ప్రయోగాన్ని నిర్వహిస్తోంది

ఒక గ్లాసు నీటిలో, నీరు మరియు గాలి మధ్య సరిహద్దులో ఉన్న చెంచా ఒక రకమైన విరిగిన రూపాన్ని కలిగి ఉన్నట్లు మీలో ప్రతి ఒక్కరూ గమనించవచ్చు. మేము సరస్సు లేదా నది ఒడ్డున సరిగ్గా అదే చిత్రాన్ని చూస్తాము, రిజర్వాయర్ నుండి పెరుగుతున్న గడ్డి కనిపిస్తుంది. మేము దానిని చూసినప్పుడు, నీరు మరియు గాలి సరిహద్దులో ఈ గడ్డి బ్లేడ్ పక్కకు మళ్లినట్లు అనిపిస్తుంది. వాస్తవానికి, ఈ వస్తువులు నీటిలో పడకముందు ఉన్నట్లే ఉన్నాయని మేము బాగా అర్థం చేసుకున్నాము. కానీ మనం గమనించేది మరియు అటువంటి విజువల్ ఎఫెక్ట్‌కు దారితీసేది ఏమిటంటే అది ప్రచారం చేస్తున్నప్పుడు కాంతి యొక్క వక్రీభవనం.

మునుపటి పాఠాలలో మీరు ఇప్పటికే అధ్యయనం చేసిన విషయాల నుండి, రెండు మాధ్యమాలను వేరుచేసే సరిహద్దు గుండా వెళుతున్నప్పుడు కాంతి కిరణం ఏ దిశలో విచలనం చెందుతుందో నిర్ణయించడానికి, వాటిలో వేగాన్ని మనం తెలుసుకోవాలి. కాంతి నెమ్మదిగా ఉంటుంది మరియు అందులో మరొకటి.

మరింత స్పష్టత కోసం, మేము మీతో ఒక చిన్న ప్రయోగాన్ని నిర్వహిస్తాము. ఉదాహరణకు, ఆప్టికల్ డిస్క్‌ని తీసుకుందాం మరియు దాని మధ్యలో ఒక గ్లాస్ ప్లేట్ ఉంచండి. ఇప్పుడు ఈ ప్లేట్‌పై కాంతి పుంజాన్ని మళ్లించడానికి ప్రయత్నిద్దాం. మరియు మనం ఏమి చూస్తాము? మేము చూసినది ఏమిటంటే, గాలి-గ్లాస్ సరిహద్దు దాటిన ప్రదేశంలో, కాంతి ప్రతిబింబిస్తుంది. కానీ, కాంతి ప్రతిబింబించే వాస్తవంతో పాటు, అది గాజు లోపల ఎలా చొచ్చుకుపోయిందో మరియు అదే సమయంలో దాని ప్రచారం యొక్క దిశను కూడా మార్చింది.

ఇప్పుడు అది చిత్రంలో ఎలా చూపబడిందో చూడండి:

ఇప్పుడు ఈ దృగ్విషయాన్ని నిర్వచించడానికి ప్రయత్నిద్దాం.

కాంతి వక్రీభవనం అనేది కదలిక దిశను మార్చే ఒక దృగ్విషయం కాంతి పుంజంఒక పర్యావరణం నుండి మరొక పర్యావరణానికి పరివర్తన సమయంలో.

మళ్లీ మన డ్రాయింగ్‌కి వెళ్దాం. దానిపై AO అనేది సంఘటన కిరణాన్ని సూచిస్తుంది, OB అనేది ప్రతిబింబించే కిరణం మరియు OE అనేది వక్రీభవన కిరణాన్ని సూచిస్తుంది. ఈఓ డైరెక్షన్‌లో దూలాన్ని తీసుకుని డైరెక్షన్ చేస్తే ఏమవుతుంది? ఏమి జరిగిందంటే, "కాంతి కిరణాల రివర్సిబిలిటీ" చట్టం ప్రకారం, ఈ కిరణం OA దిశలో గాజు నుండి బయటకు వస్తుంది.

దీని నుండి కాంతిని ప్రసారం చేయగల మీడియా, ఒక నియమం వలె భిన్నంగా ఉంటుంది ఆప్టికల్ సాంద్రతమరియు కాంతి యొక్క వివిధ వేగం. మరియు కాంతి వేగం సాంద్రతపై ఆధారపడి ఉంటుందని మీరు అర్థం చేసుకోవచ్చు. అంటే, మాధ్యమం యొక్క ఆప్టికల్ సాంద్రత ఎక్కువ, కాంతి వేగం తక్కువగా ఉంటుంది మరియు అదే సమయంలో బయటి నుండి వచ్చే కాంతిని మరింత బలంగా వక్రీభవిస్తుంది.

కాంతి వక్రీభవనం ఎలా జరుగుతుంది?

మొదటిసారిగా, కాంతి వక్రీభవనం వంటి దృగ్విషయం 17వ శతాబ్దంలో సంభవించింది. తండ్రి మైగ్నన్ వివరణ ఇచ్చారు. అతని ప్రకటనల ప్రకారం, కాంతి ఒక మాధ్యమం నుండి మరొక మాధ్యమానికి వెళ్ళినప్పుడు, దాని పుంజం దాని దిశను మారుస్తుంది, దీనిని "సైనికుల ముందు" కదలికతో పోల్చవచ్చు, ఇది మార్చ్ సమయంలో దాని దిశను మారుస్తుంది. సైనికుల కాలమ్ నడిచే పచ్చికభూమిని ఊహించుకుందాం, ఆపై ఈ పచ్చికభూమి వ్యవసాయ యోగ్యమైన భూమి ద్వారా నిరోధించబడింది, దీని సరిహద్దు ముందు వైపుకు సంబంధించి ఒక కోణంలో నడుస్తుంది.

వ్యవసాయ యోగ్యమైన భూమికి చేరుకున్న సైనికులు వేగాన్ని తగ్గించడం ప్రారంభిస్తారు మరియు ఇంకా ఈ సరిహద్దుకు చేరుకోని సైనికులు అదే వేగంతో తమ ప్రయాణాన్ని కొనసాగిస్తున్నారు. ఆపై ఏమి జరుగుతుంది అంటే, రేఖను దాటి వ్యవసాయ యోగ్యమైన భూమి గుండా నడుస్తున్న సైనికులు ఇప్పటికీ గడ్డి మైదానం గుండా నడుస్తున్న వారి సోదరుల కంటే వెనుకబడి ఉండటం ప్రారంభిస్తారు, కాబట్టి క్రమంగా దళాల కాలమ్ తిరగడం ప్రారంభమవుతుంది. . ఈ ప్రక్రియను వివరించడానికి, మీరు క్రింది బొమ్మను చూడవచ్చు.

మేము కాంతి కిరణంతో సరిగ్గా అదే ప్రక్రియను గమనిస్తాము. రెండు మాధ్యమాల సరిహద్దులను దాటిన సమయంలో కాంతి పుంజం ఏ దిశలో వైదొలగుతుందో తెలుసుకోవడానికి, వాటిలో దేనిలో కాంతి వేగం ఎక్కువగా ఉంటుందో, దానికి విరుద్ధంగా ఏది ఉంటుందో ఒక ఆలోచన అవసరం. , తక్కువ.

మరియు కాంతి విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు అనే ఆలోచన మనకు ఇప్పటికే ఉన్నందున, విద్యుదయస్కాంత తరంగాల వ్యాప్తి వేగం గురించి మనకు తెలిసిన ప్రతిదీ కాంతి వేగానికి కూడా వర్తిస్తుంది.

శూన్యంలో కాంతి వేగం గరిష్టంగా ఉంటుందని గమనించాలి:

పదార్థంలో, కాంతి వేగం, వాక్యూమ్ వలె కాకుండా, ఎల్లప్పుడూ తక్కువగా ఉంటుంది: v విభిన్న వాతావరణాలుఓ:

మాధ్యమం యొక్క ఆప్టికల్ సాంద్రత

ఒక మాధ్యమం యొక్క ఆప్టికల్ సాంద్రత కాంతి పుంజం మాధ్యమం ద్వారా ఎలా వ్యాపిస్తుంది అనే దాని ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. కాంతి వేగం తక్కువగా ఉండే మాధ్యమం ఆప్టికల్‌గా దట్టంగా ఉంటుంది.

కాంతి వేగం తక్కువగా ఉండే మాధ్యమాన్ని "ఆప్టికల్ డెన్సిర్" అంటారు;
కాంతి వేగం ఎక్కువగా ఉండే మాధ్యమాన్ని “ఆప్టికల్‌గా తక్కువ సాంద్రత” అంటారు.

ఆప్టికల్ డెన్సిటీని పోల్చడానికి మనం గాలి, గాజు మరియు నీటిని తీసుకుంటే, గాలి మరియు గాజును పోల్చినప్పుడు, గాజు ఆప్టికల్‌గా దట్టమైన మాధ్యమాన్ని కలిగి ఉంటుంది. అలాగే, గాజు మరియు నీటితో పోల్చితే, గాజు ఆప్టికల్‌గా దట్టమైన మాధ్యమంగా ఉంటుంది.

వక్రీభవన కోణం

ఈ అనుభవం నుండి, అది మరింత దట్టమైన మాధ్యమంలోకి ప్రవేశించినప్పుడు, కాంతి కిరణం ప్రారంభంలో ఉన్న దిశ నుండి వైదొలిగి, రెండు మాధ్యమాల మధ్య ఇంటర్‌ఫేస్ ఉన్న చోట లంబంగా దిశను మారుస్తుంది. మరియు ఆప్టికల్‌గా తక్కువ సాంద్రత కలిగిన మాధ్యమంలోకి ప్రవేశించిన తర్వాత, ఈ సందర్భంలో కాంతి పుంజం వ్యతిరేక దిశలో విక్షేపం చెందుతుంది.

"α" అనేది సంఘటనల కోణం, "β" అనేది వక్రీభవన కోణం.

త్రిభుజాకార ప్రిజంలో కాంతి వక్రీభవనం

కాంతి వక్రీభవన నియమాన్ని ఉపయోగించి, గాజు త్రిభుజాకార ప్రిజం కోసం కిరణాల మార్గాన్ని లెక్కించడం సాధ్యపడుతుంది.

మూర్తి 87లో మీరు ఈ ప్రిజంలో కిరణాల మార్గాన్ని మరింత వివరంగా అనుసరించవచ్చు:

కంటిలో కాంతి వక్రీభవనం

మీరు స్నానానికి నీటిని నింపినప్పుడు, అక్కడ నిజంగా ఉన్నదానికంటే తక్కువ నీరు ఉన్నట్లు మీరు ఎప్పుడైనా గమనించారా. నది, చెరువు మరియు సరస్సుకు సంబంధించి, అదే చిత్రం ఉద్భవించింది, అయితే వీటన్నింటికీ కారణం ఖచ్చితంగా కాంతి వక్రీభవనం వంటి దృగ్విషయం.

కానీ, మీరు అర్థం చేసుకున్నట్లుగా, ఈ ప్రక్రియలన్నింటిలో మన కళ్ళు కూడా చురుకుగా పాల్గొంటాయి. ఉదాహరణకు, రిజర్వాయర్ దిగువన ఒక నిర్దిష్ట బిందువు "S"ని మనం చూడగలిగేలా చేయడానికి, కాంతి కిరణాలు ఈ బిందువు గుండా వెళ్లి దానిని చూస్తున్న వ్యక్తి యొక్క కంటిలోకి ప్రవేశించడం మొదట అవసరం.

ఆపై కాంతి పుంజం, గాలితో నీటి సరిహద్దు వద్ద వక్రీభవన కాలాన్ని దాటిన తరువాత, కంటికి ఇప్పటికే స్పష్టమైన చిత్రం “S1” నుండి వచ్చిన కాంతిగా గ్రహించబడుతుంది, కానీ “S” పాయింట్ కంటే ఎత్తులో ఉంటుంది. రిజర్వాయర్ దిగువన.

రిజర్వాయర్ "h" యొక్క ఊహాత్మక లోతు దాని నిజమైన లోతు H యొక్క సుమారు ¾. ఈ దృగ్విషయాన్ని మొదట యూక్లిడ్ వివరించాడు.

ఇంటి పని

1. మీరు ఎదుర్కొన్న కాంతి వక్రీభవన ఉదాహరణలు ఇవ్వండి రోజువారీ జీవితంలో.

2. యూక్లిడ్ యొక్క ప్రయోగం గురించి సమాచారాన్ని కనుగొని, ఈ ప్రయోగాన్ని పునరావృతం చేయడానికి ప్రయత్నించండి.

కాంతి వక్రీభవన నియమాలు.

వక్రీభవన సూచిక యొక్క భౌతిక అర్థం.కాంతి ఒక మాధ్యమం నుండి మరొక మాధ్యమానికి వెళ్ళేటప్పుడు దాని ప్రచారం యొక్క వేగంలో మార్పుల కారణంగా వక్రీభవనం చెందుతుంది. మొదటి మాధ్యమానికి సంబంధించి రెండవ మాధ్యమం యొక్క వక్రీభవన సూచిక సంఖ్యాపరంగా మొదటి మాధ్యమంలో కాంతి వేగం మరియు రెండవ మాధ్యమంలో కాంతి వేగం నిష్పత్తికి సమానంగా ఉంటుంది:

ఈ విధంగా, వక్రీభవన సూచిక అది ప్రవేశించే మాధ్యమంలోని కాంతి వేగం కంటే పుంజం నిష్క్రమించే మాధ్యమంలో ఎన్ని రెట్లు ఎక్కువ (చిన్నది) ఉందో చూపిస్తుంది.

శూన్యంలో విద్యుదయస్కాంత తరంగాల ప్రచారం యొక్క వేగం స్థిరంగా ఉంటుంది కాబట్టి, వాక్యూమ్‌కు సంబంధించి వివిధ మాధ్యమాల వక్రీభవన సూచికలను గుర్తించడం మంచిది. వేగ నిష్పత్తి తో ఒక నిర్దిష్ట మాధ్యమంలో దాని ప్రచారం యొక్క వేగంతో శూన్యంలో కాంతిని వ్యాప్తి చేయడం అంటారు సంపూర్ణ వక్రీభవన సూచిక ఈ పదార్ధం యొక్క() మరియు దాని ప్రధాన లక్షణం ఆప్టికల్ లక్షణాలు,

,

ఆ. మొదటి దానికి సంబంధించి రెండవ మాధ్యమం యొక్క వక్రీభవన సూచిక ఈ మీడియా యొక్క సంపూర్ణ సూచికల నిష్పత్తికి సమానం.

సాధారణంగా, ఒక పదార్ధం యొక్క ఆప్టికల్ లక్షణాలు దాని వక్రీభవన సూచిక ద్వారా వర్గీకరించబడతాయి n గాలికి సంబంధించి, ఇది సంపూర్ణ వక్రీభవన సూచిక నుండి కొద్దిగా భిన్నంగా ఉంటుంది. అదే సమయంలో, దీనిలో పర్యావరణం సంపూర్ణ సూచికమరింత ఆప్టికల్ డెన్సర్ అంటారు.

వక్రీభవన కోణం పరిమితి.కాంతి తక్కువ వక్రీభవన సూచిక ఉన్న మాధ్యమం నుండి అధిక వక్రీభవన సూచిక కలిగిన మాధ్యమానికి వెళితే ( n 1< n 2 ), అప్పుడు వక్రీభవన కోణం సంఘటన కోణం కంటే తక్కువగా ఉంటుంది

ఆర్< i (Fig. 3).

అన్నం. 3. పరివర్తన సమయంలో కాంతి వక్రీభవనం

ఆప్టికల్‌గా తక్కువ సాంద్రత కలిగిన మాధ్యమం నుండి మాధ్యమానికి

ఆప్టికల్‌గా దట్టమైనది.

సంభవం కోణం పెరిగినప్పుడు i m = రెండవ మాధ్యమంలో 90° (బీమ్ 3, Fig. 2) కాంతి కోణంలో మాత్రమే వ్యాపిస్తుంది r pr , అని పిలిచారు వక్రీభవన కోణం పరిమితం. వక్రీభవన పరిమితి కోణానికి (90° -) అదనపు కోణంలో రెండవ మాధ్యమం ప్రాంతంలో నేను Pr ), కాంతి చొచ్చుకుపోదు (Fig. 3 లో ఈ ప్రాంతం షేడ్ చేయబడింది).

వక్రీభవన కోణం పరిమితి r pr

కానీ sin i m = 1, కాబట్టి .

మొత్తం అంతర్గత ప్రతిబింబం యొక్క దృగ్విషయం.అధిక వక్రీభవన సూచిక ఉన్న మాధ్యమం నుండి కాంతి ప్రయాణించినప్పుడు n 1 > n 2 (Fig. 4), అప్పుడు వక్రీభవన కోణం సంఘటన కోణం కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. సంభవం కోణంలో మాత్రమే కాంతి వక్రీభవనం చెందుతుంది (రెండవ మాధ్యమంలోకి వెళుతుంది). నేను Pr , ఇది వక్రీభవన కోణానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది r m = 90°.

అన్నం. 4. ఆప్టికల్ దట్టమైన మాధ్యమం నుండి మాధ్యమానికి వెళ్ళేటప్పుడు కాంతి వక్రీభవనం

ఆప్టికల్‌గా తక్కువ సాంద్రత.

పెద్ద కోణంలో కాంతి సంఘటన పూర్తిగా మీడియా సరిహద్దు నుండి ప్రతిబింబిస్తుంది (Fig. 4, రే 3). ఈ దృగ్విషయాన్ని మొత్తం అంతర్గత ప్రతిబింబం మరియు సంఘటనల కోణం అంటారు నేను Pr - మొత్తం అంతర్గత ప్రతిబింబం యొక్క పరిమితి కోణం.

మొత్తం అంతర్గత ప్రతిబింబం యొక్క పరిమితి కోణం నేను Pr పరిస్థితి ప్రకారం నిర్ణయించబడుతుంది:

, అప్పుడు sin r m =1, కాబట్టి, .

కాంతి ఏదైనా మాధ్యమం నుండి వాక్యూమ్ లేదా గాలిలోకి వస్తే, అప్పుడు

ఈ రెండు మాధ్యమాలకు కిరణ మార్గం యొక్క రివర్సిబిలిటీ కారణంగా పరిమితి కోణంమొదటి మాధ్యమం నుండి రెండవదానికి పరివర్తన సమయంలో వక్రీభవనం రెండవ మాధ్యమం నుండి మొదటిదానికి కిరణం యొక్క పరివర్తన సమయంలో మొత్తం అంతర్గత ప్రతిబింబం యొక్క పరిమితి కోణానికి సమానం.

గాజు కోసం మొత్తం అంతర్గత ప్రతిబింబం యొక్క పరిమితి కోణం 42° కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. అందువల్ల, గాజు గుండా ప్రయాణించి దాని ఉపరితలంపై 45° కోణంలో పడే కిరణాలు పూర్తిగా ప్రతిబింబిస్తాయి. గాజు యొక్క ఈ లక్షణం రోటరీ (Fig. 5a) మరియు రివర్సిబుల్ (Fig. 4b) ప్రిజమ్‌లలో ఉపయోగించబడుతుంది, వీటిని తరచుగా ఉపయోగిస్తారు ఆప్టికల్ సాధన.

అన్నం. 5: a - రోటరీ ప్రిజం; బి - రివర్సిబుల్ ప్రిజం.

ఫైబర్ ఆప్టిక్స్.పూర్తి అంతర్గత ప్రతిబింబంసౌకర్యవంతమైన సంస్థాపనలో ఉపయోగిస్తారు కాంతి మార్గదర్శకాలు. కాంతి, తక్కువ వక్రీభవన సూచికతో ఒక పదార్ధంతో చుట్టుముట్టబడిన పారదర్శక ఫైబర్లోకి ప్రవేశించడం, అనేక సార్లు ప్రతిబింబిస్తుంది మరియు ఈ ఫైబర్ (Fig. 6) వెంట వ్యాపిస్తుంది.

Fig.6. ఒక పదార్ధంతో చుట్టుముట్టబడిన పారదర్శక ఫైబర్ లోపల కాంతి ప్రకరణం

తక్కువ వక్రీభవన సూచికతో.

పెద్ద కాంతి ప్రవాహాలను ప్రసారం చేయడానికి మరియు కాంతి-వాహక వ్యవస్థ యొక్క వశ్యతను నిర్వహించడానికి, వ్యక్తిగత ఫైబర్‌లను కట్టలుగా సేకరిస్తారు - కాంతి మార్గదర్శకాలు. ఆప్టికల్ ఫైబర్స్ ద్వారా కాంతి మరియు చిత్రాల ప్రసారానికి సంబంధించిన ఆప్టిక్స్ శాఖను అంటారు ఫైబర్ ఆప్టిక్స్. ఫైబర్ ఆప్టిక్ భాగాలు మరియు పరికరాలను సూచించడానికి అదే పదం ఉపయోగించబడుతుంది. ఔషధం లో, లైట్ గైడ్లు చల్లని కాంతితో అంతర్గత కావిటీస్ను ప్రకాశవంతం చేయడానికి మరియు చిత్రాలను ప్రసారం చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు.

ఆచరణాత్మక భాగం

పదార్థాల వక్రీభవన సూచికను నిర్ణయించే పరికరాలను అంటారు రిఫ్రాక్టోమీటర్లు(Fig. 7).

Fig.7. రిఫ్రాక్టోమీటర్ యొక్క ఆప్టికల్ రేఖాచిత్రం.

1 – అద్దం, 2 – కొలిచే తల, 3 – వ్యాప్తిని తొలగించడానికి ప్రిజం వ్యవస్థ, 4 – లెన్స్, 5 – తిరిగే ప్రిజం (బీమ్ రొటేషన్ 90 0), 6 – స్కేల్ (కొన్ని రిఫ్రాక్టోమీటర్‌లలో

రెండు ప్రమాణాలు ఉన్నాయి: రిఫ్రాక్టివ్ ఇండెక్స్ స్కేల్ మరియు ది పరిష్కారం సాంద్రతలు),

7 - ఐపీస్.

రిఫ్రాక్టోమీటర్ యొక్క ప్రధాన భాగం కొలిచే తల, ఇది రెండు ప్రిజమ్‌లను కలిగి ఉంటుంది: లైటింగ్ ఒకటి, ఇది తల యొక్క మడత భాగంలో ఉంది మరియు కొలిచేది.

లైటింగ్ ప్రిజం యొక్క నిష్క్రమణ వద్ద, దాని మాట్టే ఉపరితలం కాంతి యొక్క చెల్లాచెదురుగా ఉన్న పుంజంను సృష్టిస్తుంది, ఇది ప్రిజమ్‌ల మధ్య అధ్యయనం (2-3 చుక్కలు) కింద ద్రవం గుండా వెళుతుంది. కిరణాలు 90 0 కోణంతో సహా వివిధ కోణాలలో కొలిచే ప్రిజం యొక్క ఉపరితలంపైకి వస్తాయి. కొలిచే ప్రిజంలో, కిరణాలు వక్రీభవన పరిమితి కోణం యొక్క ప్రాంతంలో సేకరించబడతాయి, ఇది పరికర తెరపై కాంతి-నీడ సరిహద్దు ఏర్పడటాన్ని వివరిస్తుంది.

Fig.8. కొలిచే తలలో బీమ్ మార్గం:

1 – లైటింగ్ ప్రిజం, 2 – టెస్ట్ లిక్విడ్,

3 - కొలిచే ప్రిజం, 4 - స్క్రీన్.

ఒక పరిష్కారంలో చక్కెర శాతాన్ని నిర్ణయించడం

సహజ మరియు ధ్రువణ కాంతి. కనిపించే కాంతి - ఇది విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు 4∙10 14 నుండి 7.5∙10 14 Hz వరకు డోలనం ఫ్రీక్వెన్సీతో. విద్యుదయస్కాంత తరంగాలుఉన్నాయి అడ్డంగా: విద్యుత్ మరియు అయస్కాంత క్షేత్ర బలాల యొక్క వెక్టర్స్ E మరియు H పరస్పరం లంబంగా ఉంటాయి మరియు విమానంలో ఉంటాయి, వెక్టర్‌కు లంబంగాతరంగ ప్రచారం వేగం.

రెండు రసాయన మరియు వాస్తవం కారణంగా జీవ ప్రభావంకాంతి ప్రధానంగా విద్యుత్ భాగం కారణంగా ఉంటుంది విద్యుదయస్కాంత తరంగం, వెక్టర్ ఇఈ ఫీల్డ్ యొక్క బలం అంటారు కాంతి వెక్టర్,మరియు ఈ వెక్టర్ యొక్క డోలనం యొక్క విమానం కాంతి తరంగ డోలనాల విమానం.

ఏదైనా కాంతి వనరులో, తరంగాలు అనేక అణువులు మరియు అణువుల ద్వారా విడుదలవుతాయి, ఈ తరంగాల యొక్క కాంతి వెక్టర్స్ వివిధ విమానాలలో ఉన్నాయి మరియు కంపనాలు వివిధ దశలలో జరుగుతాయి. పర్యవసానంగా, ఫలితంగా వేవ్ యొక్క కాంతి వెక్టర్ యొక్క డోలనం యొక్క విమానం నిరంతరం అంతరిక్షంలో దాని స్థానాన్ని మారుస్తుంది (Fig. 1). ఈ రకమైన కాంతిని అంటారు సహజ,లేదా ధ్రువపరచబడని.

అన్నం. 1. పుంజం మరియు సహజ కాంతి యొక్క స్కీమాటిక్ ప్రాతినిధ్యం.

మీరు రెండు పరస్పరం ఎంచుకుంటే లంబ విమానాలు, సహజ కాంతి యొక్క పుంజం గుండా వెళుతుంది మరియు వెక్టర్స్ E ని విమానంలోకి పంపుతుంది, అప్పుడు సగటున ఈ అంచనాలు ఒకే విధంగా ఉంటాయి. అందువల్ల, సహజ కాంతి కిరణాన్ని సరళ రేఖగా చిత్రీకరించడం సౌకర్యంగా ఉంటుంది అదే సంఖ్యడాష్‌లు మరియు చుక్కల రూపంలో ఆ మరియు ఇతర అంచనాలు:

కాంతి స్ఫటికాల గుండా వెళుతున్నప్పుడు, తరంగ డోలనం యొక్క విమానం అంతరిక్షంలో స్థిరమైన స్థానాన్ని ఆక్రమించే కాంతిని పొందడం సాధ్యమవుతుంది. ఈ రకమైన కాంతిని అంటారు ఫ్లాట్-లేదా రేఖీయంగా ధ్రువీకరించబడింది. ప్రాదేశిక జాలకలో పరమాణువులు మరియు అణువుల యొక్క క్రమబద్ధమైన అమరిక కారణంగా, ఇచ్చిన జాలక యొక్క నిర్దిష్ట విమానం లక్షణంలో సంభవించే కాంతి వెక్టర్ యొక్క కంపనాలను మాత్రమే క్రిస్టల్ ప్రసారం చేస్తుంది.

విమానం-పోలరైజ్డ్ లైట్ వేవ్‌ను సూచించడం సౌకర్యంగా ఉంటుంది క్రింది విధంగా:

కాంతి ధ్రువణత కూడా పాక్షికంగా ఉంటుంది. ఈ సందర్భంలో, ఏదైనా ఒక విమానంలో కాంతి వెక్టార్ యొక్క డోలనాల వ్యాప్తి ఇతర విమానాలలో డోలనాల వ్యాప్తిని గణనీయంగా మించిపోతుంది.

పాక్షికంగా ధ్రువణ కాంతిని సాంప్రదాయకంగా ఈ క్రింది విధంగా చిత్రీకరించవచ్చు: , మొదలైనవి. పంక్తులు మరియు చుక్కల సంఖ్య యొక్క నిష్పత్తి కాంతి యొక్క ధ్రువణ స్థాయిని నిర్ణయిస్తుంది.

సహజ కాంతిని పోలరైజ్డ్ లైట్‌గా మార్చే అన్ని పద్ధతులలో, ధ్రువణ విమానం యొక్క నిర్దిష్ట విన్యాసాన్ని కలిగి ఉన్న భాగాలు పూర్తిగా లేదా పాక్షికంగా సహజ కాంతి నుండి ఎంపిక చేయబడతాయి.

ధ్రువణ కాంతిని ఉత్పత్తి చేసే పద్ధతులు: ఎ) రెండు విద్యుద్వాహకాల సరిహద్దు వద్ద కాంతి ప్రతిబింబం మరియు వక్రీభవనం; బి) ఆప్టికల్‌గా అనిసోట్రోపిక్ యూనియాక్సియల్ స్ఫటికాల ద్వారా కాంతిని ప్రసారం చేయడం; c) ఎలక్ట్రికల్ చర్య ద్వారా కృత్రిమంగా సృష్టించబడిన ఆప్టికల్ అనిసోట్రోపి మీడియా ద్వారా కాంతి ప్రసారం అయిస్కాంత క్షేత్రం, అలాగే వైకల్యం కారణంగా. ఈ పద్ధతులు దృగ్విషయం మీద ఆధారపడి ఉంటాయి అనిసోట్రోపి.

అనిసోట్రోపిదిశలో అనేక లక్షణాల (మెకానికల్, థర్మల్, ఎలక్ట్రికల్, ఆప్టికల్) ఆధారపడటం. అన్ని దిశలలో ఒకే విధమైన లక్షణాలు ఉన్న శరీరాలను అంటారు ఐసోట్రోపిక్.

కాంతి వికీర్ణం సమయంలో కూడా ధ్రువణాన్ని గమనించవచ్చు. ధ్రువణ స్థాయి ఎక్కువ చిన్న పరిమాణాలువికీర్ణం సంభవించే కణాలు.

ధ్రువణ కాంతిని ఉత్పత్తి చేయడానికి రూపొందించిన పరికరాలను అంటారు పోలరైజర్స్.

రెండు విద్యుద్వాహకాల మధ్య ఇంటర్‌ఫేస్ వద్ద ప్రతిబింబం మరియు వక్రీభవనం సమయంలో కాంతి యొక్క ధ్రువణత.సహజ కాంతి రెండు ఐసోట్రోపిక్ విద్యుద్వాహకముల మధ్య ఇంటర్‌ఫేస్ వద్ద పరావర్తనం చెందినప్పుడు, అది సరళ ధ్రువణానికి లోనవుతుంది. సంభవం యొక్క ఏకపక్ష కోణంలో, ప్రతిబింబించే కాంతి యొక్క ధ్రువణత పాక్షికంగా ఉంటుంది. ప్రతిబింబించే పుంజం సంఘటనల సమతలానికి లంబంగా కంపనాలు ఆధిపత్యం చెలాయిస్తుంది మరియు వక్రీభవన పుంజం దానికి సమాంతరంగా కంపనాలు ఆధిపత్యం చెలాయిస్తుంది (Fig. 2).

అన్నం. 2. ప్రతిబింబం మరియు వక్రీభవనం సమయంలో సహజ కాంతి యొక్క పాక్షిక ధ్రువణత

సంభవం యొక్క కోణం tan i B = n 21 పరిస్థితిని సంతృప్తిపరిచినట్లయితే, అప్పుడు ప్రతిబింబించే కాంతి పూర్తిగా ధ్రువణమవుతుంది (బ్రూస్టర్ యొక్క చట్టం), మరియు వక్రీభవన పుంజం పూర్తిగా ధ్రువపరచబడదు, కానీ గరిష్టంగా (Fig. 3). ఈ సందర్భంలో, ప్రతిబింబించే మరియు వక్రీభవన కిరణాలు పరస్పరం లంబంగా ఉంటాయి.

– సాపేక్ష సూచికరెండు మాధ్యమాల వక్రీభవనం, i B - బ్రూస్టర్ కోణం.

అన్నం. 3. ప్రతిబింబం మరియు వక్రీభవనం సమయంలో ప్రతిబింబించే పుంజం యొక్క పూర్తి ధ్రువణత

రెండు ఐసోట్రోపిక్ డైలెక్ట్రిక్స్ మధ్య ఇంటర్ఫేస్ వద్ద.

బైర్‌ఫ్రింగెన్స్.అనేక స్ఫటికాలు (కాల్సైట్, క్వార్ట్జ్ మొదలైనవి) ఉన్నాయి, వీటిలో కాంతి కిరణం, వక్రీభవనానికి గురైనప్పుడు, దానితో రెండు కిరణాలుగా విడిపోతుంది. వివిధ లక్షణాలు. కాల్సైట్ (ఐస్లాండ్ స్పార్) అనేది షట్కోణ జాలకతో కూడిన ఒక స్ఫటికం. సమరూపత యొక్క అక్షం షట్కోణ ప్రిజందాని సెల్ ఏర్పాటును ఆప్టికల్ యాక్సిస్ అంటారు. ఆప్టికల్ అక్షం ఒక లైన్ కాదు, కానీ క్రిస్టల్‌లో ఒక దిశ. ఈ దిశకు సమాంతరంగా ఉన్న ఏదైనా సరళ రేఖ కూడా ఆప్టికల్ అక్షం.

మీరు కాల్సైట్ క్రిస్టల్ నుండి ఒక ప్లేట్‌ను కత్తిరించినట్లయితే, దాని అంచులు ఆప్టికల్ అక్షానికి లంబంగా ఉంటాయి మరియు ఆప్టికల్ అక్షం వెంట కాంతి పుంజాన్ని నిర్దేశిస్తే, దానిలో ఎటువంటి మార్పులు జరగవు. మీరు ఆప్టికల్ అక్షానికి ఒక కోణంలో పుంజం దర్శకత్వం చేస్తే, అది రెండు కిరణాలు (Fig. 4) గా విభజించబడుతుంది, వీటిలో ఒకటి సాధారణమైనదిగా పిలువబడుతుంది, రెండవది అసాధారణమైనదిగా పిలువబడుతుంది.

అన్నం. 4. కాంతి ఒక కాల్సైట్ ప్లేట్ గుండా వెళుతున్నప్పుడు బైర్‌ఫ్రింగెన్స్.

MN - ఆప్టికల్ అక్షం.

ఒక సాధారణ కిరణం సంఘటనల సమతలంలో ఉంటుంది మరియు ఇచ్చిన పదార్ధానికి సాధారణ వక్రీభవన సూచిక ఉంటుంది. అసాధారణ పుంజం సంఘటన పుంజం గుండా వెళుతున్న ఒక విమానంలో ఉంటుంది మరియు పుంజం యొక్క సంభవనీయ బిందువు వద్ద గీసిన క్రిస్టల్ యొక్క ఆప్టికల్ అక్షం. ఈ విమానం అంటారు క్రిస్టల్ యొక్క ప్రధాన విమానం. సాధారణ మరియు అసాధారణ కిరణాల వక్రీభవన సూచికలు భిన్నంగా ఉంటాయి.

సాధారణ మరియు అసాధారణ కిరణాలు రెండూ ధ్రువపరచబడతాయి. సాధారణ కిరణాల డోలనం యొక్క విమానం ప్రధాన విమానానికి లంబంగా ఉంటుంది. క్రిస్టల్ యొక్క ప్రధాన విమానంలో అసాధారణ కిరణాల డోలనాలు సంభవిస్తాయి.

డబుల్ రిఫ్రాక్షన్ యొక్క దృగ్విషయం స్ఫటికాల యొక్క అనిసోట్రోపి కారణంగా ఉంది. ఆప్టికల్ అక్షం వెంట, సాధారణ మరియు అసాధారణ కిరణాల కోసం కాంతి తరంగం యొక్క వేగం ఒకే విధంగా ఉంటుంది. ఇతర దిశలలో, కాల్సైట్లో అసాధారణమైన వేవ్ యొక్క వేగం సాధారణ దాని కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. అతి పెద్ద తేడారెండు తరంగాల వేగాల మధ్య ఆప్టికల్ అక్షానికి లంబంగా దిశలో సంభవిస్తుంది.

హ్యూజెన్స్ సూత్రం ప్రకారం, బైర్‌ఫ్రింగెన్స్ సమయంలో, స్ఫటిక సరిహద్దును చేరే తరంగం యొక్క ఉపరితలంపై ప్రతి బిందువు వద్ద, రెండు ప్రాథమిక తరంగాలు ఏకకాలంలో ఉత్పన్నమవుతాయి (ఒకటి మాత్రమే కాదు, సాధారణ మాధ్యమంలో వలె), ఇవి క్రిస్టల్‌లో వ్యాపిస్తాయి.

అన్ని దిశలలో ఒక వేవ్ యొక్క ప్రచారం యొక్క వేగం ఒకే విధంగా ఉంటుంది, అనగా. తరంగం గోళాకార ఆకారాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు దీనిని పిలుస్తారు సాధారణ. క్రిస్టల్ యొక్క ఆప్టికల్ అక్షం యొక్క దిశలో మరొక వేవ్ యొక్క ప్రచారం యొక్క వేగం సాధారణ వేవ్ యొక్క వేగంతో సమానంగా ఉంటుంది మరియు ఆప్టికల్ అక్షానికి లంబంగా ఉన్న దిశలో ఇది భిన్నంగా ఉంటుంది. తరంగం దీర్ఘవృత్తాకార ఆకారాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు దీనిని పిలుస్తారు అసాధారణ(Fig. 5).

అన్నం. 5. ఒక స్ఫటికంలో సాధారణ (o) మరియు అసాధారణ (e) తరంగాల ప్రచారం

డబుల్ వక్రీభవనంతో.

ప్రిజం నికోలస్.ధ్రువణ కాంతిని పొందేందుకు, నికోలస్ పోలరైజింగ్ ప్రిజం ఉపయోగించబడుతుంది. ఒక ప్రిజం కాల్సైట్ నుండి తయారు చేయబడింది ఒక నిర్దిష్ట ఆకారంమరియు పరిమాణాలు, అప్పుడు అది ఒక వికర్ణ విమానం వెంట సాన్ చేయబడుతుంది మరియు కెనడా బాల్సమ్‌తో కలిసి అతుక్కొని ఉంటుంది. ఒక కాంతి పుంజం మీద పడినప్పుడు ఎగువ అంచుప్రిజం యొక్క అక్షం (Fig. 6) వెంట, ఒక అసాధారణ కిరణం ఒక చిన్న కోణంలో gluing విమానం మీద వస్తుంది మరియు దిశను మార్చకుండా దాదాపుగా గుండా వెళుతుంది. ఒక సాధారణ కిరణం కోణం కంటే ఎక్కువ కోణంలో సంఘటన మొత్తం ప్రతిబింబంకెనడా బాల్సమ్ కోసం, గ్లూయింగ్ ప్లేన్ నుండి ప్రతిబింబిస్తుంది మరియు ప్రిజం యొక్క నల్లబడిన అంచు ద్వారా గ్రహించబడుతుంది. నికోలస్ ప్రిజం పూర్తిగా ధ్రువణ కాంతిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, దీని కంపన విమానం ప్రిజం యొక్క ప్రధాన విమానంలో ఉంటుంది.

అన్నం. 6. నికోలస్ ప్రిజం. సాధారణ పాసేజ్ పథకం

మరియు అసాధారణ కిరణాలు.

డైక్రోయిజం.సాధారణ మరియు అసాధారణ కిరణాలను భిన్నంగా గ్రహించే స్ఫటికాలు ఉన్నాయి. ఈ విధంగా, సహజ కాంతి పుంజం ఆప్టికల్ అక్షం యొక్క దిశకు లంబంగా ఉన్న టూర్మలైన్ క్రిస్టల్ వద్ద దర్శకత్వం వహించినట్లయితే, అప్పుడు కొన్ని మిల్లీమీటర్ల ప్లేట్ మందంతో, సాధారణ పుంజం పూర్తిగా గ్రహించబడుతుంది మరియు అసాధారణమైన పుంజం మాత్రమే ఉద్భవిస్తుంది. క్రిస్టల్ (Fig. 7).

అన్నం. 7. టూర్మాలిన్ క్రిస్టల్ ద్వారా కాంతి ప్రవహించడం.

సాధారణ మరియు అసాధారణ కిరణాల శోషణ యొక్క విభిన్న స్వభావాన్ని అంటారు శోషణ అనిసోట్రోపి,లేదా డైక్రోయిజం.అందువలన, టూర్మలైన్ స్ఫటికాలను ధ్రువణాలుగా కూడా ఉపయోగించవచ్చు.

పోలరాయిడ్స్.ప్రస్తుతం, పోలరైజర్లు విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి పోలరాయిడ్స్.పోలరాయిడ్‌ను తయారు చేయడానికి, కాంతి-ధ్రువణ డైక్రోయిక్ పదార్ధం (ఉదాహరణకు, అయోడోక్వినోన్ సల్ఫేట్) యొక్క స్ఫటికాలను కలిగి ఉన్న పారదర్శక చిత్రం రెండు గాజు లేదా ప్లెక్సిగ్లాస్ ప్లేట్ల మధ్య అతికించబడుతుంది. ఫిల్మ్ తయారీ ప్రక్రియలో, స్ఫటికాలు వాటి ఆప్టికల్ అక్షాలు సమాంతరంగా ఉండేలా ఓరియెంటెడ్‌గా ఉంటాయి. ఈ మొత్తం వ్యవస్థ ఫ్రేమ్‌లో పరిష్కరించబడింది.

పోలరాయిడ్స్ యొక్క చౌకగా మరియు ప్లేట్‌లను ఉత్పత్తి చేసే అవకాశం పెద్ద ప్రాంతంఆచరణలో వారి విస్తృత వినియోగాన్ని నిర్ధారించింది.

ధ్రువణ కాంతి యొక్క విశ్లేషణ.కాంతి యొక్క ధ్రువణత యొక్క స్వభావం మరియు డిగ్రీని అధ్యయనం చేయడానికి, పరికరాలు అంటారు విశ్లేషకులు.ఎనలైజర్లు సరళ ధ్రువణ కాంతిని పొందేందుకు ఉపయోగించే అదే పరికరాలను ఉపయోగిస్తాయి - పోలరైజర్లు, కానీ రేఖాంశ అక్షం చుట్టూ తిరిగేందుకు అనువుగా ఉంటాయి. ఎనలైజర్ దాని ప్రధాన విమానంతో సమానంగా ఉండే వైబ్రేషన్‌లను మాత్రమే పాస్ చేస్తుంది. IN లేకుంటేఈ విమానంతో సమానంగా ఉండే వైబ్రేషన్ భాగం మాత్రమే ఎనలైజర్ గుండా వెళుతుంది.

ఎనలైజర్‌లోకి ప్రవేశించే కాంతి తరంగం రేఖీయంగా ధ్రువపరచబడితే, ఎనలైజర్‌ను విడిచిపెట్టే తరంగం యొక్క తీవ్రత మలస్ చట్టం:

,

ఇక్కడ I 0 అనేది ఇన్‌కమింగ్ లైట్ యొక్క తీవ్రత, φ అనేది ఇన్‌కమింగ్ లైట్ యొక్క విమానాలు మరియు ఎనలైజర్ ద్వారా ప్రసారం చేయబడిన కాంతి మధ్య కోణం.

పోలరైజర్-ఎనలైజర్ సిస్టమ్ ద్వారా కాంతి ప్రకరణం అంజీర్‌లో క్రమపద్ధతిలో చూపబడింది. 8.

అన్నం. 8. పోలరైజర్-ఎనలైజర్ సిస్టమ్ ద్వారా కాంతి ప్రకరణం యొక్క రేఖాచిత్రం (P - పోలరైజర్,

ఎ - ఎనలైజర్, ఇ - స్క్రీన్):

ఎ) పోలరైజర్ మరియు ఎనలైజర్ యొక్క ప్రధాన విమానాలు ఏకీభవిస్తాయి;

బి) పోలరైజర్ మరియు ఎనలైజర్ యొక్క ప్రధాన విమానాలు ఒక నిర్దిష్ట కోణంలో ఉన్నాయి;

సి) పోలరైజర్ మరియు ఎనలైజర్ యొక్క ప్రధాన విమానాలు పరస్పరం లంబంగా ఉంటాయి.

పోలరైజర్ మరియు ఎనలైజర్ యొక్క ప్రధాన విమానాలు ఏకకాలంలో ఉంటే, అప్పుడు కాంతి పూర్తిగా ఎనలైజర్ గుండా వెళుతుంది మరియు స్క్రీన్‌ను ప్రకాశిస్తుంది (Fig. 7a). అవి ఒక నిర్దిష్ట కోణంలో ఉన్నట్లయితే, కాంతి ఎనలైజర్ గుండా వెళుతుంది, కానీ బలహీనపడుతుంది (Fig. 7b) మరింత, ఈ కోణం 90 0కి దగ్గరగా ఉంటుంది. ఈ విమానాలు పరస్పరం లంబంగా ఉంటే, ఎనలైజర్ ద్వారా కాంతి పూర్తిగా ఆరిపోతుంది (Fig. 7c)

ధ్రువణ కాంతి యొక్క కంపన విమానం యొక్క భ్రమణం. పోలారిమెట్రీ.కొన్ని స్ఫటికాలు అలాగే పరిష్కారాలు సేంద్రీయ పదార్థంవాటి గుండా వెళుతున్న ధ్రువణ కాంతి యొక్క డోలనం యొక్క విమానం తిరిగే ఆస్తిని కలిగి ఉంటాయి. ఈ పదార్ధాలను అంటారు ఆప్టికల్‌గాఎ చురుకుగా. వీటిలో చక్కెరలు, ఆమ్లాలు, ఆల్కలాయిడ్స్ మొదలైనవి ఉన్నాయి.

మెజారిటీ ఆప్టికల్ యాక్టివ్ పదార్ధాల కోసం, ధ్రువణ సమతలాన్ని వరుసగా సవ్యదిశలో మరియు అపసవ్య దిశలో (పుంజం వైపు చూసే పరిశీలకుడికి) తిప్పుతూ రెండు మార్పుల ఉనికి కనుగొనబడింది. మొదటి సవరణ అంటారు డెక్స్ట్రోరోటేటరీలేదా అనుకూల,రెండవ - ఎడమచేతి వాటం,లేదా ప్రతికూలంగా ఉంటుంది.

స్ఫటికాకార స్థితిలో ఉన్న పదార్ధం యొక్క సహజ ఆప్టికల్ చర్య అణువుల అసమానత కారణంగా ఉంటుంది. IN స్ఫటికాకార పదార్థాలులాటిస్‌లోని అణువుల అమరిక యొక్క ప్రత్యేకతల ద్వారా కూడా ఆప్టికల్ కార్యాచరణను నిర్ణయించవచ్చు.

ఘనపదార్థాలలో, ధ్రువణ విమానం యొక్క భ్రమణ కోణం φ శరీరంలోని కాంతి పుంజం యొక్క మార్గం యొక్క పొడవు dకి నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది:

ఎక్కడ α - భ్రమణ సామర్థ్యం (నిర్దిష్ట భ్రమణ),పదార్ధం, ఉష్ణోగ్రత మరియు తరంగదైర్ఘ్యం యొక్క రకాన్ని బట్టి. ఎడమ మరియు కుడి చేతి సవరణల కోసం, భ్రమణ సామర్థ్యాలు పరిమాణంలో ఒకే విధంగా ఉంటాయి.

పరిష్కారాల కోసం, ధ్రువణ విమానం యొక్క భ్రమణ కోణం

,

ఇక్కడ α అనేది నిర్దిష్ట భ్రమణం, c అనేది ద్రావణంలోని ఆప్టికల్‌గా క్రియాశీల పదార్ధం యొక్క గాఢత. α యొక్క విలువ ఆప్టికల్‌గా క్రియాశీల పదార్ధం మరియు ద్రావకం, ఉష్ణోగ్రత మరియు కాంతి తరంగదైర్ఘ్యం యొక్క స్వభావంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. నిర్దిష్ట భ్రమణం- ఇది 20 0 C ఉష్ణోగ్రత వద్ద మరియు తేలికపాటి తరంగదైర్ఘ్యం λ = 589 nm వద్ద 100 cm 3 ద్రావణంలో 1 గ్రాముల పదార్థ సాంద్రత వద్ద 1 dm మందపాటి ద్రావణం కోసం 100 రెట్లు పెరిగిన భ్రమణ కోణం. ఈ సంబంధం ఆధారంగా ఏకాగ్రత c ని నిర్ణయించడానికి చాలా సున్నితమైన పద్ధతి అంటారు పోలారిమెట్రీ (సాచరిమెట్రీ).

కాంతి తరంగదైర్ఘ్యంపై ధ్రువణ విమానం యొక్క భ్రమణ ఆధారపడటాన్ని అంటారు భ్రమణ వ్యాప్తి.మొదటి ఉజ్జాయింపుకు, మేము కలిగి ఉన్నాము బయోట్ చట్టం:

ఇక్కడ A అనేది పదార్ధం మరియు ఉష్ణోగ్రత యొక్క స్వభావంపై ఆధారపడి ఒక గుణకం.

క్లినికల్ నేపధ్యంలో, పద్ధతి ధ్రువణతమూత్రంలో చక్కెర సాంద్రతను నిర్ణయించడానికి ఉపయోగిస్తారు. దీని కోసం ఉపయోగించే పరికరం అంటారు saccharimeter(Fig.9).

అన్నం. 9. శాచరిమీటర్ యొక్క ఆప్టికల్ డిజైన్:

నేను సహజ కాంతికి మూలం;

సి - లైట్ ఫిల్టర్ (మోనోక్రోమేటర్), పరికర ఆపరేషన్ యొక్క సమన్వయానికి భరోసా

బయోట్ లాతో;

L - అవుట్పుట్ వద్ద కాంతి యొక్క సమాంతర పుంజం ఉత్పత్తి చేసే సేకరించే లెన్స్;

పి - పోలరైజర్;

పరీక్ష పరిష్కారంతో K - ట్యూబ్;

A - ఎనలైజర్ విభజనలతో తిరిగే డిస్క్ D పై అమర్చబడింది.

ఒక అధ్యయనాన్ని నిర్వహిస్తున్నప్పుడు, పరీక్ష పరిష్కారం లేకుండా వీక్షణ క్షేత్రం యొక్క గరిష్ట చీకటికి ఎనలైజర్ మొదట సెట్ చేయబడుతుంది. అప్పుడు ఒక పరిష్కారంతో ఒక ట్యూబ్ పరికరంలో ఉంచబడుతుంది మరియు ఎనలైజర్‌ను తిప్పడం ద్వారా, వీక్షణ క్షేత్రం మళ్లీ చీకటిగా ఉంటుంది. ఎనలైజర్‌ని తిప్పవలసిన రెండు కోణాలలో చిన్నది అధ్యయనంలో ఉన్న పదార్ధానికి భ్రమణ కోణం. ద్రావణంలో చక్కెర ఏకాగ్రత కోణం నుండి లెక్కించబడుతుంది.

గణనలను సులభతరం చేయడానికి, ద్రావణంతో కూడిన ట్యూబ్ చాలా పొడవుగా తయారు చేయబడింది, ఎనలైజర్ యొక్క భ్రమణ కోణం (డిగ్రీలలో) సంఖ్యాపరంగా ఏకాగ్రతకు సమానంగా ఉంటుంది తోపరిష్కారం (100 సెం.మీ.కి గ్రాములలో). గ్లూకోజ్ ట్యూబ్ యొక్క పొడవు 19 సెం.మీ.

పోలరైజేషన్ మైక్రోస్కోపీ.పద్ధతి ఆధారపడి ఉంటుంది అనిసోట్రోపికణాలు మరియు కణజాలాలలోని కొన్ని భాగాలు, ధ్రువణ కాంతిలో వాటిని గమనించినప్పుడు కనిపిస్తాయి. సమాంతరంగా అమర్చబడిన అణువులతో కూడిన నిర్మాణాలు లేదా స్టాక్‌లో అమర్చబడిన డిస్క్‌లు, నిర్మాణంలోని కణాల వక్రీభవన సూచికకు భిన్నమైన వక్రీభవన సూచికతో మాధ్యమంలోకి ప్రవేశపెట్టినప్పుడు, సామర్థ్యాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి. డబుల్ వక్రీభవనం.దీని అర్థం ధ్రువణ విమానం కణాల పొడవైన అక్షాలకు సమాంతరంగా ఉన్నప్పుడు మాత్రమే నిర్మాణం ధ్రువణ కాంతిని ప్రసారం చేస్తుంది. కణాలు అంతర్గత బైర్‌ఫ్రింగెన్స్‌ను ప్రదర్శించనప్పుడు కూడా ఇది నిజం. ఆప్టికల్ అనిసోట్రోపికండరాలు, బంధన కణజాలం (కొల్లాజెన్) మరియు నరాల ఫైబర్‌లలో గమనించవచ్చు.

అస్థిపంజర కండరాల పేరు " కొట్టిన"కండరాల ఫైబర్ యొక్క వ్యక్తిగత విభాగాల ఆప్టికల్ లక్షణాలలో తేడాలతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. ఇది కణజాల పదార్థం యొక్క ముదురు మరియు తేలికైన ప్రాంతాలను ఏకాంతరంగా కలిగి ఉంటుంది. ఇది ఫైబర్ క్రాస్ స్ట్రైషన్లను ఇస్తుంది. పోలరైజ్డ్ లైట్ కింద కండరాల ఫైబర్‌లను పరిశీలించడం వల్ల ముదురు ప్రాంతాలు ఉన్నట్లు తెలుస్తుంది అనిసోట్రోపిక్మరియు లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి ద్విముఖము, ముదురు ప్రాంతాలు అయితే ఐసోట్రోపిక్. కొల్లాజెన్ఫైబర్స్ అనిసోట్రోపిక్, వాటి ఆప్టికల్ అక్షం ఫైబర్ అక్షం వెంట ఉంది. పల్ప్ షెల్‌లో మైకెల్స్ న్యూరోఫిబ్రిల్స్అనిసోట్రోపిక్ కూడా, కానీ వాటి ఆప్టికల్ అక్షాలు రేడియల్ దిశలలో ఉన్నాయి. ఈ నిర్మాణాల యొక్క హిస్టోలాజికల్ పరీక్ష కోసం ధ్రువణ సూక్ష్మదర్శిని ఉపయోగించబడుతుంది.

అతి ముఖ్యమైన భాగంధ్రువణ సూక్ష్మదర్శిని ఒక ధ్రువణాన్ని ఉపయోగిస్తుంది, ఇది కాంతి మూలం మరియు కెపాసిటర్ మధ్య ఉంటుంది. అదనంగా, మైక్రోస్కోప్‌లో భ్రమణ దశ లేదా నమూనా హోల్డర్ ఉంది, లక్ష్యం మరియు ఐపీస్ మధ్య ఉన్న ఒక ఎనలైజర్, దాని అక్షం పోలరైజర్ యొక్క అక్షానికి లంబంగా ఉండేలా వ్యవస్థాపించబడుతుంది మరియు కాంపెన్సేటర్.

పోలరైజర్ మరియు ఎనలైజర్ దాటినప్పుడు మరియు వస్తువు తప్పిపోయినప్పుడు లేదా ఐసోట్రోపిక్,క్షేత్రం ఏకరీతిగా చీకటిగా కనిపిస్తుంది. 0 0 లేదా 90 0 కాకుండా ధ్రువణ సమతలానికి ఒక కోణంలో దాని అక్షం ఉండేలా బైర్‌ఫ్రింజెంట్ ఉన్న వస్తువు ఉంటే, అది ధ్రువణ కాంతిని రెండు భాగాలుగా విభజిస్తుంది - సమతలానికి సమాంతరంగా మరియు లంబంగా. విశ్లేషకుడు యొక్క. పర్యవసానంగా, కొంత కాంతి ఎనలైజర్ గుండా వెళుతుంది, దీని ఫలితంగా చీకటి నేపథ్యానికి వ్యతిరేకంగా వస్తువు యొక్క ప్రకాశవంతమైన చిత్రం ఉంటుంది. ఆబ్జెక్ట్ తిరిగేటప్పుడు, దాని ఇమేజ్ యొక్క ప్రకాశం మారుతుంది, పోలరైజర్ లేదా ఎనలైజర్‌కు సంబంధించి గరిష్టంగా 45 0 కోణంలో చేరుకుంటుంది.

పోలరైజేషన్ మైక్రోస్కోపీని అణువుల విన్యాసాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు జీవ నిర్మాణాలు(ఉదాహరణకు, కండరాల కణాలు), అలాగే ఇతర పద్ధతులను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు కనిపించని నిర్మాణాల పరిశీలన సమయంలో (ఉదాహరణకు, కణ విభజన సమయంలో మైటోటిక్ కుదురు), హెలికల్ నిర్మాణాన్ని గుర్తించడం.

ధ్రువణ కాంతిఎముక కణజాలంలో ఉత్పన్నమయ్యే యాంత్రిక ఒత్తిళ్లను అంచనా వేయడానికి మోడల్ పరిస్థితుల్లో ఉపయోగిస్తారు. ఈ పద్ధతి ఫోటోలాస్టిసిటీ యొక్క దృగ్విషయం మీద ఆధారపడి ఉంటుంది, ఇది మెకానికల్ లోడ్ల చర్యలో ప్రారంభంలో ఐసోట్రోపిక్ ఘనపదార్థాలలో ఆప్టికల్ అనిసోట్రోపి రూపాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

ఒక డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్ ఉపయోగించి కాంతి యొక్క తరంగదైర్ఘ్యాన్ని నిర్ణయించడం

కాంతి జోక్యం.కాంతి జోక్యం అనేది ఒక దృగ్విషయం, ఇది కాంతి తరంగాలు సూపర్మోస్ చేయబడినప్పుడు మరియు వాటి బలపరిచేటటువంటి లేదా బలహీనపడటంతో పాటుగా ఉంటాయి. పొందికైన తరంగాలు సూపర్మోస్ చేయబడినప్పుడు స్థిరమైన జోక్యం నమూనా పుడుతుంది. పొందికైన అలలుసమాన పౌనఃపున్యాలు మరియు ఒకేలా దశలు లేదా స్థిరమైన దశ మార్పు ఉన్న తరంగాలను అంటారు. Δ సరిపోయే సందర్భంలో జోక్యం (గరిష్ట స్థితి) సమయంలో కాంతి తరంగాల విస్తరణ జరుగుతుంది సరి సంఖ్యసగం తరంగదైర్ఘ్యాలు:

ఎక్కడ కె - గరిష్ట ఆర్డర్, k=0, ±1, ±2, ±,…±n;

λ - కాంతి తరంగదైర్ఘ్యం.

ఆప్టికల్ పాత్ తేడా Δ సరిపోతుంటే జోక్యం సమయంలో కాంతి తరంగాల క్షీణత (కనీస స్థితి) గమనించబడుతుంది బేసి సంఖ్యసగం తరంగదైర్ఘ్యాలు:

ఎక్కడ కె - కనీస ఆర్డర్.

రెండు కిరణాల మార్గంలో ఆప్టికల్ వ్యత్యాసం మూలాల నుండి జోక్యం నమూనా యొక్క పరిశీలన బిందువు వరకు ఉన్న దూరాలలో వ్యత్యాసం.

సన్నని చిత్రాలలో జోక్యం.సన్నని చిత్రాలలో జోక్యం గమనించవచ్చు సబ్బు బుడగలు, సూర్యకాంతి ద్వారా ప్రకాశిస్తున్నప్పుడు నీటి ఉపరితలంపై కిరోసిన్ యొక్క ప్రదేశంలో.

దానిని ఉపరితలంపైకి రానివ్వండి థిన్ ఫిల్మ్పుంజం 1 వస్తుంది (Fig. 2 చూడండి). గాలి-ఫిల్మ్ సరిహద్దు వద్ద వక్రీభవించిన పుంజం, ఫిల్మ్ గుండా వెళుతుంది మరియు దాని నుండి ప్రతిబింబిస్తుంది లోపలి ఉపరితలం, చలనచిత్రం యొక్క బయటి ఉపరితలాన్ని చేరుకుంటుంది, ఫిల్మ్-గాలి సరిహద్దు వద్ద వక్రీభవనం చెందుతుంది మరియు ఒక పుంజం ఉద్భవిస్తుంది. మేము పుంజం యొక్క నిష్క్రమణ బిందువుకు పుంజం 2ని నిర్దేశిస్తాము, ఇది పుంజం 1 కి సమాంతరంగా నడుస్తుంది. బీమ్ 2 చిత్రం యొక్క ఉపరితలం నుండి ప్రతిబింబిస్తుంది, పుంజం మీద సూపర్మోస్ చేయబడింది మరియు రెండు కిరణాలు జోక్యం చేసుకుంటాయి.

చలనచిత్రం బహువర్ణ కాంతితో ప్రకాశింపబడినప్పుడు, మనకు ఇంద్రధనస్సు చిత్రం వస్తుంది. చిత్రం మందంతో ఏకరీతిగా లేనందున ఇది వివరించబడింది. పర్యవసానంగా, వివిధ పరిమాణాల యొక్క మార్గం తేడాలు ఉత్పన్నమవుతాయి, ఇది అనుగుణంగా ఉంటుంది వివిధ పొడవులుతరంగాలు (రంగు సబ్బు ఫిల్మ్‌లు, కొన్ని కీటకాలు మరియు పక్షుల రెక్కల రంగురంగుల రంగులు, నీటి ఉపరితలంపై చమురు లేదా నూనెలు మొదలైనవి).

ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్లు అని పిలువబడే పరికరాలలో కాంతి జోక్యం ఉపయోగించబడుతుంది. ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్లు అంటారు ఆప్టికల్ పరికరాలు, దీని సహాయంతో రెండు కిరణాలను ప్రాదేశికంగా వేరు చేయడం మరియు వాటి మధ్య ఒక నిర్దిష్ట మార్గం వ్యత్యాసాన్ని సృష్టించడం సాధ్యమవుతుంది. తరంగదైర్ఘ్యాలను నిర్ణయించడానికి ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్‌లను ఉపయోగిస్తారు ఉన్నత స్థాయితక్కువ దూరాల ఖచ్చితత్వం, పదార్ధాల వక్రీభవన సూచికలు మరియు ఆప్టికల్ ఉపరితలాల నాణ్యతను నిర్ణయించడం.

సానిటరీ మరియు పరిశుభ్రమైన ప్రయోజనాల కోసం, హానికరమైన వాయువుల కంటెంట్‌ను గుర్తించడానికి ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్ ఉపయోగించబడుతుంది.

వక్రీభవన సూచిక, పొడి పదార్థ సాంద్రత మరియు పారదర్శక సూక్ష్మ వస్తువుల మందాన్ని కొలవడానికి జీవశాస్త్రంలో ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్ మరియు మైక్రోస్కోప్ (జోక్యం మైక్రోస్కోప్) కలయిక ఉపయోగించబడుతుంది.

హ్యూజెన్స్-ఫ్రెస్నెల్ సూత్రం.హ్యూజెన్స్ ప్రకారం, ఒక నిర్దిష్ట సమయంలో ప్రాథమిక తరంగం చేరుకునే మాధ్యమంలోని ప్రతి బిందువు ద్వితీయ తరంగాల మూలం. ఫ్రెస్నెల్ హ్యూజెన్స్ యొక్క ఈ స్థితిని స్పష్టం చేశాడు, ద్వితీయ తరంగాలు పొందికగా ఉంటాయి, అనగా. సూపర్మోస్ చేయబడినప్పుడు అవి స్థిరమైన జోక్యం నమూనాను ఉత్పత్తి చేస్తాయి.

కాంతి యొక్క విక్షేపం.కాంతి యొక్క విక్షేపం అనేది రెక్టిలినియర్ ప్రచారం నుండి కాంతి యొక్క విచలనం యొక్క దృగ్విషయం.

ఒకే చీలిక నుండి సమాంతర కిరణాలలో విక్షేపం.లక్ష్య వెడల్పును తెలియజేయండి వి ఏకవర్ణ కాంతి పడే సమాంతర పుంజం (Fig. 3 చూడండి):

కిరణాల మార్గంలో ఒక లెన్స్ వ్యవస్థాపించబడింది ఎల్ , స్క్రీన్ ఉన్న ఫోకల్ ప్లేన్‌లో ఇ . చాలా కిరణాలు విక్షేపం చెందవు, అనగా. వాటి దిశను మార్చవద్దు మరియు అవి లెన్స్ ద్వారా కేంద్రీకరించబడతాయి ఎల్ స్క్రీన్ మధ్యలో, సెంట్రల్ గరిష్టంగా లేదా గరిష్టంగా ఏర్పడుతుంది సున్నా క్రమం. కిరణాలు సమాన వివర్తన కోణాలలో విక్షేపం చెందుతాయి φ , స్క్రీన్‌పై గరిష్టంగా 1,2,3,..., ఏర్పరుస్తుంది n - పరిమాణం యొక్క ఆర్డర్లు.

ఈ విధంగా, ఏకవర్ణ కాంతితో ప్రకాశించినప్పుడు సమాంతర కిరణాలలో ఒక చీలిక నుండి పొందిన విక్షేపణ నమూనా స్క్రీన్ మధ్యలో గరిష్ట ప్రకాశంతో ఒక కాంతి గీతగా ఉంటుంది, అప్పుడు ఒక చీకటి గీత ఉంటుంది (కనీసం 1 వ ఆర్డర్), అప్పుడు ఒక కాంతి ఉంటుంది. స్ట్రిప్ (గరిష్టంగా 1వ ఆర్డర్ ఆర్డర్), డార్క్ బ్యాండ్ (కనీస 2వ ఆర్డర్), గరిష్టంగా 2వ ఆర్డర్, మొదలైనవి. డిఫ్రాక్షన్ నమూనా కేంద్ర గరిష్టానికి సంబంధించి సుష్టంగా ఉంటుంది. చీలికను తెల్లటి కాంతితో ప్రకాశింపజేసినప్పుడు, స్క్రీన్‌పై రంగు చారల వ్యవస్థ ఏర్పడుతుంది; సెంట్రల్ గరిష్టం మాత్రమే సంఘటన కాంతి యొక్క రంగును నిలుపుకుంటుంది.

షరతులు గరిష్టంగామరియు నిమివిక్షేపం.ఆప్టికల్ పాత్ తేడాలో ఉంటే Δ సమానమైన విభాగాల బేసి సంఖ్య, అప్పుడు కాంతి తీవ్రత పెరుగుదల గమనించవచ్చు ( గరిష్టంగా విక్షేపం):

ఎక్కడ కె - గరిష్ట క్రమం; కె =±1,±2,±...,± n;

λ - తరంగదైర్ఘ్యం.

ఆప్టికల్ పాత్ తేడాలో ఉంటే Δ సమానమైన విభాగాల సంఖ్య, అప్పుడు కాంతి తీవ్రత బలహీనపడటం గమనించవచ్చు ( నిమి విక్షేపం):

ఎక్కడ కె - కనీస ఆర్డర్.

డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్.ఒక డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్ అనేది కాంతికి పారదర్శకంగా ఉండే సమాన వెడల్పు గల చారలతో (స్లిట్‌లు) కాంతి ప్రకరణానికి అపారదర్శకంగా ఉండే ఆల్టర్నేటింగ్ చారలను కలిగి ఉంటుంది.

ప్రధాన లక్షణం డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్దాని కాలం డి . డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్ యొక్క కాలం పారదర్శక మరియు అపారదర్శక చారల మొత్తం వెడల్పు:

పరికరం యొక్క రిజల్యూషన్‌ను మెరుగుపరచడానికి ఆప్టికల్ పరికరాలలో డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్ ఉపయోగించబడుతుంది. డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్ యొక్క రిజల్యూషన్ స్పెక్ట్రం యొక్క క్రమం మీద ఆధారపడి ఉంటుంది కె మరియు స్ట్రోక్స్ సంఖ్యపై ఎన్ :

ఎక్కడ ఆర్ - స్పష్టత.

డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్ ఫార్ములా యొక్క ఉత్పన్నం.డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్‌కు రెండు సమాంతర కిరణాలను నిర్దేశిద్దాం: 1 మరియు 2 వాటి మధ్య దూరం గ్రేటింగ్ వ్యవధికి సమానంగా ఉంటుంది డి .

పాయింట్ల వద్ద ఎ మరియు IN కిరణాలు 1 మరియు 2 డిఫ్రాక్ట్, ఒక కోణంలో రెక్టిలినియర్ దిశ నుండి వైదొలగడం φ - డిఫ్రాక్షన్ కోణం.

కిరణాలు మరియు లెన్స్ ద్వారా ఫోకస్ చేయబడింది ఎల్ లెన్స్ యొక్క ఫోకల్ ప్లేన్‌లో ఉన్న స్క్రీన్‌పైకి (Fig. 5). ప్రతి గ్రేటింగ్ చీలికను ద్వితీయ తరంగాల మూలంగా పరిగణించవచ్చు (హ్యూజెన్స్-ఫ్రెస్నెల్ సూత్రం). పాయింట్ D వద్ద స్క్రీన్‌పై మేము జోక్యం నమూనా యొక్క గరిష్టాన్ని గమనిస్తాము.

పాయింట్ నుండి ఎ పుంజం మార్గంలో లంబంగా వదలండి మరియు పాయింట్ C పొందండి. త్రిభుజాన్ని పరిగణించండి ABC : కుడి త్రిభుజం, ÐVAC=Ðφ పరస్పరం లంబంగా ఉండే భుజాలతో కోణాల వంటివి. నుండి Δ ABC:

ఎక్కడ AB=d (నిర్మాణం ద్వారా),

CB = Δ - ఆప్టికల్ మార్గం తేడా.

పాయింట్ D వద్ద మేము గరిష్ట జోక్యాన్ని గమనించాము, అప్పుడు

ఎక్కడ కె - గరిష్ట క్రమం,

λ - కాంతి తరంగదైర్ఘ్యం.

విలువలను ప్రత్యామ్నాయం చేస్తోంది AB=d, కోసం ఫార్ములా లోకి పాపం :

ఇక్కడ నుండి మనం పొందుతాము:

IN సాధారణ వీక్షణడిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్ సూత్రం:

± సంకేతాలు స్క్రీన్‌పై జోక్యం నమూనా కేంద్ర గరిష్టానికి సంబంధించి సుష్టంగా ఉందని సూచిస్తున్నాయి.

ఫిజికల్ బేసిక్స్హోలోగ్రఫీహోలోగ్రఫీ అనేది వేవ్ ఫీల్డ్‌ను రికార్డ్ చేయడానికి మరియు పునర్నిర్మించడానికి ఒక పద్ధతి, ఇది డిఫ్రాక్షన్ మరియు వేవ్ జోక్యం యొక్క దృగ్విషయాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఒక సాధారణ ఛాయాచిత్రంలో వస్తువు నుండి ప్రతిబింబించే తరంగాల తీవ్రత మాత్రమే నమోదు చేయబడితే, తరంగాల దశలు అదనంగా హోలోగ్రామ్‌లో నమోదు చేయబడతాయి, ఇది ఇస్తుంది అదనపు సమాచారంవిషయం గురించి మరియు మీరు పొందడానికి అనుమతిస్తుంది త్రిమితీయ చిత్రంవిషయం.

కాంతి వక్రీభవనం యొక్క దృగ్విషయం భౌతిక దృగ్విషయం, ఒక తరంగం ఒక పదార్థం నుండి మరొక పదార్థానికి ప్రయాణించిన ప్రతిసారీ సంభవిస్తుంది, దీనిలో దాని ప్రచారం వేగం మారుతుంది. దృశ్యమానంగా, తరంగ ప్రచారం యొక్క దిశ మారుతుందనే వాస్తవంలో ఇది వ్యక్తమవుతుంది.

భౌతికశాస్త్రం: కాంతి వక్రీభవనం

సంఘటన పుంజం 90 ° కోణంలో రెండు మీడియాల మధ్య ఇంటర్‌ఫేస్‌ను తాకినట్లయితే, అప్పుడు ఏమీ జరగదు, ఇంటర్‌ఫేస్‌కు లంబ కోణంలో అదే దిశలో దాని కదలికను కొనసాగిస్తుంది. పుంజం యొక్క సంభవం యొక్క కోణం 90 ° నుండి భిన్నంగా ఉంటే, కాంతి వక్రీభవనం యొక్క దృగ్విషయం సంభవిస్తుంది. ఇది, ఉదాహరణకు, నీటిలో పాక్షికంగా మునిగిపోయిన వస్తువు యొక్క స్పష్టమైన పగులు లేదా వేడి ఇసుక ఎడారిలో గమనించిన ఎండమావి వంటి వింత ప్రభావాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

ఆవిష్కరణ చరిత్ర

మొదటి శతాబ్దంలో క్రీ.శ ఇ. పురాతన గ్రీకు భౌగోళిక శాస్త్రవేత్త మరియు ఖగోళ శాస్త్రవేత్త టోలెమీ వక్రీభవన విలువను గణితశాస్త్రంలో వివరించడానికి ప్రయత్నించారు, కానీ అతను ప్రతిపాదించిన చట్టం తరువాత నమ్మదగనిదిగా మారింది. 17వ శతాబ్దంలో డచ్ గణిత శాస్త్రజ్ఞుడు విల్లెబ్రోడ్ స్నెల్ సంఘటన మరియు వక్రీభవన కోణాల నిష్పత్తితో అనుబంధించబడిన పరిమాణాన్ని నిర్ణయించే ఒక చట్టాన్ని అభివృద్ధి చేశాడు, ఇది తరువాత పదార్ధం యొక్క వక్రీభవన సూచికగా పిలువబడింది. ముఖ్యంగా, ఒక పదార్ధం కాంతిని వక్రీభవనం చేయగలదు, ఈ సూచిక అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది. నీటిలోని పెన్సిల్ "విరిగిపోతుంది" ఎందుకంటే దాని నుండి వచ్చే కిరణాలు కళ్లకు చేరే ముందు గాలి-నీటి ఇంటర్‌ఫేస్‌లో తమ మార్గాన్ని మారుస్తాయి. స్నెల్ యొక్క నిరాశకు, అతను ఈ ప్రభావానికి కారణాన్ని కనుగొనలేకపోయాడు.

1678లో, మరొక డచ్ శాస్త్రవేత్త క్రిస్టియాన్ హ్యూజెన్స్, స్నెల్ యొక్క పరిశీలనలను వివరించడానికి గణిత సంబంధాన్ని అభివృద్ధి చేశాడు మరియు కాంతి వక్రీభవనం యొక్క దృగ్విషయం ఫలితమేనని సూచించాడు. వివిధ వేగం, దీనితో పుంజం రెండు మాధ్యమాల గుండా వెళుతుంది. రెండు పదార్థాల గుండా వెళుతున్న కాంతి కోణాల నిష్పత్తిని హ్యూజెన్స్ నిర్ణయించారు వివిధ సూచికలువక్రీభవనం ఉండాలి నిష్పత్తికి సమానంప్రతి పదార్థంలో దాని వేగం. అందువల్ల, అధిక వక్రీభవన సూచిక కలిగిన మాధ్యమాల ద్వారా కాంతి మరింత నెమ్మదిగా ప్రయాణిస్తుందని అతను ప్రతిపాదించాడు. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, పదార్థం ద్వారా కాంతి వేగం దాని వక్రీభవన సూచికకు విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది. చట్టం తరువాత ప్రయోగాత్మకంగా ధృవీకరించబడినప్పటికీ, ఆ సమయంలో చాలా మంది పరిశోధకులకు ఇది స్పష్టంగా లేదు, ఎందుకంటే కాంతికి నమ్మదగిన మార్గాలు లేవు. దాని వేగం పదార్థంపై ఆధారపడి లేదని శాస్త్రవేత్తలకు అనిపించింది. హ్యూజెన్స్ మరణించిన 150 సంవత్సరాల తర్వాత మాత్రమే అతను సరైనదని నిరూపించడానికి కాంతి వేగాన్ని తగినంత ఖచ్చితత్వంతో కొలుస్తారు.

సంపూర్ణ వక్రీభవన సూచిక

పారదర్శక పదార్ధం లేదా పదార్థం యొక్క సంపూర్ణ వక్రీభవన సూచిక n ఇలా నిర్వచించబడింది సాపేక్ష వేగం, శూన్యంలోని వేగానికి సంబంధించి కాంతి దాని గుండా వెళుతుంది: n=c/v, ఇక్కడ c అనేది వాక్యూమ్‌లో కాంతి వేగం మరియు v పదార్థంలో ఉంటుంది.

సహజంగానే, శూన్యంలో కాంతి వక్రీభవనం ఉండదు, ఏ పదార్ధం లేకుండా, మరియు దానిలో సంపూర్ణ సూచిక 1కి సమానం. ఇతర పారదర్శక పదార్థాలకు, ఈ విలువ 1 కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. తెలియని పదార్థాల సూచికలను లెక్కించడానికి, వక్రీభవనం గాలిలో కాంతి (1.0003) ఉపయోగించవచ్చు.

స్నెల్ యొక్క చట్టాలు

కొన్ని నిర్వచనాలను పరిచయం చేద్దాం:

• సంఘటన కిరణం - మీడియా విభజనను చేరుకునే కిరణం;
• ప్రభావం పాయింట్ - అది కొట్టే వేరు పాయింట్;
• వక్రీభవన కిరణం మీడియా యొక్క విభజనను వదిలివేస్తుంది;
• సాధారణ - సంఘటన పాయింట్ వద్ద విభజనకు లంబంగా గీసిన గీత;
• సంఘటన కోణం - సాధారణ మరియు సంఘటన పుంజం మధ్య కోణం;
• కాంతిని వక్రీభవన కిరణం మరియు సాధారణం మధ్య కోణంగా నిర్వచించవచ్చు.

వక్రీభవన చట్టాల ప్రకారం:

1. సంఘటన, వక్రీభవన కిరణం మరియు సాధారణం ఒకే విమానంలో ఉన్నాయి.
2. సంభవం మరియు వక్రీభవన కోణాల యొక్క సైన్స్ నిష్పత్తి రెండవ మరియు మొదటి మాధ్యమం యొక్క వక్రీభవన గుణకాల నిష్పత్తికి సమానంగా ఉంటుంది: sin i/sin r = n r /n i.

స్నెల్ యొక్క కాంతి వక్రీభవన నియమం రెండు తరంగాల కోణాలు మరియు రెండు మాధ్యమాల వక్రీభవన సూచికల మధ్య సంబంధాన్ని వివరిస్తుంది. ఒక తరంగం తక్కువ వక్రీభవన మాధ్యమం (గాలి వంటివి) నుండి మరింత వక్రీభవన మాధ్యమానికి (నీరు వంటివి) కదులుతున్నప్పుడు, దాని వేగం తగ్గుతుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, కాంతి నీటి నుండి గాలికి వెళ్ళినప్పుడు, వేగం పెరుగుతుంది. మొదటి మాధ్యమంలో సాధారణ మరియు వక్రీభవన కోణం రెండవది ఈ రెండు పదార్ధాల మధ్య వక్రీభవన సూచికలలోని వ్యత్యాసానికి అనులోమానుపాతంలో తేడా ఉంటుంది. తరంగం తక్కువ గుణకం ఉన్న మాధ్యమం నుండి అధిక గుణకం ఉన్న మాధ్యమానికి వెళితే, అది సాధారణం వైపు వంగి ఉంటుంది. మరియు అది వేరే విధంగా ఉంటే, అది తొలగించబడుతుంది.

సాపేక్ష వక్రీభవన సూచిక

సంఘటన మరియు వక్రీభవన కోణాల యొక్క సైన్‌ల నిష్పత్తి స్థిరాంకానికి సమానం అని చూపిస్తుంది, ఇది రెండు మాధ్యమాలలోని నిష్పత్తిని సూచిస్తుంది.

sin i/sin r = n r /n i =(c/v r)/(c/v i)=v i/v r

n r / n i నిష్పత్తిని ఈ పదార్ధాలకు సాపేక్ష వక్రీభవన సూచిక అంటారు.

వక్రీభవనం వల్ల కలిగే అనేక దృగ్విషయాలు రోజువారీ జీవితంలో తరచుగా గమనించబడతాయి. "విరిగిన" పెన్సిల్ ప్రభావం అత్యంత సాధారణమైనది. కళ్ళు మరియు మెదడు ఆ కిరణాలను తిరిగి నీటిలోకి అనుసరిస్తాయి, అవి వక్రీభవనానికి గురికాకుండా వస్తువు నుండి సరళ రేఖలో వస్తూ, తక్కువ లోతులో కనిపించే వర్చువల్ ఇమేజ్‌ని సృష్టిస్తాయి.

చెదరగొట్టడం

రేడియేషన్ యొక్క తరంగదైర్ఘ్యం లేదా దాని రంగు ద్వారా కాంతి వక్రీభవనం బాగా ప్రభావితమవుతుందని జాగ్రత్తగా కొలతలు చూపిస్తున్నాయి. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, ఒక పదార్ధం రంగు లేదా తరంగదైర్ఘ్యం మారినప్పుడు మారవచ్చు.

ఈ మార్పు అన్ని పారదర్శక మాధ్యమాలలో సంభవిస్తుంది మరియు దీనిని డిస్పర్షన్ అంటారు. ఒక నిర్దిష్ట పదార్థం యొక్క వ్యాప్తి యొక్క డిగ్రీ దాని వక్రీభవన సూచిక తరంగదైర్ఘ్యంతో ఎంత మారుతుందో దానిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. తరంగదైర్ఘ్యం పెరిగేకొద్దీ, కాంతి వక్రీభవనం యొక్క దృగ్విషయం తక్కువగా ఉచ్ఛరించబడుతుంది. వైలెట్ ఎరుపు కంటే ఎక్కువగా వక్రీభవిస్తుంది, ఎందుకంటే దాని తరంగదైర్ఘ్యం తక్కువగా ఉంటుంది. సాధారణ గాజులో చెదరగొట్టడానికి ధన్యవాదాలు, దాని భాగాలుగా కాంతి యొక్క నిర్దిష్ట విభజన జరుగుతుంది.

కాంతి కుళ్ళిపోవడం

IN చివరి XVIIశతాబ్దం, సర్ ఐజాక్ న్యూటన్ తన ఆవిష్కరణకు దారితీసిన ప్రయోగాల శ్రేణిని నిర్వహించాడు కనిపించే స్పెక్ట్రం, మరియు తెలుపు కాంతి అనేది వైలెట్ నుండి నీలం, ఆకుపచ్చ, పసుపు, నారింజ మరియు ఎరుపు రంగుతో ముగిసే రంగుల శ్రేణిని కలిగి ఉంటుందని చూపింది. చీకటి గదిలో పని చేస్తూ, న్యూటన్ కిటికీ షట్టర్‌లోని ఓపెనింగ్ ద్వారా చొచ్చుకుపోయే ఇరుకైన పుంజంలో గాజు ప్రిజంను ఉంచాడు. ప్రిజం గుండా వెళుతున్నప్పుడు, కాంతి వక్రీభవనం చెందుతుంది - గాజు దానిని ఆర్డర్ చేసిన స్పెక్ట్రం రూపంలో స్క్రీన్‌పైకి చూపుతుంది.

తెల్లని కాంతి మిశ్రమాన్ని కలిగి ఉంటుందని న్యూటన్ నిర్ధారణకు వచ్చారు వివిధ రంగులు, మరియు ప్రిజం తెల్లని కాంతిని "చెదరగొడుతుంది", ప్రతి రంగును వేరే కోణంలో వక్రీభవిస్తుంది. న్యూటన్ రంగులను రెండవ ప్రిజం ద్వారా పంపడం ద్వారా వాటిని వేరు చేయలేకపోయాడు. కానీ అతను రెండవ ప్రిజమ్‌ను మొదటిదానికి చాలా దగ్గరగా ఉంచినప్పుడు, చెదరగొట్టబడిన రంగులన్నీ రెండవ ప్రిజంలోకి ప్రవేశించే విధంగా, ఆ రంగులు మళ్లీ కలిసి తెల్లని కాంతిని ఏర్పరుస్తాయని శాస్త్రవేత్త కనుగొన్నాడు. ఈ ఆవిష్కరణ వర్ణపటాన్ని సులువుగా విభజించి కలపగలదని నిశ్చయాత్మకంగా నిరూపించింది.

చెదరగొట్టే దృగ్విషయం ఆడుతుంది కీలక పాత్రవి పెద్ద సంఖ్యలోవివిధ దృగ్విషయాలు. రెయిన్‌బోలు రెయిన్‌డ్రోప్స్‌లో కాంతి వక్రీభవనం ద్వారా సృష్టించబడతాయి, ప్రిజంలో కనిపించే విధంగా స్పెక్ట్రల్ కుళ్ళిపోయే అద్భుతమైన ప్రదర్శనను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

క్లిష్టమైన కోణం మరియు మొత్తం అంతర్గత ప్రతిబింబం

అధిక వక్రీభవన సూచిక కలిగిన మాధ్యమం ద్వారా తక్కువ ఒక మాధ్యమంలోకి వెళుతున్నప్పుడు, తరంగాల మార్గం రెండు పదార్థాల విభజనకు సంబంధించి సంఘటనల కోణం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. సంభవం యొక్క కోణం మించి ఉంటే నిర్దిష్ట విలువ(రెండు పదార్ధాల వక్రీభవన సూచికపై ఆధారపడి), ఇది కాంతి తక్కువ సూచికతో మాధ్యమంలోకి వక్రీభవించబడని స్థితికి చేరుకుంటుంది.

క్లిష్టమైన (లేదా పరిమితి) కోణం 90°కి సమానమైన వక్రీభవన కోణంలో ఏర్పడే సంఘటనల కోణంగా నిర్వచించబడింది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, సంభవం యొక్క కోణం క్లిష్టమైన కోణం కంటే తక్కువగా ఉన్నంత వరకు, వక్రీభవనం సంభవిస్తుంది మరియు దానికి సమానంగా ఉన్నప్పుడు, వక్రీభవన కిరణం రెండు పదార్థాలు విడిపోయే ప్రదేశంలో వెళుతుంది. సంభవం యొక్క కోణం క్లిష్టమైన కోణాన్ని మించి ఉంటే, కాంతి తిరిగి ప్రతిబింబిస్తుంది. ఈ దృగ్విషయాన్ని మొత్తం అంతర్గత ప్రతిబింబం అంటారు. దాని ఉపయోగానికి ఉదాహరణలు వజ్రాలు మరియు డైమండ్ కట్ మొత్తం అంతర్గత ప్రతిబింబాన్ని ప్రోత్సహిస్తుంది. చాలా కిరణాలు ప్రవేశిస్తాయి పై భాగంవజ్రం ఎగువ ఉపరితలం చేరుకునే వరకు ప్రతిబింబిస్తుంది. ఇది వజ్రాలకు అద్భుతమైన ప్రకాశాన్ని ఇస్తుంది. ఆప్టికల్ ఫైబర్ గ్లాస్ "వెంట్రుకలు" కలిగి ఉంటుంది, ఇవి చాలా సన్నగా ఉంటాయి, కాంతి ఒక చివరలోకి ప్రవేశించినప్పుడు, అది తప్పించుకోదు. మరియు పుంజం మరొక చివరకి చేరుకున్నప్పుడు మాత్రమే అది ఫైబర్‌ను వదిలివేయగలదు.

అర్థం చేసుకోండి మరియు నిర్వహించండి

మైక్రోస్కోప్‌లు మరియు టెలిస్కోప్‌ల నుండి కెమెరాలు, వీడియో ప్రొజెక్టర్లు మరియు మానవ కన్ను వరకు ఉండే ఆప్టికల్ సాధనాలు కాంతిని కేంద్రీకరించగలవు, వక్రీభవనం చేయగలవు మరియు ప్రతిబింబిస్తాయి అనే వాస్తవంపై ఆధారపడతాయి.

వక్రీభవనం ఉత్పత్తి చేస్తుంది విస్తృతఎండమావులు, ఇంద్రధనస్సులతో సహా దృగ్విషయాలు, ఆప్టికల్ భ్రమలు. వక్రీభవనం బీర్ యొక్క మందపాటి కప్పును పూర్తిగా కనిపించేలా చేస్తుంది మరియు సూర్యుడు వాస్తవానికి కంటే కొన్ని నిమిషాల తరువాత అస్తమిస్తాడు. అద్దాలు మరియు కాంటాక్ట్ లెన్స్‌లతో దృష్టి లోపాలను సరిచేయడానికి మిలియన్ల మంది ప్రజలు వక్రీభవన శక్తిని ఉపయోగిస్తారు. కాంతి యొక్క ఈ లక్షణాలను అర్థం చేసుకోవడం మరియు మార్చడం ద్వారా, మైక్రోస్కోప్ స్లైడ్‌లో ఉన్నా లేదా సుదూర గెలాక్సీలో ఉన్నా మనం కంటితో కనిపించని వివరాలను చూడవచ్చు.

థీమ్స్ యూనిఫైడ్ స్టేట్ ఎగ్జామ్ కోడిఫైయర్: కాంతి వక్రీభవన చట్టం, మొత్తం అంతర్గత ప్రతిబింబం.

రెండు పారదర్శక మాధ్యమాల మధ్య ఇంటర్‌ఫేస్‌లో, కాంతి ప్రతిబింబంతో పాటు, ఇది గమనించబడుతుంది వక్రీభవనం- కాంతి, మరొక మాధ్యమానికి వెళ్లడం, దాని ప్రచారం యొక్క దిశను మారుస్తుంది.

కాంతి కిరణం యొక్క వక్రీభవనం అది సంభవిస్తుంది వొంపుఇంటర్‌ఫేస్‌పై పడటం (ఎల్లప్పుడూ కాకపోయినా - మొత్తం అంతర్గత ప్రతిబింబం గురించి చదవండి). కిరణం ఉపరితలంపై లంబంగా పడితే, వక్రీభవనం ఉండదు - రెండవ మాధ్యమంలో కిరణం దాని దిశను నిలుపుకుంటుంది మరియు ఉపరితలంపై లంబంగా కూడా వెళుతుంది.

వక్రీభవన చట్టం (ప్రత్యేక సందర్భం).

మీడియా ఒకటి గాలి అయినప్పుడు మేము ప్రత్యేక కేసుతో ప్రారంభిస్తాము. ఇది చాలా సమస్యలలో సంభవించే పరిస్థితి. మేము వక్రీభవన చట్టం యొక్క సంబంధిత ప్రత్యేక సందర్భాన్ని చర్చిస్తాము మరియు అప్పుడు మాత్రమే మేము దాని అత్యంత సాధారణ సూత్రీకరణను ఇస్తాము.

గాలిలో ప్రయాణించే కాంతి కిరణం గాజు, నీరు లేదా ఇతర పారదర్శక మాధ్యమం ఉపరితలంపై వాలుగా పడుతుందని అనుకుందాం. మాధ్యమంలోకి వెళుతున్నప్పుడు, పుంజం వక్రీభవనం చెందుతుంది, మరియు అది మరింత తరలింపుఅంజీర్లో చూపబడింది. 1 .

ప్రభావ బిందువు వద్ద, లంబంగా గీయబడుతుంది (లేదా, వారు కూడా చెప్పినట్లు, సాధారణ) మాధ్యమం యొక్క ఉపరితలం వరకు. పుంజం, మునుపటిలాగా, అంటారు సంఘటన కిరణం, మరియు సంఘటన కిరణం మరియు సాధారణం మధ్య కోణం సంఘటన కోణం.రే ఉంది వక్రీభవన కిరణం; వక్రీభవన కిరణం మరియు ఉపరితలం నుండి సాధారణం మధ్య కోణాన్ని అంటారు వక్రీభవన కోణం.

ఏదైనా పారదర్శక మాధ్యమం అనే పరిమాణం ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది వక్రీభవన సూచికఈ పర్యావరణం. వివిధ మాధ్యమాల వక్రీభవన సూచికలను పట్టికలలో చూడవచ్చు. ఉదాహరణకు, గాజు కోసం, మరియు నీటి కోసం. సాధారణంగా, ఏదైనా వాతావరణంలో; వక్రీభవన సూచిక ఒకరికి సమానంశూన్యంలో మాత్రమే. గాలిలో, అందువల్ల, గాలి కోసం మేము సమస్యలలో తగినంత ఖచ్చితత్వంతో ఊహించవచ్చు (ఆప్టిక్స్లో, గాలి వాక్యూమ్ నుండి చాలా భిన్నంగా లేదు).

వక్రీభవన చట్టం (గాలి మధ్యస్థ పరివర్తన) .

1) సంఘటన కిరణం, వక్రీభవన కిరణం మరియు సంభవనీయ బిందువు వద్ద గీసిన ఉపరితలంపై సాధారణం ఒకే విమానంలో ఉంటాయి.
2) వక్రీభవన కోణం యొక్క సైన్ మరియు సంభవం కోణం యొక్క సైన్ నిష్పత్తి మాధ్యమం యొక్క వక్రీభవన సూచికకు సమానం:

. (1)

సంబంధం (1) నుండి అది అనుసరిస్తుంది, అంటే, వక్రీభవన కోణం సంఘటన కోణం కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. గుర్తుంచుకో: గాలి నుండి మాధ్యమానికి వెళుతున్నప్పుడు, కిరణం, వక్రీభవనం తర్వాత, సాధారణ స్థితికి దగ్గరగా ఉంటుంది.

వక్రీభవన సూచిక నేరుగా ఇచ్చిన మాధ్యమంలో కాంతి వ్యాప్తి వేగంతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. ఈ వేగం ఎల్లప్పుడూ శూన్యంలో కాంతి వేగం కంటే తక్కువగా ఉంటుంది: . మరియు అది మారుతుంది

. (2)

వేవ్ ఆప్టిక్స్ అధ్యయనం చేసినప్పుడు ఇది ఎందుకు జరుగుతుందో మనకు అర్థమవుతుంది. ప్రస్తుతానికి, సూత్రాలను కలపండి. (1) మరియు (2) :

. (3)

గాలి యొక్క వక్రీభవన సూచిక ఐక్యతకు చాలా దగ్గరగా ఉన్నందున, గాలిలో కాంతి వేగం శూన్యంలోని కాంతి వేగంతో సమానంగా ఉంటుందని మేము భావించవచ్చు. దీన్ని పరిగణనలోకి తీసుకొని ఫార్ములా చూడటం. (3), మేము ముగించాము: వక్రీభవన కోణం యొక్క సైన్ మరియు సంభవం కోణం యొక్క సైన్ నిష్పత్తి గాలిలో కాంతి వేగం మరియు మాధ్యమంలో కాంతి వేగం యొక్క నిష్పత్తికి సమానం.

కాంతి కిరణాల రివర్సిబిలిటీ.

ఇప్పుడు పరిశీలిద్దాం రివర్స్ స్ట్రోక్కిరణం: ఒక మాధ్యమం నుండి గాలికి వెళ్ళేటప్పుడు దాని వక్రీభవనం. కింది ఉపయోగకరమైన సూత్రం ఇక్కడ మాకు సహాయం చేస్తుంది.

కాంతి కిరణాల రివర్సిబిలిటీ సూత్రం. పుంజం మార్గం ప్రత్యక్షంగా ఉందా లేదా అనే దానిపై ఆధారపడి ఉండదు రివర్స్ దిశపుంజం వ్యాపిస్తుంది. వ్యతిరేక దిశలో కదులుతున్నప్పుడు, పుంజం ఫార్వర్డ్ దిశలో సరిగ్గా అదే మార్గాన్ని అనుసరిస్తుంది.

రివర్సిబిలిటీ సూత్రం ప్రకారం, ఒక మాధ్యమం నుండి గాలికి మారుతున్నప్పుడు, గాలి నుండి మాధ్యమానికి (Fig. 2) సంబంధిత పరివర్తన సమయంలో పుంజం అదే పథాన్ని అనుసరిస్తుంది (Fig. 2). అంజీర్‌లో మాత్రమే తేడా. 2 అంజీర్ నుండి. 1 కిరణం యొక్క దిశ వ్యతిరేక దిశకు మార్చబడింది.

రేఖాగణిత చిత్రం మారనందున, ఫార్ములా (1) అలాగే ఉంటుంది: కోణం యొక్క సైన్ మరియు కోణం యొక్క సైన్ నిష్పత్తి ఇప్పటికీ మాధ్యమం యొక్క వక్రీభవన సూచికకు సమానంగా ఉంటుంది. నిజమే, ఇప్పుడు కోణాలు పాత్రలను మార్చాయి: కోణం సంఘటనల కోణంగా మారింది మరియు కోణం వక్రీభవన కోణంగా మారింది.

ఏదైనా సందర్భంలో, పుంజం ఎలా ప్రయాణించినా - గాలి నుండి మధ్యస్థానికి లేదా మీడియం నుండి గాలికి - క్రింది సాధారణ నియమం వర్తిస్తుంది. మేము రెండు కోణాలను తీసుకుంటాము - సంభవం యొక్క కోణం మరియు వక్రీభవన కోణం; పెద్ద కోణం యొక్క సైన్ మరియు చిన్న కోణం యొక్క సైన్ నిష్పత్తి మాధ్యమం యొక్క వక్రీభవన సూచికకు సమానం.

అత్యంత సాధారణ సందర్భంలో వక్రీభవన చట్టాన్ని చర్చించడానికి మేము ఇప్పుడు పూర్తిగా సిద్ధంగా ఉన్నాము.

వక్రీభవన చట్టం (సాధారణ కేసు).

కాంతి వక్రీభవన సూచికతో మీడియం 1 నుండి వక్రీభవన సూచికతో మధ్యస్థం 2కి వెళ్లనివ్వండి. అధిక వక్రీభవన సూచిక కలిగిన మాధ్యమాన్ని అంటారు ఆప్టికల్‌గా మరింత దట్టమైనది; తదనుగుణంగా, తక్కువ వక్రీభవన సూచిక కలిగిన మాధ్యమం అంటారు ఆప్టికల్‌గా తక్కువ సాంద్రత.

ఆప్టికల్‌గా తక్కువ దట్టమైన మాధ్యమం నుండి ఆప్టికల్‌గా మరింత దట్టమైన ఒకదానికి కదులుతున్నప్పుడు, కాంతి పుంజం, వక్రీభవనం తర్వాత, సాధారణ స్థితికి దగ్గరగా వెళుతుంది (Fig. 3). ఈ సందర్భంలో, సంభవం యొక్క కోణం వక్రీభవన కోణం కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది: .

అన్నం. 3.

దీనికి విరుద్ధంగా, ఆప్టికల్‌గా దట్టమైన మీడియం నుండి ఆప్టికల్‌గా తక్కువ సాంద్రతకు మారినప్పుడు, పుంజం సాధారణం నుండి మరింత విచలనం చెందుతుంది (Fig. 4). ఇక్కడ సంఘటన కోణం వక్రీభవన కోణం కంటే తక్కువగా ఉంటుంది:

అన్నం. 4.

ఈ రెండు కేసులు ఒకే ఫార్ములా ద్వారా కవర్ చేయబడతాయని తేలింది - సాధారణ చట్టంవక్రీభవనం, ఏదైనా రెండు పారదర్శక మాధ్యమాలకు చెల్లుబాటు అవుతుంది.

వక్రీభవన చట్టం.
1) సంఘటన కిరణం, వక్రీభవన కిరణం మరియు మీడియా మధ్య ఇంటర్‌ఫేస్‌కు సాధారణం, సంఘటనల బిందువు వద్ద గీసాయి, అదే విమానంలో ఉంటాయి.
2) వక్రీభవన కోణం యొక్క సైన్ మరియు సంభవం యొక్క కోణం యొక్క సైన్ నిష్పత్తి రెండవ మాధ్యమం యొక్క వక్రీభవన సూచిక యొక్క నిష్పత్తికి మొదటి మాధ్యమం యొక్క వక్రీభవన సూచికకు సమానం:

. (4)

గాలి-మధ్యస్థ పరివర్తన కోసం గతంలో రూపొందించిన వక్రీభవన చట్టం ఈ చట్టం యొక్క ప్రత్యేక సందర్భం అని చూడటం సులభం. వాస్తవానికి, ఫార్ములా (4)ని ఉంచడం ద్వారా మనం ఫార్ములా (1)కి వస్తాము.

వక్రీభవన సూచిక అనేది శూన్యంలో కాంతి వేగం మరియు ఇచ్చిన మాధ్యమంలో కాంతి వేగం యొక్క నిష్పత్తి అని ఇప్పుడు గుర్తుంచుకోండి: . దీన్ని (4)కి ప్రత్యామ్నాయం చేస్తే, మనకు లభిస్తుంది:

. (5)

ఫార్ములా (5) సహజంగా సూత్రాన్ని (3) సాధారణీకరిస్తుంది. వక్రీభవన కోణం యొక్క సైన్ మరియు సంఘటన కోణం యొక్క సైన్ నిష్పత్తి మొదటి మాధ్యమంలో కాంతి వేగం మరియు రెండవ మాధ్యమంలో కాంతి వేగం యొక్క నిష్పత్తికి సమానం.

మొత్తం అంతర్గత ప్రతిబింబం.

కాంతి కిరణాలు ఆప్టికల్‌గా దట్టమైన మాధ్యమం నుండి ఆప్టికల్‌గా తక్కువ సాంద్రత కలిగిన మాధ్యమానికి వెళుతున్నప్పుడు, ఆసక్తికరమైన దృగ్విషయం- పూర్తి అంతర్గత ప్రతిబింబం. అది ఏమిటో తెలుసుకుందాం.

నిశ్చయంగా, కాంతి నీటి నుండి గాలిలోకి వస్తుందని మేము అనుకుంటాము. రిజర్వాయర్ లోతుల్లో ఉందని అనుకుందాం పాయింట్ మూలంఅన్ని దిశలలో కాంతి ప్రసరించే కిరణాలు. మేము ఈ కిరణాలలో కొన్నింటిని పరిశీలిస్తాము (Fig. 5).

పుంజం చిన్న కోణంలో నీటి ఉపరితలాన్ని తాకుతుంది. ఈ కిరణం పాక్షికంగా వక్రీభవనం చెందుతుంది (కిరణం) మరియు పాక్షికంగా తిరిగి నీటిలోకి (రే) ప్రతిబింబిస్తుంది. ఈ విధంగా, సంఘటన పుంజం యొక్క శక్తిలో కొంత భాగం వక్రీభవన పుంజానికి బదిలీ చేయబడుతుంది మరియు శక్తి యొక్క మిగిలిన భాగం ప్రతిబింబించే పుంజానికి బదిలీ చేయబడుతుంది.

పుంజం యొక్క సంభవం యొక్క కోణం ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఈ పుంజం కూడా రెండు కిరణాలుగా విభజించబడింది - వక్రీభవనం మరియు ప్రతిబింబిస్తుంది. కానీ అసలు పుంజం యొక్క శక్తి వాటి మధ్య భిన్నంగా పంపిణీ చేయబడుతుంది: వక్రీభవన పుంజం పుంజం కంటే మసకగా ఉంటుంది (అనగా, ఇది శక్తి యొక్క చిన్న వాటాను పొందుతుంది), మరియు ప్రతిబింబించే పుంజం పుంజం కంటే తదనుగుణంగా ప్రకాశవంతంగా ఉంటుంది (ఇది శక్తి యొక్క పెద్ద వాటాను పొందండి).

సంభవం యొక్క కోణం పెరిగేకొద్దీ, అదే నమూనా గమనించబడుతుంది: సంఘటన పుంజం యొక్క శక్తిలో ఎక్కువ భాగం ప్రతిబింబించే పుంజానికి వెళుతుంది మరియు వక్రీభవన పుంజానికి పెరుగుతున్న చిన్న వాటా. వక్రీభవన పుంజం మసకగా మరియు మసకగా మారుతుంది మరియు ఏదో ఒక సమయంలో పూర్తిగా అదృశ్యమవుతుంది!

వక్రీభవన కోణానికి సంబంధించిన సంఘటనల కోణం చేరుకున్నప్పుడు ఈ అదృశ్యం సంభవిస్తుంది. ఈ పరిస్థితిలో, వక్రీభవన పుంజం నీటి ఉపరితలంతో సమాంతరంగా వెళ్ళవలసి ఉంటుంది, కానీ వెళ్ళడానికి ఏమీ లేదు - సంఘటన పుంజం యొక్క మొత్తం శక్తి పూర్తిగా ప్రతిబింబించే పుంజానికి వెళ్ళింది.

సంభవం కోణంలో మరింత పెరుగుదలతో, వక్రీభవన పుంజం కూడా ఉండదు.

వివరించిన దృగ్విషయం పూర్తి అంతర్గత ప్రతిబింబం. నీరు ఒక నిర్దిష్ట విలువకు సమానమైన లేదా మించిన సంఘటనల కోణాలతో కిరణాలను విడుదల చేయదు - అటువంటి కిరణాలన్నీ పూర్తిగా నీటిలో తిరిగి ప్రతిబింబిస్తాయి. కోణం అంటారు మొత్తం ప్రతిబింబం యొక్క పరిమితి కోణం.

వక్రీభవన చట్టం నుండి విలువ కనుగొనడం సులభం. మాకు ఉన్నాయి:

కానీ, అందువలన

కాబట్టి, నీటి కోసం మొత్తం ప్రతిబింబం యొక్క పరిమితి కోణం దీనికి సమానంగా ఉంటుంది:

ఇంట్లో మొత్తం అంతర్గత ప్రతిబింబం యొక్క దృగ్విషయాన్ని మీరు సులభంగా గమనించవచ్చు. ఒక గ్లాసులో నీటిని పోసి, దానిని ఎత్తండి మరియు గాజు గోడ ద్వారా దిగువ నీటి ఉపరితలం చూడండి. మీరు ఉపరితలంపై వెండి మెరుపును చూస్తారు - మొత్తం అంతర్గత ప్రతిబింబం కారణంగా, ఇది అద్దంలా ప్రవర్తిస్తుంది.

అతి ముఖ్యమిన సాంకేతిక అప్లికేషన్మొత్తం అంతర్గత ప్రతిబింబం ఫైబర్ ఆప్టిక్స్. కాంతి కిరణాలు ఫైబర్ ఆప్టిక్ కేబుల్‌లోకి ప్రవేశించాయి ( కాంతి గైడ్) దాని అక్షానికి దాదాపు సమాంతరంగా, పెద్ద కోణాలలో ఉపరితలంపైకి వస్తాయి మరియు శక్తిని కోల్పోకుండా పూర్తిగా కేబుల్‌లోకి ప్రతిబింబిస్తుంది. పదే పదే ప్రతిబింబిస్తూ, కిరణాలు మరింత ముందుకు ప్రయాణిస్తాయి, గణనీయమైన దూరానికి శక్తిని బదిలీ చేస్తాయి. ఫైబర్ ఆప్టిక్ కమ్యూనికేషన్లు ఉపయోగించబడతాయి, ఉదాహరణకు, కేబుల్ టెలివిజన్ నెట్‌వర్క్‌లు మరియు హై-స్పీడ్ ఇంటర్నెట్ యాక్సెస్‌లో.

పాఠం యొక్క ఉద్దేశ్యం

రెండు మాధ్యమాల మధ్య ఇంటర్‌ఫేస్‌లో కాంతి ప్రచారం యొక్క నమూనాలతో విద్యార్థులను పరిచయం చేయడానికి, ఈ దృగ్విషయం యొక్క కోణం నుండి వివరణను అందించడానికి తరంగ సిద్ధాంతంశ్వేత.

నం. పాఠం దశలు సమయం, నిమి పద్ధతులు మరియు పద్ధతులు 1 ఆర్గనైజింగ్ సమయం 2 2 జ్ఞానం యొక్క తనిఖీ 10 పరీక్షతో కంప్యూటర్‌లో పని చేస్తోంది. పరీక్ష సంఖ్య 2 3 "కాంతి వక్రీభవనం" అనే అంశంపై కొత్త పదార్థం యొక్క వివరణ 15 ఉపన్యాసం 4 నేర్చుకున్న పదార్థాన్ని బలోపేతం చేయడం 15 వర్క్‌షీట్‌లతో కంప్యూటర్‌లో పని చేస్తోంది. మోడల్ "ప్రకాశం యొక్క ప్రతిబింబం మరియు వక్రీభవనం" 5 సారాంశం 2 ముందరి సంభాషణ 6 హోంవర్క్ వివరణ 1

హోంవర్క్: § 61, టాస్క్ నం. 1035, 1036.

జ్ఞానం యొక్క తనిఖీ

పరీక్ష. కాంతి ప్రతిబింబం

కొత్త మెటీరియల్

కాంతి వక్రీభవనం యొక్క పరిశీలన.

రెండు మాధ్యమాల సరిహద్దు వద్ద, కాంతి దాని ప్రచారం దిశను మారుస్తుంది. కాంతి శక్తిలో కొంత భాగం మొదటి మాధ్యమానికి తిరిగి వస్తుంది, అంటే కాంతి ప్రతిబింబిస్తుంది. రెండవ మాధ్యమం పారదర్శకంగా ఉంటే, అప్పుడు కాంతి పాక్షికంగా మీడియా సరిహద్దు గుండా వెళుతుంది, ఒక నియమం వలె, ప్రచారం యొక్క దిశను కూడా మారుస్తుంది. ఈ దృగ్విషయాన్ని అంటారు కాంతి వక్రీభవనం.

వక్రీభవనం కారణంగా, వస్తువుల ఆకారం, వాటి స్థానం మరియు పరిమాణంలో స్పష్టమైన మార్పు గమనించవచ్చు. సాధారణ పరిశీలనలు దీనిని మనలను ఒప్పించగలవు. ఖాళీ అపారదర్శక గాజు దిగువన నాణెం లేదా ఇతర చిన్న వస్తువు ఉంచండి. నాణెం మధ్యలో, గాజు అంచు మరియు కన్ను ఒకే సరళ రేఖలో ఉండేలా గాజును కదిలిద్దాం. తల యొక్క స్థానం మార్చకుండా, మేము ఒక గాజు లోకి నీరు పోయాలి. నీటి మట్టం పెరగడంతో, నాణెం ఉన్న గ్లాస్ దిగువన పైకి లేచినట్లు కనిపిస్తుంది. గతంలో పాక్షికంగా మాత్రమే కనిపించే నాణెం ఇప్పుడు పూర్తిగా కనిపిస్తుంది. నీటి కంటైనర్లో ఒక కోణంలో పెన్సిల్ ఉంచండి. మీరు పాత్రను వైపు నుండి చూస్తే, నీటిలో ఉన్న పెన్సిల్ భాగం పక్కకు మారినట్లు మీరు గమనించవచ్చు.

ఈ దృగ్విషయాలు రెండు మాధ్యమాల సరిహద్దులో కిరణాల దిశలో మార్పు ద్వారా వివరించబడ్డాయి - కాంతి వక్రీభవనం.

కాంతి వక్రీభవన నియమం నిర్ణయిస్తుంది పరస్పర అమరికసంఘటన రే AB (చిత్రాన్ని చూడండి), వక్రీభవన కిరణ DB మరియు ఇంటర్‌ఫేస్‌కు లంబంగా ఉన్న CE, సంఘటనల పాయింట్ వద్ద పునరుద్ధరించబడింది. యాంగిల్ αని యాంగిల్ ఆఫ్ ఇన్సిడెన్స్ అంటారు, మరియు యాంగిల్ β అంటారు వక్రీభవన కోణం.

సంఘటన, పరావర్తనం మరియు వక్రీభవన కిరణాలు ఒక సన్నని కాంతి పుంజం కనిపించేలా చేయడం ద్వారా సులభంగా గమనించవచ్చు. గాలిలో అటువంటి పుంజం యొక్క పురోగతిని గాలిలోకి కొద్దిగా పొగను ఊదడం ద్వారా లేదా పుంజానికి కొంచెం కోణంలో స్క్రీన్‌ను ఉంచడం ద్వారా గుర్తించవచ్చు. వక్రీభవన పుంజం ఫ్లోరోసెసిన్-లేతరంగు అక్వేరియం నీటిలో కూడా కనిపిస్తుంది.

రెండు మాధ్యమాల మధ్య (ఉదాహరణకు, గాలి నుండి నీటి వరకు) ఫ్లాట్ ఇంటర్‌ఫేస్‌పై విమానం కాంతి తరంగం పడనివ్వండి (చిత్రాన్ని చూడండి). తరంగ ఉపరితలం AC A 1 A మరియు B 1 B కిరణాలకు లంబంగా ఉంటుంది. ఉపరితల MN కిరణం A 1 A ద్వారా మొదట చేరుకుంటుంది. బీమ్ B 1 B సమయం Δt తర్వాత ఉపరితలం చేరుకుంటుంది. అందువల్ల, పాయింట్ B వద్ద ద్వితీయ తరంగం ఉత్తేజితం కావడం ప్రారంభించిన క్షణంలో, పాయింట్ A నుండి వచ్చే తరంగం ఇప్పటికే వ్యాసార్థంతో అర్ధగోళం యొక్క రూపాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

వక్రీభవన తరంగం యొక్క తరంగ ఉపరితలం రెండవ మాధ్యమంలో అన్ని ద్వితీయ తరంగాలకు ఉపరితల టాంజెంట్‌ను గీయడం ద్వారా పొందవచ్చు, దీని కేంద్రాలు మీడియా మధ్య ఇంటర్‌ఫేస్‌లో ఉంటాయి. ఈ సందర్భంలో, ఇది BD విమానం. ఇది ద్వితీయ తరంగాల కవరు. పుంజం యొక్క సంభవం యొక్క కోణం α త్రిభుజం ABCలో CABకి సమానంగా ఉంటుంది (ఈ కోణాలలో ఒకదాని భుజాలు మరొక దాని వైపులా లంబంగా ఉంటాయి). అందుకే,

వక్రీభవన కోణం β కోణానికి సమానం ABD త్రిభుజం ABD. అందుకే

ఫలిత సమీకరణాలను పదం ద్వారా విభజించడం, మేము పొందుతాము:

ఇక్కడ n అనేది సంఘటన కోణం నుండి స్వతంత్రంగా ఉండే స్థిరమైన విలువ.

నిర్మాణం నుండి (ఫిగర్ చూడండి) ఇది స్పష్టంగా ఉంది సంఘటన కిరణం, వక్రీభవన కిరణం మరియు సంభవం స్థానంలో పునరుద్ధరించబడిన లంబంగా ఒకే విమానంలో ఉంటాయి. ఈ ప్రకటనదాని ప్రకారం సమీకరణంతో పాటు వక్రీభవన కోణం యొక్క సైన్ యొక్క సంభవం యొక్క కోణం యొక్క నిష్పత్తి రెండు మాధ్యమాలకు స్థిరమైన విలువ., సూచిస్తుంది కాంతి వక్రీభవన చట్టం.

మీరు సంభవం మరియు వక్రీభవనం యొక్క కోణాలను కొలవడం ద్వారా మరియు సంఘటనల యొక్క వివిధ కోణాలలో వాటి సైన్స్ నిష్పత్తిని లెక్కించడం ద్వారా ప్రయోగాత్మకంగా వక్రీభవన చట్టం యొక్క చెల్లుబాటును ధృవీకరించవచ్చు. ఈ వైఖరి మారదు.

వక్రీభవన సూచిక.
స్థిరమైన, కాంతి వక్రీభవన చట్టంలో చేర్చబడింది, అంటారు సాపేక్ష వక్రీభవన సూచికలేదా మొదటి దానికి సంబంధించి రెండవ మాధ్యమం యొక్క వక్రీభవన సూచిక.

హ్యూజెన్స్ సూత్రం వక్రీభవన నియమాన్ని మాత్రమే సూచిస్తుంది. ఈ సూత్రం సహాయంతో అది వెల్లడి చేయబడింది భౌతిక అర్థంవక్రీభవన సూచిక. ఇది వక్రీభవనం సంభవించే సరిహద్దు వద్ద మాధ్యమంలో కాంతి వేగం యొక్క నిష్పత్తికి సమానం:

వక్రీభవన కోణం β సంభవం కోణం కంటే తక్కువగా ఉంటే, (*) ప్రకారం, రెండవ మాధ్యమంలో కాంతి వేగం మొదటిదాని కంటే తక్కువగా ఉంటుంది.

వాక్యూమ్‌కు సంబంధించి మాధ్యమం యొక్క వక్రీభవన సూచిక అంటారు ఈ మాధ్యమం యొక్క సంపూర్ణ వక్రీభవన సూచిక. కాంతి పుంజం శూన్యం నుండి ఇచ్చిన మాధ్యమంలోకి వెళ్ళినప్పుడు ఇది వక్రీభవన కోణం యొక్క సైన్ యొక్క సంభవం యొక్క కోణం యొక్క నిష్పత్తికి సమానం.

ఫార్ములా (**) ఉపయోగించి, మేము మొదటి మరియు రెండవ మీడియా యొక్క సంపూర్ణ వక్రీభవన సూచికల n 1 మరియు n 2 పరంగా సాపేక్ష వక్రీభవన సూచికను వ్యక్తీకరించవచ్చు.

నిజానికి, నుండి

మరియు

ఇక్కడ c అనేది శూన్యంలో కాంతి వేగం, అప్పుడు

తక్కువ సంపూర్ణ వక్రీభవన సూచిక కలిగిన మాధ్యమాన్ని సాధారణంగా అంటారు ఆప్టికల్‌గా తక్కువ సాంద్రత కలిగిన మాధ్యమం.

సంపూర్ణ వక్రీభవన సూచిక అనేది ఇచ్చిన మాధ్యమంలో కాంతి ప్రచారం యొక్క వేగం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది, ఇది ఆధారపడి ఉంటుంది శారీరక స్థితిపర్యావరణం, అంటే, పదార్ధం యొక్క ఉష్ణోగ్రతపై, దాని సాంద్రత, దానిలో సాగే ఒత్తిళ్ల ఉనికి. వక్రీభవన సూచిక కూడా కాంతి యొక్క లక్షణాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. సాధారణంగా, ఇది ఆకుపచ్చ కాంతి కంటే ఎరుపు కాంతికి తక్కువగా ఉంటుంది మరియు వైలెట్ కాంతి కంటే ఆకుపచ్చ కాంతికి తక్కువగా ఉంటుంది.

కాబట్టి, వక్రీభవన సూచిక విలువల పట్టికలలో వివిధ పదార్థాలు n యొక్క ఇచ్చిన విలువ ఏ కాంతికి ఇవ్వబడిందో మరియు మాధ్యమం ఏ స్థితిలో ఉందో సాధారణంగా సూచించబడుతుంది. అటువంటి సూచనలు లేకుంటే, ఈ కారకాలపై ఆధారపడటాన్ని విస్మరించవచ్చని దీని అర్థం.

చాలా సందర్భాలలో, గాలి-గాలి సరిహద్దులో కాంతి ప్రకరణాన్ని మనం పరిగణించాలి. ఘనమైనలేదా గాలి - ద్రవ, మరియు వాక్యూమ్ అంతటా కాదు - మధ్యస్థ సరిహద్దు. ఏది ఏమైనప్పటికీ, ఘనపు సంపూర్ణ వక్రీభవన సూచిక n 2 లేదా ద్రవ పదార్ధంగాలికి సంబంధించి అదే పదార్ధం యొక్క వక్రీభవన సూచిక నుండి కొద్దిగా భిన్నంగా ఉంటుంది. అందువలన, వద్ద గాలి యొక్క సంపూర్ణ వక్రీభవన సూచిక సాధారణ పరిస్థితులుపసుపు కాంతి కోసం సుమారు 1.000292. అందుకే,

పాఠం కోసం వర్క్‌షీట్

నమూనా సమాధానాలు
"కాంతి వక్రీభవనం"