એક પ્રકાશ તરંગની આવૃત્તિ $4 \times 10^{14} \,Hz$ અને માધ્યમમાં તરંગલંબાઈ $5 \times 10^{-7} \,m$ છે. તો માધ્યમનો વક્રીભવનાંક કેટલો હશે?

એક પારદર્શક નક્કર નળાકાર સળિયાનો વક્રીભવનાંક $\frac{2}{\sqrt{3}}$ છે. તે હવા દ્વારા ઘેરાયેલું છે. આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ પ્રકાશનું કિરણ સળિયાના એક છેડાના મધ્યબિંદુ પર આપાત થાય છે. આપાતકોણ $\theta$ શોધો જેના માટે પ્રકાશનું કિરણ સળિયાની દીવાલને સ્પર્શીને પસાર થાય છે:

આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ,$\frac{\sin i}{\sin r}$ કોના બરાબર છે?

જો એકરંગી પ્રકાશ $4.0 \, cm$ કાચમાંથી અથવા $4.5 \, cm$ પાણીમાંથી પસાર થાય,તો તેનો ઓપ્ટિકલ પાથ સમાન રહે છે. જો કાચનો વક્રીભવનાંક $1.53$ હોય,તો પાણીનો વક્રીભવનાંક કેટલો હશે?

જો કિરણ $CD$ એ કિરણ $AB$ ને સમાંતર હોય,તો:

મોટાભાગના પદાર્થોનો વક્રીભવનાંક $n > 1$ હોય છે. તેથી,જ્યારે હવામાંથી પ્રકાશનું કિરણ કુદરતી રીતે મળતા પદાર્થમાં પ્રવેશે છે,ત્યારે સ્નેલના નિયમ મુજબ,$\frac{\sin \theta_1}{\sin \theta_2} = \frac{n_2}{n_1}$,તે સમજી શકાય છે કે વક્રીભૂત કિરણ લંબ તરફ વળે છે. પરંતુ તે ક્યારેય આપાત કિરણની જેમ લંબની એક જ બાજુએ બહાર આવતું નથી. વિદ્યુતચુંબકત્વ મુજબ,માધ્યમનો વક્રીભવનાંક $n = \left(\frac{c}{v}\right) = \pm \sqrt{\varepsilon_r \mu_r}$ સંબંધ દ્વારા આપવામાં આવે છે. જ્યાં $\varepsilon_r$ અને $\mu_r$ ઋણ હોય,ત્યારે $n$ નું ઋણ મૂળ પસંદ કરવું આવશ્યક છે. આવા ઋણ વક્રીભવનાંક ધરાવતા પદાર્થો હવે કૃત્રિમ રીતે તૈયાર કરી શકાય છે અને તેને મેટા-મટીરીયલ્સ કહેવામાં આવે છે. તેઓ કોઈપણ ભૌતિક નિયમોનું ઉલ્લંઘન કર્યા વિના નોંધપાત્ર રીતે અલગ ઓપ્ટિકલ વર્તન દર્શાવે છે. $n$ ઋણ હોવાથી,તે વક્રીભૂત પ્રકાશના પ્રસરણની દિશામાં ફેરફાર લાવે છે. જો કે,સામાન્ય પદાર્થોની જેમ,મેટા-મટીરીયલ્સમાં પણ વક્રીભવન દરમિયાન પ્રકાશની આવૃત્તિ બદલાતી નથી.
$1.$ સાચું વિધાન પસંદ કરો.
$(A)$ મેટા-મટીરીયલમાં પ્રકાશની ઝડપ $v = c|n|$ છે.
$(B)$ મેટા-મટીરીયલમાં પ્રકાશની ઝડપ $v = \frac{c}{|n|}$ છે.
$(C)$ મેટા-મટીરીયલમાં પ્રકાશની ઝડપ $v = c$ છે.
$(D)$ મેટા-મટીરીયલમાં પ્રકાશની તરંગલંબાઇ $(\lambda_m)$ એ $\lambda_m = \frac{\lambda_{\text{air}}}{|n|}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $\lambda_{\text{air}}$ એ હવામાં પ્રકાશની તરંગલંબાઇ છે.
$2.$ હવામાંથી મેટા-મટીરીયલ પર આપાત થતા પ્રકાશ માટે,યોગ્ય કિરણ આકૃતિ કઈ છે?