আলোর প্রতিসরণ (বেসিক কন্সেপ্ট)
আলোর প্রতিসরণ (বেসিক কন্সেপ্ট)
সংজ্ঞাঃ দুটি মাধ্যমের বিভেদতলে আলো যদি তির্যকভাবে আপতিত হয়, তাহলে দ্বিতীয় মাধ্যমে প্রবেশের সময় রশ্মির দিক পরিবর্তন হওয়ার ঘটনাকে আলোর প্রতিসরণ বলে।
ব্যাখ্যাঃ
মনে করো, তুমি পাকা রাস্তায় দৌড়াচ্ছ, হঠাৎ সামনে কাদা বা পানির রাস্তা চলে আসল। তখন কি তুমি একই স্পিডে দৌড়াতে পারবে? পারবে না, তোমার গতি কমে যাবে এবং তোমার দিকটা একটু বদলে যাবে।
আলোর ক্ষেত্রেও ঠিক তাই ঘটে। আলো যখন একটা স্বচ্ছ মাধ্যম (যেমন বাতাস) থেকে আরেকটা স্বচ্ছ মাধ্যমে (যেমন পানি বা কাঁচ) প্রবেশ করে, তখন আলোর বেগ বা স্পিড বদলে যায়। আর এই স্পিড বদলানোর কারণে আলো তার চলার পথ থেকে একটু বেঁকে যায়।
সহজ কথায়: দুটি মাধ্যমের বিভেদতলে আলো যদি তির্যকভাবে (মানে একটু বাঁকা হয়ে) এসে পড়ে, তখন দ্বিতীয় মাধ্যমে ঢোকার সময় আলোর রাস্তা বা দিকটা একটু বেঁকে যাওয়ার ঘটনাকেই আলোর প্রতিসরণ বলে।
কেন এমনটা হয়?
আলোর এই পথ পরিবর্তনের পেছনে মূলত দুটো কারণ কাজ করে:
i. তির্যকভাবে আলোর আপতন: আলো যদি সোজা লম্বভাবে না পড়ে একটু বাঁকা হয়ে পড়ে, তখনই কেবল এই ঘটনা ঘটে। সোজা পড়লে আলো সোজাই চলে যায়, বাঁক নেয় না।
ii. ঘনত্বের পার্থক্য: দুইটা মাধ্যমের ঘনত্ব আলাদা হতে হবে। ঘনত্ব আলাদা হলে আলোর স্পিড কমে বা বেড়ে যায়, তাই সে বাঁক নিতে বাধ্য হয়।
আলো কোন দিকে বাঁকবে?
আলো তো বাঁকবে বুঝলাম, কিন্তু কোন দিকে? ডানে না বামে? অভিলম্বের কাছে না দূরে? এটা মনে রাখার একটা নিঞ্জা টেকনিক আছে। তার আগে নিয়মটা দেখি:
১. হালকা থেকে ঘন: আলো যদি হালকা মাধ্যম (যেমন বাতাস) থেকে ঘন মাধ্যমে (যেমন পানি) প্রবেশ করে, তখন আলোর স্পিড কমে যায়। তাই সে একটু গুটিয়ে যায়, মানে বিভেদ তলের ওপর আঁকা অভিলম্বের দিকে বেঁকে আসে।
২. ঘন থেকে হালকা: উল্টোটা হলে, অর্থাৎ আলো যদি ঘন থেকে হালকা মাধ্যমে যায়, তখন সে ছাড়া পেয়ে যায়! তার স্পিড বেড়ে যায় এবং সে অভিলম্ব থেকে দূরে সরে যায়।
মনে রাখার 'নিঞ্জা' টেকনিক (ভালোবাসার থিওরি):
এটা মনে রাখার জন্য সেই বিখ্যাত ভালোবাসার উদাহরণটা মাথায় রাখবে:
- ভালোবাসা হালকা থেকে ঘন হলে কাছে আসে! (অর্থাৎ, হালকা মাধ্যম
ঘন মাধ্যম = অভিলম্বের কাছে আসবে)। - ভালোবাসা ঘন থেকে হালকা হয়ে গেলে দূরে সরে যায়! (অর্থাৎ, ঘন মাধ্যম
হালকা মাধ্যম = অভিলম্ব থেকে দূরে সরে যাবে)।
বাস্তব উদাহরণ
বাসায় একটা কাঁচের গ্লাসে পানি নিয়ে তার মধ্যে একটা পেন্সিল ডুবিয়ে দেখবে। মনে হবে পেন্সিলটা পানির তলে ভেঙে গেছে বা বেঁকে গেছে। এটাই আলোর প্রতিসরণ।
প্রতিসরণের সূত্র (Laws of Refraction)
বিজ্ঞনীরা এই পুরো ঘটনাকে দুটো নিয়মে বেঁধে ফেলেছেন। নিয়মগুলো হলো:
(১) প্রথম সূত্র: আপতিত রশ্মি (যে আলোটা আসছে), প্রতিসৃত রশ্মি (যেটা বেঁকে চলে যাচ্ছে) এবং আপতন বিন্দুতে আঁকা অভিলম্ব—এরা সবাই একই সমতলে থাকে। অর্থাৎ, এরা একই কাগজের তলে থাকবে, উপরে-নিচে উঠে যাবে না।
(২) দ্বিতীয় সূত্র (স্নেলের সূত্র বা ইবন সাহল এর সূত্র): এক জোড়া নির্দিষ্ট মাধ্যম আর একটা নির্দিষ্ট রঙের আলোর জন্য, আপতন কোণের সাইন (
গাণিতিক ভাষায়:
এই ধ্রুবক সংখ্যাটিকেই প্রথম মাধ্যমের সাপেক্ষে দ্বিতীয় মাধ্যমের প্রতিসরাঙ্ক বলা হয়। একে ইটা (