প্রতিসরণ আর পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনের সিমুলেটর
এই সিমুলেশনের সমীকরণ
| n₁ | আলো যে উপাদানে শুরু করে (n₁) | প্রতিসরাঙ্ক: শূন্যস্থানের তুলনায় ওখানে আলো কত গুণ ধীরে চলে | |
|---|---|---|---|
| n₂ | যে উপাদানে ঢোকে (n₂) | বাছা তরঙ্গদৈর্ঘ্যে, তাই রঙের সঙ্গে এটি একটু বদলায় | |
| θ₁ | আপতন কোণ θ₁ (°) | অভিলম্ব, অর্থাৎ পৃষ্ঠের সঙ্গে সমকোণে থাকা ছেদরেখা থেকে মাপা, পৃষ্ঠ থেকে নয় | |
| θ₂ | প্রতিসরণ কোণ | ঘন উপাদানে ঢুকলে θ₁-এর চেয়ে ছোট (রশ্মি অভিলম্বের দিকে বাঁকে), বেরোলে বড় |
এখনকার মানগুলো দিয়ে:
| v | দ্বিতীয় উপাদানে আলোর গতি | c = 299,792 km/s; চলমান বিন্দুগুলো এই গুণকে ধীর হয়, আর গতির এই বদলই রশ্মিকে বাঁকায় |
|---|
এখনকার মানগুলো দিয়ে:
| θ_c | সংকট কোণ | কেবল ঘন থেকে কম ঘন উপাদানে গেলেই থাকে (n₁ n₂-এর চেয়ে বড়); এর পরে কোনো আলো পেরোয় না আর পুরোটাই প্রতিফলিত হয় |
|---|
এখনকার মানগুলো দিয়ে:
| θ_B | ব্রুস্টার কোণ | আপতন তলে সমবর্তিত আলো এখানে একেবারেই প্রতিফলিত হয় না, তাই প্রতিফলনটি পুরো সমবর্তিত; সমবর্তক সানগ্লাস এটিই কাজে লাগায় |
|---|
এখনকার মানগুলো দিয়ে:
| R | আলোর যত অংশ প্রতিফলিত হয় | অসমবর্তিত আলোর জন্য ফ্রেনেল সমীকরণ; বাকিটা, T = 1 − R, পেরিয়ে যায়। লেখচিত্র কোণের বিপরীতে এগুলো দেখায় |
|---|
এখনকার মানগুলো দিয়ে:
| λ | তরঙ্গদৈর্ঘ্য λ (nm) | কোশি সূত্র: বেগুনি আলো লালের চেয়ে বড় প্রতিসরাঙ্ক দেখে, তাই বেশি বাঁকে, আর এ কারণেই প্রিজম বর্ণালি তৈরি করে |
|---|
এখনকার মানগুলো দিয়ে:
| A | প্রিজমের শীর্ষকোণ A (°) | প্রিজমের মাথার কোণ | |
|---|---|---|---|
| δ | বিচ্যুতি | রশ্মিগুচ্ছ তার আসল দিক থেকে কতটা ঘুরে যায়; রশ্মি প্রিজম প্রতিসমভাবে পেরোলে এটি সবচেয়ে কম হয়, δ_min |
এখনকার মানগুলো দিয়ে:
| θ_max | ফাইবারের গ্রহণ কোণ | ফাইবারের মুখে এর অক্ষ থেকে এর চেয়ে বেশি কোণে ঢোকা আলো পাশে সংকট কোণের চেয়ে কম কোণে লাগে আর বেরিয়ে যায় |
|---|
এখনকার মানগুলো দিয়ে:
প্রতিসরণের সিমুলেটরটি কীভাবে ব্যবহার করবেন
- আলোটি যে মাধ্যমে শুরু করে আর যেটিতে ঢোকে — দুটিই বেছে নিয়ে আপতন কোণ বসিয়ে দিন। রশ্মিটি সীমানায় স্নেলের সূত্র মেনে বেঁকে যায়, একটি ফিকে প্রতিফলিত রশ্মি ফিরে যায়, আর সাদা বিন্দুগুলো ঘন মাধ্যমে আলোকে ধীর হয়ে যেতে দেখায়। ছেদরেখাটি অভিলম্ব, আর সব কোণই তার থেকে মাপা হয়।
- পানি, কাচ বা হিরেতে শুরু করে বাতাসে ঢুকুন, তারপর কোণ বাড়িয়ে দিন। প্রতিসৃত রশ্মি পৃষ্ঠের দিকে ঝুঁকে যায় আর ফিকে হয়ে আসে, আর সংকট কোণ ছাড়ালে তা মিলিয়ে যায়: সব আলোই প্রতিফলিত হয়। তা ঘটতে দেখতে “কোণ ঝেঁটিয়ে দেখুন”-এ টিক দিন, আর লেখচিত্রে প্রতিফলিত অংশটি অনুসরণ করুন, যা ব্রুস্টারের কোণও চিহ্নিত করে — যেখানে আপতন তলে পোলারায়িত আলো একেবারেই প্রতিফলিত হয় না।
- একটি রশ্মিকে তার রংগুলোতে ভেঙে দিতে প্রিজমে গিয়ে “সাদা আলো”-তে টিক দিন, কিংবা পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনে আলো আটকে থাকতে আর বড় বেশি খাড়া কোণে ঢুকলে চুইয়ে বেরিয়ে যেতে দেখতে আলোকতন্তুতে যান। লেন্স আর দর্পণের জন্য লেন্স আর দর্পণের রশ্মিচিত্রের সিমুলেটর রশ্মিচিত্র আঁকে।
সাধারণ প্রশ্ন
স্নেলের সূত্র কী?
n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂: প্রতিসরাঙ্ক গুণ অভিলম্ব থেকে কোণের সাইন একটি সীমানার দুই পাশেই একই। প্রতিসরাঙ্ক n মানে শূন্যের চেয়ে ওই মাধ্যমে আলো কত গুণ ধীরে চলে — পানিতে 1.33 আর কাচে প্রায় 1.5 — তাই বাতাস থেকে কাচে ঢোকা আলো অভিলম্বের দিকে বেঁকে যায়।
সংকট কোণ কী?
যে আপতন কোণ ছাড়ালে আলো একটি ঘন মাধ্যম ছেড়ে বেরোতে পারে না: sin θ_c = n₂ ÷ n₁। পানি থেকে বাতাসে তা 48.6°, কাচ থেকে প্রায় 41° আর হিরে থেকে 24.4°, আর হিরের ওই ছোট সংকট কোণই কাটা পাথরের ভেতরে আলো আটকে রেখে তাকে ঝলমলে করে তোলে। তা ছাড়ালে সব আলোই প্রতিফলিত হয়: পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন।
একটি প্রিজম সাদা আলো ভেঙে দেয় কেন?
কাচের প্রতিসরাঙ্ক লাল আলোর চেয়ে বেগুনি আলোর জন্য একটু বেশি (বিচ্ছুরণ), তাই প্রতিটি ফলকে বেগুনি বেশি বেঁকে যায়। ক্রাউন কাচে অঙ্কটি 400 nm-এ প্রায় 1.531 থেকে 700 nm-এ 1.513 পর্যন্ত চলে, যা একটি 60° প্রিজমের ফল প্রায় 2°-জুড়ে ছড়িয়ে দেওয়ার জন্যই যথেষ্ট। সিমুলেশনটি প্রতিটি মাধ্যমের জন্য কশির সূত্র n = A + B ÷ λ² ব্যবহার করে।
আলোকতন্তু আলো বয়ে নেয় কীভাবে?
পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন দিয়ে: আলো কম প্রতিসরাঙ্কের পদার্থে ঘেরা একটি কাচের মজ্জা বরাবর চলে আর প্রতিবারই সংকট কোণের চেয়ে বেশি কোণে পাশে গিয়ে লাগে, তাই কিছুই বেরিয়ে যায় না। আলোকে গ্রহণ কোণের ভেতরেই ঢুকতে হয়, যা সাংখ্যিক উন্মেষ NA = √(n_মজ্জা² − n_আচ্ছাদন²) ঠিক করে দেয়। আসল তন্তুর আচ্ছাদনের প্রতিসরাঙ্ক মজ্জার চেয়ে মাত্র প্রায় 1% কম, আর তাতে গ্রহণ কোণ দাঁড়ায় প্রায় 12°।
বলছে WebGL বন্ধ আছে।
3D দৃশ্যটির জন্য WebGL দরকার, যা আজকের প্রতিটি ব্রাউজারেই আছে। ব্রাউজারের সেটিংসে হার্ডওয়্যার ত্বরণ বন্ধ থাকলে, কিংবা গ্রাফিক্সের ড্রাইভার খুব পুরোনো হলে তা বন্ধ হয়ে থাকতে পারে। হার্ডওয়্যার ত্বরণ চালু করুন, কিংবা অন্য একটি ব্রাউজার দিয়ে দেখুন।
কিছু কি আপলোড হয়?
না। সিমুলেশনটি আপনার নিজের ব্রাউজারই WebGL দিয়ে আঁকে; কিছুই কোথাও পাঠানো হয় না, আর পাতাটি একবার লোড হয়ে গেলে তা অফলাইনেও চলতে থাকে।