আলোকবিজ্ঞান

সম্পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন

ক্রান্তি কোণ অতিক্রম করলে কোনো আলো বের হতে পারে না — রশ্মিটি ঘনতর মাধ্যমে সম্পূর্ণরূপে প্রতিফলিত হয় (θc = arcsin(n₂/n₁))।

সম্পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন — ইন্টারঅ্যাকটিভ আলোকবিজ্ঞান সিমুলেশন। ক্রান্তি কোণ অতিক্রম করলে কোনো আলো বের হতে পারে না — রশ্মিটি ঘনতর মাধ্যমে সম্পূর্ণরূপে প্রতিফলিত হয় (θc = arcsin(n₂/n₁))। লাইভ SI পরিমাপ ও গাইডেড টিউটোরিয়ালসহ বিনামূল্যের ব্রাউজার-ভিত্তিক ভার্চুয়াল পদার্থবিজ্ঞান গবেষণাগার।

সম্পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন

ক্রান্তি কোণের বাইরে কোনো আলো বের হয় না — রশ্মিটি ঘনতর মাধ্যমে সম্পূর্ণরূপে প্রতিফলিত হয় (θc = arcsin(n₂/n₁))।

আলো একটি ঘনতর থেকে বিরলতর মাধ্যমে ভ্রমণ করলে, আপতন কোণ বাড়ানো অবশেষে ক্রান্তি কোণে পৌঁছায় যেখানে প্রতিসরিত রশ্মি পৃষ্ঠকে স্পর্শ করবে। θ_c-এর বাইরে সব শক্তি অভ্যন্তরীণভাবে প্রতিফলিত হয়—ফাইবার অপটিক্স ও হীরার উজ্জ্বলতার পেছনের নীতি।

• θ_c = arcsin(n₂/n₁)
• θ_c-এর বাইরে কোনো সংক্রমণ নেই

তদন্ত সংক্ষিপ্তসার

ল্যাব খোলার আগেই প্রশ্নটি পরিকল্পনা করুন

ব্রিফটি প্রিরেন্ডার করা পাতার প্রতিচ্ছবি: মূল প্রশ্ন, প্রতিদ্বন্দ্বী প্রত্যাশা, চলরাশির ভূমিকা, নিয়ন্ত্রক সূত্র, সেটআপ, বিশ্লেষণ ও বিস্তার প্রম্পট দৃশ্যমান থাকে এবং এই ক্রমেই।

মূল প্রশ্ন

ঘনতর মাধ্যম (যেমন কাচ) থেকে কম ঘন মাধ্যমে (যেমন বাতাসে) যাওয়া আলো আপতন কোণ যথেষ্ট খাড়া হলে প্রতিসরিত না হয়ে পুরোপুরি প্রতিফলিত হতে পারে। উচ্চতর-প্রতিসরাঙ্ক কাচের ক্রান্তি কোণ কি ছোট না বড়?

যে প্রত্যাশাগুলো বিবেচনা করতে হবে

• উচ্চতর-প্রতিসরাঙ্ক কাচের ক্রান্তি কোণ বড়।
• ক্রান্তি কোণ কাচের প্রতিসরাঙ্কের ওপর নির্ভর করে না।
• উচ্চতর-প্রতিসরাঙ্ক কাচের ক্রান্তি কোণ ছোট — সম্পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন সহজেই শুরু হয়।

চলরাশির ভূমিকা

আপনি যা সেট করেন:

• কাচের প্রতিসরাঙ্ক n₁

আপনি যা মাপেন:

• ক্রান্তি কোণ θ_c (°)

তদন্তটি কীভাবে চলে

1. tir প্রিসেট খুলে রিসেট চাপুন। আলো কাচ থেকে বাতাসে যায় (n₂ = 1.0 স্থির)।
2. ক্রান্তি-কোণ রিডআউট চালু করুন।
3. প্রতিটি ট্রায়ালে কাচের প্রতিসরাঙ্ক সেট করুন এবং ক্রান্তি কোণ রেকর্ড করুন।

নিয়ন্ত্রক সমীকরণ

সম্পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনের ক্রান্তি কোণ — θc = arcsin(n₂/n₁)

ঘন মাধ্যম (n₁) থেকে হালকা মাধ্যমে (n₂ < n₁) যাওয়া আলো ক্রান্তি কোণ θ_c = asin(n₂/n₁)-এর চেয়ে বড় যেকোনো আপতন কোণে সম্পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলিত হয়। এই কোণের পরে কোনো আলো প্রেষিত হয় না — 100% প্রতিফলন।

প্রিন্টযোগ্য ওয়ার্কশিটে শিক্ষার্থীদের যা বের করতে বলা হয়

• একটি ট্রায়ালের জন্য n₂ = 1.0 ব্যবহার করে θ_c = asin(n₂/n₁) নির্ণয় করুন। সারণির সাথে তুলনা করুন।
• ব্যাখ্যা করুন কেন উচ্চতর-প্রতিসরাঙ্ক কাচের (যা আলো বেশি জোরে বাঁকায়) ক্রান্তি কোণ ছোট হয় — সম্পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন আপতন কোণের বৃহত্তর পরিসরে ঘটে।

ল্যাবের বাইরে এটি কোথায় দেখা যায়

• অপটিক্যাল ফাইবার সম্পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনের ওপর নির্ভর করে আলোকে উচ্চ-প্রতিসরাঙ্ক কাচের কোরের ভেতরে আটকে রাখে, প্রায় ক্ষতি ছাড়াই ফাইবারের দৈর্ঘ্য বরাবর বহুবার লাফিয়ে নিয়ে যায়। ব্যাখ্যা করুন কেন ফাইবার-অপটিক কেবল নির্মাতারা খুব উচ্চ-প্রতিসরাঙ্ক কাচের কোর ঘিরে নিম্ন-প্রতিসরাঙ্ক ক্ল্যাডিং ব্যবহার করেন।
• হীরার প্রতিসরাঙ্ক অস্বাভাবিকভাবে উঁচু (প্রায় 2.42), তাই এর ক্রান্তি কোণ খুব ছোট (প্রায় 24°)। ব্যাখ্যা করুন কেন এটি ভালো কাটা হীরাকে ঝলমলে করে — ওপর থেকে ঢোকা আলো বেরোনোর আগে একাধিকবার সম্পূর্ণ অভ্যন্তরীণভাবে প্রতিফলিত হতে চায়।

• AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন-এ স্বাগতম
2. বস্তু নির্বাচন করুন
3. প্লে চাপুন
4. কোনো আলো সঞ্চারিত হয় না
5. বৈশিষ্ট্য প্যানেল খুলুন
6. আপনি এটি করেছেন!

দৃশ্য সাজাতে, প্লে চাপতে এবং লাইভ পরিমাপ ও গাইডেড টিউটোরিয়াল নিয়ে অন্বেষণ করতে ইন্টারঅ্যাকটিভ সিমুলেশনটি খুলুন।

ইন্টারঅ্যাকটিভ ল্যাব খুলুন →

ল্যাব শিট ডাউনলোড করুন →

স্নেলের প্রতিসরণ সূত্র