यदि प्रकाश किसी विशाल पिंड के पास से गुजरता है,तो गुरुत्वाकर्षण अंतःक्रिया के कारण किरण मुड़ जाती है। इसे माध्यम के प्रभावी अपवर्तनांक में परिवर्तन के कारण माना जा सकता है,जो $n = 1 + \frac{2GM}{rc^2}$ द्वारा दिया गया है,जहाँ $r$ विशाल पिंड के केंद्र से बिंदु की दूरी है,$G$ सार्वत्रिक गुरुत्वाकर्षण नियतांक है,$M$ पिंड का द्रव्यमान है और $c$ निर्वात में प्रकाश की गति है। एक गोलाकार पिंड को मानते हुए,किरण के अपने मूल पथ से विचलन का पता लगाएं जब यह पिंड को छूकर गुजरती है।

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(D) चित्र में दिखाए अनुसार,जब प्रकाश की किरण $M$ द्रव्यमान और $R$ त्रिज्या वाले एक केंद्रीय विशाल पिंड की सतह के स्पर्शरेखीय गुजरती है,तो मान लीजिए कि यह $dr$ दूरी के भीतर $d\theta$ मात्रा से विचलित हो जाती है।
उस बिंदु पर स्नेल के नियम को लागू करने पर जहाँ प्रकाश किरण केंद्रीय विशाल पिंड के केंद्र से $r$ दूरी पर संकेंद्रित गोलाकार सतह पर आपतित होती है,हमें मिलता है:
$n \sin \theta = (n + dn) \sin(\theta + d\theta)$
$n \sin \theta = (n + dn)(\sin \theta \cos d\theta + \cos \theta \sin d\theta)$
चूंकि $d\theta$ अत्यंत छोटा है,$\sin(d\theta) \approx d\theta$ और $\cos(d\theta) \approx 1$ लेने पर:
$n \sin \theta = n \sin \theta + n \cos \theta (d\theta) + (dn) \sin \theta$
$0 = n \cos \theta (d\theta) + (dn) \sin \theta$
$-(dn) \sin \theta = n \cos \theta (d\theta)$
$-\left(\frac{dn}{dr}\right) \tan \theta = n \left(\frac{d\theta}{dr}\right)$
$n = 1 + \frac{2GM}{rc^2}$ दिया गया है,इसलिए $\frac{dn}{dr} = -\frac{2GM}{r^2c^2}$ है।
स्पर्श करने वाली किरण के लिए,$\theta$ बहुत छोटा है,इसलिए $\tan \theta \approx \sin \theta \approx \frac{b}{r}$ जहाँ $b \approx R$ इम्पैक्ट पैरामीटर है।
$\frac{dn}{dr}$ का मान प्रतिस्थापित करने और पथ के अनुदिश $\int d\theta = \int -\frac{1}{n} \frac{dn}{dr} \tan \theta dr$ का समाकलन करने पर,कुल विचलन $\Delta \theta = \int_{-\infty}^{\infty} \frac{2GM}{r^2c^2} \frac{b}{r} dx = \frac{4GM}{Rc^2}$ प्राप्त होता है।

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$12 \,cm$ ऊँचाई वाले पानी के टैंक के तल पर एक सुई पड़ी है। सूक्ष्मदर्शी (microscope) द्वारा मापी गई सुई की आभासी गहराई $9 \,cm$ है। यदि पानी को समान ऊँचाई के $1.5$ अपवर्तनांक वाले द्रव से बदल दिया जाए, तो सुई को पुनः फोकस करने के लिए सूक्ष्मदर्शी को कितनी दूरी तक खिसकाना होगा ($\,cm$ में)?

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