সংক্ষিপ্ত প্রশ্ন

আলোর প্রতিসরণ বলা হয়

দুইটি

$n_1 \sin \theta ₁= n_2 \sin {\theta }_2$

$\frac{\sin \theta ₁}{\sin {\theta }_2}$= ধ্রুবক

প্রতিসরণ

উপরের দিকে উঠে আসবে।

প্রতিসরণাঙ্ক

n

প্রতিসরণাঙ্কের একক নেই

$2.99\times {10}^8 m{s}^{-1}$

$2.26\times {10}^8 m{s}^{-1}$

1.33 গুণ

1.00029

2.42

1.5

$2.0\times {10}^8 m{s}^{-1}$

$1.967\times {10}^8 m{s}^{-1}$

আপতন কোণের চেয়ে বড়

লম্বের দিকে

লম্বের বিপরীতে

আপতন কোণের উপর

26° কোণে

1.22

${}_a{n}_b$

৮ মাধ্যম

একের কম

1.59

বায়ুর প্রতিসরণাঙ্ক 0.67

$2.248 \times {10}^8 m{s}^{-1}$

মাধ্যম যত ঘন হবে প্রতিসরণাঙ্ক তত বেশি হবে

বেগুনি মান সবচেয়ে বেশি

1.33

বায়ু মাধ্যমে আলোর বেগ সবচেয়ে বেশি

90°

49° (প্রায়)

মরিচীকা

দুইটি

আলোক রশ্মিকে ঘন মাধ্যম হতে হালকা মাধ্যমে প্রবেশ করতে হবে

আপতন কোণ (0) < ক্রান্তিকোণ (O)

সংকট কোণ

${\theta }_c$

90°

$n= \frac{1}{\sin {\theta }_c}$

রংধনু

উত্তপ্ত ও হালকা

আলোর পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন

উল্টো

মরুভূমিতে

আলোর পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন

24°

38.97°

আলোক নল

আলোর পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন

আলোক নল

সরু কাচ তন্তু

পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন

পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনে

কোর

ক্ল্যাড

অবলাল রশ্মি

1.7

1.45

1.50

75°

খুবই কম

সাবমেরিনে

পেরিস্কোপ

প্রিজম

প্রিজমে

প্রতিসরণ

লেন্স

লেন্স

২টি

বাস্তব

দুই প্রকার

কাচের

দুইটি

ছোট

অবতল লেন্স

প্রতিসরণ

দুইটি

ফোকাস দূরত্ব

অর্ধেক

প্রধান অক্ষ

অসীমে

অবাস্তব এবং খর্বিত

আলোক কেন্দ্র

প্রধান ফোকাস দিয়ে

প্রধান ফোকাসে

উত্তল লেন্সের প্রধান ফোকাস

অত্যন্ত বিবর্ধিত

প্রান্ত সরু, মধ্যভাগ মোটা

লক্ষ্যবস্তুর

সদ্‌, উল্টো, বিবর্ধিত

বিবর্ধিত

অভিসারী লেন্স

-d

কম

চশমায়

বেশি

ডায়াল্টার

ব্যস্তানুপাতিক

1 ডায়াপ্টার

40 cm

উত্তল লেন্সের

[L']

x মিটার

$\frac{1}{2} m$

ঋণাত্মক

1 : 5

1.0 D

0.4 m

ঘন মাধ্যমে আলোর বেগ কম, তবে ঘন মাধ্যমটি অস্বচ্ছ পরিবাহী হলে তাতে তড়িৎক্ষেত্র প্রয়োগে ইলেক্ট্রনের বেগ আলোর চেয়ে বেশি হতে পারে। আবার, এ অবস্থায় শব্দ ঐ মাধ্যমে আলো থেকে দ্রুত যেতে পারবে কারণ, শব্দ একটি যান্ত্রিক তরঙ্গ। বন্ধুর কম্পনের ফলে শব্দ তরঙ্গ সৃষ্টি হয় এবং সেটি সঞ্চালনের জন্য স্থিতিস্থাপক মাধ্যমের দরকার হয়। মাধ্যমের ঘনত্ব যত বেশি হবে, মাধ্যমের স্থিতিস্থাপকতাও তত বাড়বে। ফলে শব্দের বেগও তত বাড়বে।
অন্যদিকে আলো হচ্ছে বিদ্যুৎ এবং চৌম্বকক্ষেত্রের তরঙ্গ, তাই এটার জন্য কোনো মাধ্যমের দরকার নেই। কোনো মাধ্যমে আলোর বেগ কত হবে তা নির্ভর করে ঐ মাধ্যমের বিদ্যুৎ চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যের উপর। কোনো মাধ্যমের ঘনত্ব যত বেশি হবে, এর ভিতর দিয়ে বিদ্যুৎ চৌম্বকীয় তরঙ্গ প্রবাহিত হতে তত বেশি সমস্যা হবে অর্থাৎ আলোর বেগ কমে যাবে। অর্থাৎ, ঘন মাধ্যমে আলোর বেগ কম হলেও শব্দ আলো থেকে দ্রুত যেতে পারে।

রংধনু তৈরি হয় পানির পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনের কারণে।
বৃষ্টি হওয়ার পর রোদ উঠলে আমরা রংধনু দেখি। কারণ তখন বাতাসে পানির কণা থাকে এবং পানির কণায় সেই আলো পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলিত হওয়ার সময় ভিন্ন ভিন্ন রঙের আলো ভিন্ন ভিন্ন কোণে বেঁকে যায়। এই আলোর রশ্মিগুলো দিয়ে রংধনুর ভিন্ন ভিন্ন রঙের ব্যান্ড তৈরি হয়। এটি সব সময়ই সূর্যের বিপরীত আকাশে দেখা যায়। রংধনু হচ্ছে পানি কণায় সূর্যের সাদা আলোর বিচ্ছুরণের ফলে সৃষ্ট সাতটি একবর্ণী আলো। ভরদুপুরে সূর্যের সাদা আলোর তীব্রতা এ সাতটি একবর্ণী আলো অপেক্ষা বেশি হয় বলে ভরদুপুরে রংধনু দেখা যায় না।

পানির সাপেক্ষে কাচের প্রতিসরণাঙ্ক 1.1 বলতে বুঝায়-
১. আলো পানি হতে কাচ মাধ্যমে প্রবেশ করছে।
২. প্রতিসরণাঙ্ক > 1 হওয়ায় আলোক রশ্মি হালকা হতে ঘন মাধ্যমে প্রবেশ করছে। ফলে প্রতিসরিত রশ্মি অভিলম্বের দিকে বেঁকে যাবে।
৩. আপতন কোণ ও প্রতিসরণ কোণের অনুপাত  1.1

কোনো মাধ্যমের আলোর বেগ শূন্য মাধ্যমের আলোর বেগের যত গুণ কম সেটি হচ্ছে ঐ মাধ্যমের প্রতিসরণাঙ্ক। প্রতিসরণাঙ্ককে । দ্বারা প্রকাশ করা হয়।

আলো একটি হালকা মাধ্যম হতে ঘন মাধ্যমে যাওয়ার সময় অভিলম্বের দিকে সরে আসার ঘটনাকে আলোর প্রতিসরণ বলে।

আমরা জানি,

হীরায় আলোর প্রতিসরণাঙ্ক 2.42

কাচের প্রতিসরণাঙ্ক 1.5 বলতে বুঝায় আপতন কোণের সাইন ও প্রতিসরণ কোণের সাইনের অনুপাত 1.5। অথবা, শূন্য মাধ্যমে আলোর বেগ কাচ মাধ্যমে আলোর বেগের 1.5 গুণ।

কোনো মাধ্যমে আলোর বেগ ঐ মাধ্যমের আলোকীয় ঘনত্বের উপর নির্ভর করে। আলোকীয় ঘনত্ব কম হলে আলোর বেগ বেশি হয়। অর্থাৎ বিভিন্ন মাধ্যমে আলোর বেগের ভিন্নতার কারণে দুই মাধ্যমের বিভেদতলে আলোক রশ্মি আপতিত হলে আলো দিক পরিবর্তন করে।

আমরা জানি, কোনো মাধ্যমের প্রতিসরণাঙ্ক শূন্য মাধ্যমের আলোর বেগ এবং ঐ মাধ্যমে আলোর বেগের অনুপাত। আর শূন্য মাধ্যমে আলোর বেগ অন্য যেকোনো মাধ্যমের আলোর বেগের চেয়ে বেশি। তাই প্রতিসরণাঙ্কের মান 1 হতে বেশি হয়।

আমরা জানি, হালকা মাধ্যমে আলোর বেগ বেশি এবং ঘন মাধ্যমে আলোর বেগ কম হয়। বায়ুর প্রতিসরণাঙ্ক । এবং পানির প্রতিসরণাঙ্ক 1.5। অর্থাৎ, বায়ুর চেয়ে পানি মাধ্যমের ঘনত্ব বেশি। তাই পানি মাধ্যম হতে বায়ুতে আলো গেলে আলোর বেগ বৃদ্ধি পাবে।

পানির প্রতিসরণাঙ্ক 1.33 বলতে বুঝায়-
১. আলো শূন্য মাধ্যম হতে পানি মাধ্যমে প্রবেশ করছে।
২.' n > । হওয়ায় আলো হালকা হতে ঘন মাধ্যমে প্রবেশ করে।
৩. আপতন কোণ ও প্রতিসরণ কোণের অনুপাত 1.33।
৪. শূন্য মাধ্যমে আলোর বেগ পানি মাধ্যমে আলোর বেগের 1.33 গুণ।

প্রতিসরণাঙ্ক নির্ভর করে মাধ্যমের-
১. আলোর বেগ,
২. তরঙ্গদৈর্ঘ্য,
৩. মাধ্যমের, ঘনত্ব,
৪. আলোর বর্ণ।

প্রতিসরণাঙ্ক মাধ্যমের ঘনত্বের উপর নির্ভর করে। এটি ভরের দ্বারা সৃষ্ট ঘনত্বের উপর নির্ভর করে না। ফলে প্রতিসরণাঙ্কের উপর ভরের ঘনত্বের প্রভাব নেই।

পানির সাপেক্ষে কাচের প্রতিসরণাঙ্ক, $\frac{1.5}{1.33}=1.12$

পানির সাপেক্ষে কাচের প্রতিসরণাঙ্ক 1.12।

শূন্য মাধ্যম ছাড়া অন্য কোনো মাধ্যমের সাপেক্ষে অন্য আরেকটি মাধ্যমের প্রতিসরণাঙ্ককে বলে আপেক্ষিক প্রতিসরণাঙ্ক। যেমন পানি মাধ্যমের সাপেক্ষে কাচের প্রতিসরণাঙ্ক হচ্ছে কাচের আপেক্ষিক প্রতিসরণাঙ্ক।

আলো ঘন মাধ্যম হতে হালকা মাধ্যমে প্রবেশের সময় আপতিত রশ্মি সংকট কোণে আপতিত হলে প্রতিসরিত রশ্মি বিভেদতল ঘেঁষে যায়। অর্থাৎ প্রতিসরণ কোণ 90° হয়। এরপর আপতিত রশ্মি সংকট কোণের চেয়ে বেশি কোণে আপতিত হলে রশ্মিটি আবার ঘন মাধ্যমে ফিরে আসে। এই ঘটনাকে পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন বলে।

আলোর পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন হবে যদি--
১. আলো ঘন মাধ্যম হতে হালকা মাধ্যমে আপতিত হয়।
২. ঘন মাধ্যমে আপতন কোণের মান সংকট কোণের চেয়ে বড় হয়।

আলো ঘন মাধ্যম হতে হালকা মাধ্যমে আসার সময় যে আপতন কোণের জন্য প্রতিসরণ কোণের মান 90° হয় তাকে ক্রান্তি কোণ বলে। কোনো মাধ্যম হতে আগত আলোক রশ্মি মাধ্যমের বিভেদতলে আপতিত হলে অভিলম্বের সাথে যে কোণ উৎপন্ন করে সেটি আপতন কোণ। ক্রান্তি কোণ এক ধরনের আপাতন কোণ যার জন্য প্রতিসরণ কোণ 90° হয়। তাই ক্রান্তি কোণ মূলত আপতন কোণ।

আলোকরশ্মি কাচ হতে বায়ু মাধ্যমে প্রতিসৃত হওয়ার সময় আপতন কোণ 41.8° এর জন্য প্রতিসরণ কোণ 90° হয়। আপতন কোণ 41.8° এর বেশি হলে আলোর পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন হবে।

রংধনু তৈরি হয় পানির পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনের ফলে। বৃষ্টির পর বায়ুতে পানির কণা থাকে। পানির কণায় সেই আলো পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলিত হওয়ার সময় ভিন্ন ভিন্ন রঙের আলো ভিন্ন ভিন্ন কোণে বেঁকে যায়। এই আলোর রশ্মিগুলো দিয়ে রংধনু সৃষ্টি হয়।

আলোর পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনের কারণে মরীচিকা সৃষ্টি হয়। প্রখর রৌদ্রে বালুচরের ভূমি সংলগ্ন বায়ুস্তর উত্তপ্ত হয়ে হালকা হয় এবং ক্রমশ উপরের দিকের বায়ুস্তর ঘন থেকে ঘনতর হয়। ফলে আলো ঘন মাধ্যম হতে হালকা মাধ্যমে সংকট কোণের চেয়ে বড় কোণে আপতিত হলে তখন পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন ঘটে এবং মরীচিকা সৃষ্টি হয়।

আলোকরশ্মি ক্রান্তি কোণের সমান কোণে আপতিত হলে প্রতিসরিত রশ্মি বিভেদতল ঘেঁষে যায়। অর্থাৎ প্রতিসরণ কোণ 90° হয়। আপতন কোণের মান ক্রান্তি কোণের চেয়ে বৃদ্ধি করলে সেক্ষেত্রে প্রতিসরণ কোণ 90°-এর চেয়ে বেশি হয়। অর্থাৎ, প্রতিসরিত রশ্মি আবার ১ম মাধ্যমে ফিরে আসে এবং পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনের সৃষ্টি করে। এজন্য পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনে আপতন কোণ ক্রান্তি কোণের চেয়ে বড় হয়।

প্রখর রোদে রাস্তা ভেজা দেখায় পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনের জন্য। প্রখর রোদে রাস্তা সংলগ্ন বায়ু উত্তপ্ত হওয়ার কারণে হালকা হয় এবং উপরের বায়ুস্তর ঘন হতে ঘনতর হয়। তখন আলোক রশ্মি সংকট কোণের চেয়ে বড় কোণে আপতিত হলে আলোর প্রতিসরণ না ৭০ হয়ে পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন ঘটে। ফলে রাস্তায় আকাশ ও দূরবর্তী গাছপালা বা ঘরবাড়ির উল্টা প্রতিবিম্ব তৈরি হয়। যার জন্য রাস্তাকে ভেজা মনে হয়।

রংধনু তৈরি হয় পানির পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনের কারণে। বৃস্টি হওয়ার পর রোদ উঠলে বায়ুতে থাকা পানির কণায় সেই আলো পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন হওয়ার সময় ভিন্ন ভিন্ন রঙের আলো ভিন্ন ভিন্ন কোণে বেঁকে গিয়ে রংধনু ব্যান্ড তৈরি করে। কিন্তু ভরদুপুরে বায়ুতে পানির কণা থাকে না। যার ফলে পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন হয় না। তাই ভরদুপুরে রংধনু দেখা যায় না।

সমুদ্রের পানি অনেক ঠাণ্ডা হয়। তাই পানি সংলগ্ন বায়ুস্তর ঘন হয় এবং উপরের বায়ুস্তর হালকা হয়ে থাকে। ফলে আলো যখন সংকট কোণের চেয়ে বেশি কোণে আপতিত হয়ে ঘন হতে হালকা বায়ুস্তরে যাওয়ার চেষ্টা করে, তখন আলোর পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন ঘটে। ফলে ঊর্ধ্ব মরীচিকার সৃষ্টি হয়। এর ফলে জাহাজকে শূন্যে ভাসমান মনে হয়।

সাইবেরিয়ান ভূমি সর্বদা বরফে আচ্ছাদিত থাকে। তাই বরফ সংলগ্ন বায়ুস্তর ঘন হয় এবং উপরের বায়ুস্তর হালকা হয়ে থাকে। ফলে আলো যখন সংকট কোণের চেয়ে বেশি কোণে আপতিত হয়ে ঘন হতে হালকা বায়ুস্তরে যাওয়ার চেষ্টা করে, তখন আলোর পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন ঘটে। ফলে ঊর্ধ্ব মরীচিকার সৃষ্টি হয়। এই কারণে ঘর-বাড়িকে শূন্যে ভাসমান মনে হয়।

অপটিক্যাল ফাইবার হলো অত্যন্ত সরু কাচের তত্ত্ব। এটি তথ্য আদান-প্রদানের ক্যাবল হিসেবে মাধ্যম হয়ে কাজ করে। এটির দুটি অংশ থাকে। ভিতরের অংশকে বলে কোর এবং বাইরের অংশ ক্লাডিং। দুটি অংশ কাচ দিয়ে তৈরি হলেও ভিতরের অংশের প্রতিসরণাঙ্ক বাইরের অংশের চেয়ে বেশি। ফলে তথ্য আলোক সংকেত হিসেবে অপটিক্যাল ফাইবারে পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন ঘটিয়ে খুব দ্রুত স্থানান্তর করা যায়।

আলো এক প্রকার বিদ্যুৎ চৌম্বকীয় তরঙ্গ যা অনুপ্রস্থ বা আড় তরঙ্গের ন্যায় অগ্রসর হয়। আলোর ধর্ম নিম্নরূপ:
১. আলোর প্রতিফলন হয়।
২. আলোর প্রতিসরণ হয়।
৩. আলোর শোষণ হয়।
এছাড়াও আলোর ব্যতিচার, অপবর্তন ও সমবর্তনও ঘটে।

দূর-দূরান্তে বৈদ্যুতিক সংকেত প্রেরণে অপটিক্যাল ফাইবার ব্যবহার সুবিধাজনক কারণ-

১. অপটিক্যাল ফাইবারে নয়েজ কম হয় ফলে সংকেতের বিচ্যুতি ঘটে না বা হ্রাস হয় না।
২. সংকেতের তীব্রতার কোনো পরিবর্তন হয় না।
৩. পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন ঘটে ফলে দ্রুত সংকেত পাঠানো যায়।

একটি লেন্স দুটি গোলীয় পৃষ্ঠ দ্বারা গঠিত। গোলীয় পৃষ্ঠ দুটিকে যদি দুটি গোলীয় বৃত্তের অংশ হিসেবে কল্পনা করা যায়। অর্থাৎ গোলীয় পৃষ্ঠ দ্বারা আবদ্ধ বৃত্তের কেন্দ্রকে ঐ পৃষ্ঠের বক্রতার কেন্দ্র বলে।

লেন্সের দুই পৃষ্ঠের বক্রতার কেন্দ্রের সংযোগকারী সরলরেখাকে লেন্সের প্রধান অক্ষ বলে।

লেন্সের পৃষ্ঠ যে গোলকের অংশ সে গোলকের ব্যাসার্ধকে লেন্সের বক্রতার ব্যাসার্ধ বলে। লেন্সে দুটি পৃষ্ঠ থাকায় এর ব্যাসার্ধ দুটি।

বস্তু হতে আগত আলোক রশ্মি অবতল লেন্সে প্রতিসরণের পর প্রকৃতপক্ষে কোনো বিন্দুতে মিলিত হয় না। ফলে বাস্তব বিম্ব গঠিত হয় না। অপসৃত রশ্মিগুলো পেছনে বর্ধিত করলে লেন্সের সামনের ফোকাস হতে আসছে বলে মনে হয়। লেন্সের সামনে ছোট এবং অবাস্তব বিম্ব গঠিত হয়। তাই অবতল লেন্সে বাস্তব বিম্ব গঠিত হয় না।

অপসারী অর্থ কোনো বিন্দু হতে ছড়িয়ে পড়া। অবতল লেন্সে প্রধান অক্ষের সমান্তরাল রশ্মি আপতিত হলে প্রতিসরণের পর রশ্মি প্রধান ফোকাস বিন্দু হতে আসছে বলে মনে হয় বা ছড়িয়ে পড়ে। সেজন্য অবতল লেন্সকে অপসারী লেন্স বলা হয়।

কোনো আলোক রশ্মি যদি কোনো লেন্সের এক পৃষ্ঠে আপতিত হয়ে নির্গত হওয়ার সময় আপতিত রশ্মির সমান্তরালভাবে নির্গত হয় তাহলে সেই রশ্মি প্রধান অক্ষের যে বিন্দু দিয়ে যায় তাকে লেন্সের আলোক কেন্দ্র বলে।

লেন্সের প্রধান অক্ষের সমান্তরাল এবং নিকটবর্তী রশ্মিগুচ্ছ প্রতিসরণের পর প্রধান অক্ষের যে বিন্দুতে মিলিত হয় (উত্তল লেন্সে) বা যে বিন্দু হতে অপসৃত হয় (অবতল লেন্সে) বলে মনে হয় তাকে ফোকাস বিন্দু বলে। প্রধান ফোকাস F দ্বারা প্রকাশ করা হয়।

উত্তল লেন্স প্রধান অক্ষের সমান্তরাল রশ্মি প্রতিসরণের পর একটি ফোকাস বিন্দুতে মিলিত হয় বা অভিসারীও হয়। তাই উত্তল লেন্সকে অভিসারী লেন্স বলে।

লেন্সের আলোক কেন্দ্র হতে ফোকাস বিন্দু পর্যন্ত দূরত্বকে বলে ফোকাস দূরত্ব। একে দ্বারা প্রকাশ করা হয়।