙের ঈষদচ্ছ আলোক সংবেদনশীল আবরণকে রেটিনা বলে
[এটি রড ও কোন (rods & cones) নামে কতগুলো স্নায়ুতন্তু দ্বারা তৈরি এই তন্তুগুলো চক্ষু স্নায়ুর সাথে সংযুক্ত থাকে রেটিনার উপর আলো পড়লে তা ঐ স্নায়ুতন্তুতে এক প্রকার উত্তেজনা সৃষ্টি করে ফলে মস্তিষ্কে দর্শনের অনুভুতি জাগে ]
অ্যাকুয়াস হিউমারঃ কর্নিয়া ও চক্ষু লেন্সের মধ্যবর্তী স্থান যে স্বচ্ছ, লবণাক্ত, জলীয় পদার্থে পূর্ণ থাকে তাকে অ্যাকুয়াস হিউমার বলে
ভিট্রিয়াস হিউমারঃ রেটিনা ও চক্ষু লেন্সের মধ্যবর্তী স্থান যে জেলি জাতীয় পদার্থে পূর্ণ থাকে তাকে ভিট্রিয়াস হিউমার বলে
চোখের উপযোজনঃ  যে কোনো দূরত্বের বস্তু দেখার জন্য চোখের লেন্সের ফোকাস দূরত্ব নিয়ন্ত্রণ করার ক্ষমতাকে চোখের উপযোজন বলে
দর্শনানুভূতির স্থায়িত্বকালঃ  চোখের সামনে কোনো বস্তু রাখলে রেটিনায় তার প্রতিবিম্ব গঠিত হয় এবং আমরা বস্তুটি দেখতে পাই এখন যদি বস্তুটিকে চোখের সম্মুখ থেকে সরিয়ে নেওয়া হয় তাহলে সরিয়ে নেওয়ার ০.১ সেকেন্ড পর্যন্ত এর অনুভূতি মস্তিষ্কে থেকে যায় এই সময়কে দর্শনানুভুতির স্থায়িত্বকাল বলে
কিছু গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্নঃ
v  লেন্সের ক্ষমতা বলতে কি বুঝ ?
উত্তরঃ উত্তল লেন্সের ক্ষমতা বলতে বুঝায় যে ঐ লেন্স একগুচ্ছ সমান্তরাল আলোকরশ্মিকে কত বেশি কাছে মিলাতে পারে বা অভিসারী করতে পারে
অবতল লেন্সে ক্ষমতা বলতে বুঝায় যে ঐ লেন্স একগুচ্ছ সমান্তরাল আলোকরশ্মিকে প্রতিসরণের পর কত বেশি ছড়িয়ে দিতে পারে বা অপসারী করতে পারে তার ক্ষমতা তত বেশি
সুতরাং আমরা বলতে পারি, কোনো লেন্সের অভিসারী বা অপসারী করার সামর্থকে তার ক্ষমতা বলে।
v  লেন্স চেনার উপায় লেখ
উত্তরঃ লেন্সের খুব কাছাকাছি কিন্তু পিছনে একটা আঙুল ধরলে যদি এটিকে সোজা এবং আকারে বড় দেখায় তবে লেন্সটি উত্তল সোজা এবং আকারে ছোট দেখালে লেন্সটি অবতল এভাবে লেন্স সনাক্ত করা যায়
v  গ্রীষ্মকালে প্রখর রোদে পিচ ঢালা পথে যাবার সময় রাস্তা চিকচিক করে কেন ?
উত্তরঃ গ্রীষ্মকালে প্রখর রোদে পিচ ঢালা পথে হাটার সময় বা যানবাহনে যাবার সময় মাঝে মধ্যে হয়তো দেখে থাকবে রাস্তা চিকচিক করছে মনে হবে যেন রা¯তায় পানি জমেছে এখানেও মরুভুমির মরিচিকার ন্যায় ঘটনা ঘটেছে
v  পূর্ণ অভ্যন্তরীন প্রতিফলনের শর্ত ল‌িখ ।
উত্তরঃ পূর্ণ অভ্যন্তরীন প্রতিফলনের শর্ত দুইটি
যথাঃ ১ আলোক রশ্মি ঘন মাধ্যম হতে হালকা মাধ্যমে প্রবেশ করতে হবে
      আপতন কোণটি ক্রান্তি কোণ অপেক্ষা বড় হতে হবে
v  দিনের বেলায় চাঁদকে সাদা দেখালেও সূর্যাস্তের পর চাঁদকে কেমন দেখায়- ব্যাখ্যা কর ।
উত্তরঃ দিনের বেলায় আকাশ কর্তৃক বিক্ষিপ্ত হালকা নীল আলো চাঁদের নিজস্ব রঙের সাথে মিশে যায় এ দুইটি বর্ণের মিশ্রণের ফলে চোখে চাঁদকে সাদা বলে মনে হয় কিন্তু সূর্যাস্তের পর আকাশের হালকা নীল রঙ লোপ পায় বলে চাঁদকে হলদে বলে মনে হয়
v  মরীচিকা বলতে কি বুঝ ?
উত্তরঃ সূর্যের প্রচণ্ডতাপে মরুভূমির বালি উত্তপ্ত হওয়ার সঙ্গে সঙ্গে বালিসংলগ্ন বায়ুস্তরগুলোও গরম হয়ে ওঠে নিচের বায়ু উত্তপ্ত ও হালকা হয়, তবে উপরের বায়ু নিচের বায়ু স্তরের তুলনায় ঠান্ডা থাকায় ঘন থাকে এখন গাছ থেকে যে আলো আসে তা ঘনতর মাধ্যম থেকে হালকা মাধ্যমে প্রবেশ করতে থাকে এর ফলে প্রতিসৃত রশ্মি অভিলম্ব থেকে দূরে সরে যেতে থাকে এক সময় ঐ আলোক-রশ্মি কোনো একটি বায়ুস্তরে ক্রান্তি কোণের চেয়ে বড় কোণে আপতিত হয় ও আলোর পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন ঘটে ঐ সময়েই গাছের উল্টা প্রতিবিম্ব দেখা যায় যাকে আমরা মরীচিকা বলি
v  দু’টি চোখ থাকার সুবিধা লিখ
উত্তরঃ দু’টি চোখ দিয়ে একটি বস্তু দেখলে আমরা কেবলমাত্র একটি বস্তুই দেখতে পাই যদিও প্রত্যেকটি চোখ আপন আপন রেটিনায় প্রতিবিম্ব গঠন করে, কিন্তু মস্তিষ্ক দুটি ভিন্ন প্রতিবিম্বকে একটি প্রতিবিম্বে পরিণত করে দুটি চোখ থাকার জন্য দূরত্ব নির্ভুলভাবে পরিমাপ করা যায় দুই চোখ দিয়ে বস্তু দেখলে দু’টি ভিন্ন প্রতিবিম্বের উপরিপাত ঘটবে এবং বস্তুকে ভালোভাবে দেখা যাবে
v  এন্ডোস্কোপি কি ?
উত্তরঃ কোনো রোগীর পাকস্থলির ভিতরের দেয়াল পরীক্ষা করতে হলে একটি আলোক নলকে মুখের ভিতর দিয়ে পাকস্থলিতে ঢোকানো হয় এই আলোক নলের এক সেট আলোকীয় তন্তু দিয়ে আলো পাঠিয়ে পাকস্থলির দেয়ালের সংশ্লিষ্ট অংশকে আলোকিত করা হয়, অন্য সেট দিয়ে ওই আলোকিত অংশকে বাইরে থেকে দেখা যায় এই পদ্ধতি এন্ডোস্কোপি নামে পরিচিত এভাবে আলোক নল ঢুকিয়ে রক্তবাহী ধমনি বা শিরার ব্লক বা হৃৎপিণ্ডের ভালভগুলোর ক্রিয়া দেখা যায়

লেন্সে চিহ্নের প্রথাঃ
সকল দূরত্ব লেন্সের আলোক কেন্দ্র থেকে পরিমাপ করতে হবে। সকল বাস্তব দূরত্ব অর্থাৎ বাস্তব লক্ষবস্তু,বাস্তব প্রতিবিম্ব বা বাস্তব ফোকাসের দূরত্বকে ধনাত্মক ধরা হয় আর সকল অবাস্তব দূরত্ব অর্থাৎ অবাস্তব লক্ষবস্তু,অবাস্তব প্রতিবিম্ব ও অবাস্তব ফোকাস দূরত্বকে ঋণাত্মক ধরা হয়।
উত্তল লেন্সের ফোকাস দূরত্ব ধনাত্মক এবং অবতল লেন্সের ফোকাস দূরত্ব উভয়ই ঋণাত্মক।
চোখের ত্রুটি ও তার প্রতিকারঃ
স্বাভাবিক চোখের দৃষ্টির পাল্লা 25 cm থেকে অসীম পর্যন্ত বিস্তৃত অর্থাৎ স্বাভাবিক চোখ 25 cm থেকে অসীম দূরত্বের মধ্যে যে কোনো বস্তু স্পষ্ট দেখতে পায় যদি কোনো চোখ এই পাল্লার মধ্যে কোনো বস্তুকে স্পষ্ট দেখতে না পায় তাহলে সেই চোখ ত্রুটিপূর্ণ বলে ধরা হয়
চোখে প্রধানত দুই ধরনের ত্রুটি দেখা যায়
যথাঃ ১ হ্রস্ব দৃষ্টি
      দীর্ঘ দৃষ্টি
হ্রস্ব দৃষ্টিঃ এই ত্রুটিগ্রস্ত চোখ দূরের জিনিস ভালোভাবে দেখতে পায় না কিন্তু কাছের জিনিস স্পষ্ট দেখতে পায়
কারণঃ অক্ষিগোলকের ব্যাসার্ধ বেড়ে গেলে বা চোখের লেন্সের ফোকাস দূরত্ব কমে গেলে অর্থাৎ, অভিসারী ক্ষমতা বেড়ে গেলে এই ত্রুটি দেখা দেয়
প্রতিকারঃ  চোখের লেন্সের অভিসারী ক্ষমতা বেড়ে যাবার জন্য এই ত্রুটির উদ্ভব হয়\দৃষ্টির এ ত্রুটি সংশোধন করার জন্য সহায়ক লেন্স বা চশমা হিসেবে অবতল লেন্স ব্যবহার করা হয়
দীর্ঘদৃষ্টিঃ এই ত্রুটিগ্রস্ত চোখ দূরের জিনিস দেখতে পায় কিন্তু কাছের জিনিস স্পস্ট দেখতে পায় না
কারণঃ অক্ষিগোলকের ব্যাসার্ধ কমে গেলে বা চোখের লেন্সের ফোকাস দূরত্ব বেড়ে গেলে অর্থাৎ, অভিসারী ক্ষমতা কমে গেলে এই ত্রুটি দেখা দেয়
প্রতিকারঃ চোখের লেন্সের অভিসারী ক্ষমতা কমে যাওয়ার দরুন এ ত্রুটির উদ্ভব হয় তাই এ ত্রুটি দূর করতে চোখের লেন্সের অভিসারী ক্ষমতা বাড়াতে হয় এ জন্যে সহায়ক লেন্স হিসেবে উত্তল লেন্স ব্যবহার করা হয়
প্রয়‌োজনীয় সূত্রঃ
 = A B =  =  =
P =  
 +  =  = p
m =  =
গাণিতিক সমস্যাঃ
বায়ু থেকে পানিতে প্রতিসরণের ক্ষেত্রে আপতন কোণ 30° এবং প্রতিসরণ কোণ 19° হলে, বায়ু সাপেক্ষে পানির প্রতিসরণাঙ্ক কত ? পানি সাপেক্ষে বায়ুর প্রতিসরণাঙ্ক কত ?
কাঁচ থেকে বায়ুতে আলো প্রতিসরণের ক্ষেত্রে আপতন কোণ 30° এবং প্রতিসরণ কোণ 45° হলে, ক্রান্তি কোণ নির্ণয় কর
A, B এবং C তিনটি স্বচ্ছ মাধ্যমে আলোর বেগ যথাক্রমে 3×108 ms-1, 2.86×108 ms-1 এবং 2.95×108 ms-1   BƞC নির্ণয় কর এবং C মাধ্যম থেকে A মাধ্যমে আলোকরশ্মি গমন করলে কোন শর্তে পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন ঘটবে ?
Edited By
Jeion Ahmed
EEE CUET

Post a Comment

0 Comments