પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન

પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન#

પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન (TIR) એ એક ઘટના છે જ્યારે સઘન માધ્યમમાંથી પ્રવાસ કરતો પ્રકાશ ઓછા ઘનતાવાળા માધ્યમ સાથેની સીમા પર ક્રાંતિકોણ કરતાં વધુ કોણે આપાત થાય છે. આ કોણે, પ્રકાશ સંપૂર્ણપણે સઘન માધ્યમમાં પરાવર્તિત થાય છે, અને તેમાંથી કંઈપણ ઓછા ઘનતાવાળા માધ્યમમાં પ્રસારિત થતું નથી.

પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન સમજવું#

પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન સમજવા માટે, નીચેની પરિસ્થિતિ ધ્યાનમાં લો:

• એક પ્રકાશ કિરણ 1.5 વક્રીભવનાંક ધરાવતા કાચના બ્લોકમાંથી પ્રવાસ કરી રહ્યું છે.
• પ્રકાશ કિરણ કાચના બ્લોક અને હવા (વક્રીભવનાંક 1.0) વચ્ચેની સીમા પર 45 ડિગ્રીના કોણે આપાત થાય છે.

આ પરિસ્થિતિમાં, પ્રકાશ કિરણ માટે ક્રાંતિકોણ લગભગ 42 ડિગ્રી છે. આપાતકોણ (45 ડિગ્રી) ક્રાંતિકોણ કરતાં વધુ હોવાથી, પ્રકાશ કિરણ સંપૂર્ણપણે કાચના બ્લોકમાં પરાવર્તિત થશે.

પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તનના ઉદાહરણો#

પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન (TIR) એ એક ઘટના છે જ્યારે સઘન માધ્યમમાંથી પ્રવાસ કરતો પ્રકાશ ઓછા ઘનતાવાળા માધ્યમ સાથેની સીમા પર ક્રાંતિકોણ કરતાં વધુ કોણે આપાત થાય છે. આ કોણે, પ્રકાશ સંપૂર્ણપણે સઘન માધ્યમમાં પરાવર્તિત થાય છે.

TIR ના રોજબરોજના જીવનમાં ઘણી એપ્લિકેશન છે, જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:

• ફાઇબર ઑપ્ટિક્સ: ફાઇબર ઑપ્ટિક્સ એ કાચ અથવા પ્લાસ્ટિકની પાતળી, લવચીક શૃંખલાઓ છે જે લાંબા અંતર પર પ્રકાશ સંકેતો પ્રસારિત કરે છે. TIR જ છે જે પ્રકાશને તેની તીવ્રતાનો ખૂબ ઓછો નુકસાન કર્યા વિના ફાઇબર ઑપ્ટિક્સમાંથી પસાર થવા દે છે.
• પ્રિઝમ: પ્રિઝમ એ કાચ અથવા પ્લાસ્ટિકના ત્રિકોણાકાર ટુકડાઓ છે જે પ્રકાશને વાળવા માટે વપરાય છે. TIR જ છે જે પ્રકાશને પ્રિઝમમાંથી પસાર થતાં વળવા માટે કારણભૂત છે.
• ઇન્દ્રધનુષ્ય: ઇન્દ્રધનુષ્ય પાણીનાં બુંદમાં સૂર્યપ્રકાશના TIR થી થાય છે. ઇન્દ્રધનુષ્યના વિવિધ રંગો વિવિધ તરંગલંબાઇના પ્રકાશના વિવિધ કોણે વક્રીભવન થવાથી થાય છે.
• મરીચિકા: મરીચિકા એ પ્રકાશીય ભ્રમ છે જે વાતાવરણમાં પ્રકાશના TIR થી થાય છે. મરીચિકા વસ્તુઓને તેમની વાસ્તવિક સ્થિતિ કરતાં નજીક અથવા દૂર દેખાડી શકે છે.

પ્રકૃતિમાં પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તનના ઉદાહરણો#

TIR ને વિવિધ પ્રાકૃતિક ઘટનાઓમાં જોઈ શકાય છે, જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:

• ઉત્તરીય અને દક્ષિણીય ધ્રુવીય પ્રકાશ: ઉત્તરીય અને દક્ષિણીય ધ્રુવીય પ્રકાશ એ પૃથ્વીના ધ્રુવીય પ્રદેશોમાં થતાં પ્રાકૃતિક પ્રકાશ પ્રદર્શનો છે. તે પૃથ્વીના વાતાવરણમાં સૂર્યપ્રકાશના TIR થી થાય છે.
• સન ડોગ્સ: સન ડોગ્સ એ તેજસ્વી પ્રકાશના ડાઘ છે જે સૂર્યની નજીક જોઈ શકાય છે. તે વાતાવરણમાં હિમ સ્ફટિકોમાં સૂર્યપ્રકાશના TIR થી થાય છે.
• ચંદ્રધનુષ્ય: ચંદ્રધનુષ્ય એ ઇન્દ્રધનુષ્ય છે જે સૂર્યપ્રકાશને બદલે ચંદ્રપ્રકાશ દ્વારા રચાય છે. તે ઇન્દ્રધનુષ્ય કરતાં ઘણાં વિરલ છે, પરંતુ યોગ્ય પરિસ્થિતિઓમાં તે જોઈ શકાય છે.

ટેક્નોલોજીમાં પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તનની એપ્લિકેશન#

TIR ની ટેક્નોલોજીમાં વ્યાપક એપ્લિકેશન છે, જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:

• ફાઇબર ઑપ્ટિક્સ: ફાઇબર ઑપ્ટિક્સનો ઉપયોગ લાંબા અંતર પર પ્રકાશ સંકેતો પ્રસારિત કરવા માટે થાય છે. TIR જ છે જે પ્રકાશને તેની તીવ્રતાનો ખૂબ ઓછો નુકસાન કર્યા વિના ફાઇબર ઑપ્ટિક્સમાંથી પસાર થવા દે છે.
• પ્રિઝમ: પ્રિઝમનો ઉપયોગ પ્રકાશને વાળવા માટે થાય છે. TIR જ છે જે પ્રકાશને પ્રિઝમમાંથી પસાર થતાં વળવા માટે કારણભૂત છે.
• લેન્સ: લેન્સનો ઉપયોગ પ્રકાશને કેન્દ્રિત કરવા માટે થાય છે. TIR જ છે જે લેન્સને પ્રકાશને એક બિંદુ પર કેન્દ્રિત કરવા દે છે.
• અરીસા: અરીસાનો ઉપયોગ પ્રકાશને પરાવર્તિત કરવા માટે થાય છે. TIR જ છે જે પ્રકાશને અરીસા પરથી પરાવર્તિત થવા માટે કારણભૂત છે.

TIR એ ઑપ્ટિક્સનો એક મૂળભૂત સિદ્ધાંત છે જેની રોજબરોજના જીવન અને ટેક્નોલોજીમાં વ્યાપક એપ્લિકેશન છે.

પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન સૂત્ર#

પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન (TIR) એ એક ઘટના છે જ્યારે સઘન માધ્યમમાંથી પ્રવાસ કરતી પ્રકાશ તરંગ ઓછા ઘનતાવાળા માધ્યમ સાથેની સીમા પર ક્રાંતિકોણ કરતાં વધુ કોણે આપાત થાય છે. આ કોણે, પ્રકાશ તરંગ સંપૂર્ણપણે સઘન માધ્યમમાં પરાવર્તિત થાય છે.

ક્રાંતિકોણ માટે સૂત્ર#

TIR માટે ક્રાંતિકોણ (θ$_c$) નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે:

$$θ_c = sin^{-1} \sqrt{\frac{n_2}{n_1}}$$

જ્યાં:

• θ$_c$ એ ડિગ્રીમાં ક્રાંતિકોણ છે
• n1 એ સઘન માધ્યમનો વક્રીભવનાંક છે
• n2 એ ઓછા ઘનતાવાળા માધ્યમનો વક્રીભવનાંક છે

પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન માટેની શરતો#

પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન (TIR) એ એક ઘટના છે જ્યારે સઘન માધ્યમમાંથી પ્રવાસ કરતી પ્રકાશ તરંગ ઓછા ઘનતાવાળા માધ્યમ સાથેની સીમા પર ક્રાંતિકોણ કરતાં વધુ કોણે આપાત થાય છે. આ કોણે, પ્રકાશ તરંગ સંપૂર્ણપણે સઘન માધ્યમમાં પરાવર્તિત થાય છે.

TIR માટેની શરતો#

TIR થવા માટે, નીચેની શરતો પૂરી થવી જોઈએ:

• પ્રકાશ તરંગ સઘન માધ્યમમાં પ્રવાસ કરી રહી હોવી જોઈએ.
• પ્રકાશ તરંગે બે માધ્યમો વચ્ચેની સીમા પર ક્રાંતિકોણ કરતાં વધુ કોણે આપાત થવું જોઈએ.
• સઘન માધ્યમનો વક્રીભવનાંક ઓછા ઘનતાવાળા માધ્યમના વક્રીભવનાંક કરતાં વધુ હોવો જોઈએ.

ક્રાંતિકોણ#

ક્રાંતિકોણ એ આપાતકોણ છે જેના પર પ્રકાશ તરંગ સંપૂર્ણપણે સઘન માધ્યમમાં પરાવર્તિત થાય છે. ક્રાંતિકોણ નીચેના સમીકરણ દ્વારા આપવામાં આવે છે:

$\ce{sin θ_c = n2/n1}$

જ્યાં:

• $θ_c$ એ ક્રાંતિકોણ છે
• $n_1$ એ સઘન માધ્યમનો વક્રીભવનાંક છે
• $n_2$ એ ઓછા ઘનતાવાળા માધ્યમનો વક્રીભવનાંક છે

TIR એ એક મૂળભૂત પ્રકાશીય ઘટના છે જેની ઘણી મહત્વપૂર્ણ એપ્લિકેશન છે. TIR માટેની શરતો સમજીને, આપણે આ ઘટનાનો ઉપયોગ કરતાં પ્રકાશીય ઉપકરણો ડિઝાઇન કરી શકીએ છીએ.

પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન અને આંતરિક પરાવર્તન વચ્ચેનો તફાવત#

પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન#

• પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન (TIR) ત્યારે થાય છે જ્યારે સઘન માધ્યમમાંથી પ્રવાસ કરતી પ્રકાશ તરંગ ઓછા ઘનતાવાળા માધ્યમ સાથેની સીમા પર ક્રાંતિકોણ કરતાં વધુ કોણે આપાત થાય છે.
• આ કોણે, પ્રકાશ તરંગ સંપૂર્ણપણે સઘન માધ્યમમાં પરાવર્તિત થાય છે.
• TIR ફાઇબર ઑપ્ટિક્સનો એક મૂળભૂત સિદ્ધાંત છે, જે લઘુતમ નુકસાન સાથે લાંબા અંતર પર પ્રકાશ પ્રસારિત કરવા દે છે.

આંતરિક પરાવર્તન#

• આંતરિક પરાવર્તન ત્યારે થાય છે જ્યારે માધ્યમમાંથી પ્રવાસ કરતી પ્રકાશ તરંગ સઘન માધ્યમ સાથેની સીમા પર ક્રાંતિકોણ કરતાં ઓછા કોણે આપાત થાય છે.
• આ કોણે, પ્રકાશ તરંગ આંશિક રીતે મૂળ માધ્યમમાં પરાવર્તિત થાય છે અને આંશિક રીતે સઘન માધ્યમમાં પ્રસારિત થાય છે.
• પરાવર્તિત અને પ્રસારિત થતા પ્રકાશની માત્રા આપાતકોણ અને બે માધ્યમોના વક્રીભવનાંક પર આધારિત છે.

સરખામણી#

લક્ષણ	પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન	આંતરિક પરાવર્તન
આપાતકોણ	ક્રાંતિકોણ કરતાં વધુ	ક્રાંતિકોણ કરતાં ઓછો
પરાવર્તનની માત્રા	100%	આંશિક
એપ્લિકેશન	ફાઇબર ઑપ્ટિક્સ, અરીસા	પ્રિઝમ, લેન્સ

પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન અને આંતરિક પરાવર્તન એ ઑપ્ટિક્સના બે મહત્વપૂર્ણ ખ્યાલો છે. TIR નો ઉપયોગ ફાઇબર ઑપ્ટિક્સ અને અરીસા સહિત વિવિધ એપ્લિકેશનમાં થાય છે. આંતરિક પરાવર્તનનો ઉપયોગ પ્રિઝમ અને લેન્સમાં થાય છે.

પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન FAQs#

પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન શું છે?#

પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન (TIR) એ એક ઘટના છે જ્યારે સઘન માધ્યમમાંથી પ્રવાસ કરતી પ્રકાશ તરંગ ઓછા ઘનતાવાળા માધ્યમ સાથેની સીમા પર ક્રાંતિકોણ કરતાં વધુ કોણે આપાત થાય છે. આ કોણે, પ્રકાશ તરંગ સંપૂર્ણપણે સઘન માધ્યમમાં પરાવર્તિત થાય છે.

ક્રાંતિકોણ શું છે?#

ક્રાંતિકોણ એ આપાતકોણ છે જેના પર સઘન માધ્યમમાંથી પ્રવાસ કરતી પ્રકાશ તરંગ ઓછા ઘનતાવાળા માધ્યમ સાથેની સીમા પર આપાત થાય છે અને સંપૂર્ણપણે સઘન માધ્યમમાં પરાવર્તિત થાય છે. ક્રાંતિકોણ બે માધ્યમોના વક્રીભવનાંક દ્વારા નક્કી થાય છે.

પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તનની એપ્લિકેશન શું છે?#

પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તનની ઘણી એપ્લિકેશન છે, જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:

• ફાઇબર ઑપ્ટિક્સ: TIR નો ઉપયોગ ઑપ્ટિકલ ફાઇબરમાં પ્રકાશને સીમિત રાખવા માટે થાય છે, જેનો ઉપયોગ લાંબા અંતર પર ડેટા પ્રસારિત કરવા માટે થાય છે.
• પ્રિઝમ: TIR નો ઉપયોગ પ્રિઝમ બનાવવા માટે થાય છે, જેનો ઉપયોગ પ્રકાશને વાળવા અને તેને વિવિધ રંગોમાં વિભાજિત કરવા માટે થાય છે.
• અરીસા: TIR નો ઉપયોગ અરીસા બનાવવા માટે થાય છે જે ખૂબ પરાવર્તક હોય છે અને પ્રકાશને શોષતા નથી.
• લેન્સ: TIR નો ઉપયોગ લેન્સ બનાવવા માટે થાય છે જે લેન્સ અને ઇમેજ કરવામાં આવતી વસ્તુ વચ્ચે ભૌતિક સંપર્ક વિના પ્રકાશને કેન્દ્રિત કરી શકે છે.

પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તનના કેટલાક ઉદાહરણો શું છે?#

પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તનના કેટલાક ઉદાહરણોમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:

• પાણીના બુંદની સપાટી પરથી પ્રકાશનું પરાવર્તન.
• કાચના પ્રિઝમની અંદરની બાજુથી પ્રકાશનું પરાવર્તન.
• હીરાની સપાટી પરથી પ્રકાશનું પરાવર્તન.

પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તનની મર્યાદાઓ શું છે?#

પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન એ એક શક્તિશાળી સાધન છે, પરંતુ તેની કેટલીક મર્યાદાઓ છે. આ મર્યાદાઓમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:

• TIR ફક્ત ત્યારે જ થાય છે જ્યારે પ્રકાશ તરંગ સઘન માધ્યમથી ઓછા ઘનતાવાળા માધ્યમ તરફ પ્રવાસ કરી રહી હોય.
• ક્રાંતિકોણ બે માધ્યમોના વક્રીભવનાંક પર આધારિત છે, તેથી TIR ફક્ત ત્યારે જ થઈ શકે છે જો સઘન માધ્યમનો વક્રીભવનાંક ઓછા ઘનતાવાળા માધ્યમના વક્રીભવનાંક કરતાં વધુ હોય.
• TIR સપાટીની રુક્ષતા અને અન્ય અપૂર્ણતાઓથી પ્રભાવિત થઈ શકે છે.

નિષ્કર્ષ#

પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન એ એક મનોરંજક અને મહત્વપૂર્ણ ઘટના છે જેની વ્યાપક એપ્લિકેશન છે. TIR ના સિદ્ધાંતો સમજીને, આપણે તેનો ઉપયોગ પ્રકાશીય ઉપકરણોની વિવિધ શ્રેણી બનાવવા માટે કરી શકીએ છીએ જેનો ઉપયોગ આપણા જીવનને સુધારવા માટે થઈ શકે છે.