ವಕ್ರೀಭವನ

ವಕ್ರೀಭವನ ಎಂದರೆ ಒಂದು ಮಾಧ್ಯಮದಿಂದ ಇನ್ನೊಂದಕ್ಕೆ ತರಂಗಗಳು ದಾಟುವಾಗ ಎರಡು ಮಾಧ್ಯಮಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸುವ ಸೀಮಾರೇಖೆಗೆ ತರಂಗಮುಖ ಓರೆಯಾಗಿದ್ದರೆ ಜರಗುವ ತರಂಗಗಳ ಬಾಗುವಿಕೆ. ವಿಭಿನ್ನ ಮಾಧ್ಯಮಗಳಲ್ಲಿ ಅಲೆಯ ವೇಗದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯ ಕಾರಣದಿಂದುಂಟಾಗುವ ದಿಕ್ಕಿನ ಬದಲಾವಣೆ. ಅತಿ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಬೆಳಕು ಒಂದು ಮಾಧ್ಯಮದಿಂದ ಇನ್ನೊಂದಕ್ಕೆ ಹಾಯುವಾಗ ವಕ್ರೀಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಆದರೆ, ಬೇರೆ ಥರದ ಅಲೆಗಳೂ ವಕ್ರೀಭವನಕ್ಕೊಳಗಾಗುತ್ತವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಶಬ್ದ ತರಂಗಗಳು ಬೇರೆ ಮಾಧ್ಯಮದೊಳಗೆ ಹಾಯುವಾಗ ವಕ್ರೀಭವಿಸುತ್ತದೆ.

ವಿವಿಧ ವಕ್ರೀಭವನಾಂಕಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಎರಡು ಮಾಧ್ಯಮಗಳ ನಡುವಿನ ಸೀಮೆಯಲ್ಲಿ ಬೆಳಕಿನ ವಕ್ರೀಭವನ - ಇಲ್ಲಿ n₂ > n₁. ಎರಡನೇ ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಬೆಳಕಿನ ವೇಗವು ಕಡಿಮೆಯಿರುವುದರಿಂದ (v₂ < v₁), ವಕ್ರೀಭವನ ಕೋನವಾದ θ₂ ಆಪಾತಕೋನ θ₁ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರುತ್ತದೆ; ಅಂದರೆ, ಹೆಚ್ಚು ವಕ್ರೀಭವನಾಂಕದ ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಬೆಳಕಿನ ಕಿರಣವು ಕ್ಷಿತಿಜಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚು ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ.

ಬೆಳಕು ನೀರಿನಿಂದ ಗಾಳಿಗೆ ಹೊರಬರುವಾಗ ವಕ್ರೀಭವಿಸುವುದರಿಂದ, ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿನ ಸ್ಟ್ರಾ ಮುರಿದಂತೆ ಕಾಣುತ್ತದೆ.

ದೃಶ್ಯ ಬೆಳಕಿನ ಅಲೆಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಈ ವಿದ್ಯಮಾನ ಸರ್ವ ಪರಿಚಿತ. ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರ ಮಾಧ್ಯಮದಿಂದ (ಉದಾ: ವಾಯು) ಅಧಿಕ ಸಾಂದ್ರ ಮಾಧ್ಯಮಕ್ಕೆ (ಉದಾ: ಗಾಜು) ಬೆಳಕು ದಾಟುವಾಗ ಲಂಬದ (ನಾರ್ಮಲ್) ಕಡೆಗೂ ವಿರುದ್ಧ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ದಾಟುವಾಗ ಲಂಬದಿಂದ ದೂರಕ್ಕೂ ವಕ್ರೀಭವಿಸುತ್ತದೆ.

ವಕ್ರೀಭವನ ವಿದ್ಯಮಾನವನ್ನು ವಿವರಿಸುವ ಎರಡು ನಿಯಮಗಳಿವೆ:

1. ಆಪಾತ ಕಿರಣ, ವಕ್ರೀಭವಿತ ಕಿರಣ ಮತ್ತು ಲಂಬ ಇವೆಲ್ಲವೂ ಒಂದೇ ಸಮತಲದಲ್ಲಿ ಇರುತ್ತವೆ.
2. ಯಾವುದೇ ಎರಡು ಪಾರಕ ಮಾಧ್ಯಮಗಳಲ್ಲಿ ಬೆಳಕಿನ ಕಿರಣ ಒಂದು ಮಾಧ್ಯಮದಿಂದ ಇನ್ನೊಂದಕ್ಕೆ ದಾಟುವಾಗ ಆಪಾತ ಕೋನದ ಸೈನು (sin i) ಮತ್ತು ವಕ್ರೀಭವನ ಕೋನದ ಸೈನುಗಳ (sin r) ನಿಷ್ಪತ್ತಿ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ (n). (ಸೂತ್ರ ರೂಪ: sin i / sin r = n).

ಈ ನಿಯಮವನ್ನು ಆವಿಷ್ಕರಿಸಿದವ ಡಚ್ ಗಣಿತಜ್ಞ ವಿಲೆಬ್ರಾರ್ಡ್ ವಾನ್ ರಾಇಜೆನ್ ಸ್ನೆಲ್ (1580-1626). ಎಂದೇ ಈ ನಿಯಮಕ್ಕೆ ಸ್ನೆಲ್‌ನ ನಿಯಮ ಎಂಬ ಹೆಸರೂ ಇದೆ. ನಿಯಮದಲ್ಲಿ ಉಲ್ಲೇಖಿತ ಸ್ಥಿರಕ್ಕೆ (n) ಬೆಳಕು ಯಾವ ಮಾಧ್ಯಮಕ್ಕೆ ದಾಟುತ್ತದೋ ಆ ಮಾಧ್ಯಮದ ವಕ್ರೀಭವನಾಂಕ ಎಂದು ಹೆಸರು. ಗಾಜಿನ ವಕ್ರೀಭವನಾಂಕ (n_GA ಅಥವಾ n_G) 1.65 ಎಂಬುದನ್ನು ವಾಯುವಿನಿಂದ ಗಾಜಿನೊಳಕ್ಕೆ ಬೆಳಕು ಪ್ರಸರಿಸುವಾಗ ಗಾಜಿನ ವಕ್ರೀಭವನಾಂಕ ಎಂದು ಅರ್ಥೈಸಬೇಕು. ವಕ್ರೀಭವನಾಂಕದ ಮೌಲ್ಯಕ್ಕೆ ಅನುಪಾತೀಯವಾಗಿ ವಕ್ರೀಭವನದ ಪ್ರಮಾಣವಿರುತ್ತದೆ. ವಕ್ರೀಭವನವನ್ನು ಸ್ನೆಲ್ ನಿಯಮದಿಂದ ವಿವರಿಸಬಹುದು - ಈ ನಿಯಮದ ಪ್ರಕಾರ, ವಕ್ರೀಭವನ ಕೋನ ಮತ್ತು ಆಪಾತಕೋನಗಳು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಬಂಧಿಸಿರುತ್ತವೆ:

${\frac {\sin \theta _{1}}{\sin \theta _{2}}}={\frac {v_{1}}{v_{2}}}={\frac {n_{2}}{n_{1}}}$

ಅಥವಾ

$n_{1}\sin \theta _{1}=n_{2}\sin \theta _{2}\$

ಇಲ್ಲಿ $v_{1}$ and $v_{2}$ ಆಯಾ ಮಾಧ್ಯಮಗಳಲ್ಲಿ ಅಲೆಯ ವೇಗಗಳನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು $n_{1}$ ಮತ್ತು$n_{2}$ ಆಯಾ ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಬೆಳಕಿನ ವಕ್ರೀಭವನಾಂಕಗಳು.

ಮೊದಲನೆಯ ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಬೆಳಕಿನ ವೇಗಕ್ಕೂ ಎರಡನೆಯದ್ದರಲ್ಲಿ ಅದರ ವೇಗಕ್ಕೂ ಇರುವ ನಿಷ್ಪತ್ತಿಯೇ ವಕ್ರೀಭವನಾಂಕ ಎಂಬ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನವೂ ಉಂಟು. ವಿಭಿನ್ನ ಅಲೆಯುದ್ದದ (ಅರ್ಥಾತ್ ಬಣ್ಣದ) ಬೆಳಕುಗಳ ವಕ್ರೀಭವನಾಂಕಗಳೂ ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಹಳದಿ ಬೆಳಕಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಇರುವ ವಕ್ರೀಭವನಾಂಕವನ್ನು ಮಾಧ್ಯಮದ ಪ್ರಸಾಮಾನ್ಯ ವಕ್ರೀಭವನಾಂಕ ಎಂದು ಉಲ್ಲೇಖಿಸುವದು ವಾಡಿಕೆ.

ವಾಯುವಿನಲ್ಲಿ ಪ್ರಸರಿಸುತ್ತಿರುವ ಬೆಳಕಿನ ಕಿರಣಗಳು ಮಸೂರ, ಅಶ್ರಗ ಮುಂತಾದವುಗಳನ್ನು ದಾಟುವಾಗ ಜರಗುವ ಮತ್ತು ಕೆಲವು ನೈಸರ್ಗಿಕ (ಉದಾ: ನೀರಿನಾಳವನ್ನು ಇರುವುದಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಅಂದಾಜಿಸುವುದು) ವಿಶಿಷ್ಟ ವಿದ್ಯಮಾನಗಳನ್ನು ವಕ್ರೀಭವನದ ತತ್ವಗಳ ನೆರವಿನಿಂದ ವಿವರಿಸಬಹುದು.

ಇವನ್ನೂ ನೋಡಿ

• ವಕ್ರೀಭವನಾಂಕಗಳ ಪಟ್ಟಿ
• ಪ್ರತಿಫಲನ
• Willebrord Snellius
• ಸ್ನೆಲ್ ನಿಯಮ
• ಸಂಪೂರ್ಣ ಆಂತರಿಕ ಪ್ರತಿಫಲನ
• Total refraction
• Huygens-Fresnel principle
• Birefringence (Double refraction)

ಉಲ್ಲೇಖಗಳು

• David W. Ward and Keith A. Nelson: On the Physical Origins of the Negative Index of Refraction, New Journal of Physics, 7, 213 (2005).