प्रकाश ऊर्जा (Light Energy)

ए. प्रकाश का सीधा प्रसार:

प्रकाश सीधी रेखाओं में एक सजातीय, आइसोट्रोपिक ऑप्टिकल माध्यम से $c = 3 \times 10^8\text{ m/s}$ ($300,000\text{ km/s}$) की विशाल गति से यात्रा करता है।

• रे: प्रकाश का एक संकीर्ण सीधा पथ दिशा दिखाने वाले तीर से दर्शाया गया है।
• बीम: किरणों का एक बंडल: समानांतर किरण (सर्चलाइट), अभिसरण किरण (एक बिंदु पर ध्यान केंद्रित करते हुए), अपसारी किरण (एक बिंदु स्रोत से फैलता हुआ)।

बी. छायाएँ: अम्ब्रा और पेनुम्ब्रा:

• छाया: एक अपारदर्शी वस्तु के पीछे पूर्ण अंधकार का आंतरिक क्षेत्र जहां कोई प्रकाश किरणें प्रवेश नहीं कर सकतीं।
• पेनुम्ब्रा: आंशिक अंधकार का बाहरी आसपास का क्षेत्र जहां विस्तारित प्रकाश स्रोत से केवल कुछ प्रकाश किरणें ही पहुंचती हैं।

C. ग्रहण:

• सूर्य ग्रहण: अमावस्या के दिन होता है जब चंद्रमा सीधे सूर्य और पृथ्वी के बीच से गुजरता है, जिससे चंद्रमा की छाया पृथ्वी पर पड़ती है।
• चंद्र ग्रहण: पूर्णिमा की रात को होता है जब पृथ्वी सीधे सूर्य और चंद्रमा के बीच से गुजरती है, जिससे पृथ्वी की छाया चंद्रमा पर पड़ती है।

ए. शब्दावली:

• आपसी किरण ($AO$): प्रकाश की किरण परावर्तक सतह की ओर यात्रा करती है और उस पर गिरती है।
• आपतन बिंदु ($O$): वह बिंदु जहां आपतित किरण सतह से टकराती है।
• सामान्य ($ON$): घटना के बिंदु पर परावर्तक सतह पर सख्ती से लंबवत ($90^\circ$) खींची गई काल्पनिक रेखा।
• परावर्तित किरण ($OB$): प्रकाश की किरण जो वापस उसी माध्यम में लौट आती है।
• आपतन कोण ($\angle i$): आपतित किरण और सामान्य के बीच का कोण ($\angle AON$).
• परावर्तन कोण ($\angle r$): परावर्तित किरण और सामान्य के बीच का कोण ($\angle BON$).

बी. परावर्तन के दो नियम:

1. पहला नियम: आपतित किरण, परावर्तित किरण और आपतन बिंदु पर परावर्तक सतह का अभिलंब सभी एक ही तल में होते हैं।
2. दूसरा नियम: आपतन कोण बिल्कुल परावर्तन कोण के बराबर होता है: $$\mathbf{\angle i = \angle r}$$

ए. समतल दर्पण छवियों की 5 प्रमुख विशेषताएँ:

1. आभासी: उत्पादित किरणों के स्पष्ट प्रतिच्छेदन द्वारा दर्पण के पीछे निर्मित; भौतिक स्क्रीन पर कैप्चर नहीं किया जा सकता.
2. खड़ा (सीधा): छवि अभिविन्यास दाईं ओर ऊपर है।
3. वस्तु के समान आकार: आवर्धन $m = \frac{\text{Image Height } h_i}{\text{Object Height } h_o} = 1$.
4. समदूरस्थ: दर्पण के सामने वस्तु की दूरी दर्पण के पीछे छवि की दूरी के बराबर होती है: $$\mathbf{u = v}$$
5. पार्श्व रूप से उलटा: वस्तु का बायाँ भाग छवि के दाएँ भाग के रूप में दिखाई देता है, और इसके विपरीत।

बी. पार्श्व उलटा और एम्बुलेंस डिजाइन:

क्योंकि समतल दर्पण पार्श्व व्युत्क्रम उत्पन्न करते हैं, शब्द एम्बुलेंस को आपातकालीन चिकित्सा वाहनों के सामने पार्श्व रूप से उलटा चित्रित किया जाता है ताकि ड्राइवर अपने पीछे के दृश्य दर्पण में देखकर मानक बाएँ से दाएँ अभिविन्यास में अक्षर को पढ़ सकें!

ए. छवियों की संख्या के लिए सूत्र ($n$):

जब दो समतल दर्पण एक कोण पर झुके हुए रखे जाते हैं $\theta$:

• एट $\theta = 90^\circ$: $n = \frac{360}{90} - 1 = 4 - 1 = \mathbf{3\text{ images}}$.
• पर $\theta = 60^\circ$: $n = \frac{360}{60} - 1 = 6 - 1 = \mathbf{5\text{ images}}$.
• पर $\theta = 0^\circ$ (समानांतर दर्पण): $n = \frac{360}{0} - 1 = \mathbf{\infty \text{ (Infinite Images)}}$!

बी. पेरिस्कोप:

एक ट्यूब से मिलकर बना है जिसमें दो समतल दर्पण हैं जो एक दूसरे के सामने ट्यूब अक्ष पर $45^\circ$ के कोण पर झुके हुए हैं। प्रकाश लगातार दो $90^\circ$ परावर्तन से गुजरता है, जिससे पर्यवेक्षकों को बाधाओं पर या जलमग्न पनडुब्बियों से देखने में मदद मिलती है।

C. बहुरूपदर्शक:

इसमें तीन आयताकार समतल दर्पण हैं जो $60^\circ$ पर एक-दूसरे की ओर झुके हुए हैं और एक समबाहु प्रिज्म बनाते हैं। रंगीन कांच के टुकड़ों के एकाधिक प्रतिबिंब असीम रूप से सममित हेक्सागोनल पैटर्न बनाते हैं।