$(a)$ આકૃતિ $1.68$ વક્રીભવનાંક ધરાવતા કાચના ફાઈબરથી બનેલી 'લાઈટ પાઈપ'નો આડછેદ દર્શાવે છે. પાઈપનું બહારનું આવરણ $1.44$ વક્રીભવનાંક ધરાવતા પદાર્થનું બનેલું છે. આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ પાઈપની અંદર પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન થાય તે માટે પાઈપની અક્ષ સાથે આપાત કિરણોના ખૂણાઓનો વિસ્તાર કેટલો હશે?
$(b)$ જો પાઈપનું બહારનું આવરણ ન હોય તો જવાબ શું હશે?

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) કાચના ફાઈબરનો વક્રીભવનાંક,$\mu_{1} = 1.68$.
પાઈપના બહારના આવરણનો વક્રીભવનાંક,$\mu_{2} = 1.44$.
ધારો કે $i$ એ હવા-કોર સપાટી પર આપાતકોણ છે અને $r$ એ વક્રીભવનકોણ છે.
ધારો કે $i'$ એ કોર-ક્લેડિંગ સપાટી પરનો આપાતકોણ છે.
કોર-ક્લેડિંગ સપાટી પર પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન $(TIR)$ થવા માટે,આપાતકોણ $i'$ એ ક્રાંતિકોણ $i_c$ કરતા વધારે હોવો જોઈએ.
$\sin i_c = \frac{\mu_2}{\mu_1} = \frac{1.44}{1.68} \approx 0.8571$.
તેથી,$i_c = \sin^{-1}(0.8571) \approx 59^{\circ}$.
$TIR$ માટે,$i' > 59^{\circ}$.
પ્રવેશ વખતે બનતા કાટકોણ ત્રિકોણમાં,$r = 90^{\circ} - i'$.
કારણ કે $i' > 59^{\circ}$,$r < 90^{\circ} - 59^{\circ} = 31^{\circ}$.
હવા-કોર સપાટી પર સ્નેલનો નિયમ લાગુ પાડતા: $\frac{\sin i}{\sin r} = \mu_1 = 1.68$.
$\sin i = 1.68 \sin r$.
મહત્તમ $i$ માટે,$r = 31^{\circ}$.
$\sin i_{\max} = 1.68 \sin 31^{\circ} = 1.68 \times 0.515 = 0.8652$.
$i_{\max} = \sin^{-1}(0.8652) \approx 60^{\circ}$.
તેથી,આપાતકોણનો વિસ્તાર $0 < i < 60^{\circ}$ છે.
$(b)$ જો બહારનું આવરણ ન હોય,તો ક્લેડિંગ હવા છે,તેથી $\mu_2 = 1.0$.
$\sin i_c = \frac{1.0}{1.68} \approx 0.5952$.
$i_c = \sin^{-1}(0.5952) \approx 36.5^{\circ}$.
$TIR$ માટે,$i' > 36.5^{\circ}$.
$r < 90^{\circ} - 36.5^{\circ} = 53.5^{\circ}$.
$\sin i_{\max} = 1.68 \sin 53.5^{\circ} = 1.68 \times 0.8038 \approx 1.35$.
કારણ કે $\sin i$ ની કિંમત $1$ થી વધી શકે નહીં,તેથી $i_{\max} = 90^{\circ}$.
આમ,પાઈપમાં પ્રવેશતા તમામ કિરણો $TIR$ અનુભવશે.

Explore More

Similar Questions

જો માધ્યમથી શૂન્યાવકાશમાં પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન માટેનો ક્રાંતિકોણ $45^{\circ}$ હોય,તો માધ્યમમાં પ્રકાશનો વેગ કેટલો હશે?

પ્રકાશનું એક કિરણ ઘટ્ટ માધ્યમમાંથી પાતળા માધ્યમમાં $i$ ખૂણે આપાત થાય છે. પરાવર્તિત અને વક્રીભૂત કિરણો પરસ્પર લંબ છે. પરાવર્તન કોણ $r$ અને વક્રીભવન કોણ $r'$ છે,તો ક્રાંતિકોણ $C$ કેટલો હશે?

કાચમાંથી હવામાં પ્રવેશતા પ્રકાશ માટે ક્રાંતિકોણ કોના માટે ન્યૂનતમ હોય છે?

પ્રકાશનું એક કિરણ માધ્યમ $1$ માંથી માધ્યમ $2$ ના પાતળા સ્તરમાં વક્રીભવન પામે છે, સ્તરને ઓળંગે છે અને આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ માધ્યમ $2$ અને $3$ વચ્ચેની આંતર સપાટી પર ક્રાંતિકોણે આપાત થાય છે. જો કિરણનો આપાતકોણ $\theta$ હોય, તો $\theta$ નું મૂલ્ય શોધો.

પ્રકાશનો એક બિંદુવત સ્ત્રોત પાણીની સપાટીની નીચે $(n_{w} = 4/3)$ $\sqrt{7} \ m$ ની ઊંડાઈએ રાખવામાં આવ્યો છે. પાણીની સપાટી પર જોવા મળતા પ્રકાશના વર્તુળાકાર તેજસ્વી ભાગની ત્રિજ્યા કેટલી હશે?

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo