ଆଲୋକ ପ୍ରତିଫଳନ ଓ ପ୍ରତିସରଣ
ମୁଖ୍ୟ ଧାରଣାସମୂହ
| # | ଧାରଣା | ବ୍ୟାଖ୍ୟା |
|---|---|---|
| 1 | ପ୍ରତିଫଳନର ନିୟମ | ଆପତନ କୋଣ (∠i) = ପ୍ରତିଫଳନ କୋଣ (∠r); ଆପାତିତ ରଶ୍ମି, ପ୍ରତିଫଳିତ ରଶ୍ମି ଓ ଅଭିଲମ୍ବ ସମତଳରେ ଅବସ୍ଥିତ। |
| 2 | ଗୋଲକୀୟ ଦର୍ପଣ | ଅବତଳ → ଆଲୋକକୁ ଅଭିସାରିତ କରେ; ଉତ୍ତଳ → ଆଲୋକକୁ ଅପସାରିତ କରେ; ମେରୁ (P), ଫୋକସ (F), ବକ୍ରତା କେନ୍ଦ୍ର (C), ବ୍ୟାସାର୍ଦ୍ଧ (R), ଫୋକସ ଦୈର୍ଘ୍ୟ (f) = R/2। |
| 3 | ଦର୍ପଣ ସୂତ୍ର | 1/f = 1/v + 1/u (କାର୍ଟେସିଆନ ଚିହ୍ନ: ବାସ୍ତବ −ve, ଆଭାସୀ +ve); ବର୍ଦ୍ଧନ m = –v/u। |
| 4 | ପ୍ରତିସରଣ | ଆଲୋକ ଗୋଟିଏ ମାଧ୍ୟମରୁ ଅନ୍ୟ ମାଧ୍ୟମକୁ ତିର୍ଯ୍ୟକ ଭାବରେ ଗତି କଲେ ବଙ୍କେଇଯାଏ; ସ୍ନେଲ୍ଙ୍କ ନିୟମ ଦ୍ୱାରା ପରିଚାଳିତ: n₁ sin i = n₂ sin r। |
| 5 | ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ (n) | n = c/v (ଶୂନ୍ୟରେ ଗତି ÷ ମାଧ୍ୟମରେ ଗତି); ସାନ୍ଦ୍ର ମାଧ୍ୟମ ପାଇଁ n > 1; n = ବାସ୍ତବ ଗଭୀରତା ÷ ଆଭାସୀ ଗଭୀରତା। |
| 6 | କ୍ରାନ୍ତିକ କୋଣ (θc) | sin θc = n₂/n₁ (n₁ > n₂); θc ଠାରୁ ଅଧିକ ହେଲେ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଆନ୍ତରିକ ପ୍ରତିଫଳନ (TIR) ଘଟେ—ଆପ୍ଟିକାଲ୍ ଫାଇବରର ଆଧାର। |
| 7 | ଲେନ୍ସ ସୂତ୍ର | ଦର୍ପଣ ସୂତ୍ର ସହିତ ସମାନ କିନ୍ତୁ ଉତ୍ତଳ ପାଇଁ f +ve ଏବଂ ଅବତଳ ପାଇଁ −ve; ଶକ୍ତି P (D) = 1/f (ମିଟର)। |
| 8 | ପ୍ରିଜ୍ମ ଓ ବିକ୍ଷେପଣ | ଶ୍ୱେତ ଆଲୋକ VIBGYOR ରେ ବିଭକ୍ତ ହୁଏ କାରଣ n λ ସହିତ ପରିବର୍ତ୍ତିତ ହୁଏ (ବାଇଗଣୀ ସର୍ବାଧିକ ବିଚ୍ୟୁତ ହୁଏ, ନାଲି ସର୍ବନିମ୍ନ)। |
15 ଅଭ୍ୟାସ MCQs
- ଏକ ଆଲୋକ ରଶ୍ମି ଏକ ସମତଳ ଦର୍ପଣକୁ ଦର୍ପଣ ପୃଷ୍ଠ ସହିତ 30° କୋଣରେ ଆଘାତ କରେ। ପ୍ରତିଫଳନ କୋଣ ହେଉଛି
A) 30°
B) 60°
C) 90°
D) 0°
ଉତ୍ତର: B) 60°
ସମାଧାନ: ଅଭିଲମ୍ବ ସହିତ କୋଣ = 90° – 30° = 60° = ∠i ⇒ ∠r = 60°।
ଶର୍ଟକଟ୍: ସର୍ବଦା ଲମ୍ବ ପକାନ୍ତୁ; ଅଭିଲମ୍ବ ସହିତ କୋଣ ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରେ।
ଟ୍ୟାଗ୍: ପ୍ରତିଫଳନର ନିୟମ
- ଏକ ଅବତଳ ଦର୍ପଣର ବକ୍ରତା ବ୍ୟାସାର୍ଦ୍ଧ 40 cm ଅଟେ। ଏହାର ଫୋକସ ଦୈର୍ଘ୍ୟ ହେଉଛି
A) 40 cm
B) 20 cm
C) 80 cm
D) 10 cm
ଉତ୍ତର: B) 20 cm
ସମାଧାନ: f = R/2 = 40/2 = 20 cm।
ଶର୍ଟକଟ୍: ଦର୍ପଣ ପାଇଁ “f ହେଉଛି R ର ଅଧା” ମନେରଖନ୍ତୁ।
ଟ୍ୟାଗ୍: ଗୋଲକୀୟ ଦର୍ପଣ
- ଏକ ବସ୍ତୁକୁ f = 10 cm ଥିବା ଏକ ଅବତଳ ଦର୍ପଣ ସମ୍ମୁଖରେ 15 cm ଦୂରରେ ରଖାଯାଇଛି। ପ୍ରତିବିମ୍ବଟି
A) ଆଭାସୀ ଓ ସଳଖ
B) ବାସ୍ତବ ଓ ଓଲଟା
C) ବାସ୍ତବ ଓ ସଳଖ
D) ଆଭାସୀ ଓ ଓଲଟା
ଉତ୍ତର: B) ବାସ୍ତବ ଓ ଓଲଟା
ସମାଧାନ: u = –15 cm, f = –10 cm ⇒ 1/v = 1/f – 1/u = –1/10 + 1/15 = –1/30 ⇒ v = –30 cm (ବାସ୍ତବ)।
ଶର୍ଟକଟ୍: ଯଦି |u| > |f| ଏବଂ ଅବତଳ → ବାସ୍ତବ।
ଟ୍ୟାଗ୍: ଦର୍ପଣ ସୂତ୍ର
- ଏକ ମାଧ୍ୟମରେ ଆଲୋକର ଗତି 2 × 10⁸ m s⁻¹ ଅଟେ। ମାଧ୍ୟମର ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ହେଉଛି
A) 1.0
B) 1.33
C) 1.5
D) 2.0
ଉତ୍ତର: C) 1.5
ସମାଧାନ: n = c/v = 3×10⁸ / 2×10⁸ = 1.5।
ଶର୍ଟକଟ୍: n = 3 ÷ (10⁸ ରେ ଗତି) ଦ୍ରୁତ ମୂଲ୍ୟ ଦିଏ।
ଟ୍ୟାଗ୍: ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ
- 6 cm ଗଭୀର ପାଣିର (n = 4/3) ତଳେ ଥିବା ଏକ ପଇସା କେଉଁ ଗଭୀରତାରେ ଦେଖାଯାଏ?
A) 8 cm
B) 4.5 cm
C) 6 cm
D) 3 cm
ଉତ୍ତର: B) 4.5 cm
ସମାଧାନ: ଆଭାସୀ ଗଭୀରତା = ବାସ୍ତବ ଗଭୀରତା / n = 6 / (4/3) = 4.5 cm।
ଶର୍ଟକଟ୍: ପାଣି ପାଇଁ ବାସ୍ତବ ଗଭୀରତାକୁ 0.75 (≈ 3/4) ଦ୍ୱାରା ଗୁଣନ କରନ୍ତୁ।
ଟ୍ୟାଗ୍: ଆଭାସୀ ଗଭୀରତା
- କାଚ-ବାୟୁ ଅନ୍ତରପୃଷ୍ଠ ପାଇଁ (n_କାଚ = 1.5) କ୍ରାନ୍ତିକ କୋଣ ପ୍ରାୟ
A) 30°
B) 42°
C) 60°
D) 90°
ଉତ୍ତର: B) 42°
ସମାଧାନ: sin θc = 1/1.5 = 0.666 ⇒ θc ≈ 42°।
ଶର୍ଟକଟ୍: n ର ମୋଟାମୋଟି ବ୍ୟୁତ୍କ୍ରମ କୋଣ ଦିଏ; 1.5 → ~42°।
ଟ୍ୟାଗ୍: କ୍ରାନ୍ତିକ କୋଣ
- କାଚରେ କେଉଁ ରଙ୍ଗ ସର୍ବନିମ୍ନ ଗତିରେ ଗତି କରେ?
A) ନାଲି
B) ହଳଦିଆ
C) ବାଇଗଣୀ
D) ସବୁଜ
ଉତ୍ତର: C) ବାଇଗଣୀ
ସମାଧାନ: କ୍ଷୁଦ୍ର λ ପାଇଁ ଉଚ୍ଚ n ⇒ ବାଇଗଣୀ ସର୍ବାଧିକ ବଙ୍କେଇଯାଏ ଏବଂ ଗତି = c/n ସର୍ବନିମ୍ନ।
ଶର୍ଟକଟ୍: “ବାଇଗଣୀ ଅତି ଧୀରେ ଗତି କରେ”।
ଟ୍ୟାଗ୍: ବିକ୍ଷେପଣ
- f = 25 cm ଥିବା ଏକ ଉତ୍ତଳ ଲେନ୍ସର ଶକ୍ତି ହେଉଛି
A) +4 D
B) +2.5 D
C) +0.25 D
D) –4 D
ଉତ୍ତର: A) +4 D
ସମାଧାନ: P = 1/0.25 m = +4 D।
ଶର୍ଟକଟ୍: 100 ÷ cm D ଦିଏ (100/25 = 4)।
ଟ୍ୟାଗ୍: ଲେନ୍ସ ଶକ୍ତି
- ଏକ ଆଭାସୀ, ସଳଖ ଓ ବର୍ଦ୍ଧିତ ପ୍ରତିବିମ୍ବ କାହାଦ୍ୱାରା ଗଠିତ ହୁଏ?
A) ବସ୍ତୁ C ଠାରୁ ବାହାରେ ଥିବା ଅବତଳ ଦର୍ପଣ
B) ଉତ୍ତଳ ଦର୍ପଣ
C) ବସ୍ତୁ F ଓ P ମଧ୍ୟରେ ଥିବା ଅବତଳ ଦର୍ପଣ
D) ସମତଳ ଦର୍ପଣ
ଉତ୍ତର: C) ବସ୍ତୁ F ଓ P ମଧ୍ୟରେ ଥିବା ଅବତଳ ଦର୍ପଣ
ସମାଧାନ: କେବଳ ଏହି ପରିସର ଆଭାସୀ, ସଳଖ ଓ |m| > 1 ଦିଏ।
ଶର୍ଟକଟ୍: “F ର ଭିତରେ → ଆଭାସୀ ବର୍ଦ୍ଧିତ ଶେଭିଂ ଦର୍ପଣ”।
ଟ୍ୟାଗ୍: ପ୍ରତିବିମ୍ବ ବିଶେଷତା
- ଯେତେବେଳେ ଆଲୋକ ବାୟୁରୁ ହୀରା (n = 2.42) ଭିତରକୁ ଯାଏ, ସେତେବେଳେ ଏହା
A) ଅଭିଲମ୍ବଠାରୁ ଦୂରକୁ ବଙ୍କେଇଯାଏ
B) ଅଭିଲମ୍ବ ଆଡ଼କୁ ବଙ୍କେଇଯାଏ
C) ବଙ୍କେଇଯାଏ ନାହିଁ
D) ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଭାବରେ ପ୍ରତିଫଳିତ ହୁଏ
ଉତ୍ତର: B) ଅଭିଲମ୍ବ ଆଡ଼କୁ ବଙ୍କେଇଯାଏ
ସମାଧାନ: n ବଢ଼ିଲେ ⇒ ଗତି ହ୍ରାସ ପାଏ ⇒ ଅଭିଲମ୍ବ ଆଡ଼କୁ ବଙ୍କେଇଯାଏ।
ଶର୍ଟକଟ୍: “ସାନ୍ଦ୍ର → ଅଭିଲମ୍ବ ଆଡ଼କୁ ଆଲିଙ୍ଗନ”।
ଟ୍ୟାଗ୍: ପ୍ରତିସରଣ ଦିଗ
- ପାଣି ଭିତରେ ଥିବା ଏକ ଡାଇଭର୍ ଅସ୍ତମିତ ସୂର୍ଯ୍ୟକୁ ଦେଖେ; ତାଙ୍କୁ ସୂର୍ଯ୍ୟ
A) ବାସ୍ତବ ସ୍ଥାନଠାରୁ ଉଚ୍ଚରେ ଦେଖାଯାଏ
B) ବାସ୍ତବ ସ୍ଥାନଠାରୁ ନିମ୍ନରେ ଦେଖାଯାଏ
C) ବାସ୍ତବ ସ୍ଥାନରେ ଦେଖାଯାଏ
D) ଅଦୃଶ୍ୟ ଦେଖାଯାଏ
ଉତ୍ତର: A) ବାସ୍ତବ ସ୍ଥାନଠାରୁ ଉଚ୍ଚରେ ଦେଖାଯାଏ
ସମାଧାନ: ଆଲୋକ ପାଣିରୁ ବାହାରକୁ ଆସିବା ସମୟରେ ଅଭିଲମ୍ବଠାରୁ ଦୂରକୁ ବଙ୍କେଇଯାଏ; ଡାଇଭର୍ ବଙ୍କା ରଶ୍ମି ଦିଗରେ ଅନୁମାନ କରେ → ଉନ୍ନତ ପ୍ରତିବିମ୍ବ।
ଶର୍ଟକଟ୍: ସର୍ବଦା “ଅଭିଲମ୍ବଠାରୁ ଦୂରକୁ ବଙ୍କେଇଲେ → ଉଚ୍ଚ ଦେଖାଯାଏ”।
ଟ୍ୟାଗ୍: ଆଭାସୀ ସ୍ଥିତି
- ଏକ ବସ୍ତୁକୁ f = 30 cm ଥିବା ଏକ ଉତ୍ତଳ ଦର୍ପଣରୁ 20 cm ଦୂରରେ ରଖାଯାଇଛି। ପ୍ରତିବିମ୍ବ ଦୂରତା ହେଉଛି
A) –12 cm
B) +12 cm
C) –7.5 cm
D) +7.5 cm
ଉତ୍ତର: B) +12 cm
ସମାଧାନ: 1/v = 1/f – 1/u = 1/30 – 1/(–20) = 1/30 + 1/20 = 5/60 ⇒ v = +12 cm (ଆଭାସୀ)।
ଶର୍ଟକଟ୍: ଉତ୍ତଳ ଦର୍ପଣ ପାଇଁ v ସର୍ବଦା +ve ଏବଂ < |f|।
ଟ୍ୟାଗ୍: ଉତ୍ତଳ ଦର୍ପଣ
- ସମତଳ ଦର୍ପଣ ଦ୍ୱାରା ଉତ୍ପନ୍ନ ବର୍ଦ୍ଧନ ସର୍ବଦା
A) –1
B) +1
C) 0
D) ∞
ଉତ୍ତର: B) +1
ସମାଧାନ: ପ୍ରତିବିମ୍ବ ଆକାର = ବସ୍ତୁ ଆକାର ଏବଂ ସଳଖ ⇒ m = +1।
ଶର୍ଟକଟ୍: “ସମତଳ ସରଳ +1”।
ଟ୍ୟାଗ୍: ସମତଳ ଦର୍ପଣ
- ଆପ୍ଟିକାଲ୍ ଫାଇବର କେଉଁ ନୀତି ଉପରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ?
A) ବିକ୍ଷେପଣ
B) ବିବର୍ତ୍ତନ
C) ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଆନ୍ତରିକ ପ୍ରତିଫଳନ
D) ବାଧା
ଉତ୍ତର: C) ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଆନ୍ତରିକ ପ୍ରତିଫଳନ
ସମାଧାନ: ଆଲୋକ ଫାଇବର ଦେଇ ଗତି କରିବା ସମୟରେ ପୁନରାବୃତ୍ତ TIR ଦ୍ୱାରା ଆବଦ୍ଧ ହୁଏ।
ଶର୍ଟକଟ୍: “TIR → ଫାଇବର ତାର”।
ଟ୍ୟାଗ୍: ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଆନ୍ତରିକ ପ୍ରତିଫଳନ
- ଏକ ଉତ୍ତଳ ଲେନ୍ସ ଏକ ସରଳ ଆବର୍ଦ୍ଧକ କାଚ ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ ଯେତେବେଳେ ବସ୍ତୁକୁ ରଖାଯାଏ
A) 2F ରେ
B) F ରେ
C) F ଓ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ କେନ୍ଦ୍ର ମଧ୍ୟରେ
D) 2F ଠାରୁ ବାହାରେ
ଉତ୍ତର: C) F ଓ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ କେନ୍ଦ୍ର ମଧ୍ୟରେ
ସମାଧାନ: କେବଳ ଏଠାରେ ପ୍ରତିବିମ୍ବ ଆଭାସୀ, ସଳଖ ଓ |m| > 1।
ଶର୍ଟକଟ୍: “F ର ଭିତରେ → ଆବର୍ଦ୍ଧନ କରେ”।
ଟ୍ୟାଗ୍: ଆବର୍ଦ୍ଧକ କାଚ
ଦ୍ରୁତ ଟ୍ରିକ୍
| ପରିସ୍ଥିତି | ଶର୍ଟକଟ୍ | ଉଦାହରଣ |
|---|---|---|
| ଦର୍ପଣ ଫୋକସ ଦୈର୍ଘ୍ୟ | f = R ⁄ 2 (ସମାନ ୟୁନିଟ୍) | R = 60 cm ⇒ f = 30 cm |
| ପାଣିରେ ଆଭାସୀ ଗଭୀରତା | ବାସ୍ତବ ଗଭୀରତାକୁ ¾ ଦ୍ୱାରା ଗୁଣନ କରନ୍ତୁ | 8 cm ପାଣି → 6 cm ଦେଖାଯାଏ |
| cm ରୁ ଶକ୍ତି | D = 100 ÷ cm | 20 cm ଲେନ୍ସ → 5 D |
| କ୍ରାନ୍ତିକ କୋଣ ଦ୍ରୁତ | n = 1.5 ପାଇଁ θc ≈ 42° | କାଚ-ବାୟୁ |
| ଲେନ୍ସ / ଦର୍ପଣ ଚିହ୍ନ | “ବାସ୍ତବ ହେଉଛି ନେଗେଟିଭ୍” | ବାସ୍ତବ ପ୍ରତିବିମ୍ବ → v −ve, ଓଲଟା → m −ve |
ଦ୍ରୁତ ସମୀକ୍ଷା
| ବିନ୍ଦୁ | ବିବରଣୀ |
|---|---|
| 1 | ∠i = ∠r ଏବଂ ତିନୋଟି (ଆପାତିତ, ପ୍ରତିଫଳିତ, ଅଭିଲମ୍ବ) ସମତଳୀୟ। |
| 2 | ଅବତଳ ଦର୍ପଣ → ଅଭିସାରୀ; ବସ୍ତୁର ସ୍ଥିତି ଉପରେ ନିର୍ଭର କରି ବାସ୍ତବ/ଆଭାସୀ ପ୍ରତିବିମ୍ବ ଦେଇପାରେ। |
| 3 | ଉତ୍ତଳ ଦର୍ପଣ ସର୍ବଦା ଆଭାସୀ, ସଳଖ, ସାନ ପ୍ରତିବିମ୍ବ ଗଠନ କରେ—ରିୟର୍-ଭ୍ୟୁ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ। |
| 4 | n = c/v; ଉଚ୍ଚ n ⇒ ଧୀର ଆଲୋକ ଏବଂ ଅଧିକ ବଙ୍କେଇବା ଅଭିଲମ୍ବ ଆଡ଼କୁ। |
| 5 | ବାସ୍ତବ ଗଭୀରତା > ଆଭାସୀ ଗଭୀରତା; ସ୍ଥାନାନ୍ତର = t(1 – 1/n)। |
| 6 | TIR ସମ୍ଭବ କେବଳ ଯେତେବେଳେ ଆଲୋକ ସାନ୍ଦ୍ର → ବିରଳ ମାଧ୍ୟମକୁ ଗତି କରେ ଏବଂ ∠i > θc। |
| 7 | ଲେନ୍ସ ପାଇଁ, ଉତ୍ତଳ → +f ଓ +P; ଅବତଳ → –f ଓ –P। |
| 8 | ବର୍ଦ୍ଧନ |
| 9 | ବାଇଗଣୀର କାଚରେ ସର୍ବାଧିକ n ଓ ସର୍ବନିମ୍ନ ଗତି → ସର୍ବାଧିକ ବିଚ୍ୟୁତ ହୁଏ। |
| 10 | ଲେନ୍ସ ମିଶାନ୍ତୁ: P_ମୋଟ = P₁ + P₂ (ଡାଇଓପ୍ଟରରେ)। |