దృశా శాస్త్రము: కూర్పుల మధ్య తేడాలు

దృశా శాస్త్రము (ఆప్టిక్స్) అనేది [[కాంతి]] గూర్చి వివరించే భౌతిక శాస్త్ర విభాగము.

* Focus = నాభి

** convex - = కుంభ కటకం

ఆప్టిక్స్ సాధారణంగా కనిపించే కాంతి యొక్క, అతినీలలోహిత మరియు పరారుణ కాంతుల యొక్క ప్రవర్తనను వర్ణిస్తుంది. కాంతి ఒక విద్యుదయస్కాంత తరంగం కాబట్టి X-కిరణాలు, సూక్ష్మ తరంగాలు (మైక్రోవేవ్ లు), రేడియో తరంగాలు, ఇతర విద్యుదయస్కాంత తరంగాల వలె ఉంటుంది. కనుక చాలా ఆప్టికల్ విషయాలను విద్యుదయస్కాంత తత్త్వం ఉపయోగించి లెక్కిoచవచ్చులెక్కించవచ్చు కాని ఆచరణలో పెట్టడం కష్టం. ప్రాయోగిక దృశా శాస్త్రంలో సాధారణంగా సరళమైన నమూనాలు ఉపయోగించడం జరుగుతుంది.

ఆప్టిక్స్ లో రెండు భాగాలు ఉన్నాయి. మొదటి భాగాన్ని రేఖా దృశా శాస్త్రం అని అంటాం. ఇక్క్డడ మనం కాంతిని సరళరేఖలలో ప్రయాణం చేసే కిరణాలుగా భావిస్తాం. రెండవదానిని భౌతిక దృశా శాస్త్రం అని అంటాం. భౌతిక దృశా శాస్త్రం లోశాస్త్రంలో కాంతి యొక్క తరంగ ధైర్ఘ్యము మనం పని చేస్తున్నపనిచేస్తున్న ఆప్టికల్ పనిముట్లతో పోల్చగలం.

* దీనిని తరంగ దృశా శాస్త్రం అని కూడకూడా అంటారు.

* కాంతి కిరణం యే వస్తువు మీద పతనం అవుతుందో ఆ వస్తువు పరిమాణం కాంతి తరంగ దైర్ఘ్యం తోదైర్ఘ్యంతో పోల్చుకోదగ్గట్టు ఉంటే ఆ విభాగాన్ని భౌతిక దృశా శాస్త్రము అందురు.

* ఈ విభాగంలో కాంతిని ఒక [[తరంగం]] గా భావించి కాంతి ధర్మములను వివరిస్తారు.

* దీనిని రేఖా (గణిత) దృశా శాస్త్రం అని కూడకూడా అంటారు.

* ఈ విభాగంలో కాంతిని ఒక కిరణంగా (అనగా, తిన్నగా గీసిన గీతలా) తీసుకుని కాంతి ధర్మములను వివరిస్తారు.

:[[వర్గం:భౌతిక శాస్త్రము]] కాంతి కిరణం రెండు పారదర్శక పదార్థాలు మధ్యనున్న సరిహద్దుని తాకినప్పుడు, దానిలో ఒక అంశ పరావర్తనం చెందుతుంది. మరొక అంశ వక్రీభవనం చెందుతుంది. బొమ్మ చూడండి.

<blockquote>వక్రీభవన సూత్రం (Law of Refraction): పతనమైన కిరణం, వక్రీభవనం చెందిన కిరణం ఒకే తలంలో ఉంటాయి. పతన కోణం యొక్క "సైను" (sine of the incident angle), వక్రీభవన కిరణం కోణం యొక్క "సైను" (sine of the refracted angle) మధ్య ఉండే నిష్పత్తి n ని వక్రీభవన సూచిక (index of refraction) అంటారు. బొమ్మ చూడండి.

పరావర్తనాలని రెండు రకాలుగా విభజించవచ్చు. మొదటిది స్పెక్యులర్ (లేదా సాధారణ) పరావర్తనం. రెండవది డిఫ్యూజ్ పరావర్తనం. సాధారణ పరావర్తనం అద్దాల వంటి ఉపరితలాలనుండి వచ్చేది. డిఫ్యూజ్ పరావర్తనం కాగితం, రాయి వంటి అపారదర్శక వంటి ఉపరితలాలనుండి వచ్చేది. [[దస్త్రం:Reflection_angles.svg|link=https://te.wikipedia.org/wiki/%E0%B0%A6%E0%B0%B8%E0%B1%8D%E0%B0%A4%E0%B1%8D%E0%B0%B0%E0%B0%82:Reflection_angles.svg|కుడి|thumb|180x180px]] </br />

చదునైన అద్దాలలో కనిపించే సాధారణ పరావర్తనాలలో ఛాయా బింబం (image) నిటారుగా ఉంటుంది. అద్దం ముందు వస్తువులు ఎంత దూరంలో ఉన్నాయో అదే దూరంలో అద్దం వెనుక ఛాయా బింబం కనబడుతుంది. వస్తువు పరిమాణం, అద్దంలో కనబడే ఛాయా బింబం పరిమాణం రెండూ సమానమే. చదునైన అద్దములో ఛాయా బింబములో ఎడమ, కుడి తారుమారవుతుంది. రెండు కంటే ఎక్కువ అద్దాల సహాయముతో ఏర్పడినటువంటి ఛాయా బింబాలకి ఇటువంటి తిరగబడుట జరగదు. [[దస్త్రం:Plane_mirror.png|link=https://te.wikipedia.org/wiki/%E0%B0%A6%E0%B0%B8%E0%B1%8D%E0%B0%A4%E0%B1%8D%E0%B0%B0%E0%B0%82:Plane_mirror.png|కుడి|thumb]]

కాంతి ప్రయాణిoచేప్రయాణించే మార్గంలో వక్రీభవన సూచిక మారుతూ ఉంటే అప్పుడు కాంతి వక్రీభవనoవక్రీభవనం పొందుతుంది. ఈ సూత్రం వల్ల కటకములని ఉపయోగించి కాంతిని కేంద్రీకృతం చేయవచ్చు. [[దస్త్రం:Lens_and_wavefronts.gif|link=https://te.wikipedia.org/wiki/%E0%B0%A6%E0%B0%B8%E0%B1%8D%E0%B0%A4%E0%B1%8D%E0%B0%B0%E0%B0%82:Lens_and_wavefronts.gif|ఎడమ|thumb]]

కాంతి కిరణం ఒక వక్రీభవన సూచిక గల పదార్థం నుండి మరొక వక్రీభవన సూచిక గల పదార్థం లోనికి ప్రవేశించినప్పుడు కాంతి దిశ మారుతుంది. ఈ ప్రక్రియని వక్రీభవనoవక్రీభవనం (refraction) అంటారు. ఈ వక్రీభవనాన్ని స్నెల్ సూత్రం (Snell's Law) ఇలా వర్ణిస్తుంది.

ఇక్కడ <math>\theta_1</math> అనేది అంతర్ముఖం నుండి గీసిన లంబ రేఖకు, పతన కిరణానికి మధ్య గల కోణం అయితే, <math>\theta_2</math> అనేది అదే లంబ రేఖకు, పరావర్తన కిరణానికి మధ్య గల కోణం అవుతుంది [Young].

ఒక యానకం యొక్క వక్రీభవన సూచిక (the index of refraction of a medium) కీ ఆ యానకంలో కాంతి వేగానికి మధ్య ఒక సంబంధం ఉంది. యానకంలో కాంతి వేగం {{math|'v'}} అనిన్నీ, శూన్యంలో కాంతి వేగం {{math|'c'}} అనిన్నీ అనుకుంటే, ఈ సంబంధాన్ని ఈ దిగువ విధంగా వర్ణించవచ్చు:

దీనిని ఇంకొక విధముగా కూడా చూడవచ్చు. ఒక పదార్థం నుండి మరొక పదార్ధము లోనికి వెళ్లినప్పుడు కాంతి యొక్క వేగం మారుతుంది.

కాంతిలో చాలా రంగులు ఉంటాయి.ఒక్కొక్క రంగుకు ఒక వక్రీభవన సూచిక ఉంటుంది. కాబట్టి కాంతి పట్టకం లోనికి ప్రవేశించినపుడు రంగులు వేరు వేరు దిశలలో చీలి పట్టకం బయటకు వస్తాయి. దీనిని డిస్పర్షన్ అంటారు. ఇలా అయినప్పుడు మనకు కాంతి యొక్క అన్నీ రంగులు కనపడుతాయి.

వక్రీభవనం కారణంగా కాంతి కిరణాల మార్గాన్ని కేంద్రాభిసరణం (converge) చేసేది కాని, కేంద్రావసరణం (diverge) చేసేది కాని అయిన పరికరం కటకం అనబడుతుంది. కటకాలలో రెండు రకాలు ఉన్నాయి. ఒకటి పుటాకార కటకం మరొకటి కుంభ కటకం. కుంభ కటకం కాంతి కిరణాలను ఒక చోటికి చేర్చుతుంది (కేంద్రాభిసరణం చేస్తుంది).. పుటాకార కటకం కాంతి కిరణాలను వ్యాప్తి (కేంద్రావసరణం) చేస్తుంది.

ఇక్కడ బొమ్మలో చూపినట్లు <math>S_1</math> అనేది కటకానికి వస్తువుకి మధ్య దూరం, <math>S_2</math> అనేది కటకానికి ఛాయా బింబానికి మధ్య దూరం, <math>f</math> అనేది కటకం యొక్క నాభ్యంతరం. వస్తువు, ఛాయా బింబం కటకానికి ఇరువైపులా ఉన్నట్లయితే ఆయా దూరాలని ధన సంఖ్యతో సూచిచడం సంప్రదాయం [Hecht].