એક લાંબા ઊભી સ્તંભમાં શુદ્ધ પ્રવાહી અને દ્રાવણનું મિશ્રણ (એટલે કે, આડી પરિમાણો << ઊભી પરિમાણો) દ્રાવ્ય કણોનું પ્રસરણ ઉત્પન્ન કરે છે અને તેથી ઊભી દિશામાં વક્રીભવનાંકનો ઢાળ (gradient) ઉત્પન્ન થાય છે. સ્તંભમાં ઊભી દિશા સાથે કાટખૂણે પ્રવેશતું પ્રકાશનું કિરણ તેના મૂળ પથથી વિચલિત થાય છે. $d << h$ આડી અંતર કાપતા થતું વિચલન શોધો, જ્યાં $h$ એ સ્તંભની ઊંચાઈ છે.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ, પ્રવાહીના અત્યંત ઊંચા નળાકાર સ્તંભની અંદર, $x$ અને $x+dx$ અંતરે આવેલા સ્તરો વચ્ચે $dx$ પહોળાઈનો અત્યંત સાંકડો વિસ્તાર ધ્યાનમાં લો.
ઉપરના વિસ્તારમાં, બિંદુ $B$ એ આડી સંદર્ભ સપાટીથી $y$ ઊંચાઈએ $\overline{PQ}$ સ્તર પર છે, જ્યાં વક્રીભવનાંક $\mu$ છે અને વક્રીભવનાંકનો ઢાળ $\frac{d\mu}{dy}$ છે. આ બિંદુએ, પ્રકાશનું કિરણ $\overrightarrow{AB}$ એ $(180^{\circ}-\theta)$ ખૂણે આપાત થાય છે. (કારણ કે $\overrightarrow{AB}$ એ આડી સપાટી $\overline{PQ}$ પર દોરેલા લંબ $M_1N_1$ સાથે $(180^{\circ}-\theta)$ ખૂણો બનાવે છે, જે આપાતકોણ બને છે).
જો વક્રીભવનાંકનો કોઈ ઢાળ ન હોત, તો કિરણ $\overrightarrow{AB}$ વિચલન વગર $dx$ પહોળાઈ ઓળંગીને બિંદુ $B'$ પર પહોંચ્યું હોત. પરંતુ અહીં ઊંચાઈ ઘટવાની સાથે વક્રીભવનાંક વધે છે, તેથી $\overline{RS}$ સ્તર પર ઊંચાઈ $(y-dy)$ છે અને વક્રીભવનાંક $(\mu+d\mu)$ છે જે $\mu$ કરતા વધારે છે. તેથી, કિરણ $\overrightarrow{AB}$ લંબ $M_1N_1$ તરફ વળે છે અને $B$ થી $C$ તરફ આગળ વધે છે. આમ, કિરણ $\overrightarrow{BC}$ એ વક્રીભૂત કિરણ બને છે જે લંબ $M_1N_1$ સાથે ${180^{\circ}-(\theta+d\theta)}$ ખૂણો બનાવે છે.
બિંદુ $B$ પર સ્નેલનો નિયમ લાગુ પાડતા, આપણને મળે છે:
$\mu \sin(180^{\circ}-\theta) = (\mu+d\mu) \sin(180^{\circ}-(\theta+d\theta))$
$\therefore \mu \sin\theta = (\mu+d\mu) \sin(\theta+d\theta)$
$\sin(\theta+d\theta) \approx \sin\theta + \cos\theta d\theta$ અંદાજનો ઉપયોગ કરીને અને $d\mu d\theta$ જેવા ઉચ્ચ-ક્રમના પદોને અવગણતા:
$\mu \sin\theta = \mu \sin\theta + \mu \cos\theta d\theta + d\mu \sin\theta$
$0 = \mu \cos\theta d\theta + \sin\theta d\mu$
$d\theta = -\tan\theta \frac{d\mu}{\mu}$
આડી અંતર $d$ પર તેનું સંકલન કરતા, કુલ વિચલન $\delta = \int d\theta = -\int_0^d \tan\theta \frac{d\mu}{dx} dx$ મળે છે.

Explore More

Similar Questions

પ્રકાશનું કિરણ હવા માંથી પાણીમાં,પાણી માંથી કાચમાં અને ફરીથી કાચ માંથી હવામાં વક્રીભવન પામે છે. જો નિર્ગમન કિરણ આપાત કિરણને સમાંતર હોય,તો નીચેનામાંથી કયો સંબંધ સાચો છે? ($n_{a}, n_{w}, n_{g}$ અનુક્રમે હવા,પાણી અને કાચના વક્રીભવનાંક દર્શાવે છે.)

એક પ્રકાશનું કિરણ વિસ્તાર $I$ થી વિસ્તાર $IV$ તરફ ગતિ કરે છે (આકૃતિ જુઓ). વિસ્તાર $I, II, III$ અને $IV$ ના વક્રીભવનાંક અનુક્રમે $n_0, \frac{n_0}{2}, \frac{n_0}{6}$ અને $\frac{n_0}{8}$ છે. આપાતકોણ $\theta$ શોધો જેના માટે કિરણ વિસ્તાર $IV$ માં પ્રવેશતા સહેજ ચૂકી જાય છે:

Difficult
View Solution

પ્રકાશના કિરણની આવૃત્તિ $6 \times 10^{14} \,Hz$ છે. જ્યારે તે $1.5$ વક્રીભવનાંક ધરાવતા માધ્યમમાં પ્રસરણ પામે ત્યારે તેની આવૃત્તિ કેટલી હશે?

આપેલ આકૃતિ પરથી $\mu_1, \mu_2, \mu_3$ વચ્ચેનો સંબંધ સ્થાપિત કરો.

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

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo