વસ્તુઓ શેના લીધે દ્રશ્યમાં થાય છે ? પ્રકાશના પરાવર્તનના નિયમો 10 Mcq સાથે
પ્રકાશ અને પરાવર્તન (Light)
1. પ્રસ્તાવના: આપણે વસ્તુઓને કેવી રીતે જોઈ શકીએ છીએ?
આપણી આસપાસ રહેલી સુંદર દુનિયા, રંગબેરંગી ફૂલો, ઊંચી ઇમારતો, આકાશમાં ચમકતા તારાઓ અને પક્ષીઓ – આ બધું આપણે આપણી આંખો દ્વારા જોઈ શકીએ છીએ. "દ્રષ્ટિ" (Vision) એ માનવ શરીરની સૌથી મહત્વપૂર્ણ ઇન્દ્રિયોમાંની એક છે. પરંતુ શું તમે ક્યારેય વિચાર્યું છે કે માત્ર આંખો હોવી પૂરતી છે?
કલ્પના કરો કે તમે એક સંપૂર્ણ અંધારા ઓરડામાં છો. શું તમે ત્યાં રાખેલી કોઈ વસ્તુ જોઈ શકશો? જવાબ છે - ના. ભલે તમારી આંખો ખુલ્લી હોય, પણ અંધારામાં કશું જ દેખાતું નથી. આનો અર્થ એ થાય છે કે વસ્તુઓને જોવા માટે માત્ર આંખો જ નહીં, પણ પ્રકાશ (Light) ની પણ એટલી જ જરૂર છે.
આ પ્રકાશ બે રીતે આવી શકે છે:
- સ્વયં-પ્રકાશિત (Luminous): વસ્તુ પોતે જ પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરતી હોય (જેમ કે સૂર્ય, બલ્બ, મીણબત્તી).
- પરાવર્તિત (Reflected): વસ્તુ પર બીજા કોઈ સ્ત્રોતનો પ્રકાશ પડે અને ત્યાંથી પરાવર્તન પામીને આપણી આંખ સુધી પહોંચે (જેમ કે ચંદ્ર, ટેબલ, પુસ્તક).
2. પ્રકાશનું પરાવર્તન (Reflection of Light)
જ્યારે પ્રકાશનું કિરણ કોઈ સપાટી (જેમ કે અરીસો, લીસી ધાતુ, કે પાણી) પર અથડાય છે અને પાછું ફરે છે, ત્યારે તે ઘટનાને પ્રકાશનું પરાવર્તન કહે છે. આ પ્રક્રિયા સમજવા માટે આપણે કેટલાક પારિભાષિક શબ્દો સમજવા અત્યંત જરૂરી છે.
મહત્વની વ્યાખ્યાઓ:
- આપાત કિરણ (Incident Ray): પ્રકાશના ઉદગમ સ્થાનથી નીકળીને સપાટી તરફ આવતા કિરણને આપાત કિરણ કહે છે.
- આપાત બિંદુ (Point of Incidence): સપાટી પરના જે બિંદુએ આપાત કિરણ અથડાય છે, તે બિંદુને આપાત બિંદુ કહે છે.
- પરાવર્તિત કિરણ (Reflected Ray): સપાટી પર અથડાયા બાદ પાછા ફેંકાતા પ્રકાશના કિરણને પરાવર્તિત કિરણ કહે છે.
- લંબ (Normal): આપાત બિંદુએ સપાટી સાથે 90° ના ખૂણે દોરેલી કાલ્પનિક રેખાને લંબ કહે છે.
આ ખૂણાઓ સમજવા ખૂબ જરૂરી છે:
- આપાતકોણ (∠i): આપાત કિરણ અને લંબ વચ્ચે બનતા ખૂણાને આપાતકોણ કહે છે.
- પરાવર્તકોણ (∠r): પરાવર્તિત કિરણ અને લંબ વચ્ચે બનતા ખૂણાને પરાવર્તકોણ કહે છે.
3. પરાવર્તનના નિયમો (Laws of Reflection)
પ્રકાશનું પરાવર્તન ચોક્કસ નિયમોને આધીન થાય છે. આ નિયમો દરેક પ્રકારની સપાટી (સમતલ અરીસો હોય કે ગોલીય અરીસો) માટે સાચા છે.
પ્રથમ નિયમ:
"આપાતકોણ અને પરાવર્તનકોણ હંમેશા સમાન હોય છે."
ઉદાહરણ તરીકે, જો પ્રકાશનું કિરણ 30° ના ખૂણે અરીસા પર પડે, તો તે 30° ના ખૂણે જ પાછું ફરશે. જો તમે ટોર્ચનો પ્રકાશ સીધો લંબ દિશામાં (0° ખૂણે) ફેંકશો, તો તે તે જ રસ્તે પાછો આવશે.
બીજો નિયમ:
"આપાત કિરણ, પરાવર્તિત કિરણ અને આપાત બિંદુએ સપાટી પર દોરેલો લંબ – આ ત્રણેય એક જ સમતલમાં હોય છે."
આને સમજવા માટે કાગળના ટુકડાનો પ્રયોગ યાદ કરો. જો તમે ટેબલ પર કાગળ પાથરીને પ્રયોગ કરો, તો કિરણો કાગળની સપાટી પર જ રહેશે. જો તમે કાગળને વાળો, તો પરાવર્તિત કિરણ કાગળના વળેલા ભાગ પર દેખાશે નહીં, કારણ કે તે અલગ સમતલ બની જાય છે.
4. નિયમિત અને અનિયમિત પરાવર્તન
શું બધી જ સપાટીઓ અરીસા જેવી હોય છે? ના. સપાટીના પ્રકારના આધારે પરાવર્તનના બે પ્રકાર પડે છે.
(A) નિયમિત પરાવર્તન (Regular Reflection):
જ્યારે પ્રકાશના સમાંતર કિરણો કોઈ લીસી અને ચળકતી સપાટી (જેમ કે સમતલ અરીસો) પર પડે છે, ત્યારે પરાવર્તિત કિરણો પણ એકબીજાને સમાંતર રહે છે. આને કારણે આપણે અરીસામાં આપણું સ્પષ્ટ પ્રતિબિંબ જોઈ શકીએ છીએ.
(B) અનિયમિત અથવા વિખરાયેલું પરાવર્તન (Diffused Reflection):
જ્યારે પ્રકાશના કિરણો કોઈ ખરબચડી સપાટી (જેમ કે દિવાલ, લાકડું, પુસ્તક, રોડ) પર પડે છે, ત્યારે પરાવર્તિત કિરણો અલગ-અલગ દિશામાં વિખેરાઈ જાય છે. અહીં ∠i = ∠r નો નિયમ તો પળાય છે, પણ સપાટી વાંકીચૂકી હોવાથી દરેક બિંદુએ લંબની દિશા અલગ હોય છે.
5. સમતલ અરીસા વડે રચાતું પ્રતિબિંબ
જ્યારે તમે અરીસા સામે ઉભા રહો છો, ત્યારે તમારું પ્રતિબિંબ કેવું હોય છે? તેના ગુણધર્મો નીચે મુજબ છે:
- આભાસી (Virtual): પ્રતિબિંબ પડદા પર ઝીલી શકાતું નથી.
- ચત્તું (Erect): માથું ઉપર અને પગ નીચે જ દેખાય છે.
- સમાન કદનું: વસ્તુ જેવડું જ પ્રતિબિંબ મળે છે.
- વસ્તુ અંતર = પ્રતિબિંબ અંતર: તમે અરીસાથી જેટલા દૂર ઉભા છો, પ્રતિબિંબ અરીસાની પાછળ એટલું જ દૂર દેખાય છે.
- પાશ્વ વ્યુત્ક્રમ (Lateral Inversion): આ સૌથી રસપ્રદ છે. અરીસામાં તમારો ડાબો હાથ જમણો દેખાય છે અને જમણો હાથ ડાબો દેખાય છે.
આ જ કારણસર એમ્બ્યુલન્સ (AMBULANCE) પર અક્ષરો ઉંધા લખેલા હોય છે, જેથી આગળના વાહનના અરીસામાં તે સીધા વંચાય.
સ્વ-મૂલ્યાંકન ક્વિઝ (10 પ્રશ્નો)
આ પ્રકરણની તમારી સમજ ચકાસવા માટે નીચેના પ્રશ્નોના ઉત્તર આપો.
