चिकित्सा क्षेत्र में ऑप्टिकल फाइबर के उपयोग को समझाइए।

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(N/A) ऑप्टिकल फाइबर का चिकित्सा क्षेत्र में एंडोस्कोपी नामक तकनीक के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
$1$. एंडोस्कोप एक चिकित्सा उपकरण है जो ऑप्टिकल फाइबर के बंडल से बना होता है,जिसे आंतरिक अंगों को देखने के लिए शरीर में डाला जा सकता है।
$2$. इसके पीछे का सिद्धांत $Total Internal Reflection$ $(TIR)$ यानी पूर्ण आंतरिक परावर्तन है।
$3$. फाइबर का एक बंडल आंतरिक क्षेत्र को रोशन करने के लिए शरीर के अंदर प्रकाश ले जाता है,जबकि दूसरा बंडल परावर्तित प्रकाश को डॉक्टर के आईपीस या कैमरे तक वापस भेजता है।
$4$. यह डॉक्टरों को बड़े चीरे लगाए बिना पेट,आंतों या फेफड़ों जैसी आंतरिक संरचनाओं की जांच करने और न्यूनतम इनवेसिव सर्जरी करने की अनुमति देता है।

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आकृति $a$ और $a$ भुजा की लंबाई वाला एक पारदर्शी ब्लॉक दर्शाती है। ब्लॉक का तीसरा आयाम नगण्य है। एक बिंदु स्रोत $S$,जो सभी दिशाओं में प्रकाश उत्सर्जित कर सकता है,ब्लॉक के अंदर घूम सकता है। यह वांछित है कि $S$ से कोई भी प्रकाश $AB$ से होकर न गुजरे। वह क्षेत्र जिसमें $S$ को इस स्थिति को पूरा करने के लिए उपस्थित होना चाहिए,छायांकित क्षेत्र द्वारा दिखाया गया है। सही विकल्प चुनें।

एक छोटा सिक्का तरल से भरे बीकर के तल पर रखा है। सिक्के से प्रकाश की एक किरण तरल की सतह तक जाती है और उसकी सतह के अनुदिश चलती है। तरल में प्रकाश की चाल क्या है?

$0.05 \, mm$ कोर व्यास वाले एक ऑप्टिकल फाइबर को बिना प्रकाश के गंभीर नुकसान के कितनी न्यूनतम त्रिज्या पर मोड़ा जा सकता है (जैसा कि चित्र में दिखाया गया है) ($, mm$ में)? कोर का अपवर्तनांक $1.6$ और क्लैडिंग का अपवर्तनांक $1.5$ है।

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माध्यम $A$ और $B$ में प्रकाश की गति क्रमशः $2.0 \times 10^{10} \, cm/s$ और $1.5 \times 10^{10} \, cm/s$ है। प्रकाश की एक किरण माध्यम $B$ से $A$ में $\theta$ आपतन कोण पर प्रवेश करती है। यदि किरण का पूर्ण आंतरिक परावर्तन होता है,तो:

प्रकाश की एक किरण सघन माध्यम से विरल माध्यम में आपतन कोण $i$ पर जाती है। परावर्तित और अपवर्तित किरणें एक-दूसरे के साथ $90^{\circ}$ का कोण बनाती हैं। परावर्तन कोण और अपवर्तन कोण क्रमशः $r$ और $r^{\prime}$ हैं। क्रांतिक कोण (critical angle) क्या है?

Difficult
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