অধ্যায় ২ · WBBSE দশম শ্রেণি পদার্থবিজ্ঞান

আলোর প্রতিসরণ ও লেন্স

আলো বাঁকে কেন এবং লেন্স কীভাবে কাজ করে।

🔍 অধ্যায় ২

আলোর প্রতিসরণ বায়ু থেকে কাচে আলো ঢুকলে অভিলম্বের দিকে বেঁকে যায়; আপতন কোণ পঁয়তাল্লিশ ডিগ্রি হলে প্রতিসরণ কোণ প্রায় আটাশ ডিগ্রি। কাচ (n = 1.5) বায়ু (n = 1) অভিলম্ব আপতন কোণ i = 45° প্রতিসরণ কোণ r = 28.1° স্নেলের সূত্র n = sin i ÷ sin r sin r = sin 45° ÷ 1.5 = 0.4714 ⟹ r = 28.13° কাচে আলোর বেগ = c ÷ n = 3×10⁸ ÷ 1.5 = 2×10⁸ m/s ক্রান্তি কোণ: sin C = 1/1.5, C = 41.8°

↔ পুরো চিত্র দেখতে পাশে সোয়াইপ করো

২.১

প্রতিসরণ ও স্নেলের সূত্র

আলো এক স্বচ্ছ মাধ্যম থেকে অন্য মাধ্যমে গেলে দুই মাধ্যমের বিভেদতলে দিক বদলায়; একে প্রতিসরণ বলে। কারণ মাধ্যম বদলালে আলোর বেগ বদলায়। স্নেলের সূত্র: আপতন কোণ i এবং প্রতিসরণ কোণ r-এর ক্ষেত্রে sin i ÷ sin r = ধ্রুবক = n (প্রতিসরাঙ্ক)। বিরল থেকে ঘন মাধ্যমে গেলে রশ্মি অভিলম্বের দিকে বেঁকে যায়। প্রতিসরাঙ্ক n = c ÷ v; কাচের জন্য n ≈ 1.5, জলের জন্য n ≈ 1.33।

1

বায়ু থেকে n = 1.5 কাচে আলো 45° কোণে আপতিত হলে প্রতিসরণ কোণ কত?

sin r = sin 45° ÷ 1.5 = 0.4714 ⟹ r = 28.1°।

2

কাচের প্রতিসরাঙ্ক 1.5 হলে কাচে আলোর বেগ কত? (c = 3 × 10⁸ m/s)

v = c/n = 3 × 10⁸ ÷ 1.5 = 2 × 10⁸ m/s।

3

জলে অর্ধেক ডোবানো পেনসিল বাঁকা দেখায় কেন?

জল থেকে বায়ুতে আসার সময় আলোর প্রতিসরণ হয়, ফলে ডোবা অংশের আপাত অবস্থান বদলে যায়।

২.২

পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন

ঘন থেকে বিরল মাধ্যমে আলো গেলে আপতন কোণ বাড়ালে এমন এক কোণে প্রতিসরণ কোণ 90° হয়; একে ক্রান্তি কোণ C বলে। আপতন কোণ C-র বেশি হলে আলো আর বেরোয় না, সম্পূর্ণ ফিরে আসে — এটি পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন। sin C = 1/n। কাচের জন্য C = 41.8°। এই ঘটনার প্রয়োগ: আলোক তন্তু (অপটিক্যাল ফাইবার), হীরার ঝিলিক, মরীচিকা ও প্রিজমযুক্ত দূরবিন।

1

n = 1.5 কাচের ক্রান্তি কোণ কত?

sin C = 1/1.5 ⟹ C = 41.8°।

2

পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনের দুটি শর্ত কী?

আলো ঘন থেকে বিরল মাধ্যমে যাবে এবং আপতন কোণ ক্রান্তি কোণের চেয়ে বেশি হবে।

3

আলোক তন্তু কোন নীতিতে কাজ করে?

পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন; আলো তন্তুর ভিতরে বারবার প্রতিফলিত হয়ে অন্য প্রান্তে পৌঁছোয়।

২.৩

লেন্স ও লেন্সের ক্ষমতা

উত্তল লেন্স আলোকে অভিসারী করে (মাঝখানে পুরু), অবতল লেন্স অপসারী করে (মাঝখানে পাতলা)। লেন্সের সূত্র (কার্টেসিয়ান সংকেত; আলোর গতির দিক ধনাত্মক): 1/v − 1/u = 1/f, বস্তু লেন্সের বাঁ দিকে থাকে বলে u ঋণাত্মক। লেন্সের ক্ষমতা P = 1/f, যখন f মিটারে; একক ডায়প্টার (D)। উত্তল লেন্সের ক্ষমতা ধনাত্মক, অবতলের ঋণাত্মক। যেমন f = 20 cm = 0.2 m হলে P = 5 D। চশমায় হ্রস্বদৃষ্টিতে অবতল ও দীর্ঘদৃষ্টিতে উত্তল লেন্স লাগে।

1

f = 20 cm লেন্সের ক্ষমতা কত?

f = 0.2 m; P = 1/0.2 = 5 D।

2

ক্ষমতা -2.5 D-এর লেন্সের ফোকাস দৈর্ঘ্য কত? লেন্সটি কোন ধরনের?

f = 100/(-2.5) = -40 cm; ঋণাত্মক, তাই অবতল লেন্স।

3

f = 10 cm উত্তল লেন্সের 30 cm সামনে বস্তু থাকলে প্রতিবিম্ব কোথায় তৈরি হবে (মান)?

u = −30 cm; 1/v = 1/10 + 1/(−30) ⟹ v = +15 cm, লেন্সের অপর পাশে; প্রতিবিম্ব উল্টো ও বাস্তব।

অনুশীলন

অনুশীলনী

1. প্রতিসরণ কাকে বলে?

2. স্নেলের সূত্র লেখো।

3. প্রতিসরাঙ্কের সংজ্ঞা দাও।

4. ক্রান্তি কোণ কাকে বলে?

5. পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনের একটি প্রয়োগ লেখো।

6. লেন্সের ক্ষমতার একক কী?

7. f = 50 cm লেন্সের ক্ষমতা কত?

8. হ্রস্বদৃষ্টিতে কোন লেন্স লাগে?

9. n = 2 হলে ক্রান্তি কোণ কত?

10. উত্তল লেন্স ও অবতল লেন্সের একটি করে ব্যবহার বলো।

পরবর্তী অধ্যায় — তাপ ও তাপমাত্রা →