স্নেলের সূত্র বর্ণনা করে কিভাবে আলো বিভিন্ন ঘনত্বের মিডিয়ার মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় বাঁক নেয়, যেমন বাতাস থেকে পানি বা কাঁচে। এই নমন (প্রতিসরণ) কেন জলে একটি খড় বাঁকানো দেখায় এবং কেন লেন্সগুলি আলোকে ফোকাস করে। অপটিক্স, লেন্স ডিজাইন এবং মরীচিকা এবং রংধনুর মতো ঘটনা বোঝার জন্য প্রতিসরণ বোঝা অপরিহার্য।
সূত্র
n₁ × sin(θ₁) = n₂ × sin(θ₂)
কোথায়:
- n₁ = প্রথম মাধ্যমের প্রতিসরণ সূচক
- θ₁ = ঘটনার কোণ (স্বাভাবিক থেকে)
- n₂ = দ্বিতীয় মাধ্যমের প্রতিসরণ সূচক
- θ₂ = প্রতিসরণ কোণ (স্বাভাবিক থেকে)
কোণগুলি সর্বদা স্বাভাবিক (লম্ব) থেকে পৃষ্ঠে পরিমাপ করা হয়, পৃষ্ঠ থেকে নয়।
সাধারণ প্রতিসরণ সূচক
| মাঝারি | প্রতিসরণ সূচক |
|---|---|
| ভ্যাকুয়াম | 1.0 |
| বায়ু | 1.0003 ≈ 1.0 |
| জল | 1.33 |
| গ্লাস | 1.5 - 1.9 |
| হীরা | 2.42 |
উচ্চতর প্রতিসরণ সূচক মানে আলো সেই মাধ্যমে ধীর গতিতে ভ্রমণ করে।
কাজের উদাহরণ
আলো বাতাস (n=1.0) থেকে পানিতে (n=1.33) 45° একটি আপতিত কোণে ভ্রমণ করে।
1.0 × sin(45°) = 1.33 × sin(θ₂)
sin(θ₂) = sin(45°) / 1.33 = 0.707 / 1.33 = 0.531
θ₂ = arcsin(0.531) = 32.1°
ঘন মধ্যম প্রবেশ করার সময় আলো স্বাভাবিকের দিকে বাঁকে। আপতিত রশ্মি (45°) থেকে প্রতিসৃত রশ্মি স্বাভাবিকের (32.1°) কাছাকাছি।
সমালোচনামূলক কোণ এবং মোট অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন
যখন আলো একটি ঘন থেকে কম ঘন মাধ্যম (যেমন, কাচ থেকে বাতাসে) ভ্রমণ করে, তখন একটি গুরুত্বপূর্ণ কোণ থাকে যার বাইরে আলো প্রতিসরান করে না বরং সম্পূর্ণরূপে প্রতিফলিত হয়। এটি সম্পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন:
sin(θc) = n₂ / n₁
গ্লাস (n=1.5) থেকে বাতাসের জন্য (n=1.0):
θc = arcsin(1.0 / 1.5) = 41.8°
41.8° এর বেশি আপতিত কোণ মোট অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন ঘটায়। এই নীতিটি আলোকে আটকাতে ফাইবার অপটিক্সকে সক্ষম করে।
আবেদন
লেন্স: লেন্সের আকৃতি এবং প্রতিসরণ সূচক আলোকে ফোকাস করতে বা অপসারণ করতে একসাথে কাজ করে। শক্তিশালী প্রতিসরণ (উচ্চ n) মানে পাতলা লেন্স একই ফোকাল দৈর্ঘ্য অর্জন করতে পারে।
প্রিজম: বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যে প্রতিসরণ (বিচ্ছুরণ) সাদা আলোকে একটি বর্ণালীতে পৃথক করে।
ফাইবার অপটিক্স: মোট অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনে অপটিক্যাল ফাইবার তারের মধ্যে আলোর সংকেত থাকে।
টিপস
সর্বদা স্বাভাবিক থেকে কোণ পরিমাপ করুন, পৃষ্ঠ নয়। যখন আলো একটি ঘন মাধ্যমে প্রবেশ করে, তখন এটি স্বাভাবিকের দিকে বাঁকে। একটি ঘন মাধ্যম থেকে বের হওয়ার সময়, এটি স্বাভাবিক থেকে দূরে বাঁকে যায়। এই অসাম্যতার কারণেই সুইমিং পুলগুলি তাদের তুলনায় অগভীর দেখায়।
অবিলম্বে প্রতিসরণ কোণ খুঁজে পেতে আমাদের Snell's Law Refraction Calculator ব্যবহার করুন।