દુનિયા મોટે ભાગે ઇન્દ્રિયો દ્વારા જાણીતી છે. દૃષ્ટિની ઇન્દ્રિય એ સૌથી મહત્વપૂર્ણ ઇન્દ્રિયોમાંની એક છે. તે દ્વારા આપણે પર્વતો, નદીઓ, વૃક્ષો, છોડ, ખુરશીઓ, લોકો અને આપણી આસપાસની અનેક અન્ય વસ્તુઓ જોઈએ છીએ. આપણે આકાશમાં વાદળો, ઇન્દ્રધનુષ્ય અને પક્ષીઓ ઉડતા પણ જોઈએ છીએ. રાત્રે આપણે ચંદ્ર અને તારાઓ જોઈએ છીએ. તમે આ પૃષ્ઠ પર છપાયેલા શબ્દો અને વાક્યો જોઈ શકો છો. જોવું કેવી રીતે શક્ય બને છે?

13.1 વસ્તુઓ દૃશ્યમાન શાથી બને છે?

આપણે વિવિધ વસ્તુઓ કેવી રીતે જોઈએ છીએ તે વિશે તમે ક્યારેય વિચાર્યું છે? તમે કહી શકો છો કે આંખો વસ્તુઓ જુએ છે. પરંતુ, શું તમે અંધારામાં કોઈ વસ્તુ જોઈ શકો છો? તેનો અર્થ એ છે કે ફક્ત આંખો વડે કોઈ પણ વસ્તુ જોઈ શકાતી નથી. જ્યારે વસ્તુ પરથી પ્રકાશ આપણી આંખોમાં પ્રવેશે છે ત્યારે જ આપણે તે વસ્તુ જોઈએ છીએ. પ્રકાશ વસ્તુ દ્વારા ઉત્સર્જિત થયો હોઈ શકે છે, અથવા તેના દ્વારા પરાવર્તિત થયો હોઈ શકે છે.

તમે ધોરણ VII માં શીખ્યા હતા કે પોલિશ કરેલી અથવા ચમકતી સપાટી અરીસાનું કામ કરી શકે છે. અરીસો તેના પર પડતા પ્રકાશની દિશા બદલે છે. શું તમે કહી શકો છો કે સપાટી પર પડતો પ્રકાશ કઈ દિશામાં પરાવર્તિત થશે? ચાલો જાણીએ.

13.2 પરાવર્તનના નિયમો

પ્રવૃત્તિ 13.1

ડ્રોઇંગ બોર્ડ અથવા ટેબલ પર સફેદ કાગળની શીટ ફિક્સ કરો. એક કાંસકો લો અને તેના મધ્યમાં એક સિવાયના બધા છિદ્રો બંધ કરો. આ માટે તમે કાળા કાગળની પટ્ટીનો ઉપયોગ કરી શકો છો. કાંસકાને કાગળની શીટને લંબરૂપે પકડો. કાંસકાના છિદ્રમાંથી એક બાજુથી ટોર્ચનો પ્રકાશ નાખો (ફિગ. 13.1). ટોર્ચ અને કાંસકાના થોડા સમાયોજનથી તમે કાંસકાની બીજી બાજુ કાગળ પર પ્રકાશની એક કિરણ જોશો. કાંસકો અને ટોર્ચ સ્થિર રાખો. પ્રકાશ કિરણના માર્ગમાં સમતલ અરીસાની પટ્ટી મૂકો (ફિગ. 13.1). તમે શું અવલોકન કરો છો?

ફિગ. 13.1 : પરાવર્તન દર્શાવવા માટેની ગોઠવણી

અરીસા પર આઘાત પછી, પ્રકાશની કિરણ બીજી દિશામાં પરાવર્તિત થાય છે. પ્રકાશની કિરણ, જે કોઈપણ સપાટી પર આઘાત કરે છે, તેને આપાત કિરણ કહેવામાં આવે છે. પરાવર્તન પછી સપાટી પરથી પાછી આવતી કિરણને પરાવર્તિત કિરણ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

પ્રકાશની કિરણ એ એક આદર્શીકરણ છે. વાસ્તવમાં, આપણી પાસે પ્રકાશની સાંકડી કિરણપુંજ હોય છે જે અનેક કિરણોથી બનેલી હોય છે. સરળતા માટે, આપણે પ્રકાશની સાંકડી કિરણપુંજ માટે ‘કિરણ’ શબ્દનો ઉપયોગ કરીએ છીએ.

તમારા મિત્રોની મદદથી કાગળ પર સમતલ અરીસાની સ્થિતિ, આપાત કિરણ અને પરાવર્તિત કિરણ દર્શાવતી રેખાઓ દોરો. અરીસો અને કાંસકો દૂર કરો. અરીસાને રજૂ કરતી રેખા પર જ્યાં આપાત કિરણ અરીસા પર આઘાત કરે છે ત્યાં $90^{\circ}$ નો ખૂણો બનાવતી રેખા દોરો. આ રેખા તે બિંદુએ પરાવર્તક સપાટી પર લંબ તરીકે ઓળખાય છે (ફિગ. 13.2). લંબ અને આપાત કિરણ વચ્ચેના ખૂણાને આપાતકોણ ( $\angle i)$ ) કહેવામાં આવે છે. લંબ અને પરાવર્તિત કિરણ વચ્ચેના ખૂણાને પરાવર્તનકોણ ( $\angle r$ ) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે (ફિગ. 13.3). આપાતકોણ અને પરાવર્તનકોણ માપો. આપાતકોણ બદલીને પ્રવૃત્તિને ઘણી વખત પુનરાવર્તિત કરો. ડેટા કોષ્ટક 13.1 માં દાખલ કરો.

કોષ્ટક 13.1 : આપાતકોણ અને પરાવર્તનકોણ

શું તમે આપાતકોણ અને પરાવર્તનકોણ વચ્ચે કોઈ સંબંધ જોઈ શકો છો? શું તે લગભગ સમાન છે? જો પ્રયોગ સાવધાનીપૂર્વક કરવામાં આવે, તો જોવા મળે છે કે આપાતકોણ હંમેશા પરાવર્તનકોણ જેટલો જ હોય છે. આ પરાવર્તનના નિયમોમાંનો એક છે. ચાલો પરાવર્તન પર બીજી પ્રવૃત્તિ કરીએ.

જો હું પ્રકાશને અરીસા પર લંબ સાથે નાખું તો શું થશે?

પ્રવૃત્તિ 13.2

પ્રવૃત્તિ 13.1 ફરીથી કરો. આ વખતે સખત કાગળ અથવા ચાર્ટ પેપરની શીટનો ઉપયોગ કરો. શીટને ટેબલની ધારથી થોડી આગળ પ્રોજેક્ટ થવા દો (ફિગ. 13.4). શીટના પ્રોજેક્ટ થયેલા ભાગને મધ્યમાં કાપો. પરાવર્તિત કિરણ જુઓ. ખાતરી કરો કે પરાવર્તિત કિરણ કાગળના પ્રોજેક્ટ થયેલા ભાગ સુધી વિસ્તરે છે. જે ભાગ પર પરાવર્તિત કિરણ પડે છે તે ભાગને વાળો. શું તમે હજુ પણ પરાવર્તિત કિરણ જોઈ શકો છો? કાગળને મૂળ સ્થિતિમાં પાછું લાવો. શું તમે ફરીથી પરાવર્તિત કિરણ જોઈ શકો છો? તમે શું અનુમાન કરો છો?

(a)

(b)

ફિગ. 13.4 (a), (b) : આપાત કિરણ, પરાવર્તિત કિરણ અને આપાત બિંદુ પરનો લંબ એક જ સમતલમાં હોય છે

જ્યારે કાગળની સંપૂર્ણ શીટ ટેબલ પર પાથરવામાં આવે છે, ત્યારે તે એક સમતલનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. આપાત કિરણ, આપાત બિંદુ પરનો લંબ અને પરાવર્તિત કિરણ બધા આ સમતલમાં હોય છે. જ્યારે તમે કાગળને વાળો છો ત્યારે તમે એક સમતલ બનાવો છો જે તે સમતલથી અલગ છે જેમાં આપાત કિરણ અને લંબ હોય છે. ત્યારે તમે પરાવર્તિત કિરણ જોતા નથી. તે શું સૂચવે છે? તે સૂચવે છે કે આપાત કિરણ, આપાત બિંદુ પરનો લંબ અને પરાવર્તિત કિરણ બધા એક જ સમતલમાં હોય છે. આ પરાવર્તનનો બીજો નિયમ છે.

પહેલી અને બૂઝોએ ઉપરોક્ત પ્રવૃત્તિઓ ટોર્ચને બદલે પ્રકાશના સ્ત્રોત તરીકે સૂર્ય સાથે વર્ગખંડની બહાર કરી. તમે પણ સૂર્યનો ઉપયોગ પ્રકાશના સ્ત્રોત તરીકે કરી શકો છો.

આ પ્રવૃત્તિઓ રે સ્ટ્રીક એપરેટસ (NCERT દ્વારા તૈયાર કરેલ કિટમાં ઉપલબ્ધ) નો ઉપયોગ કરીને પણ કરી શકાય છે.

બૂઝોએ યાદ કર્યું કે ધોરણ VII માં, તે સમતલ અરીસા દ્વારા રચાયેલ વસ્તુની છબીની કેટલીક વિશેષતાઓનો અભ્યાસ કર્યો હતો. પહેલીએ તેને તે વિશેષતાઓ યાદ કરવા કહ્યું:

(i) છબી સીધી હતી કે ઊંધી?

(ii) શું તે વસ્તુ જેટલી જ માપની હતી?

(iii) શું છબી અરીસાની પાછળ એટલી જ દૂર દેખાઈ જેટલી વસ્તુ તેની સામે હતી?

(iv) શું તે સ્ક્રીન પર મેળવી શકાય?

ચાલો નીચેની રીતે સમતલ અરીસા દ્વારા છબીની રચના વિશે થોડું વધુ સમજીએ:

પ્રવૃત્તિ 13.3

પ્રકાશનો સ્ત્રોત O એ સમતલ અરીસા PG ની સામે મૂકવામાં આવે છે. બે કિરણો OA અને OC તેના પર આપાત થાય છે (ફિગ. 13.5). શું તમે પરાવર્તિત કિરણોની દિશા શોધી શકો છો?

અરીસાની સપાટી પર લંબ દોરો $\mathrm{PQ}$, બિંદુઓ $\mathrm{A}$ અને C પર. પછી બિંદુઓ $\mathrm{A}$ અને $\mathrm{C}$ પર પરાવર્તિત કિરણો દોરો. તમે આ કિરણો કેવી રીતે દોરશો? પરાવર્તિત કિરણોને અનુક્રમે $\mathrm{AB}$ અને $\mathrm{CD}$ કહો. તેમને આગળ વિસ્તારો. શું તે મળે છે? તેમને પાછળની તરફ વિસ્તારો. શું હવે તે મળે છે? જો તે મળે, તો આ બિંદુને I તરીકે ચિહ્નિત કરો. E (ફિગ. 13 .5) પર નિરીક્ષકની આંખ માટે, શું પરાવર્તિત કિરણો

ફિગ. 13.5 : સમતલ અરીસામાં છબી રચના બિંદુ I પરથી આવતા લાગે છે. કારણ કે પરાવર્તિત કિરણો વાસ્તવમાં I પર મળતા નથી, પરંતુ માત્ર એવું લાગે છે, આપણે કહીએ છીએ કે બિંદુ $\mathrm{O}$ ની આભાસી છબી I પર રચાય છે. જેમ તમે ધોરણ VII માં પહેલેથી જ શીખ્યા છો, આવી છબી સ્ક્રીન પર મેળવી શકાતી નથી.

તમને યાદ હશે કે અરીસા દ્વારા રચાયેલ છબીમાં વસ્તુની ડાબી બાજુ જમણી બાજુએ અને જમણી બાજુ ડાબી બાજુએ દેખાય છે. આને પાર્શ્વ વ્યુત્ક્રમણ કહેવામાં આવે છે.

13.3 નિયમિત અને વિસર્જિત પરાવર્તન

પ્રવૃત્તિ 13.4

કલ્પના કરો કે સમાંતર કિરણો અનિયમિત સપાટી પર આપાત થાય છે જેમ કે ફિગ. 13.6 માં દર્શાવેલ છે. યાદ રાખો કે પરાવર્તનના નિયમો સપાટીના દરેક બિંદુ પર માન્ય છે. વિવિધ બિંદુઓ પર પરાવર્તિત કિરણો બનાવવા માટે આ નિયમોનો ઉપયોગ કરો. શું તે એકબીજાને સમાંતર છે? તમે જોશો કે આ કિરણો વિવિધ દિશાઓમાં પરાવર્તિત થાય છે. (ફિગ. 13.7)

ફિગ. 13.6: અનિયમિત સપાટી પર આપાત સમાંતર કિરણો

ફિગ. 13.7: અનિયમિત સપાટી પરથી પરાવર્તિત કિરણો

જ્યારે રફ અથવા અનિયમિત સપાટી પરથી પરાવર્તિત બધા સમાંતર કિરણો સમાંતર ન હોય, ત્યારે પરાવર્તનને વિસર્જિત અથવા અનિયમિત પરાવર્તન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. યાદ રાખો કે વિસર્જિત પરાવર્તન પરાવર્તનના નિયમોની અસફળતાને કારણે થતું નથી. તે કાર્ડબોર્ડ જેવી પરાવર્તક સપાટીમાં અનિયમિતતાને કારણે થાય છે.

બીજી બાજુ, અરીસા જેવી સરળ સપાટી પરથી પરાવર્તનને નિયમિત પરાવર્તન કહેવામાં આવે છે (ફિગ. 13.8). છબીઓ નિયમિત પરાવર્તન દ્વારા રચાય છે.

ફિગ. 13.8 : નિયમિત પરાવર્તન

શું આપણે બધી વસ્તુઓ પરાવર્તિત પ્રકાશને કારણે જોઈએ છીએ?

લગભગ બધું જ જે તમે આસપાસ જોઈ શકો છો તે પરાવર્તિત પ્રકાશને કારણે જોઈ શકાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, ચંદ્ર સૂર્ય પાસેથી પ્રકાશ મેળવે છે અને તેને પરાવર્તિત કરે છે. તે રીતે આપણે ચંદ્ર જોઈએ છીએ. જે વસ્તુઓ અન્ય વસ્તુઓના પ્રકાશમાં ચમકે છે તેને પ્રકાશિત વસ્તુઓ કહેવામાં આવે છે. શું તમે કેટલીક અન્ય આવી વસ્તુઓનું નામ આપી શકો છો?

અન્ય વસ્તુઓ છે, જે પોતાનો પ્રકાશ આપે છે, જેમ કે સૂર્ય, અગ્નિ, મીણબત્તીની જ્યોત અને ઇલેક્ટ્રિક લેમ્પ. તેમનો પ્રકાશ આપણી આંખો પર પડે છે. તે રીતે આપણે તેમને જોઈએ છીએ. જે વસ્તુઓ પોતાનો પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરે છે તેને પ્રકાશમાન વસ્તુઓ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

મારી પાસે એક પ્રશ્ન છે. શું પરાવર્તિત કિરણોને બીજા અરીસા પર આપાત થાય તો વધુ પરાવર્તિત કરી શકાય?

ચાલો જાણીએ.

13.4 પરાવર્તિત પ્રકાશને ફરીથી પરાવર્તિત કરી શકાય છે

તમે છેલ્લી વખત હેર ડ્રેસર પાસે ગયા હતા તે યાદ કરો. તે તમને અરીસાની સામે બેસાડે છે. તમારા વાળ કાપવાની પ્રક્રિયા પૂર્ણ થયા પછી, તે તમને કેવી રીતે વાળ કાપવામાં આવ્યા છે તે બતાવવા માટે તમારી પાછળ અરીસો પકડે છે (ફિગ. 13.9). શું તમે જાણો છો કે તમે તમારા માથાની પાછળના વાળ કેવી રીતે જોઈ શક્યા? પહેલીએ યાદ કર્યું કે ધોરણ VI માં વિસ્તૃત પ્રવૃત્તિ તરીકે પેરિસ્કોપ બનાવ્યો હતો. પેરિસ્કોપ બે સમતલ અરીસાનો ઉપયોગ કરે છે. શું તમે સમજાવી શકો છો કે બે અરીસાઓ પરથી પરાવર્તન તમને સીધા દૃશ્યમાન ન હોય તેવી વસ્તુઓ જોવામાં કેવી રીતે સક્ષમ બનાવે છે? પનડુબ્બીઓ, ટાંક અને બંકરમાં સૈનિકો દ્વારા બહારની વસ્તુઓ જોવા માટે પણ પેરિસ્કોપનો ઉપયોગ થાય છે.

13.5 બહુવિધ છબીઓ

તમે જાણો છો કે સમતલ અરીસો ફક્ત એક વસ્તુની એક જ છબી બનાવે છે. જો બે સમતલ અરીસાઓનો સંયોજનમાં ઉપયોગ કરવામાં આવે તો શું થાય? ચાલો જોઈએ.

ફિગ. 13.9 : હેર ડ્રેસરની દુકાનમાં અરીસો

પ્રવૃત્તિ 13.5

બે સમતલ અરીસા લો. તેમને એકબીજાને લંબરૂપે તેમની ધારોને સ્પર્શ કરતા સેટ કરો (ફિગ. 13.10). તેમને હિંજ કરવા માટે તમે એડહેસિવ ટેપનો ઉપયોગ કરી શકો છો. અરીસાઓ વચ્ચે એક સિક્કો મૂકો. તમે સિક્કાની કેટલી છબીઓ જોશો (ફિગ. 13.10)?

ફિગ. 13.10 : એકબીજાને લંબરૂપે સમતલ અરીસામાં છબીઓ

હવે એડહેસિવ ટેપનો ઉપયોગ કરીને અરીસાઓને વિવિધ ખૂણા પર હિંજ કરો, જેમ કે $45^{\circ}, 60^{\circ}, 120^{\circ}, 180^{\circ}$ વગેરે. તેમની વચ્ચે કોઈ વસ્તુ (જેમ કે મીણબત્તી) મૂકો. દરેક કિસ્સામાં વસ્તુની છબીઓની સંખ્યા નોંધો.

છેલ્લે, બે અરીસાઓને એકબીજાને સમાંતર સેટ કરો. તેમની વચ્ચે મૂકેલી મીણબત્તીની કેટલી છબીઓ રચાય છે તે શોધો (ફિગ. 13.11).

ફિગ. 13.11 : એકબીજાને સમાંતર સમતલ અરીસામાં છબી

શું તમે હવે સમજાવી શકો છો કે હેર ડ્રેસરની દુકાને તમે તમારા માથાની પાછળ કેવી રીતે જોઈ શકો છો?

એકબીજાને ખૂણા પર મૂકેલા અરીસાઓ દ્વારા રચાયેલી છબીઓની સંખ્યાનો આ વિચાર કેલિડોસ્કોપમાં અસંખ્ય સુંદર પેટર્ન બનાવવા માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે. તમે પણ તમારી જાતે કેલિડોસ્કોપ બનાવી શકો છો.

કેલિડોસ્કોપ

પ્રવૃત્તિ 13.6

કેલિડોસ્કોપ બનાવવા માટે, ત્રણ લંબચોરસ અરીસાની પટ્ટીઓ મેળવો દરેક લગભગ $15 \mathrm{~cm}$ લાંબી અને $4 \mathrm{~cm}$ પહોળી. તેમને એક પ્રિઝમ બનાવવા માટે જોડો જેમ કે ફિગ. 13.12(a) માં દર્શાવેલ છે. અરીસાની પટ્ટીઓની આ ગોઠવણીને ગોળાકાર કાર્ડબોર્ડ ટ્યુબ અથવા જાડા ચાર્ટ પેપરની ટ્યુબમાં ફિક્સ કરો. ખાતરી કરો કે ટ્યુબ અરીસાની પટ્ટીઓ કરતાં થોડી લાંબી હોય. ટ્યુબનો એક છેડો કાર્ડબોર્ડ ડિસ્ક દ્વારા બંધ કરો જેની મધ્યમાં છિદ્ર હોય, જેના દ્વારા તમે જોઈ શકો છો [ફિગ. 13.12(b)]. ડિસ્કને ટકાઉ બનાવવા માટે, કાર્ડબોર્ડ

ફિગ. 13.12 : કેલિડોસ્કોપ બનાવવો

ડિસ્ક નીચે પારદર્શક પ્લાસ્ટિક શીટનો ટુકડો ચોડો. બીજા છેડે, અરીસાઓને સ્પર્શ કરતા, ગોળાકાર સમતલ કાચની પ્લેટ ફિક્સ કરો [ફિગ. 13.12(c)]. આ કાચની પ્લેટ પર રંગીન કાચના ટુકડ