Light

प्रकाश ऊर्जा का एक रूप है जो हमें वस्तुओं को देखने में मदद करता है। हम वस्तुओं को तब देखते हैं जब प्रकाश उनसे परावर्तित होकर हमारी आँखों में प्रवेश करता है।

प्रकाश का परावर्तन

• जब प्रकाश किसी सतह से टकराकर वापस लौटता है, तो इस घटना को प्रकाश का परावर्तन कहते हैं।
• आपतित किरण (Incident Ray): वह प्रकाश किरण जो किसी सतह पर पड़ती है।
• परावर्तित किरण (Reflected Ray): वह प्रकाश किरण जो सतह से टकराकर वापस लौटती है।
• अभिलंब (Normal): परावर्तन बिंदु पर सतह के लंबवत (90°) खींची गई काल्पनिक रेखा।
• आपतन कोण (Angle of Incidence, \(\angle i\)): आपतित किरण और अभिलंब के बीच का कोण।
• परावर्तन कोण (Angle of Reflection, \(\angle r\)): परावर्तित किरण और अभिलंब के बीच का कोण।

परावर्तन के नियम

प्रकाश के परावर्तन के दो मुख्य नियम हैं जो सभी प्रकार की परावर्तक सतहों (चिकनी या खुरदरी) पर लागू होते हैं:

1. पहला नियम: आपतन कोण हमेशा परावर्तन कोण के बराबर होता है।

• \(\angle i = \angle r\)

1. दूसरा नियम: आपतित किरण, परावर्तन बिंदु पर अभिलंब और परावर्तित किरण, ये तीनों एक ही तल (plane) में स्थित होते हैं।

समतल दर्पण वह दर्पण होता है जिसकी परावर्तक सतह समतल होती है। हमारे घरों में उपयोग होने वाले दर्पण समतल दर्पण होते हैं।

समतल दर्पण द्वारा बने प्रतिबिंब की विशेषताएं:

• आभासी और सीधा (Virtual and Erect): प्रतिबिंब हमेशा आभासी होता है (अर्थात इसे पर्दे पर प्राप्त नहीं किया जा सकता) और सीधा होता है (वस्तु के समान अभिविन्यास में)।
• समान आकार (Same Size): प्रतिबिंब का आकार वस्तु के आकार के बराबर होता है।
• समान दूरी (Same Distance): प्रतिबिंब दर्पण के पीछे उतनी ही दूरी पर बनता है जितनी दूरी पर वस्तु दर्पण के सामने होती है।
• पार्श्व परिवर्तन (Lateral Inversion): प्रतिबिंब में वस्तु का बायां भाग दायां और दायां भाग बायां दिखाई देता है। उदाहरण के लिए, यदि आप दर्पण में अपना दायां हाथ उठाते हैं, तो प्रतिबिंब में बायां हाथ उठता हुआ प्रतीत होगा।

पार्श्व परिवर्तन (Lateral Inversion)

• यह वह घटना है जहाँ दर्पण में बनी छवि में वस्तु का बायां भाग दायां और दायां भाग बायां दिखाई देता है।
• एंबुलेंस (AMBULANCE) शब्द अक्सर वाहनों पर उलटा लिखा होता है ताकि सामने वाले वाहन के चालक को अपने रियर-व्यू मिरर में यह सीधा दिखाई दे।

प्रकाश का परावर्तन सतह की प्रकृति पर निर्भर करता है। सतह चिकनी या खुरदरी हो सकती है, और इसके अनुसार परावर्तन दो प्रकार का होता है:

1. नियमित परावर्तन (Regular Reflection)

• यह तब होता है जब प्रकाश की समानांतर किरणें चिकनी और पॉलिश की हुई सतह (जैसे समतल दर्पण, शांत पानी की सतह, अत्यधिक पॉलिश की हुई धातु) से टकराती हैं।
• परावर्तन के बाद, सभी परावर्तित किरणें भी एक-दूसरे के समानांतर रहती हैं।
• नियमित परावर्तन के कारण ही हमें स्पष्ट प्रतिबिंब दिखाई देते हैं।

2. विसरित परावर्तन (Diffused Reflection) या अनियमित परावर्तन

• यह तब होता है जब प्रकाश की समानांतर किरणें खुरदरी या अनियमित सतह (जैसे दीवार, कागज, लकड़ी, कपड़े) से टकराती हैं।
• परावर्तन के बाद, परावर्तित किरणें विभिन्न दिशाओं में बिखर जाती हैं और एक-दूसरे के समानांतर नहीं रहती हैं।
• विसरित परावर्तन के कारण हमें वस्तुओं का स्पष्ट प्रतिबिंब दिखाई नहीं देता, लेकिन यह हमें वस्तुओं को देखने में मदद करता है। उदाहरण के लिए, कमरे की दीवारें विसरित परावर्तन के कारण ही दिखाई देती हैं।

क्या विसरित परावर्तन परावर्तन के नियमों का उल्लंघन करता है?

• नहीं, विसरित परावर्तन परावर्तन के नियमों का उल्लंघन नहीं करता है।
• खुरदरी सतह पर, प्रत्येक बिंदु पर सतह का झुकाव अलग-अलग होता है। इसलिए, प्रत्येक बिंदु पर अभिलंब की दिशा भी अलग होती है।
• यद्यपि प्रत्येक व्यक्तिगत किरण परावर्तन के नियमों का पालन करती है, लेकिन सतह की अनियमितता के कारण परावर्तित किरणें विभिन्न दिशाओं में फैल जाती हैं।

जब दो या दो से अधिक दर्पणों को एक-दूसरे के कोण पर रखा जाता है, तो एक वस्तु की कई छवियां बनती हैं। यह प्रकाश के बार-बार परावर्तन के कारण होता है।

बहु-छवियां (Multiple Images)

• जब प्रकाश किसी दर्पण से परावर्तित होता है, तो वह परावर्तित प्रकाश दूसरे दर्पण पर आपतित हो सकता है, जिससे एक और परावर्तन होता है। यह प्रक्रिया तब तक जारी रहती है जब तक प्रकाश की तीव्रता कम न हो जाए।
• छवियों की संख्या: दो समतल दर्पणों के बीच बनने वाली छवियों की संख्या उनके बीच के कोण पर निर्भर करती है।
• यदि दो दर्पणों के बीच का कोण \(\theta\) है, तो बनने वाली छवियों की संख्या \(n = \frac{360^\circ}{\theta} - 1\) होती है।
• उदाहरण:
• यदि \(\theta = 90^\circ\) (समकोण पर), तो \(n = \frac{360}{90} - 1 = 4 - 1 = 3\) छवियां बनती हैं।
• यदि \(\theta = 60^\circ\), तो \(n = \frac{360}{60} - 1 = 6 - 1 = 5\) छवियां बनती हैं।
• यदि \(\theta = 0^\circ\) (दर्पण समानांतर हैं), तो अनंत छवियां बनती हैं (जैसे नाई की दुकान में)।

कैलाइडोस्कोप (Kaleidoscope)

• कैलाइडोस्कोप एक ऑप्टिकल उपकरण है जो प्रकाश के बहु-परावर्तन के सिद्धांत पर काम करता है।
• संरचना: इसमें आमतौर पर तीन समतल दर्पण होते हैं जिन्हें एक ट्यूब के अंदर \(60^\circ\) के कोण पर एक-दूसरे की ओर झुकाकर रखा जाता है। ट्यूब के एक सिरे पर रंगीन कांच के टुकड़े या मोती होते हैं, और दूसरे सिरे पर एक देखने वाला छेद होता है।
• कार्यप्रणाली: जब आप देखने वाले छेद से देखते हैं, तो रंगीन टुकड़ों की कई छवियां बनती हैं, जो सुंदर और सममित पैटर्न बनाती हैं। हर बार जब कैलाइडोस्कोप को घुमाया जाता है, तो एक नया पैटर्न दिखाई देता है।
• उपयोग: कैलाइडोस्कोप का उपयोग खिलौने के रूप में किया जाता है और डिजाइनरों द्वारा नए पैटर्न और डिजाइन बनाने के लिए भी किया जाता है।

हम अक्सर सूर्य के प्रकाश को सफेद मानते हैं, लेकिन वास्तव में यह कई रंगों का मिश्रण है।

प्रकाश का फैलाव (Dispersion of Light)

• प्रकाश का अपने घटक रंगों में विभाजित होने की घटना को प्रकाश का फैलाव कहते हैं।
• जब सफेद प्रकाश (जैसे सूर्य का प्रकाश) किसी प्रिज्म या पानी की बूंदों से गुजरता है, तो यह सात रंगों के एक बैंड में विभाजित हो जाता है।
• इन सात रंगों का क्रम VIBGYOR (बैंगनी, जामुनी, नीला, हरा, पीला, नारंगी, लाल) होता है।
• स्पेक्ट्रम (Spectrum): प्रकाश के फैलाव से प्राप्त सात रंगों के बैंड को स्पेक्ट्रम कहते हैं।

इंद्रधनुष (Rainbow)

• इंद्रधनुष प्रकाश के फैलाव का एक प्राकृतिक उदाहरण है।
• यह बारिश के बाद आकाश में दिखाई देता है जब सूर्य का प्रकाश वायुमंडल में मौजूद पानी की छोटी बूंदों से गुजरता है।
• पानी की बूंदें छोटे प्रिज्म की तरह कार्य करती हैं, जो सूर्य के प्रकाश को उसके घटक रंगों में फैला देती हैं और फिर उसे परावर्तित करती हैं, जिससे इंद्रधनुष बनता है।

मानव आँख एक अद्भुत अंग है जो हमें अपने आसपास की दुनिया को देखने में सक्षम बनाता है। यह लगभग गोलाकार होती है।

मानव आँख के मुख्य भाग और उनके कार्य:

• कॉर्निया (Cornea): आँख का सामने वाला पारदर्शी, उभरा हुआ भाग। यह प्रकाश को आँख में प्रवेश करने देता है और अधिकांश प्रकाश का अपवर्तन करता है।
• आइरिस (Iris): कॉर्निया के पीछे एक गहरा, पेशीय डायाफ्राम। यह आँख को उसका विशिष्ट रंग देता है। आइरिस पुतली के आकार को नियंत्रित करता है।
• पुतली (Pupil): आइरिस के केंद्र में एक छोटा सा छेद। यह आँख में प्रवेश करने वाले प्रकाश की मात्रा को नियंत्रित करता है। तेज रोशनी में पुतली सिकुड़ जाती है और कम रोशनी में फैल जाती है।
• लेंस (Lens): पुतली के पीछे स्थित एक पारदर्शी, उत्तल लेंस। यह प्रकाश को रेटिना पर केंद्रित करता है। यह सिलिअरी मांसपेशियों द्वारा अपनी फोकस दूरी को समायोजित कर सकता है।
• सिलिअरी मांसपेशियां (Ciliary Muscles): ये लेंस को पकड़े रहती हैं और इसकी वक्रता को बदलकर फोकस दूरी को समायोजित करती हैं (समंजन क्षमता)।
• रेटिना (Retina): आँख के पीछे की आंतरिक सतह। यह एक प्रकाश-संवेदनशील पर्दा है जिस पर वस्तु का वास्तविक और उल्टा प्रतिबिंब बनता है। इसमें दो प्रकार की प्रकाश-संवेदनशील कोशिकाएं होती हैं:
• शंकु कोशिकाएं (Cones): ये तेज रोशनी के प्रति संवेदनशील होती हैं और रंगों को पहचानने में मदद करती हैं।
• छड़ कोशिकाएं (Rods): ये मंद रोशनी के प्रति संवेदनशील होती हैं और रात की दृष्टि (काले और सफेद) के लिए जिम्मेदार होती हैं।
• ऑप्टिक तंत्रिका (Optic Nerve): रेटिना से मस्तिष्क तक दृश्य संकेतों को ले जाने वाली तंत्रिका।
• अंध बिंदु (Blind Spot): रेटिना पर वह बिंदु जहाँ ऑप्टिक तंत्रिका आँख से बाहर निकलती है। इस बिंदु पर कोई प्रकाश-संवेदनशील कोशिकाएं (शंकु या छड़) नहीं होती हैं, इसलिए इस बिंदु पर बनने वाले प्रतिबिंब को देखा नहीं जा सकता।
• पीत बिंदु (Yellow Spot/Macula): रेटिना के केंद्र में एक छोटा सा क्षेत्र जहाँ शंकु कोशिकाओं की सांद्रता सबसे अधिक होती है। यह सबसे स्पष्ट दृष्टि का क्षेत्र है।

दृष्टि की दृढ़ता (Persistence of Vision)

• किसी वस्तु का प्रतिबिंब रेटिना पर वस्तु को हटा दिए जाने के बाद भी लगभग 1/16 सेकंड तक बना रहता है।
• इस घटना को दृष्टि की दृढ़ता कहते हैं।
• इसी सिद्धांत का उपयोग चलचित्रों (movies) में किया जाता है। यदि 16 या अधिक स्थिर छवियों को प्रति सेकंड की दर से हमारी आँखों के सामने तेजी से दिखाया जाए, तो हमें गति का भ्रम होता है।

हमारी आँखें अनमोल हैं और उनकी उचित देखभाल करना बहुत महत्वपूर्ण है।

आँखों की देखभाल के लिए सावधानियां:

• पर्याप्त रोशनी: बहुत कम या बहुत अधिक रोशनी आँखों के लिए हानिकारक होती है।
• कम रोशनी में पढ़ने से आँखों पर जोर पड़ता है और सिरदर्द हो सकता है।
• सूर्य, शक्तिशाली लैंप या लेजर टॉर्च जैसी अत्यधिक तेज रोशनी सीधे देखने से रेटिना को नुकसान पहुँच सकता है। सूर्य को सीधे न देखें।
• आँखों को रगड़ें नहीं: यदि धूल के कण आँखों में चले जाएं, तो उन्हें साफ पानी से धोएं। यदि सुधार न हो तो डॉक्टर से संपर्क करें।
• पढ़ने की दूरी: हमेशा पढ़ने के लिए सामान्य दूरी (लगभग 25 सेमी) बनाए रखें। किताब को बहुत पास या बहुत दूर न रखें।
• पोषक आहार: विटामिन A की कमी से आँखों की कई समस्याएं हो सकती हैं, जिनमें रतौंधी (night blindness) सबसे आम है।
• विटामिन A से भरपूर खाद्य पदार्थ जैसे गाजर, ब्रोकोली, हरी पत्तेदार सब्जियां (पालक), कॉड लिवर तेल, अंडे, दूध, दही, पनीर, मक्खन, पपीता और आम को अपने आहार में शामिल करें।
• नियमित जांच: यदि आवश्यक हो तो चश्मे का उपयोग करें और नियमित रूप से आँखों की जांच करवाएं।

ब्रेल प्रणाली (Braille System)

• ब्रेल प्रणाली दृष्टिबाधित व्यक्तियों के लिए पढ़ने और लिखने की एक विधि है।
• इसे लुई ब्रेल ने विकसित किया था।
• इसमें 63 डॉट पैटर्न या वर्ण होते हैं। प्रत्येक वर्ण एक अक्षर, अक्षरों का संयोजन, एक सामान्य शब्द या एक व्याकरणिक चिह्न का प्रतिनिधित्व करता है।
• इन पैटर्न को उभरे हुए बिंदुओं के रूप में कागज पर बनाया जाता है, जिन्हें दृष्टिबाधित व्यक्ति अपनी उंगलियों से छूकर पहचानते हैं।
• ब्रेल प्रणाली ने दृष्टिबाधित व्यक्तियों के लिए शिक्षा और संचार को सुलभ बनाया है।