વક્રીભવન

વક્રીભવન : પ્રકાશનું કિરણ બે માધ્યમના અંતરાપૃષ્ઠ આગળ દાખલ થતાં કિરણની દિશા બદલાવાની ઘટના અથવા એક માધ્યમમાંથી બીજા પારદર્શક માધ્યમમાં પ્રકાશનું કિરણ દાખલ થતાં માધ્યમની સપાટી આગળ તેની વાંકા વળવાની ઘટના. પ્રકાશ ઉપરાંત ઉષ્મા અને અવાજના તરંગો પણ આવી ઘટના અનુભવે છે. પ્રકાશનું કિરણ પાતળા માધ્યમમાંથી ઘટ્ટ માધ્યમમાં દાખલ થાય છે ત્યારે કિરણ માધ્યમની પ્રવેશ-સપાટી સાથે લીધેલા લંબની નજીક જાય છે. પ્રકાશનું કિરણ ઘટ્ટ માધ્યમમાંથી પાતળા માધ્યમમાં દાખલ થતાં તેથી ઊલટું બને છે.

પ્રકાશનું કિરણ પાતળા માધ્યમમાંથી ઘટ્ટ માધ્યમમાં દાખલ થતાં તેનો (પ્રકાશ-કિરણનો) વેગ ઘટે છે અને ઘટ્ટમાંથી પાતળા માધ્યમમાં જતાં પ્રકાશના કિરણનો વેગ વધે છે.

પ્રકાશનું કિરણ બીજા માધ્યમમાં સંપૂર્ણપણે પ્રવેશતું નથી પણ તેનો થોડોક અંશ પરાવર્તન પામે છે.

પ્રકાશ-કિરણના વક્રીભવનને આધારે માધ્યમનો વક્રીભવનાંક નક્કી કરી શકાય છે. વક્રીભવનાંક માધ્યમ સાથે સંકળાયેલો અચળાંક છે. પ્રકાશનું કિરણ શૂન્યાવકાશમાંથી સંક્રાંતિ પામીને માધ્યમમાં જાય છે ત્યારે તે માધ્યમની લાક્ષણિક પરાવર્તનીય વર્તણૂકનો ખ્યાલ આપે છે. જો બંને માધ્યમો એકબીજા ઉપર સામાન્ય સીમા ધરાવે તો ઉચ્ચ વક્રીભવનાંકવાળું માધ્યમ ઉચ્ચ પ્રકાશીય ઘનતા (higher optical density) ધરાવે છે અને ઓછા વક્રીભવનાંકવાળું માધ્યમ લઘુપ્રકાશીય ઘનતા ધરાવે છે તેમ કહેવાય.

શૂન્યાવકાશનો વક્રીભવનાંક 1 (એક) છે. હવા, પાણી અને હીરાનો વક્રીભવનાંક અનુક્રમે 1.0003, 1.333 અને 2.417 છે. કાચનો વક્રીભવનાંક 1.4થી 1.9 વચ્ચે હોય છે. ક્વાર્ટ્ઝ, ક્રાઉન અને ફ્લિન્ટનો વક્રીભવનાંક અનુક્રમે 1.46, 1.51 અને 1.61 છે.

વક્રીભવનાંક, વધુ ચોક્કસ રીતે, પ્રકાશના શૂન્યાવકાશમાં વેગ અને પ્રકાશના માધ્યમમાં વેગનો ગુણોત્તર છે. માધ્યમનો વક્રીભવનાંક

અનુક્રમે પ્રકાશનો શૂન્યાવકાશમાં અને માધ્યમમાં વેગ છે. વક્રીભવનાંક એ બે વેગોનો ગુણોત્તર હોઈ તેને એકમ નથી તથા પરિમાણવિહીન રાશિ છે.

વ્યાપક રીતે જોવા જતાં વક્રીભવનાંક પ્રકાશની તરંગલંબાઈ ઉપર આધારિત છે. સામાન્ય રીતે તે સોડિયમની D-રેખાએ (λ = 589.3 નેમી.) માટે આપવામાં આવે છે.

તરંગનો પ્રથમ માધ્યમમાં વેગ C₁ અને બીજા માધ્યમમાં વેગ C₂ હોય તો અને આપાત તથા વક્રીભવન કોણ અનુક્રમે ∈ અને ∈¹ હોય તો થાય છે.

આને વક્રીભવનનો (અથવા સ્નેલનો) નિયમ કહે છે.

અંતરાપૃષ્ઠ આગળ થતું મૂળ તરંગ ઉત્તેજિત થતાં તેનો કેટલોક અંશ એ જ માધ્યમમાં પાછો વળે છે. તરંગ અંતરાપૃષ્ઠ આગળ સંપાત થતાં તેનો કેટલોક અંશ વક્રીભૂત થાય છે; જ્યારે બાકીનો કેટલોક અંશ પરાવર્ત થાય છે.

આનંદ પ્ર. પટેલ