ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ

ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ#

କୌଣସି ପଦାର୍ଥର ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ହେଉଛି ଆଲୋକ ସେଥି ମଧ୍ୟରେ ଗତି କଲାବେଳେ କେତେ ବଙ୍କେଇଯାଏ ତାହାର ଏକ ମାପ। ଏହା ଶୂନ୍ୟସ୍ଥାନରେ ଆଲୋକର ଗତି ଓ ପଦାର୍ଥ ମଧ୍ୟରେ ଆଲୋକର ଗତିର ଅନୁପାତ ଭାବେ ସଂଜ୍ଞାୟିତ।

ସୂତ୍ର#

ପଦାର୍ଥର ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ସାଧାରଣତଃ $n$ ଅକ୍ଷର ଦ୍ୱାରା ସୂଚିତ ହୁଏ। ଏହା ନିମ୍ନଲିଖିତ ସୂତ୍ର ବ୍ୟବହାର କରି ଗଣନା କରାଯାଏ:

$$n = \frac{c}{v}$$

ଯେଉଁଠି:

• $n$ ହେଉଛି ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ
• $c$ ହେଉଛି ଶୂନ୍ୟସ୍ଥାନରେ ଆଲୋକର ଗତି ($299,792,458$ ମିଟର ପ୍ରତି ସେକେଣ୍ଡ)
• $v$ ହେଉଛି ପଦାର୍ଥ ମଧ୍ୟରେ ଆଲୋକର ଗତି

ଏକକ#

ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ଏକ ବିମାହୀନ ରାଶି। ତଥାପି, ଏହା ପ୍ରାୟତଃ “ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ଏକକ” (RIU) ରେ ପ୍ରକାଶିତ ହୁଏ। ଗୋଟିଏ RIU 1.000000 ସହ ସମାନ।

ଉଦାହରଣ#

କେତେକ ସାଧାରଣ ପଦାର୍ଥର ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ନିମ୍ନରେ ତାଲିକାଭୁକ୍ତ କରାଯାଇଛି:

• ଶୂନ୍ୟସ୍ଥାନ: 1.000000
• ବାୟୁ: 1.000293
• ଜଳ: 1.333
• କାଚ: 1.52
• ହୀରା: 2.42

ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ହେଉଛି ପଦାର୍ଥର ଏକ ମୌଳିକ ଧର୍ମ ଯାହାର ବିସ୍ତୃତ ପ୍ରୟୋଗ ରହିଛି। ଏହା ଏକ ବିମାହୀନ ରାଶି ଯାହା କୌଣସି ପଦାର୍ଥ ମଧ୍ୟରେ ଗତି କଲାବେଳେ ଆଲୋକ କେତେ ବଙ୍କେଇଯାଏ ତାହା ମାପିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ।

ସୀମାନ୍ତ କୋଣ ଓ ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ମଧ୍ୟରେ ସମ୍ପର୍କ#

ସୀମାନ୍ତ କୋଣ ହେଉଛି ଆପତନ କୋଣ ଯେଉଁଠାରେ ଏକ ଆଲୋକ ରଶ୍ମି ଏକ ସାନ୍ଦ୍ର ମାଧ୍ୟମରୁ ଏକ ବିରଳ ମାଧ୍ୟମକୁ ଗତି କଲାବେଳେ ଏପରି ଭାବେ ପ୍ରତିସୃତ ହୁଏ ଯେ ଏହା ଉଭୟ ମାଧ୍ୟମର ଅନ୍ତରାପୃଷ୍ଠ ବରାବର ଗତି କରେ। ଏହି କୋଣରେ, ପ୍ରତିସରଣ କୋଣ 90 ଡିଗ୍ରୀ ହୁଏ।

ସୀମାନ୍ତ କୋଣ ଉଭୟ ମାଧ୍ୟମର ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ସହିତ ନିମ୍ନଲିଖିତ ସମୀକରଣ ଦ୍ୱାରା ସମ୍ପର୍କିତ:

$$sin\theta_c = \frac{n_2}{n_1}$$

ଯେଉଁଠି:

• $\theta_c$ ହେଉଛି ସୀମାନ୍ତ କୋଣ
• $n_1$ ହେଉଛି ସାନ୍ଦ୍ର ମାଧ୍ୟମର ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ
• $n_2$ ହେଉଛି ବିରଳ ମାଧ୍ୟମର ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ

ଏହି ସମୀକରଣ ଦର୍ଶାଏ ଯେ ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କରେ ଅଧିକ ପାର୍ଥକ୍ୟ ଥିବା ମାଧ୍ୟମ ଯୁଗଳ ପାଇଁ ସୀମାନ୍ତ କୋଣ ଛୋଟ ହୁଏ।

ସୀମାନ୍ତ କୋଣର ପ୍ରୟୋଗ#

ସୀମାନ୍ତ କୋଣର ଅନେକ ପ୍ରୟୋଗ ରହିଛି, ଯେପରିକି:

• ତନ୍ତୁ ପ୍ରକାଶିକୀ: ସୀମାନ୍ତ କୋଣ ଆଲୋକକୁ ପ୍ରକାଶିକ ତନ୍ତୁ ମଧ୍ୟରେ ସୀମିତ ରଖିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। ଏହା ଆଲୋକକୁ ଅତି ଅଳ୍ପ କ୍ଷୟ ସହ ଦୀର୍ଘ ଦୂରତା ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ପ୍ରେରଣ କରିବା ସମ୍ଭବ କରେ।
• ପ୍ରିଜ୍ମ: ସୀମାନ୍ତ କୋଣ ପ୍ରିଜ୍ମ ସୃଷ୍ଟି କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ, ଯାହା ଆଲୋକକୁ ବଙ୍କେଇବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। ପ୍ରିଜ୍ମ ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରକାର ପ୍ରକାଶିକ ଯନ୍ତ୍ରରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ, ଯେପରିକି ଦୂରବୀକ୍ଷଣ ଯନ୍ତ୍ର, ସୂକ୍ଷ୍ମଦର୍ଶୀ, ଏବଂ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରୋମିଟର।
• ମରୀଚିକା: ସୀମାନ୍ତ କୋଣ ମରୀଚିକା ସୃଷ୍ଟି ପାଇଁ ଦାୟୀ। ମରୀଚିକା ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ ଯେତେବେଳେ ଦୂରବର୍ତ୍ତୀ ବସ୍ତୁରୁ ଆସୁଥିବା ଆଲୋକ ଭୂପୃଷ୍ଠ ନିକଟରେ ଥିବା ଉଷ୍ଣ ବାୟୁ ସ୍ତର ଦ୍ୱାରା ପ୍ରତିସୃତ ହୁଏ। ଏହା ବସ୍ତୁକୁ ଏହାର ପ୍ରକୃତ ସ୍ଥାନ ଅପେକ୍ଷା ନିକଟରେ ଦେଖାଯିବାର କାରଣ ହୁଏ।

ସୀମାନ୍ତ କୋଣ ପ୍ରକାଶିକୀରେ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଧାରଣା। ଏହାର ଅନେକ ପ୍ରୟୋଗ ରହିଛି, ଯେପରିକି ତନ୍ତୁ ପ୍ରକାଶିକୀ, ପ୍ରିଜ୍ମ, ଏବଂ ମରୀଚିକା।

ପରମ ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ#

କୌଣସି ପଦାର୍ଥର ପରମ ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ହେଉଛି ଶୂନ୍ୟସ୍ଥାନରୁ ସେହି ପଦାର୍ଥ ଭିତରକୁ ଆଲୋକ ଗତି କଲାବେଳେ କେତେ ବଙ୍କେଇଯାଏ ତାହାର ଏକ ମାପ। ଏହା ଶୂନ୍ୟସ୍ଥାନରେ ଆଲୋକର ଗତି ଓ ପଦାର୍ଥ ମଧ୍ୟରେ ଆଲୋକର ଗତିର ଅନୁପାତ ଭାବେ ସଂଜ୍ଞାୟିତ।

ସୂତ୍ର#

$$n = \frac{c}{v}$$

ଯେଉଁଠି:

• $n$ ହେଉଛି ପରମ ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ
• $c$ ହେଉଛି ଶୂନ୍ୟସ୍ଥାନରେ ଆଲୋକର ଗତି ($2.998 \times 10^8 m/s$)
• $v$ ହେଉଛି ପଦାର୍ଥ ମଧ୍ୟରେ ଆଲୋକର ଗତି

ଧର୍ମସମୂହ#

ପଦାର୍ଥର ପରମ ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ଏକ ବିମାହୀନ ରାଶି। ଏହା ସର୍ବଦା ୧ ଠାରୁ ବଡ଼ କିମ୍ବା ସମାନ ହୁଏ। ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ଯେତେ ଉଚ୍ଚ, ପଦାର୍ଥ ଭିତରକୁ ଆଲୋକ ଗତି କଲାବେଳେ ସେତେ ଅଧିକ ବଙ୍କେଇଯାଏ।

ଉଦାହରଣ#

ନିମ୍ନଲିଖିତ ସାରଣୀ କେତେକ ସାଧାରଣ ପଦାର୍ଥର ପରମ ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ଦର୍ଶାଉଛି:

ପଦାର୍ଥ	ପରମ ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ
ଶୂନ୍ୟସ୍ଥାନ	1.000
ବାୟୁ	1.0003
ଜଳ	1.333
କାଚ	1.523
ହୀରା	2.417

ପଦାର୍ଥର ପରମ ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ହେଉଛି ଶୂନ୍ୟସ୍ଥାନରୁ ସେହି ପଦାର୍ଥ ଭିତରକୁ ଆଲୋକ ଗତି କଲାବେଳେ କେତେ ବଙ୍କେଇଯାଏ ତାହାର ଏକ ମାପ। ଏହା ଏକ ବିମାହୀନ ରାଶି ଯାହା ସର୍ବଦା ୧ ଠାରୁ ବଡ଼ କିମ୍ବା ସମାନ ହୁଏ। ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ଯେତେ ଉଚ୍ଚ, ପଦାର୍ଥ ଭିତରକୁ ଆଲୋକ ଗତି କଲାବେଳେ ସେତେ ଅଧିକ ବଙ୍କେଇଯାଏ। ପଦାର୍ଥର ପରମ ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ପ୍ରକାଶିକୀ, ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରୋସ୍କୋପି, ଏବଂ ମାପବିଜ୍ଞାନରେ ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରୟୋଗରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ।

ଆପେକ୍ଷିକ ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ#

କୌଣସି ପଦାର୍ଥର ଆପେକ୍ଷିକ ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ହେଉଛି ଏକ ମାଧ୍ୟମରୁ ଅନ୍ୟ ଏକ ମାଧ୍ୟମକୁ ଆଲୋକ ଗତି କଲାବେଳେ କେତେ ବଙ୍କେଇଯାଏ ତାହାର ଏକ ମାପ। ଏହା ପଦାର୍ଥର ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ଓ ଶୂନ୍ୟସ୍ଥାନର ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କର ଅନୁପାତ ଭାବେ ସଂଜ୍ଞାୟିତ।

$$n_{rel} = \frac{n_{material}}{n_{vacuum}}$$

ଯେଉଁଠି:

• $n_{rel}$ ହେଉଛି ଆପେକ୍ଷିକ ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ
• $n_{material}$ ହେଉଛି ପଦାର୍ଥର ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ
• $n_{vacuum}$ ହେଉଛି ଶୂନ୍ୟସ୍ଥାନର ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ($n_{vacuum} = 1$)

ପଦାର୍ଥର ଆପେକ୍ଷିକ ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ଏକ ବିମାହୀନ ରାଶି। ବିଭିନ୍ନ ପଦାର୍ଥର ପ୍ରକାଶିକ ଧର୍ମ ତୁଳନା କରିବା ପାଇଁ ଏହା ପ୍ରାୟତଃ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ।

ଆପେକ୍ଷିକ ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କର ପ୍ରୟୋଗ#

ପଦାର୍ଥର ଆପେକ୍ଷିକ ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କର ଅନେକ ପ୍ରୟୋଗ ରହିଛି, ଯେପରିକି:

• ପ୍ରକାଶିକୀ: ପଦାର୍ଥର ଆପେକ୍ଷିକ ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ଲେନ୍ସ, ପ୍ରିଜ୍ମ, ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ପ୍ରକାଶିକ ଯନ୍ତ୍ର ଡିଜାଇନ୍ କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ।
• ପ୍ରତିବିମ୍ବ ସୃଷ୍ଟି: ପଦାର୍ଥର ଆପେକ୍ଷିକ ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ସୂକ୍ଷ୍ମଦର୍ଶୀ ଏବଂ ଦୂରବୀକ୍ଷଣ ଯନ୍ତ୍ରରେ ପ୍ରତିବିମ୍ବ ସୃଷ୍ଟି କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ।
• ସଂଜ୍ଞାନ: ପଦାର୍ଥର ଆପେକ୍ଷିକ ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ରାସାୟନିକ କିମ୍ବା ଗ୍ୟାସ୍ର ଉପସ୍ଥିତି ଶନାକ୍ତି କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇପାରେ।
• ମାପବିଜ୍ଞାନ: ପଦାର୍ଥର ଆପେକ୍ଷିକ ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ପତଳା ପ୍ରଲେପ ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ବସ୍ତୁର ମୋଟେଇ ମାପିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇପାରେ।

ପଦାର୍ଥର ଆପେକ୍ଷିକ ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ଏକ ଉପଯୋଗୀ ଧର୍ମ ଯାହା ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରୟୋଗ ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇପାରେ। ଏହା ଏକ ବିମାହୀନ ରାଶି ଯାହା ବିଭିନ୍ନ ପଦାର୍ଥର ପ୍ରକାଶିକ ଧର୍ମ ତୁଳନା କରିବା ପାଇଁ ପ୍ରାୟତଃ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ।

ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ସମ୍ପର୍କିତ ସାଧାରଣ ପ୍ରଶ୍ନ#

ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ କ’ଣ?#

ପଦାର୍ଥର ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ (RI) ହେଉଛି ଆଲୋକ ସେଥି ମଧ୍ୟରେ ଗତି କଲାବେଳେ କେତେ ବଙ୍କେଇଯାଏ ତାହାର ଏକ ମାପ। ଏହା ଶୂନ୍ୟସ୍ଥାନରେ ଆଲୋକର ଗତି ଓ ପଦାର୍ଥ ମଧ୍ୟରେ ଆଲୋକର ଗତିର ଅନୁପାତ ଭାବେ ସଂଜ୍ଞାୟିତ।

ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ କାହା ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ?#

ପଦାର୍ଥର ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ଅନେକ କାରକ ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ, ଯେପରିକି:

• ଆଲୋକର ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ: ପଦାର୍ଥର ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ଆଲୋକର ଭିନ୍ନ ଭିନ୍ନ ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ ପାଇଁ ଭିନ୍ନ ହୁଏ। ଏହି କାରଣରୁ ପ୍ରିଜ୍ମ ମାଧ୍ୟମରେ ଦେଖିଲେ ବସ୍ତୁଗୁଡ଼ିକ ଭିନ୍ନ ଭିନ୍ନ ରଙ୍ଗର ଦେଖାଯାନ୍ତି।
• ତାପମାତ୍ରା: ପଦାର୍ଥର ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ତାପମାତ୍ରା ସହିତ ପରିବର୍ତ୍ତିତ ହୋଇପାରେ। ଏହି କାରଣରୁ ଉତ୍ତପ୍ତ ହେଲେ ବସ୍ତୁଗୁଡ଼ିକ ଝଲସଲ କିମ୍ବା ବିକୃତ ଦେଖାଯାଇପାରେ।
• ଚାପ: ପଦାର୍ଥର ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ଚାପ ସହିତ ପରିବର୍ତ୍ତିତ ହୋଇପାରେ। ଏହି କାରଣରୁ ଚାପ ତଳେ ରଖିଲେ ବସ୍ତୁଗୁଡ଼ିକ ବଙ୍କା କିମ୍ବା ବିକୃତ ଦେଖାଯାଇପାରେ।
• ସଂଘଟନ: ପଦାର୍ଥର ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ଏହାର ରାସାୟନିକ ସଂଘଟନ ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ। ଏହି କାରଣରୁ ଭିନ୍ନ ଭିନ୍ନ ପଦାର୍ଥର ଭିନ୍ନ ଭିନ୍ନ ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ଥାଏ।

ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କର କେତେକ ପ୍ରୟୋଗ କ’ଣ?#

ପଦାର୍ଥର ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କର ଅନେକ ପ୍ରୟୋଗ ରହିଛି, ଯେପରିକି:

• ପ୍ରକାଶିକୀ: ପଦାର୍ଥର ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ଲେନ୍ସ, ପ୍ରିଜ୍ମ, ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ପ୍ରକାଶିକ ଯନ୍ତ୍ର ଡିଜାଇନ୍ କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ।
• ମାପବିଜ୍ଞାନ: ପଦାର୍ଥର ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ପତଳା ପ୍ରଲେପର ମୋଟେଇ ଏବଂ ଦ୍ରବଣର ସାନ୍ଦ୍ରତା ମାପିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇପାରେ।
• ଦୂର ସଂଜ୍ଞାନ: ବାୟୁମଣ୍ଡଳର ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ବାୟୁର ତାପମାତ୍ରା, ଚାପ, ଏବଂ ଆର୍ଦ୍ରତା ମାପିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇପାରେ।
• ଚିକିତ୍ସା ପ୍ରତିବିମ୍ବ ସୃଷ୍ଟି: ତନ୍ତୁର ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ଶରୀର ଭିତରର ପ୍ରତିବିମ୍ବ ସୃଷ୍ଟି କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇପାରେ।

କେତେକ ସାଧାରଣ ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ କ’ଣ?#

କେତେକ ସାଧାରଣ ପଦାର୍ଥର ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ହେଉଛି:

• ଶୂନ୍ୟସ୍ଥାନ: 1.0000
• ବାୟୁ: 1.0003
• ଜଳ: 1.333
• କାଚ: 1.52
• ହୀରା: 2.42

ସାରାଂଶ#

ପ୍ରତିସରଣାଙ୍କ ହେଉଛି ପଦାର୍ଥର ଏକ ମୌଳିକ ଧର୍ମ ଯାହାର ପ୍ରକାଶିକୀ, ମାପବିଜ୍ଞାନ, ଦୂର ସଂଜ୍ଞାନ, ଏବଂ ଚିକିତ୍ସା ପ୍ରତିବିମ୍ବ ସୃଷ୍ଟିରେ ଅନେକ ପ୍ରୟୋଗ ରହିଛି।