प्रकाश की एक एकवर्णी किरण $n_{1}$ अपवर्तनांक वाले माध्यम $A$ से $n_{2}$ अपवर्तनांक वाले माध्यम $B$ में यात्रा कर रही है। माध्यम $A$ में,एक निश्चित दूरी में $x$ तरंगें हैं। माध्यम $B$ में,उसी दूरी में $y$ तरंगें हैं। तो,माध्यम $B$ के सापेक्ष माध्यम $A$ का अपवर्तनांक क्या है?

$d$ मोटाई वाले एक पारदर्शी स्लैब का अपवर्तनांक $n(z)$ है जो $z$ के साथ बढ़ता है। यहाँ $z$ स्लैब के अंदर की ऊर्ध्वाधर दूरी है,जिसे ऊपर से मापा जाता है। स्लैब को चित्र में दिखाए अनुसार समान अपवर्तनांक $n_1$ और $n_2 (> n_1)$ वाले दो माध्यमों के बीच रखा गया है। प्रकाश की एक किरण माध्यम $1$ से $\theta_i$ कोण पर आपतित होती है और माध्यम $2$ में $\theta_f$ अपवर्तन कोण के साथ $l$ पार्श्व विस्थापन (lateral displacement) के साथ बाहर निकलती है। निम्नलिखित में से कौन सा/से कथन सत्य है/हैं?
$(A)$ $n_1 \sin \theta_i = n_2 \sin \theta_f$
$(B)$ $n_1 \sin \theta_i = (n_2 - n_1) \sin \theta_f$
$(C)$ $l, n_2$ से स्वतंत्र है
$(D)$ $l, n(z)$ पर निर्भर है

ऐसे पदार्थ का एक उदाहरण दीजिए जिसका द्रव्यमान घनत्व कम हो लेकिन प्रकाशीय घनत्व अधिक हो।

अधिकांश पदार्थों का अपवर्तनांक $n > 1$ होता है। इसलिए,जब हवा से प्रकाश की किरण किसी प्राकृतिक पदार्थ में प्रवेश करती है,तो स्नेल के नियम,$\frac{\sin \theta_1}{\sin \theta_2} = \frac{n_2}{n_1}$ के अनुसार,यह समझा जाता है कि अपवर्तित किरण अभिलंब की ओर मुड़ जाती है। लेकिन यह कभी भी आपतित किरण की तरह अभिलंब के एक ही तरफ बाहर नहीं निकलती है। विद्युत चुंबकत्व के अनुसार,माध्यम का अपवर्तनांक $n = \left(\frac{c}{v}\right) = \pm \sqrt{\varepsilon_r \mu_r}$ संबंध द्वारा दिया जाता है। जहाँ $\varepsilon_r$ और $\mu_r$ ऋणात्मक हैं,वहाँ $n$ का ऋणात्मक मूल चुनना आवश्यक है। ऐसे ऋणात्मक अपवर्तनांक वाले पदार्थों को अब कृत्रिम रूप से तैयार किया जा सकता है और इन्हें मेटा-मटेरियल्स कहा जाता है। वे किसी भी भौतिक नियम का उल्लंघन किए बिना काफी अलग ऑप्टिकल व्यवहार प्रदर्शित करते हैं। चूँकि $n$ ऋणात्मक है,यह अपवर्तित प्रकाश के प्रसार की दिशा में परिवर्तन का कारण बनता है। हालाँकि,सामान्य पदार्थों की तरह,मेटा-मटेरियल्स में भी अपवर्तन पर प्रकाश की आवृत्ति अपरिवर्तित रहती है।
$1.$ सही कथन चुनें।
$(A)$ मेटा-मटेरियल में प्रकाश की गति $v = c|n|$ है।
$(B)$ मेटा-मटेरियल में प्रकाश की गति $v = \frac{c}{|n|}$ है।
$(C)$ मेटा-मटेरियल में प्रकाश की गति $v = c$ है।
$(D)$ मेटा-मटेरियल में प्रकाश की तरंगदैर्ध्य $(\lambda_m)$,$\lambda_m = \frac{\lambda_{\text{air}}}{|n|}$ द्वारा दी जाती है,जहाँ $\lambda_{\text{air}}$ हवा में प्रकाश की तरंगदैर्ध्य है।
$2.$ हवा से मेटा-मटेरियल पर आपतित प्रकाश के लिए,उपयुक्त किरण आरेख कौन सा है?

प्रकाश की एक किरण एक पारदर्शी गोले पर $\pi / 4$ के कोण पर आपतित होती है और $r$ कोण पर अपवर्तित होती है। यह किरण एक आंतरिक परावर्तन के बाद गोले से बाहर निकलती है। किरण का कुल विचलन कोण क्या है?

माध्यम $A$ में $300 \ nm$ तरंगदैर्ध्य वाला प्रकाश एक समतल सतह के माध्यम से माध्यम $B$ में प्रवेश करता है। यदि प्रकाश की आवृत्ति $5 \times 10^{14} \ Hz$ है और माध्यम $A$ में गति का माध्यम $B$ में गति से अनुपात $\frac{4}{5}$ है,तो माध्यम $B$ का निरपेक्ष अपवर्तनांक क्या है?