ઘન-પાતળા માધ્યમની આંતર સપાટી માટે ક્રાંતિકોણ $45^{\circ}$ છે. પાતળા માધ્યમમાં પ્રકાશની ઝડપ $3 \times 10^8 \, m/s$ છે. તો ઘટ્ટ માધ્યમમાં પ્રકાશની ઝડપ કેટલી હશે?

પ્રવાહીથી ભરેલી ટાંકીના તળિયેથી કિરણોનો એક ઉર્ધ્વ પુંજ આવે છે. જ્યારે ટાંકીને $7.5\, m/s^2$ ના પ્રવેગ સાથે આડી દિશામાં પ્રવેગિત કરવામાં આવે છે,ત્યારે કિરણ પ્રવાહીની સપાટી દ્વારા સંપૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તિત થતું જોવા મળે છે. પ્રવાહીનો લઘુત્તમ શક્ય વક્રીભવનાંક કેટલો છે? ($g = 10\, m/s^2$ લો)

ઓપ્ટિકલ ફાઈબરમાં પ્રકાશનું માર્ગદર્શન $n_1$ વક્રીભવનાંક ધરાવતા પાતળા ઘન કાચના નળાકાર અને તેની આસપાસ $n_2$ વક્રીભવનાંક ધરાવતા માધ્યમની રચના દ્વારા સમજી શકાય છે. આ રચનામાં પ્રકાશનું માર્ગદર્શન $n_1$ અને $n_2$ માધ્યમોના આંતરપૃષ્ઠ પર થતા ક્રમિક પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તનને કારણે થાય છે. આપાતકોણ $i$ જેનું મૂલ્ય $i_m$ કરતા ઓછું હોય તેવા તમામ કિરણો $n_1$ વક્રીભવનાંક ધરાવતા માધ્યમમાં જ રહે છે. રચનાનો ન્યુમેરિકલ એપર્ચર $(NA)$ $\sin i_m$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે.
$1.$ બે રચનાઓ $S_1$ $(n_1=\sqrt{45}/4, n_2=3/2)$ અને $S_2$ $(n_1=8/5, n_2=7/5)$ માટે,પાણીનો વક્રીભવનાંક $4/3$ અને હવા માટે $1$ લેતા,સાચો વિકલ્પ(ઓ) છે:
$(A)$ પાણીમાં ડૂબેલા $S_1$ નો $NA$ એ $\frac{16}{3\sqrt{15}}$ વક્રીભવનાંક ધરાવતા પ્રવાહીમાં ડૂબેલા $S_2$ ના $NA$ જેટલો જ છે.
$(B)$ $\frac{6}{\sqrt{15}}$ વક્રીભવનાંક ધરાવતા પ્રવાહીમાં ડૂબેલા $S_1$ નો $NA$ એ પાણીમાં ડૂબેલા $S_2$ ના $NA$ જેટલો જ છે.
$(C)$ હવામાં રાખેલા $S_1$ નો $NA$ એ $\frac{4}{\sqrt{15}}$ વક્રીભવનાંક ધરાવતા પ્રવાહીમાં ડૂબેલા $S_2$ ના $NA$ જેટલો જ છે.
$(D)$ હવામાં રાખેલા $S_1$ નો $NA$ એ પાણીમાં રાખેલા $S_2$ ના $NA$ જેટલો જ છે.
$2.$ જો સમાન આડછેદ ધરાવતી પરંતુ અલગ અલગ ન્યુમેરિકલ એપર્ચર $NA_1$ અને $NA_2$ $(NA_2 < NA_1)$ ધરાવતી બે રચનાઓને લંબાઈની દિશામાં જોડવામાં આવે,તો સંયુક્ત રચનાનો ન્યુમેરિકલ એપર્ચર કેટલો થાય?
$(A)$ $\frac{NA_1 NA_2}{NA_1+NA_2}$ $(B)$ $NA_1+NA_2$ $(C)$ $NA_1$ $(D)$ $NA_2$

વિધાન : ઓપ્ટિકલ ફાઈબરમાં,કોરનો વ્યાસ નાનો રાખવામાં આવે છે.
કારણ : કોરનો આ નાનો વ્યાસ એ સુનિશ્ચિત કરે છે કે ફાઈબરમાં આપાતકોણ એ પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન માટે જરૂરી ક્રાંતિકોણ કરતા વધારે હોય.

એક નાનો બલ્બ $80 \, cm$ ઊંડાઈ સુધી પાણી ભરેલી ટાંકીના તળિયે મૂકવામાં આવ્યો છે. પાણીની સપાટીનું તે ક્ષેત્રફળ કેટલું હશે જેમાંથી બલ્બનો પ્રકાશ બહાર આવી શકે? પાણીનો વક્રીભવનાંક $1.33$ છે. (બલ્બને બિંદુવત ઉદગમ ગણો.)

ઓપ્ટિકલ ફાઇબરમાં કઈ ઘટનાનો ઉપયોગ થાય છે?