আলোর প্রতিসরণ কাকে বলে? আলোর প্রতিসরণের সূত্র

এই আর্টিকেলটি পড়ে আপনারা আলোর প্রতিসরণ কাকে বলে? আলোর প্রতিসরণের সূত্র, এর প্রয়োগ ইত্যাদি সম্পর্কে জানতে পারবেন।

আলোর প্রতিসরণ কাকে বলে?

আলোর প্রতিসরণ হলো একটি পদার্থবিদ্যার প্রক্রিয়া, যেখানে আলো এক মাধ্যম থেকে অন্য মাধ্যমে প্রবেশ করলে তার গতির পরিবর্তন ঘটে এবং সেই সাথে আলোর দিকও পরিবর্তিত হয়। এই প্রক্রিয়াকে ইংরেজিতে Refraction of Light বলা হয়।

আলোর প্রতিসরণ কী?

যখন আলো এক মাধ্যম থেকে অন্য মাধ্যমে প্রবেশ করে, যেমন বাতাস থেকে পানি বা কাঁচে প্রবেশ করে, তখন আলোর গতি পরিবর্তিত হয় এবং সে অনুযায়ী তার দিকও বেঁকে যায়। এটি প্রতিসরণের ফলে ঘটে। উদাহরণস্বরূপ, যদি আপনি একটি পেন্সিলকে পানির গ্লাসে ঢোকান, তবে আপনি লক্ষ্য করবেন যে পেন্সিলটি ভেঙে গেছে বা বেঁকে গেছে বলে মনে হচ্ছে। এটি আসলে আলোর প্রতিসরণের কারণে ঘটে।

আলোর প্রতিসরণের প্রধান কারণ:

1. আলোর গতি পরিবর্তন: যখন আলো এক মাধ্যম থেকে অন্য মাধ্যমে প্রবেশ করে, তখন তার গতি পরিবর্তিত হয়। সাধারণত ঘন মাধ্যম (যেমন পানি, কাঁচ) থেকে হালকা মাধ্যম (যেমন বাতাস) বা তার বিপরীত দিকে আলো গেলে তার গতি পরিবর্তিত হয়।
2. বিপরীত দিক: আলোর গতি পরিবর্তনের কারণে, তার দিকও পরিবর্তিত হয়। এক মাধ্যম থেকে অন্য মাধ্যমে যাওয়ার সময়, আলো সাধারণত সোজা পথে চলে না, বরং কিছুটা বেঁকে যায়।

উদাহরণ:

• পানির মধ্যে থাকা বস্তুর অবস্থান: একটি জলের পাত্রে একটি ছড়ি বা পেন্সিল রাখলে সেটি ভাঙা বা বেঁকে গেছে বলে মনে হয়। এই ভিজ্যুয়াল ফেনোমেনন আলোর প্রতিসরণের কারণে ঘটে।
• প্রিজম দিয়ে আলোর বিচ্ছুরণ: প্রিজমে সাদা আলো পাঠালে সেটি বেঁকে সাতটি রঙের আলোর মধ্যে বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়, যাকে “বিভঙ্গ” বলা হয়।

আরও পড়ুন: হিসাববিজ্ঞানের জনক কে?

আলোর প্রতিসরণের সূত্র

আলোর প্রতিসরণের ক্ষেত্রে “স্নেলিয়াসের সূত্র” (Snell’s Law) প্রযোজ্য, যা বলে:
sin i / sin r = v¹ / v_² } = n
এখানে,

• (i) = আপতন কোণ,
• (r) = প্রতিসরণ কোণ,
• (v_1) = প্রথম মাধ্যমের মধ্যে আলোর গতি,
• (v_2) = দ্বিতীয় মাধ্যমের মধ্যে আলোর গতি,
• n = প্রতিসরণ সূচক।

আলোর প্রতিসরণ দৈনন্দিন জীবনে এবং বিজ্ঞান ও প্রযুক্তিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, যেমন লেন্সের কাজ, চশমা, মাইক্রোস্কোপ, টেলিস্কোপ ইত্যাদিতে।

আলোর প্রতিসরণের নিয়ম

আলোর প্রতিসরণের নিয়ম (Laws of Refraction of Light) হলো এমন কিছু মূলনীতি, যা আলোর প্রতিসরণের সময় মানা হয়। এই নিয়মগুলো স্নেলিয়াসের সূত্র অনুযায়ী নির্ধারিত। আলোর প্রতিসরণের দুটি প্রধান নিয়ম রয়েছে:

১. প্রথম নিয়ম (First Law of Refraction):

আলোর আপতিত রশ্মি, প্রতিসরণ রশ্মি, এবং আপতন বিন্দুতে অঙ্কিত লম্ব একটি একই সমতলে অবস্থান করে।

• যখন আলো এক মাধ্যম থেকে অন্য মাধ্যমে প্রবেশ করে, তখন আলোর আপতিত রশ্মি, প্রতিসরণ রশ্মি এবং আপতন বিন্দুতে মাধ্যমের মধ্যে অঙ্কিত লম্ব এক সমতলেই থাকে।

২. দ্বিতীয় নিয়ম (Second Law of Refraction) বা স্নেলের সূত্র (Snell’s Law):

একটি নির্দিষ্ট মাধ্যমের ক্ষেত্রে আপতন কোণের sine এবং প্রতিসরণ কোণের sine-এর অনুপাত একটি ধ্রুবক।

• অর্থাৎ, sin i / sin r = n ) যেখানে,
• (i) হলো আপতন কোণ (Incident angle),
• (r) হলো প্রতিসরণ কোণ (Refraction angle),
• (n) হলো প্রতিসরণ সূচক (Refractive index), যা দুটি মাধ্যমের আপেক্ষিক প্রতিসরণ সূচক হিসেবে বিবেচিত হয়।

স্নেলের সূত্র:

sin i / sin r = v¹ / v_² } = n¹ / n²

এখানে:

• (v_1) এবং (v_2) যথাক্রমে প্রথম এবং দ্বিতীয় মাধ্যমে আলোর গতি।
• (n_1) এবং (n_2) যথাক্রমে প্রথম এবং দ্বিতীয় মাধ্যমের প্রতিসরণ সূচক।

ব্যাখ্যা:

• যদি আলো কম ঘনত্বের মাধ্যম (যেমন বাতাস) থেকে বেশি ঘনত্বের মাধ্যম (যেমন পানি বা কাঁচ) প্রবেশ করে, তাহলে প্রতিসরণ কোণ (r) আপতন কোণ (i)-এর চেয়ে ছোট হবে, অর্থাৎ আলো লম্বের দিকে বেঁকে যাবে।
• যদি আলো বেশি ঘনত্বের মাধ্যম থেকে কম ঘনত্বের মাধ্যমে প্রবেশ করে, তাহলে প্রতিসরণ কোণ (r) আপতন কোণ (i)-এর চেয়ে বড় হবে, অর্থাৎ আলো লম্ব থেকে দূরে বেঁকে যাবে।

উদাহরণ:

• একটি প্রিজমের মাধ্যমে আলো পাঠানোর সময় এটি প্রতিসৃত হয় এবং বিভিন্ন রংয়ে বিভক্ত হয়, যা এই নিয়মগুলোর সরাসরি প্রয়োগ।

এই নিয়মগুলো আলোর প্রতিসরণের ঘটনাকে ব্যাখ্যা করতে এবং বিভিন্ন অপটিক্যাল যন্ত্রের ডিজাইন করতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

আলোর প্রতিসরণের প্রয়োগ

আলোর প্রতিসরণের প্রয়োগ বা ব্যবহার বিভিন্ন ক্ষেত্রে এবং প্রযুক্তিতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। নিচে আলোর প্রতিসরণের কিছু সাধারণ প্রয়োগ উল্লেখ করা হলো:

১. লেন্সের কাজ (Lenses)

• কনভেক্স (অভিসারী) লেন্স: আলোর প্রতিসরণের মাধ্যমে এই লেন্স আলোক রশ্মিকে অভিসারিত (কেন্দ্রীভূত) করে, যা চোখের চশমা, মাইক্রোস্কোপ, এবং টেলিস্কোপে ব্যবহার করা হয়।
• কনকেভ (অন্তরক) লেন্স: আলোর প্রতিসরণ ঘটিয়ে এটি আলোক রশ্মিকে বিকেন্দ্রীভূত করে। এটি বিশেষ করে মাইওপিয়া (নিকটদৃষ্টিতা) সংশোধনে চশমায় ব্যবহৃত হয়।

২. প্রিজমের ব্যবহার (Prisms)

• প্রিজম আলোর প্রতিসরণের মাধ্যমে সাদা আলোকে বিভিন্ন রঙের আলোক রশ্মিতে বিভক্ত করে। এই প্রক্রিয়াটি বিচ্ছুরণ (Dispersion) নামে পরিচিত, যা বিভিন্ন অপটিক্যাল যন্ত্রে যেমন স্পেকট্রোস্কোপে ব্যবহৃত হয়।

৩. চোখের কাজ (Human Eye)

• চোখের লেন্স আলোর প্রতিসরণ ঘটিয়ে বাহ্যিক বস্তুর প্রতিবিম্বকে রেটিনায় ফোকাস করে, যা আমাদের দেখতে সাহায্য করে।

৪. অপটিক্যাল ফাইবার (Optical Fiber)

• অপটিক্যাল ফাইবারে আলোর প্রতিসরণ ঘটিয়ে এটি ডাটা ট্রান্সমিশন করার জন্য ব্যবহৃত হয়। আলো ফাইবারের ভিতরে প্রতিসরণ এবং পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন (Total Internal Reflection) ঘটিয়ে তথ্যকে দীর্ঘ দূরত্বে প্রেরণ করে।

৫. মাইক্রোস্কোপ এবং টেলিস্কোপ (Microscope and Telescope)

• মাইক্রোস্কোপ এবং টেলিস্কোপের লেন্সগুলো আলোর প্রতিসরণ ঘটিয়ে দূরের বা ক্ষুদ্র বস্তুকে বড় আকারে দেখায়। এতে ছোট বস্তুর সূক্ষ্ম বিবরণ এবং দূরের মহাকাশীয় বস্তু পর্যবেক্ষণ করা সম্ভব হয়।

৬. ক্যামেরার লেন্স (Camera Lens)

• ক্যামেরার লেন্স আলোর প্রতিসরণের মাধ্যমে চিত্রকে ফোকাস করে, যা ছবিকে স্পষ্ট এবং পরিষ্কার করতে সাহায্য করে।

৭. মত্স্যকুলের অবস্থান (Fish Tank)

• জল বা কাচের মাধ্যমে দেখার সময় আলোর প্রতিসরণ মাছ বা অন্যান্য জলজ প্রাণীর অবস্থানকে ভিন্নভাবে দেখায়। এর ফলে মাছটি প্রকৃত অবস্থান থেকে ভিন্ন স্থানে মনে হয়।

৮. দাঁড়ানোর পানির পাত্রে বস্তু ভেঙে দেখা (Bending of Objects in Water)

• যখন কোনো বস্তু পানিতে আংশিকভাবে ডুবে থাকে, তখন আলোর প্রতিসরণের কারণে সেটি ভাঙা বা বেঁকে যাওয়ার মতো দেখায়।

৯. বায়ুমণ্ডলীয় প্রভাব (Atmospheric Refraction)

• সূর্যোদয় এবং সূর্যাস্তের সময় সূর্যের অবস্থান প্রকৃত অবস্থান থেকে একটু ভিন্ন মনে হয়, যা বায়ুমণ্ডলে আলোর প্রতিসরণের ফলে ঘটে।

১০. রঙধনু সৃষ্টি (Rainbow Formation)

• বৃষ্টির ফোঁটায় আলোর প্রতিসরণ এবং প্রতিফলনের ফলে রঙধনু সৃষ্টি হয়, যা প্রকৃতিতে একটি সুন্দর দৃশ্য।

আলোর প্রতিসরণের এই সব প্রয়োগ আমাদের দৈনন্দিন জীবনে এবং বৈজ্ঞানিক ক্ষেত্রে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।