प्रकाश की एक किरण वायु/जल इंटरफ़ेस पर (यह वायु से जल में प्रवेश करती है) $45^o$ के कोण पर आपतित होती है। जब प्रकाश जल में प्रवेश करता है तो निम्नलिखित में से कौन सी राशियाँ बदल जाती हैं?
$(I)$ तरंगदैर्ध्य
$(II)$ आवृत्ति
$(III)$ संचरण की गति
$(IV)$ संचरण की दिशा

एक माध्यम में प्रकाश का वेग $1.5 \times 10^8 \ m/s$ है। इसका अपवर्तनांक क्या होगा?

एक माध्यम के प्रकाशीय गुण सापेक्ष विद्युतशीलता $(\epsilon_r)$ और सापेक्ष चुंबकशीलता $(\mu_r)$ द्वारा नियंत्रित होते हैं। अपवर्तनांक को $n = \sqrt{\epsilon_r \mu_r}$ के रूप में परिभाषित किया गया है। सामान्य पदार्थों के लिए $\epsilon_r > 0$ और $\mu_r > 0$ होते हैं और वर्गमूल के लिए धनात्मक चिह्न लिया जाता है। $1964$ में,एक रूसी वैज्ञानिक वी. वेसेलागो ने $\epsilon_r < 0$ और $\mu_r < 0$ वाले पदार्थ के अस्तित्व का प्रतिपादन किया। तब से,ऐसी 'मेटा-मटेरियल्स' प्रयोगशालाओं में बनाई गई हैं और उनके प्रकाशीय गुणों का अध्ययन किया गया है। ऐसे पदार्थों के लिए $n = -\sqrt{\epsilon_r \mu_r}$ होता है। जैसे ही प्रकाश ऐसे अपवर्तनांक वाले माध्यम में प्रवेश करता है,तरंगें प्रसार की दिशा से दूर यात्रा करती हैं।
$(i)$ उपरोक्त विवरण के अनुसार,दिखाएं कि यदि प्रकाश की किरणें हवा (अपवर्तनांक $= 1$) से ऐसे माध्यम में $2^{nd}$ चतुर्थांश में $\theta_i$ कोण पर प्रवेश करती हैं,तो अपवर्तित किरण $3^{rd}$ चतुर्थांश में होती है।
$(ii)$ सिद्ध कीजिए कि ऐसे माध्यम के लिए स्नेल का नियम लागू होता है।

एक कांच के स्लैब में क्रमिक रूप से घटते अपवर्तनांक $(RI)$ की पतली समान परतें होती हैं, ताकि किसी भी परत का $RI$ $\mu - m \Delta \mu$ हो। यहाँ, $\mu$ और $\Delta \mu$ क्रमशः $0$ वीं परत के $RI$ और किन्हीं दो क्रमिक परतों के बीच $RI$ के अंतर को दर्शाते हैं। पूर्णांक $m = 0, 1, 2, 3, \ldots$ क्रमिक परतों की संख्या को दर्शाता है। $0$ वीं परत से प्रकाश की एक किरण $30^{\circ}$ के आपतन कोण पर $1$ ली परत में प्रवेश करती है। $m$ वें अपवर्तन के बाद, किरण इंटरफ़ेस के समानांतर निकलती है। यदि $\mu = 1.5$ और $\Delta \mu = 0.015$ है, तो $m$ का मान क्या है?

प्रकाश की एक एकवर्णी किरण $n_{1}$ अपवर्तनांक वाले माध्यम $A$ से $n_{2}$ अपवर्तनांक वाले माध्यम $B$ में यात्रा कर रही है। माध्यम $A$ में,एक निश्चित दूरी में $x$ तरंगें हैं। माध्यम $B$ में,उसी दूरी में $y$ तरंगें हैं। तो,माध्यम $B$ के सापेक्ष माध्यम $A$ का अपवर्तनांक क्या है?

एक पारदर्शी ठोस बेलनाकार छड़ का अपवर्तनांक $\frac{2}{\sqrt{3}}$ है। यह हवा से घिरा हुआ है। प्रकाश की एक किरण छड़ के एक सिरे के मध्य-बिंदु पर आपतित होती है जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। वह आपतन कोण $\theta$ ज्ञात कीजिए जिसके लिए प्रकाश की किरण छड़ की दीवार के साथ स्पर्श करते हुए गुजरती है: