એક પદાર્થને પ્રવાહીમાં ડુબાડવામાં આવે છે. પદાર્થ અદ્રશ્ય થઈ જાય તે માટે,તેણે

પ્રકાશનું વક્રીભવન એટલે શું?

હવામાં $600 \ nm$ તરંગલંબાઇ ધરાવતો પ્રકાશ $1.5$ વક્રીભવનાંક ધરાવતા માધ્યમમાં પ્રવેશે છે. માધ્યમની અંદર :

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

માધ્યમના પ્રકાશીય ગુણધર્મો સાપેક્ષ પરમિટિવિટી $(\epsilon_r)$ અને સાપેક્ષ પરમીએબિલિટી $(\mu_r)$ દ્વારા નક્કી થાય છે. વક્રીભવનાંક $n = \sqrt{\epsilon_r \mu_r}$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત છે. સામાન્ય પદાર્થો માટે $\epsilon_r > 0$ અને $\mu_r > 0$ હોય છે અને વર્ગમૂળ માટે ધન ચિહ્ન લેવામાં આવે છે. $1964$ માં,રશિયન વૈજ્ઞાનિક વી. વેસેલાગોએ $\epsilon_r < 0$ અને $\mu_r < 0$ ધરાવતા પદાર્થોના અસ્તિત્વની આગાહી કરી હતી. ત્યારથી,આવી 'મેટા-મટીરીયલ્સ' પ્રયોગશાળાઓમાં બનાવવામાં આવી છે અને તેમના પ્રકાશીય ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે. આવા પદાર્થો માટે $n = -\sqrt{\epsilon_r \mu_r}$ હોય છે. જ્યારે પ્રકાશ આવા વક્રીભવનાંક ધરાવતા માધ્યમમાં પ્રવેશે છે,ત્યારે તરંગો પ્રસરણની દિશાથી વિરુદ્ધ દિશામાં ગતિ કરે છે.
$(i)$ ઉપરના વર્ણન મુજબ,દર્શાવો કે જો પ્રકાશના કિરણો હવા (વક્રીભવનાંક $= 1$) માંથી આવા માધ્યમમાં $2^{nd}$ ચરણમાં $\theta_i$ ખૂણે પ્રવેશે,તો વક્રીભૂત કિરણ $3^{rd}$ ચરણમાં હોય છે.
$(ii)$ સાબિત કરો કે આવા માધ્યમ માટે સ્નેલનો નિયમ લાગુ પડે છે.

પ્રકાશનું કિરણ શૂન્યાવકાશમાંથી $n$ વક્રીભવનાંક ધરાવતા માધ્યમમાં પ્રવેશે છે. જો આપાતકોણ એ વક્રીભૂતકોણ કરતાં બમણો હોય, તો વક્રીભવનાંકના પદમાં આપાતકોણનું મૂલ્ય શોધો.