आरसा (Mirrors) :
आरसा हा एक काचेचा प्रकार असून त्याचा एक पृष्ठभाग परावर्तनी असतो. पृष्ठभागानुसार आरशांचे सपाट आरसा आणि गोलीय आरसा असे दोन प्रकार पडतात.
सपाट आरसा (Plane Mirror) :
सपाट आरसा म्हणजे काचेचा सपाट पृष्ठभाग असून त्याला परावर्तनी बनविण्यासाठी एका बाजूला जस्त आणि पारा (Amalgum) या संमिश्राचा थर दिलेला असतो. हा थर टिकविण्यासाठी त्यावर लाल किंवा इतर रंग दिलेला असतो
सपाट आरशामुळे तयार होणाऱ्या प्रतिमा image formed by plane mirror
सपाट आरशामध्ये वस्तूची प्रतिमा आरशाच्या मागे तयार होते
प्रतिमा आभासी आणि सुलट असते तसेच प्रतिमेचा आकार मूळ वस्तूच्या आकारा इतकाच असतो
आरशासमोर वस्तू जेवढे अंतरावर असते तेवढ्याच अंतरावर आरश्या मागे प्रतिमा तयार होते
सपाट आरसा तयार झालेल्या प्रतिमांमध्ये बाजूंची अदलाबदल होते म्हणजेच आपली डावी बाजू आरशात उजवी तर उजवी बाजू डावी आहे असा भास होतो
सपाट आरशामध्ये वस्तूची संपूर्ण प्रतिमा तयार होण्यासाठी आरशाची उंची वस्तूच्या उंचीपेक्षा अर्धी निम्मी असणे आवश्यक असते
जेव्हा दोन आरसे परस्परांना समांतर ठेवले जातात तेव्हा त्या दोन्ही आरशांमध्ये वस्तूच्या अनंत प्रतिमा तयार होतात
जेव्हा दोन सपाट आरसे परस्परांशी काटकोनात म्हणजेच 90° च्या कोनात ठेवलेले असतात तेव्हा त्या दोन्ही आरशात वस्तूच्या एकूण तीन प्रतिमा तयार होतात
दोन आरशांमध्ये असलेल्या विविध कोनांच्या मापांसाठी तयार होणाऱ्या प्रतिमांची संख्या वेगवेगळी असते ती संख्या ठरविण्यासाठी खालील सूत्र वापरतात
एकूण प्रतिमांची संख्या = 360/ दोन आरशातील कोनाचे माप – 1
गोलीय वक्र आरसे (Spherical / Curved Mirrors) :
गोलाकार परंतु पोकळ काचे पासून तयार केलेल्या वक्र पृष्ठभागांना गोलीय आरसा असे म्हणतात हे वक्र पृष्ठभाग आतल्या किंवा बाहेरील वक्र बाजूने परावर्तन बनविण्यासाठी त्यावर संमिश्र यांचा लेप दिला जातो गोलिया आरशांचा प्रत्येक भाग म्हणजे एक वर्तुळ पाकळी असते गोली आरशांचे अंतर्वक्र आरसा आणि बहिर्वक्र आरसे असे दोन प्रकार पडतात
अंतर्वक्र आरसा
या आरशाचा आतील पृष्ठभाग परिवर्तनासाठी वापरला जातो
बहिर्वक्र आरसा आरसा
या आरशाचा बाहेरील भाग पृष्ठभाग परिवर्तनासाठी वापरला जातो
महत्वाच्या संज्ञा
एक वक्रता केंद्र आरसा ज्या गोलाचा भाग असतो त्या गोलाच्या केंद्रबिंदू ला गोलीय आरशाचे वक्रता केंद्र असे म्हणतात याला C चिन्हाने दर्शवितात
वक्रता त्रिज्या (Radius of Curvature) : आरसा ज्या गोलाचा भाग असतो त्या गोलाच्या त्रिज्येला गोलीय आरशाची वक्रता त्रिज्या असे म्हणतात याला R या चिन्हाने दर्शवितात
आरशाचा ध्रुव (Pole) : गोलीय आरशाच्या मध्यबिंदू ला आरशाचा ध्रुव गुरुत्वमध्य असे म्हणतात याला या P चिन्हाने दर्शवितात
मुख्य अक्ष (Principal Axis) : आरशाचा ध्रुवा आणि वक्रता केंद्र यामधून जाणाऱ्या सरळ रेषेला आरशाचा मुख्य अक्ष असे म्हणतात
नाभीय बिंदू (Focal Point) : अंतर्वक्र आरशावर मुख्य अक्षाला समांतर पडणारी प्रकाश किरणे परावर्तनानंतर
मुख्य अक्षावरील एकाच बिंदूत एकत्र येतात. त्याला अंतर्वक्र आरशाचा नाभीय बिंदू असे म्हणतात. याला F या चिन्हाने दर्शवितात. अंतर्वक्र आरशाचा नाभीय बिंदू डावीकडे असतो.
नाभीय अंतर – अंतर्वक्र आरसा (Focal Length) :
आरशाचा ध्रुव आणि नाभीय बिंदू यामधील अंतराला नाभीय अंतर असे म्हणतात.
चिन्ह – f
अंतर्वक्र आरशाचे नाभीय अंतर ऋण असते.
नाभीय अंतर हे वक्रता त्रिज्येपेक्षा निम्मे असते.
नाभीय अंतर – बहिर्वक्र आरसा (Focal Length) :
आरशाचा ध्रुव आणि नाभीय बिंदू यामधील अंतराला नाभीय अंतर असे म्हणतात.
चिन्ह – f
बहिर्वक्र आरशाचे नाभीय अंतर धन असते
नाभीय अंतर हे वक्रता त्रिज्येपेक्षा निम्मी असते.
अंतर्वक्र आरसा ने प्रतिमा तयार होताना प्रकाश किरणांच्या परावर्तनाचे नियम
जेव्हा आपाती किरण अंतर्वक्र आरशाच्या मुख्य अक्षाला समांतर असतो तेव्हा परावर्तित किरण नाभी बिंदूतून जातो
जेव्हा आपाती किरण अंतर्वक्र आरशाच्या नाभी बिंदूतून जातो तेव्हा परावर्तित प्रकाश किरण मुख्य अक्षाला समांतर असते
जेव्हा आपाती किरण अंतर्वक्र आरशाच्या वक्रता केंद्रातून जातो तेव्हा परावर्तित प्रकाश किरण त्याच मार्गाने परत जातो
बहिर्वक्र आरशाने प्रतिमा तयार होताना प्रकाश किरणांच्या परावर्तनाचे नियम
जेव्हा आपाती किरण बहिर्वक्र आरशाच्या मुख्य पक्षाला समांतर असतो तेव्हा परावर्तित किरण आरशाच्या मागून नाभी बिंदूतून आल्याचा भास होतो
जेव्हा आपाती किरण बहिर्वक्र आरशाच्या नाभी बिंदूकडे जातो तेव्हा परावर्तित प्रकाश किरण मुख्य अक्षाला समांतर असतो
जेव्हा आपाती किरण बहिर्वक्र आरशाच्या वक्रता केंद्राकडे जातो तेव्हा परावर्तित प्रकाश किरण त्याच मार्गाने परत जातो
अंतर्वक्र आरसा अभिसारी आरसा
अंतर्वक्र आरसा वर मुख्य अक्षाला समांतर पडलेली प्रकाश किरणे परिवर्तनानंतर आरशासमोर मुख्य अक्षावर एका बिंदूत एकत्र येतात प्रकाशकिरणांच्या एका बिंदूत एकत्र घेण्यालाच अभिसारण असे म्हणतात
त्यामुळे अंतर्वक्र आरशाला अभिसारी आरसा असे म्हणतात
बहिर्वक्र आरसा अपसारी आरसा
बहिर्वक्र आरशावर मुख्य अक्षाला समांतर पडलेली प्रकाश किरणे परिवर्तनानंतर भिन्न दिशांना जातात
परंतु आरशाच्या मागून एकाच बिंदूतून आल्याचा भास होतो प्रकाश किरणांचा भिन्न दिशेला जाण्याला अपसारण असे म्हणतात त्यामुळे बहिर्वक्र आरशाला अपसारी आरसा असे म्हणतात
कार्टेशियन सिंह संकेत
आरसा ध्रुवाला आरंभबिंदू म्हणतात
आरंभबिंदू च्या डावीकडील अंतर ऋण असते तर उजवीकडील अंतर धन असते
आरश्यासमोर वस्तू नेहमी डाव्या बाजूला ठेवतात त्यामुळे वस्तूचे अंतर नेहमी ऋण असते
मुख्य अक्षाला लंब वरच्या दिशेचे अंतर ऊर्ध्व अंतर धन असते तर खालच्या दिशेचे अंतर अधो अंतर ऋण असते
अंतर्वक्र आरशाचे नाभीय अंतर ऋण तर बहिर्वक्र आरशाचे नाभीय अंतर धन असते
अंतर्वक्र आरशाचे उपयोग
अंतर्वक्र आरशाच्या उपयोग टॉर्च वाहनांची हेडलाईट्स फ्लड लाइट सर्व प्रकारच्या सौर उपकरणात तसेच सौरभट्टी मध्ये होतो
दाढी करण्याचा आरसा दात डोळे कान नाक इत्यादी तपासण्यासाठी अंतर्वक्र आरशाच्या उपयोग होतो
बहिर्वक्र आरशाचे उपयोग
वाहनांमधील आरसा बहिर्वक्र प्रकारचा असतो
भिंगे (Lenses)
वक्र तसेच गोलाकार पृष्ठभागापासून तयार केलेली काचेची वस्तू म्हणजे भिंग होय भिंग तयार करण्यासाठी
समांतर नसलेल्या काचेच्या दोन वक्र पृष्ठभागांचा किंवा एक वक्र आणि एक सपाट पृष्ठभागांचा उपयोग केला जातो
भिंगांचे प्रकार
भिंगांचे बहिर्वक्र भिंग अंतर्वक्र भिंग असे दोन मुख्य प्रकार पडतात
बहिर्वक्र भिंग
जे भिंग मध्यभागी फुगीर व दोन्ही टोकास पातळ निमुळते असते त्यास बहिर्वक्र भिंग असे म्हणतात याचे खालील तीन उपप्रकार पडतात
- द्वि बहिर्वक्र
- समतली बहिर्वक्र
- अंतर्वक्री बहिर्वक्र
अंतर्वक्र भिंग
जे भिंग मध्यभागी पातळ व दोन्ही टोकांस फुगीर जाड असते त्यास अंतर्वक्र भिंग असे म्हणतात याचे खालील तीन उपप्रकार पडतात
- द्वि अंतर्वक्र
- समतली अंतर्वक्र
- बहिर्वक्री अंतर्वक्र
महत्वाच्या संज्ञा :
1)वक्रता केंद्रे (Center of Curvature) :
भिंगाचे पृष्ठभाग ज्या गोलांचे भाग असतात त्या गोलांच्या केंद्रांना भिंगाची वक्रता केंद्रे असे म्हणतात व त्यांना C1 व C2 या या चिन्हाने दर्शवितात.
2) वक्रता त्रिज्या (Radius of Curvature) :
भिंगाचे पृष्ठभाग ज्या गोलांचे भाग असतात त्या गोलांच्या त्रिज्यांना भिंगाच्या वक्रता त्रिज्या असे म्हणतात व त्यांना R1 व R2 या चिन्हाने दर्शवितात
3) प्रकाशीय केंद्र (Optical Center) :
भिंगाच्या ज्या बिंदूतून जाताना प्रकाश किरण विचलित होत नाहीत त्याला प्रकाशीय केंद्र भौमितिक केंद्र असे म्हणतात व याला O या चिन्हाने दर्शवितात.
4) प्रकाशीय अक्ष (Optical Axis) :
भिंगाच्या दोन वक्रता केंद्रांना जोडणार्‍या सरळ रेषेस भिंगाचा प्रकाशीय अक्ष असे म्हणतात.
बहिर्वक्र भिंगाचे नाभीय बिंदू (Focal Point) :
बहिर्वक्र भिंगावर प्रकाशीय अक्षावरील एकाच बिंदूतून प्रकाशकिरणे पडतात व अपवर्तनानंतर दुसर्‍या बाजूला
मुख्य अक्षाला समांतर असतात त्या बिंदूला प्रथम नाभीय बिंदू (F1) असे म्हणतात. तो भिंगाच्या डाव्या बाजूला असतो.
बहिर्वक भिंगावर प्रकाशीय अक्षाला समांतर पडलेली प्रकाशकिरणे अपवर्तनानंतर दुसर्‍या बाजूला मुख्य अक्षावर एकाच बिंदूत एकत्र येतात त्या बिंदूला बहिर्वक्र भिंगाचा द्वितीय नाभीय बिंदू (F2) म्हणतात तो भिंगाच्या उजव्या बाजूला असतो
बहिर्वक्र भिंगाचे नाभीय अंतर (Focal Length) :
भिंगाचे नाभीय बिंदू आणि भिंगाचा प्रकाशीय अक्ष यातील अंतराला भिंगाचे नाभीय अंतर असे म्हणतात. बहिर्वक्र भिंगाचा प्रथम नाभीय बिंदू डावीकडे असतो त्यामुळे प्रथम नाभीय अंतर (f1) ऋण असते. बहिर्वक्र भिंगाचा द्वितीय नाभिक बिंदू उजवीकडे असतो त्यामुळे द्वितीय नाभीय अंतर (f2) धन असते.
बहिर्वक्र भिंग अभिसारी भिंग
बहिर्वक्र भिंगांवर प्रकाशीय अक्षाला समांतर पडलेली प्रकाश किरणे आवर्तनानंतर दुसऱ्या बाजूला प्रकाशीय अक्षावर एकाच बिंदूत एकत्र येतात किंवा अभिसारीत होतात प्रकाश किरणांच्या एका बिंदूत एकत्र येण्याला अभिसारण असे म्हणतात त्यामुळे बहिर्वक्र भिंगाला अविचारी भिंग असे म्हणतात
अंतर्वक्र भिंगाचे नाभीय बिंदू (Focal Point) :
अंतर्वक्र भिंगांवर प्रकाशीय अक्षाला असमांतर प्रकाश किरणे पडतात तेव्हा अपवर्तनानंतर ती किरणे समांतर होतात परंतु एकाच बिंदूत एकत्र आल्याचा भास होतो त्या बिंदूला प्रथम नाभीय बिंदू (F1) असे म्हणतात. तो भिंगाच्या उजव्या बाजूला असतो.
अंतर्वक्र भिंगांवर प्रकाशीय अक्षाला समांतर प्रकाश किरणे पडतात तेव्हा अपवर्तनानंतर ती किरणे भिन्न दिशांना जातात. परंतु डाव्या बाजूच्या प्रकाशीय अक्षावरून एकाच बिंदूतून आल्याचा भास होतो. त्या बिंदूला द्वितीय नाभीय बिंदू (F2) असे म्हणतात. तो भिंगाच्या डाव्या बाजूला असतो.
अंतर्वक्र भिंगाचे नाभीय अंतर (Focal Length) :
भिंगाचे नाभीय बिंद आणि भिंगाचा प्रकाशीय अक्ष यातील अंतराला भिंगाचे नाभीय अंतर असे म्हणतात
अंतर्वक्र भिंगाचा प्रथम नाभीय बिंदू उजवीकडे असतो त्यामुळे प्रथम नाभीय अंतर (f1) धन असते. अंतर्वक्र भिंगाचा द्वितीय नाभीय बिंदू डावीकडे असतो त्यामुळे द्वितीय नाभीय अंतर (f2) ऋण असते.
अंतर्वक्र भिंग – अपसारी भिंग (Diverging Lens) :
अंतर्वक्र भिंगांवर मुख्य अक्षाला समांतर पडलेली प्रकाश किरणे अपवर्तनानंतर भिन्न दिशांना जातात. प्रकाश किरणांच्या भिन्न दिशेला जाण्याला अपसरण असे म्हणतात त्यामुळे अंतर्वक्र भिंगाला अपचारी भिंग असे म्हणतात.
बहिर्वक्र भिंगाने प्रतिमा तयार होताना प्रकाश किरणांच्या अपवर्तनाचे नियम :
- जेव्हा आपाती किरण मुख्य अक्षाला समांतर असतो तेव्हा अपवर्तित किरण भिंगाच्या व्दितीय नाभीय बिंदूतून जातो.
2) जेव्हा आपाती किरण प्रकाशीय अक्षातून जातो तेव्हा त्यात विचलन होत नाही
3) जेव्हा आपाती किरण प्रथम नाभीय बिंदूतून भिंगांवर पडतो तेव्हा आवर्तनानंतर दुसऱ्या बाजूला प्रकाशीय अक्षाला समांतर असतो
बहिर्वक्र भिंगाचे उपयोग
साध्या सूक्ष्मदर्शक मध्ये या भिंगाचा उपयोग होतो व तो सूक्ष्मदर्शक घड्याळ दुरुस्त करणारे व्यक्ती तसेच दागिने असणाऱ्या व्यक्तींना उपयोगात येतो
कॅमेरा प्रोजेक्टर वर्णपटल दर्शक मध्ये या भिंगाचा उपयोग होतो
संयुक्त सूक्ष्मदर्शी का मध्ये बहिर्वक्र भिंगा मुळे सूक्ष्मजीव जिवाणू तसेच पेशीतील सूक्ष्म घटकांचे निरीक्षण करणे सोपे होते
दूरदर्शींमध्ये या भिंगाचा उपयोग दूरच्या वस्तू पाहण्यासाठी तसेच अवकाशातील ग्रहतारे धूमकेतू तसेच इतर घटनांचा अभ्यास करण्यासाठी होतो
दूरदृष्टीता या दृष्टी दोषाच्या उपचारासाठी बहिर्वक्र भिंगाचा चष्मा वापरतात
अंतर्वक्र भिंगाचे उपयोग
निकटदृष्टीता या दृष्टी दोषाच्या उपचारासाठी अंतर्वक्र भिंगाचा चष्मा वापरतात
विविध प्रकाशीय उपकरणात या बियांचा उपयोग होतो
भिंगांची शक्ती
भिंगाच्या अभिसरण किंवा अपसारण क्षमतेला भिंगाची शक्ती असे म्हणतात भिंगांची शक्ती अंकात व्यक्त केली जाते त्यास भिंगांक असे म्हणतात
भिंगाची शक्ती त्या भिंगाच्या नाभीय अंतराच्या गुणाकार व्यस्ता इतकी असते भिंगाची शक्ती P या अक्षराने दर्शवितात तसेच याचे SI एकक डायॉप्टर (Diopter) असून त्याचे चिन्ह D आहे.
मानवी डोळारचना
प्रकाशीय संवेदनेचे रूपांतर वास्तव प्रतिमेमध्ये करणाऱ्या आपल्या शरीरातील प्रकाशीय प्रणालीला डोळा असे म्हणतात डोळा हे अतिशय महत्त्वाचे ज्ञानेंद्रिय असून त्यामुळे प्रकाश आणि रंग संवेदना प्राप्त होतात
डोळ्याचा आकार साधारणपणे गोल असून त्याचा व्यास 2.5 सेंटीमीटर असतो
डोळ्यांमध्ये तीन आवरण असतात श्वेतपटल(Cornea), रंजीतपटल (Iris) आणि दृष्टीपटल (Retina)
मानवी डोळा जवळपास 10 million पेक्षा जास्त रंग ओळखू शकतो
डोळ्याची लांबी सुमारे 24 मिलिमीटर तर रूंदी 22 मिलीमीटर असते.
डोळ्याचे वस्तुमान सुमारे 7.5 ग्रॅम असून त्यातील भिंग 576 मेगापिक्सल इतक्या क्षमतेचे असते.
डोळ्यांच्या पापण्यांची उघडझाप दर मिनीटाला 20-30 वेळा होते
जगातील सुमारे ⅔ व्यक्ती उजव्या डोळ्याच्या वापर जास्त करतात तर ⅓ व्यक्ती डाव्या डोळ्याच्या वापर जास्त करतात
पारपटल (Cornea) :
हे डोळ्यातील सर्वात बाहेरील पारदर्शक आवरण असून हा आकार बहिर्वक्र असतो हे आवरण कोलॅजन प्रथिनांपासून बनते
हे आवरण पंचस्तरीय असून यामधून सभोवतालच्या वस्तूवरून परावर्तित झालेला प्रकाश आपल्या डोळ्यात प्रवेश करतो
पारपटलाच्या मागे नेत्रोद नावाचे द्रव असते त्याचा अपवर्तनांक पाण्याइतकेच म्हणजे 1.33 आहे.
पारपटल आणि नेत्रोद एकत्रितपणे डोळ्यात येणारा प्रकाश नेत्रभिंगाकडे अपवर्तित करतातह
नेत्रोदमुळे डोळ्यातील अपवर्तनाचे माध्यम टिकून राहते
परितारिका (Iris) :
नेत्र भिंगाच्या पुढे परितारिका हे पातळ आवरण असते व त्याचा आकार गोलाकार व अपारदर्शक असतो
यामुळे बाहुलीचा व्यास नियंत्रित केला जातो यामध्ये गडद रंगाचे वर्णक असून त्याचा रंग भिन्न व्यक्तीमध्ये भिन्न असतो
वर्णकहीनता आजारमध्ये परितारिका रंगहिन असते.
परितारिकेच्या मध्यभागी लहान आकाराचे छिद्र असते त्यास बाहुली(Pupil) असे म्हणतात.
पारपटलातून आलेला प्रकाश परितारिका बाहुलीकडे अपवर्तित करते.