પ્રકરણ-11 માનવ આંખ અને રંગબેરંગી દુનિયા

પ્રશ્ન 1. પ્રિઝમ શું છે?
ઉત્તર : પ્રિઝમ એક પારદર્શક વક્રીભૂત માધ્યમ છે,જે ઓછામાં ઓછી બે પાર્શ્વય(lateral)સપાટીથી સીમિત હોય છે અને બંને સપાટીઓ ચોક્કસ ખૂણે એકબીજા પર ઢળેલી હોય છે.

પ્રશ્ન 2. કાચનો ત્રિકોણીય પ્રિઝમ એટલે શું?
ઉત્તર : કાચનો ત્રિકોણીય પ્રિઝમ એ કાચનો બનેલો તેમજ બે ત્રિકોણાકાર પાયા અને ત્રણ લંબચોરસ પાર્ષીય બાજુઓ ધરાવતો પારદર્શક પદાર્થ છે.

પ્રશ્ન 3. કાચના પ્રિઝમને કેટલી બાજુઓ હોય છે?
ઉત્તર : કાચના પ્રિઝમને પાંચ બાજુઓ હોય છે,ત્રણ લંબચોરસ અને બે ત્રિકોણાકાર.

પ્રશ્ન 4. પ્રિઝમકોણ શું છે ? સમબાજુ પ્રિઝમમાં તેનું મૂલ્ય કેટલું હોય છે?
ઉત્તર : પ્રિઝમમાં બે પાસપાસેની પાર્ષીય બાજુઓ વચ્ચેના ખૂણાને પ્રિઝમ કોણ કહે છે.સમબાજુ ત્રિકોણીય પ્રિઝમમાં પ્રિઝમકોણનું મૂલ્ય 60° હોય છે.

પ્રશ્ન 5.ત્રિકોણીય કાચના પ્રિઝમ દ્વારા થતા પ્રકાશના વક્રીભવનનો અભ્યાસ કરો.
ઉતર: પદ્ધતિ : એક ડૉઇંગ બોર્ડ પર એક સફેદ કાગળને ડ્રૉઇંગ પિનની મદદથી લગાવો.તેના પર એક કાચનો પ્રિઝમ એવી રીતે ગોઠવો કે જેથી તેની ત્રિકોણાકાર સપાટી પાયો બને.પેન્સિલ વડે તેની કિનારીઓ અંકિત કરો.પ્રિઝમની કોઈ એક વક્રીભવનકારક સપાટી AB સાથે કોઈ ખૂણો બનાવે તેવી રેખા PE દોરો.આકૃતિ માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે આ રેખા PE પર બે ટાંકણીઓ P અને Q સ્થાને લગાવો. પ્રિઝમની બીજી બાજુ AC તરફથી P અને Q ટાંકણીઓનું પ્રતિબિંબ જુઓ.

R અને S બિંદુઓ પર બે ટાંકણીઓ એવી રીતે લગાવો કે જેથી ટાંકણીઓ R અને S તથા P અને Q ના પ્રતિબિંબ એક સીધી રેખામાં દેખાય.ટાંકણીઓ અને કાચના પ્રિઝમને હટાવી લો.રેખા PE પ્રિઝમની ધારને E બિંદુએ મળે છે.આ જ પ્રકારે R અને S બિંદુઓને એક રેખાથી જોડો. જુઓ કે રેખા PE અને RS એ પ્રિઝમની ધારોને અનુક્રમે E અને F બિંદુમાં મળે છે.E અને F બિંદુઓને જોડો. PL અને RS ને એવી રીતે લંબાવો કે તેઓ G બિંદુ પાસે મળે. આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ વિચલન કોણ ∠D દર્શાવો.પ્રિઝમની વક્રીભવનકારક સપાટીઓ AB તથા AC પર અનુક્રમે E તથા F પર લંબ દોરો.આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે આપાતકોણ (∠i),વક્રીભવનકોણ (∠r) તથા નિર્ગમનકોણ (∠e) નામનિર્દેશિત કરો.


    પ્રિઝમની દરેક વક્રીભૂત સપાટી પર આપાતકોણ અને વક્રીભૂતકોણને સરખાવો.અહીં,પ્રિઝમમાં PE, EF અને FS કિરણોની વાંકા વળવાની ક્રિયા અને કાચના સ્લેબમાં વાંકા વળવાની ક્રિયા એકસરખા પ્રકારની છે. 

અવલોકન : પ્રકાશનું કિરણ પ્રિઝમમાંથી પસાર થાય છે ત્યારે તે બે વાર વક્રીભૂત થાય છે. પ્રથમ વક્રીભવન AB સપાટીના બિંદુ E આગળ થાય છે. આપાતકિરણ PE એ E બિંદુ પાસે હવામાંથી કાચમાં પ્રવેશે છે.Eપાસે તે AB સપાટી પરના લંબ NN'તરફ વાંકું વળે છે. EF એ વક્રીભૂતકિરણ છે. બીજું વક્રીભવન AC સપાટી પર બિંદુએ થાય છે.પ્રારંભિક વક્રીભૂતકિરણ EF કાચમાંથી પસાર થઈ F પાસેથી હવામાં નિર્ગમન પામે છે. FS એ નિર્ગમન કિરણ છે. જે F બિંદુ પાસે AC સપાટી પરના લંબ MM'થી દુર થાય જાય છે.
     પ્રથમ વક્રીભૂત સપાટી AB પર, વક્રીભૂતકોણ (r) એ આપાતકોણ (i) કરતાં નાનો હોય છે,પરંતુ બીજી વક્રીભૂત સપાટી AC પર,વક્રીભૂતકોણ (e) એ આપાતકોણ (∠EFM ‘) કરતાં મોટો હોય છે.અહીં PE,EF અને FS કિરણો જે રીતે વાંકાં વળે છે. તે જ રીતે કાચના સ્લેબમાંથી પણ વાંકાં વળે છે. ગ્લાસ સ્લેબમાં ચોખ્ખો વિચલનકોણ શૂન્ય હોય છે,અને ત્યાં લેટરલ શીફ્ટ (પાર્શ્વય સ્થાનાંતર) હોય છે.જોકે પ્રિઝમના વિશિષ્ટ આકારને કારણે ચોખ્ખું વિચલન શૂન્ય નથી થતું અને પ્રિઝમ નિર્ગમનકિરણને આપાતકિરણની દિશા સાથે અમુક ખૂણાની દિશામાં વાંકું વાળે છે.આ ખૂણાને વિચલનકોણ કહે છે.એટલે કે, D = ∠ HGS. પ્રિઝમમાંથી બહાર નીકળતી વખતે આ એ ખૂણો છે,જે આપાતકિરણની દિશા સાથે નિર્ગમનકિરણ બનાવે છે.વિચલન કોણ એ આપાતકોણ,પ્રિઝમકોણ અને પ્રિઝમના દ્રવ્યના પ્રકાર (અર્થાત્ વક્રીભવનાંક) પર આધાર રાખે છે. 

નિર્ણય : જ્યારે પ્રકાશનું કિરણ પ્રિઝમમાંથી પસાર થાય છે,ત્યારે જેમ ગ્લાસ સ્લેબમાં બે વાર વક્રીભૂત થાય છે તે જ રીતે બે વાર વક્રીભૂત થાય છે.પ્રિઝમના વિશિષ્ટ આકારને કારણે ચોખ્ખું વિચલન શૂન્ય મળતું નથી, પરંતુ ગ્લાસ સ્લેબમાંથી જ્યારે પ્રકાશનું કિરણ પસાર થાય છે ત્યારે ચોખ્ખું વિચલન શૂન્ય મળે છે.ટૂંકમાં, પ્રિઝમમાંથી પ્રકાશનું કિરણ પસાર થાય છે,ત્યારે તેનું વિચલન શૂન્ય મળતું નથી.

પ્રશ્ન 6. કાચના પ્રિઝમ વડે પ્રકાશનું વિભાજન સમજાવો.
ઉતર: એક કાગળનું પૂંઠું લો અને તેના મધ્યમાં એક નાનું છિદ્ર કે સાંકડી ફાટ બનાવો.સાંકડી ફાટ પર સૂર્યપ્રકાશ પડવા દો.પરિણામે તેમાંથી શ્વેત પ્રકાશનું એક પાતળું કિરણપુંજ મળે છે. હવે કાચનો એક પ્રિઝમ લો અને આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે ફાટમાંથી બહાર આવતા પ્રકાશને પ્રિઝમની એક બાજુ પર પડવા દો. પ્રિઝમને ધીરે ધીરે એવી રીતે ફેરવો કે જેથી તેમાંથી નીકળતો પ્રકાશ પાસે રાખેલા પડદા પર દેખાય.

આકૃતિ: 

અવલોકન : શ્વેત પ્રકાશને પ્રિઝમમાંથી પસાર કરતાં સાત રંગના (જાનીવાલીપીનારા) સુંદર પટ્ટા આપણને પડદા પર જોવા મળે છે.જાંબલી રંગના પ્રકાશનું વિચલન સૌથી વધારે અને રાતા રંગના પ્રકાશનું વિચલન સૌથી ઓછું થાય છે.આથી પડદા પર જાંબલી રંગનો પટ્ટો સૌથી નીચે અને રાતા રંગનો પટ્ટો સૌથી ઉપર હોય છે.આમ થવાનું કારણ પ્રિઝમ પોતે આપાત સફેદ પ્રકાશને રંગના પટ્ટામાં વિભાજિત કરે છે. 
પડદા પર રંગનો ક્રમ નીચેથી જોતાં જાંબલી (V),નીલો(I),વાદળી (B), લીલો (G), પીળો (Y), નારંગી (O) રાતો (R) જોવા મળે છે. 

નિર્ણય : શ્વેત પ્રકાશ એ સાત રંગોનો બનેલો છે અને જુદા જુદા રંગોનું વિચલન જુદું જુદું હોય છે.