আলোকরশ্মি

উইকিপিডিয়া, মুক্ত বিশ্বকোষ থেকে
পরিভ্রমণে ঝাঁপ দিন অনুসন্ধানে ঝাঁপ দিন

আলোকরশ্মি হ'ল দৃষ্টিবিজ্ঞানআলোক এর একটি আদর্শ মডেল। এটি প্রকৃত আলোর তরঙ্গফ্রন্ট এর বাছাই করা লম্ব বরাবর এমন একটি রেখা যা শক্তি প্রবাহ এর দিকনির্দেশক বিন্দু নির্দেশ করে। [১][২] কোনও দৃষ্টি ব্যবস্থার মাধ্যমে আলোকের প্রসারণ এর মডেল হিসাবে আলোকরশ্মি ব্যবহার করা হয়। এই মডেলে আসল আলোক ক্ষেত্র কে স্বতন্ত্র রশ্মিতে ভাগ করে যে গুলি পরিমাপযোগ্যভাবে আলোকরশ্মি ট্রেসিং পদ্ধতিতে প্রসারণযোগ্য তারাই আলোকরশ্মি। এটি এমনকি খুব জটিল অপটিক্যাল সিস্টেমেরও গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ করার বা কম্পিউটার দ্বারা সিমুলেট করার সুযোগ করে দেয়। আলোকরশ্মি ট্রেসিং ম্যাক্সওয়েলের সমীকরণ এর আনুমানিক সমাধানগুলি ব্যবহার করে। তার মধ্যে যে বৈধ গুলির আলোক তরঙ্গ বস্তুর মধ্য দিয়ে এবং তার আশেপাশে আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য এর চেয়ে অনেক বেশি প্রসারিত হয় তাদের কে বিবেচনা করে। এই রশ্মি তত্ত্ব (জ্যামিতিক অপটিক্স)] এর বিচ্ছিন্নতা এর মতো ঘটনাকে বর্ণনা করতে পারে না। সে জন্য তরঙ্গ তত্ত্ব এর প্রয়োজন পড়ে। তরঙ্গ সম্পর্কিত কিছু ঘটনা যেমন ব্যতিচার (ইন্টারফেরেন্স) এর ক্ষেত্রে মডেলে ফেজ (পর্ব) যোগ করে সীমিত পরিস্থিতিতে আলোকরশ্মি মডেল প্রস্তুত করা যায়।

সংজ্ঞা[সম্পাদনা]

আলোকরশ্মি হল আলোর তরঙ্গফ্রন্ট এর সাথে লম্বভাবে অবস্থিত (সরল বা বক্র) রেখা যার স্পর্শক হ'ল তরঙ্গ ভেক্টর এর সাথে কোলিনিয়ারসমসত্ব মাধ্যম এ আলোক রশ্মি হয় সোজা রেখার। দুটি ভিন্ন মাধ্যম এর ইন্টারফেস (সংযোগস্থল) এ আলোকরশ্মি বেঁকে যেতে পারে। সেখানে প্রতিসরাঙ্ক পরিবর্তিত হয়ে যায়। জ্যামিতিক অপটিক্স কীভাবে কোনও দৃষ্টি ব্যবস্থার মাধ্যমে আলোকরশ্মির প্রসার হয় তা বর্ণনা করে। চিত্রিত করা বস্তুগুলিকে স্বতন্ত্র বিন্দুর উৎসের সংগ্রহ হিসাবে বিবেচনা করা হয় এবং প্রতিটিই তৈরি করে গোলাকার তরঙ্গফ্রন্টের সংশ্লিষ্ট বহির্মুখী রশ্মি। প্রতিটি বস্তুর বিন্দু থেকে রশ্মিগুলি চিত্রটিতে গাণিতিকভাবে প্রসারিত সংশ্লিষ্ট বিন্দু নির্দেশ করে।

আলোক রশ্মির কিছুটা আরও কঠোর সংজ্ঞা ফেরমেটের নীতি থেকে অনুসরণ করে পাওয়া যায়। এই অনুসারে আলোর রশ্মির দুটি বিন্দুর মধ্যে যে পথটি সর্বনিম্ন সময়ে অতিক্রম করতে পারে সেই পথটিই বেছে নেওয়া হয়।[৩]

বিশেষ রশ্মি[সম্পাদনা]

দৃষ্টি ব্যবস্থা বিশ্লেষণ করতে অপটিক্যাল মডেলিংয়ে ব্যবহৃত হয় এমন অনেকগুলি বিশেষ রশ্মি রয়েছে। ব্যবহৃত ব্যবস্থার ধরণের দ্বারা গোষ্ঠীভুক্ত মডেলসমূহ নিচে সংজ্ঞায়িত এবং বর্ণিত হল।

পৃষ্ঠতলের সঙ্গে মিথস্ক্রিয়া[সম্পাদনা]

একটি পৃষ্ঠতলে আলোকরশ্মির চিত্র যেখানে হ'ল আপতন কোণ, হ'ল প্রতিফলন কোণ এবং হ'ল প্রতিসরণ কোণ
  • আপতিত রশ্মি হ'ল একটি আলোকরশ্মি যা পৃষ্ঠতল এ গিয়ে পড়ে। এই রশ্মি এবং পৃষ্ঠতলের মধ্যবর্তী লম্ব বা সূক্ষ্ম কোণটি হ'ল আপতন কোণ
  • প্রতিফলিত রশ্মি প্রদত্ত আপতন রশ্মির সাথে সম্পর্কিত এই রশ্মি পৃষ্ঠতল দ্বারা প্রতিফলিত আলোকের প্রতিনিধিত্ব করে। পৃষ্ঠের স্বাভাবিক এবং প্রতিবিম্ব রশ্মির মধ্যবর্তী কোণটি প্রতিফলন কোণ হিসাবে পরিচিত। প্রতিফলনের নিয়ম অনুসারে কোনও স্পেকুলার (বিচ্ছুরণহীন) পৃষ্ঠের জন্য প্রতিবিম্ব কোণ সর্বদা আপতন কোণের সমান হয়।
  • প্রতিসৃত রশ্মি বা সঞ্চারিত রশ্মি হ'ল প্রদত্ত আপতিত রশ্মি যা পৃষ্ঠের মধ্য দিয়ে সঞ্চারিত হয়। এই রশ্মি এবং আপতন কোণের মধ্যবর্তী কোণটি প্রতিসরণ কোণ হিসাবে পরিচিত যা স্নেলের সূত্র দ্বারা নির্ণীত হয়। শক্তি সংরক্ষণ এর কারণে আপতিত রশ্মির শক্তি প্রতিসৃত রশ্মির শক্তি এবং পৃষ্ঠে শোষিত শক্তি সমষ্টির সমান হয়।
  • যদি উপাদানটি বাইরেফ্রিজেন্ট হয় তবে প্রতিসৃত রশ্মি সাধারণ এবং অসাধারণ রশ্মি হিসাবে বিভক্ত হতে পারে এবং তাতে বাইরেফ্রিজেন্ট পদার্থের মধ্যে দিয়ে গেলে বিভিন্ন প্রতিসরাঙ্ক অনুসৃত হতে পারে।

দৃষ্টি ব্যবস্থা[সম্পাদনা]

রশ্মির এই চিত্রে প্রধান এবং প্রান্তিক রশ্মি দেখানো হয়েছে
  • মেরিডিয়োনাল রশ্মি বা স্পর্শক রশ্মি (ট্যানজেনসিয়াল রে) হ'ল এমন একটি রশ্মি যা অপটিক্যাল অক্ষ এবং বস্তুর যে বিন্দু থেকে রশ্মির উৎপত্তি হয়েছে তেমন সমতল দ্বারা আবদ্ধ থাকে। [৪]
  • স্কিউ রশ্মি এমন একটি রশ্মি যা কোনও সমতলের মধ্যে দিয়ে যেতে পারে না এবং যাতে বস্তু বিন্দু এবং অপটিক্যাল অক্ষ উভয়ই থাকে।[৪]
  • প্রান্তিক রশ্মি (কখনও কখনও রশ্মি বা প্রান্তিক অক্ষীয় রশ্মি নামে পরিচিত) হ'ল অপটিক্যাল সিস্টেমে এই রশ্মি সেই বিন্দুতে শুরু হয় যেখানে বস্তুটি অপটিক্যাল অক্ষকে অতিক্রম করে এবং সিস্টেমের অ্যাপারচার স্টপ এর প্রান্ত স্পর্শ করে।[৫][৬] এই রশ্মি প্রয়োজনীয় কারণ এটি যে স্থানে চিত্র তৈরি হবে সেখানেই অপটিক্যাল অক্ষটি অতিক্রম করে। অপটিকাল অক্ষ থেকে প্রান্তিক রশ্মির দূরত্ব প্রবেশ তারারন্ধ্র এবং প্রস্থানকারী তারারন্ধ্র এ প্রতিটি তারারন্ধ্রের আকার নির্ধারণ করে (যেহেতু তারারন্ধ্র অ্যাপারচার স্টপের চিত্র এ অবস্থান করে)।
  • প্রধান রশ্মি (কখনও কখনও বি রশ্মি নামে পরিচিত) হ'ল কোনও অপটিক্যাল সিস্টেমে মেরিডিয়োনাল রশ্মি যা বস্তুর প্রান্তে শুরু হয় এবং অ্যাপারচার (রন্ধ্র) স্টপের মাঝখান দিয়ে চলে যায়। [৫][৭] এই রশ্মি অপটিক্যাল অক্ষ অতিক্রম করে তারারন্ধ্রে অবস্থান করে। প্রধান রশ্মি একটি পিনহোল ক্যামেরার রশ্মির সমতুল্য। প্রধান রশ্মি এবং চিত্রের স্থানে অবস্থিত অপটিক্যাল অক্ষের মধ্যে দূরত্ব স্থির করে দেয় চিত্রের আকার। প্রান্তিক এবং প্রধান রশ্মি একসাথে লরেঞ্জ পরিবর্তিত (ইনভ্যারিয়েন্ট) এর সংজ্ঞা নির্ধারণ করে যা অপটিক্যাল সিস্টেমের থ্রুটপুট বা এটেনড্যুকে চিহ্নিত করে।[৮] কিছু লেখক প্রতিটি বস্তু বিন্দুর জন্য একটি "প্রধান রশ্মি" সংজ্ঞায়িত করেন। বস্তু প্রান্তের বিন্দুতে শুরু হওয়া মূল রশ্মিকে প্রান্তিক মূল রশ্মি বলা যেতে পারে। [৬]
  • ধনু রশ্মি বা ট্রান্সভার্স রশ্মি অফ-অক্ষের বস্তু বিন্দু থেকে এমন একটি রশ্মি সমতলে বিস্তৃত হয় যা মেরিডিয়োনাল সমতলের লম্ব হয় এবং মূল রশ্মি ধারণ করে। [৪] ধনু রশ্মি রশ্মির বস্তু বিন্দুতে তারারন্ধ্রকে মেরিডিয়োনাল সমতলের সাথে লম্ব রেখাকে চ্ছেদ করে এবং অপটিকাল অক্ষের মধ্য দিয়ে চলে যায়। যদি অক্ষের দিকটি z অক্ষ দিয়ে চিহ্নিত করা হয় এবং মেরিডিয়োনাল সমতলটি y-z তল হয়, তবে ধনু রশ্মিটি তারারন্ধ্রকে চ্ছেদ করবে yp=0 অবস্থানে। প্রধান রশ্মি ধনু এবং মেরিডিয়োনাল উভয় রশ্মিই হবে। [৪] অন্য সমস্ত ধনু রশ্মি স্কিউ রশ্মি হবে।
  • প্যারাক্সিয়াল রশ্মি এমন একটি রশ্মি যা সিস্টেমের অপটিক্যাল অক্ষের সঙ্গে একটি ছোট কোণ তৈরি করে এবং সিস্টেম জুড়ে অক্ষের কাছাকাছি অবস্থাণ করে।[৯] এই ধরনের রশ্মিতে প্যারাক্সিয়াল আনুমানিকতা ব্যবহার করে যুক্তিসঙ্গতভাবে মডেল করা যায়।
  • সসীম রশ্মি বা প্রকৃত রশ্মি হ'ল এমন একটি রশ্মি যা প্যারাক্সিয়াল আনুমানিকতা ছাড়াই শনাক্ত করা হয়।[১০][১১]
  • প্যারাব্যাসাল রশ্মি এমন একটি রশ্মি যা অপটিক্যাল অক্ষের পরিবর্তে কিছু সংজ্ঞায়িত "বেস রশ্মি"র কাছাকাছি চালিত হয়।[১২] এটি প্যারাক্সিয়াল মডেলের চেয়ে অনেক বেশি উপযুক্ত যাতে অপটিক্যাল অক্ষের প্রতিসাম্যতার অভাব রয়েছে। কম্পিউটার মডেলিংয়ে প্যারাব্যাসাল রশ্মি হ'ল "প্রকৃত রশ্মি"। অপটিক্যাল অক্ষ সম্পর্কে প্যারাব্যাসাল রশ্মি কখনও কখনও অপটিক্যাল সিস্টেমের প্রথম-ক্রমের বৈশিষ্ট্য গণনা করতে ব্যবহৃত হয়।[১৩]

তথ্যসূত্র[সম্পাদনা]

  1. Moore, Ken (২৫ জুলাই ২০০৫)। "What is a ray?"ZEMAX Users' Knowledge Base। সংগ্রহের তারিখ ৩০ মে ২০০৮ 
  2. Greivenkamp, John E. (২০০৪)। Field Guide to Geometric Optics। SPIE Field Guides। পৃষ্ঠা 2। আইএসবিএন 0819452947 
  3. Arthur Schuster, An Introduction to the Theory of Optics, London: Edward Arnold, 1904 online.
  4. Stewart, James E. (১৯৯৬)। Optical Principles and Technology for Engineers। CRC। পৃষ্ঠা 57। আইএসবিএন 978-0-8247-9705-8 
  5. Greivenkamp, John E. (২০০৪)। Field Guide to Geometrical Optics। SPIE Field Guides vol. FG01। SPIE। আইএসবিএন 0-8194-5294-7 , p. 25 [১].
  6. Riedl, Max J. (২০০১)। Optical Design Fundamentals for Infrared Systems। Tutorial texts in optical engineering। 48। SPIE। পৃষ্ঠা 1। আইএসবিএন 978-0-8194-4051-8 
  7. Malacara, Daniel and Zacarias (২০০৩)। Handbook of Optical Design (2nd সংস্করণ)। CRC। পৃষ্ঠা 25। আইএসবিএন 978-0-8247-4613-1 
  8. Greivenkamp (2004), p. 28 [২].
  9. Greivenkamp (2004), pp. 19–20 [৩].
  10. উদ্ধৃতি ত্রুটি: অবৈধ <ref> ট্যাগ; Atchison নামের সূত্রের জন্য কোন লেখা প্রদান করা হয়নি
  11. Welford, W. T. (১৯৮৬)। "4: Finite Raytracing"। Aberrations of Optical Systems। Adam Hilger series on optics and optoelectronics। CRC Press। পৃষ্ঠা 50। আইএসবিএন 978-0-85274-564-9 
  12. Buchdahl, H. A. (১৯৯৩)। An Introduction to Hamiltonian Optics। Dover। পৃষ্ঠা 26। আইএসবিএন 978-0-486-67597-8 
  13. Nicholson, Mark (২১ জুলাই ২০০৫)। "Understanding Paraxial Ray-Tracing"ZEMAX Users' Knowledge Base। পৃষ্ঠা 2। সংগ্রহের তারিখ ১৭ আগস্ট ২০০৯