अवतल दर्पण

अवतल दर्पण की परिभाषा

रोजमर्रा की जिंदगी में इस्तेमाल होने वाले दर्पणों में से एक अवतल दर्पण है। अवतल दर्पण एक घुमावदार दर्पण होता है, जिसकी परावर्तक सतह पीछे की ओर मुड़ी होती है। इसे समझने के लिए, अवतल दर्पण की छवि को एक तरफ से देखें।

पेंगुगुण

यदि आप अपने चेहरे की त्वचा को अधिक स्पष्ट और विस्तृत रूप से देखना चाहते हैं, तो अपने चेहरे को अवतल दर्पण की परावर्तक सतह के पास तब तक रखें जब तक कि आपका प्रतिबिंब बड़ा न दिखने लगे और आपके रोमछिद्र स्पष्ट रूप से दिखाई न देने लगें। आपका प्रतिबिंब आपके चेहरे से बड़ा इसलिए दिखाई देता है क्योंकि दर्पण उसे आवर्धित करता है, जो तब होता है जब आपका चेहरा दर्पण की फोकस दूरी से कम होता है। इसे बेहतर ढंग से समझने के लिए कृपया अवतल दर्पण के परावर्तन विषय का अध्ययन करें । परावर्तन को आवर्धित करने के कारण, दर्पणों का उपयोग आमतौर पर महिलाएं संवारने के लिए और पुरुष शेविंग के लिए करते हैं।

अवतल दर्पणों का उपयोग टॉर्च और कार की हेडलाइट्स में भी किया जाता है। टॉर्च, कार की हेडलाइट्स या अन्य स्पॉटलाइट्स में दर्पणों का उद्देश्य प्रकाश को समानांतर करना होता है ताकि सारा प्रकाश सीधी दिशा में जाए। यदि आप टॉर्च का सामने का शीशा खोलकर दर्पण हटा दें, तो परिणामी प्रकाश सभी दिशाओं में फैल जाता है और दूर स्थित वस्तुओं या सड़क की सतहों को रोशन नहीं कर पाता। टॉर्च या कार की हेडलाइट्स में दर्पणों के कार्य सिद्धांत को दर्पणों के फोकस बिंदु पर चर्चा में आगे समझाया गया है। टॉर्च या अन्य स्पॉटलाइट्स में उपयोग होने के अलावा, दर्पणों का उपयोग सौर ऊर्जा संयंत्रों में भी किया जाता है। सौर ऊर्जा संयंत्रों में, दर्पण सूर्य के प्रकाश को एकत्रित करते हैं और सारे प्रकाश को दर्पण के फोकस बिंदु की ओर निर्देशित करते हैं, जहाँ एक पात्र रखा होता है। सूर्य के प्रकाश का उपयोग पात्र में पानी को वाष्पित करने के लिए किया जाता है, जहाँ भाप का उपयोग टरबाइन को चलाने और बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जाता है।

केंद्र बिंदु

यदि प्रकाश को परावर्तित करने वाले दर्पण की सतह किसी बहुत दूर स्थित वस्तु, उदाहरण के लिए सूर्य, के सामने हो, तो सूर्य द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की किरण उस वस्तु के समानांतर होगी। मुख्य अक्ष नीचे दिए गए चित्र में दर्पण को दर्शाया गया है। मुख्य अक्ष दर्पण की सतह के केंद्र के लंबवत एक काल्पनिक रेखा होती है। नीचे दिए गए चित्र में, मुख्य अक्ष रेखा सभी परावर्तित प्रकाश किरणों के प्रतिच्छेदन बिंदु के साथ मेल खाती है।
जब प्रकाश की प्रत्येक किरण किसी दर्पण की सतह से टकराती है, तो वह एक निश्चित नियम का पालन करती है। प्रकाश के परावर्तन का नियमआपतित किरण और परावर्तित किरण के बीच एक अभिलंब रेखा होती है जो दर्पण की सतह पर लंबवत होती है जिससे प्रकाश किरण गुजरती है, लेकिन अभिलंब रेखा खींची नहीं जाती है। आपतित किरण और अभिलंब के बीच का कोण परावर्तित किरण और अभिलंब के बीच के कोण के बराबर होता है। समतल दर्पण में सभी अभिलंब रेखाएं एक ही दिशा में होती हैं, जबकि अवतल दर्पण में अभिलंब रेखाएं एक ही दिशा में नहीं होती हैं क्योंकि दर्पण की सतह वक्र होती है, समतल नहीं। सभी परावर्तित किरणें एक बिंदु पर प्रतिच्छेद करती हैं जो मुख्य अक्ष के साथ मेल खाता है, जिसे अवतल कहा जाता है। केंद्र बिंदु (F). दूसरे शब्दों में, फोकस बिंदु किसी ऐसी वस्तु का प्रतिबिंब बिंदु होता है जो दर्पण की सतह से बहुत दूर होती है, उदाहरण के लिए सूर्य और तारे।
पर आधारित प्रकाश के परावर्तन का नियमअवतल दर्पण में प्रकाश की किरण या किरणों की दिशा उलटी हो सकती है, जो पिछली छवि के विपरीत है। यदि प्रकाश स्रोत को दर्पण के फोकस बिंदु पर माना जाए, तो वस्तु द्वारा उत्सर्जित प्रकाश किरण दर्पण की सतह से टकराती है और परावर्तित हो जाती है। परावर्तित प्रकाश किरण की दिशा अवतल दर्पण के मुख्य अक्ष के समानांतर होती है। टॉर्च, कार की हेडलाइट या अन्य स्पॉटलाइट में दर्पणों के उपयोग और सौर ऊर्जा संयंत्रों में दर्पणों के उपयोग के पीछे यही मूल सिद्धांत है।

ऊपर दिए गए स्पष्टीकरण के आधार पर यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि यदि प्रकाश स्रोत दर्पण के फोकस बिंदु पर स्थित है, तो वस्तु द्वारा उत्सर्जित प्रकाश किरण दर्पण द्वारा परावर्तित होती है और परावर्तित प्रकाश किरण दर्पण के मुख्य अक्ष के समानांतर होती है। इसके विपरीत, यदि वस्तु बहुत दूर स्थित है, तो वस्तु का प्रतिबिंब अवतल दर्पण के फोकस बिंदु पर बनता है। यदि बहुत दूर स्थित वस्तु का प्रतिबिंब फोकस बिंदु पर बनता है, तो दर्पण की सतह से वस्तु की दूरी सीमित या लगभग समान होने पर वस्तु का प्रतिबिंब कहाँ बनेगा? इसे समझने के लिए, कृपया अवतल दर्पण के प्रतिबिंब विषय का अध्ययन करें और विषय को शीघ्रता से समझने के लिए, पहले अवतल दर्पण की विशेष किरणों और अवतल दर्पण के सूत्र का अध्ययन करें ।

फोकल लम्बाई

फोकस बिंदु (F) और अवतल दर्पण की सतह के बीच की दूरी को फोकस लंबाई (f) कहते हैं। नीचे दी गई विधि में आपतित किरण और परावर्तित किरण का उपयोग करके अवतल दर्पण की फोकस लंबाई ज्ञात करने का तरीका बताया गया है।
बिंदु C अवतल दर्पण की वक्रता का केंद्र बिंदु है। अवतल दर्पण की फोकस दूरी f (फोकल दूरी = f = FQ) है और अवतल दर्पण की वक्रता त्रिज्या r (वक्रता त्रिज्या = r = CQ = CP) है।
आपतित किरण अवतल दर्पण पर बिंदु P पर टकराती है और फोकस बिंदु F की ओर परावर्तित होती है। बिंदीदार रेखा CP अभिलंब रेखा है। आपतित किरण और परावर्तित किरण प्रकाश के परावर्तन के नियम का पालन करती हैं, जहाँ आपतन कोण (θ) परावर्तन कोण (θ) के बराबर होता है, और यह कोण त्रिभुज PCQ के कोण (θ) के बराबर होता है। त्रिभुज PCQ का कोण त्रिभुज CPF के कोण के बराबर है, इसलिए त्रिभुज PFC एक समबाहु त्रिभुज है। चूंकि त्रिभुज PFC एक समबाहु त्रिभुज है, इसलिए PF की लंबाई CF की लंबाई के बराबर है। दर्पण की चौड़ाई को दर्पण की वक्रता त्रिज्या से कम मानकर, PF की लंबाई FQ की लंबाई के बराबर मानी जाती है। चूंकि CF = PF और PF = FQ, इसलिए CQ = 2 CF = 2 FQ। CQ = r = अवतल दर्पण की वक्रता त्रिज्या और FQ = f = अवतल दर्पण की फोकस दूरी। अतः यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि अवतल दर्पण की वक्रता त्रिज्या (r) = अवतल दर्पण की फोकस दूरी (f) का 2 गुना। गणितीय रूप से:
r = 2 f या f = r / 2
 
छाया
 
समतल दर्पण केवल आभासी प्रतिबिंब बना सकता है, जबकि अवतल दर्पण वास्तविक और आभासी दोनों प्रतिबिंब बना सकता है। किसी वस्तु का प्रतिबिंब वास्तविक है या आभासी, यह अवतल दर्पण की सतह से वस्तु की दूरी पर निर्भर करता है, और इसे इस विषय में विस्तार से समझाया गया है। अवतल दर्पण छवि.

वास्तविक छाया

किसी छवि को वास्तविक तब कहा जाता है जब परावर्तित प्रकाश किरणें उस बिंदु से होकर गुजरती हैं जहाँ छवि बनती है। यदि किसी स्क्रीन को ऐसी जगह रखा जाए जहाँ वास्तविक छवि बनने की उम्मीद हो, तो स्क्रीन पर एक प्रकाश किरण दिखाई देगी और इस प्रकाश किरण का आकार वस्तु के आकार का होगा। अवतल दर्पण द्वारा बनने वाली वास्तविक छवि के कारण ही खगोलीय दूरबीनों में अवतल दर्पणों का उपयोग किया जाता है। प्रकाशीय लेंस के विषय में, आप जानेंगे कि वास्तविक छवि बनाने की लेंस की क्षमता ही प्रकाशीय दूरबीनों में इसके उपयोग का आधार है।

माया की छाया

किसी छवि को आभासी कहा जाता है यदि परावर्तित प्रकाश किरणें उस बिंदु से होकर न गुजरें जहाँ छवि स्थित है। यदि किसी स्क्रीन को ऐसी जगह रखा जाए जहाँ आभासी छवि बनने की उम्मीद हो, तो स्क्रीन पर कोई प्रकाश किरण दिखाई नहीं देगी। आभासी/आभासी/झूठी छवि वास्तव में मौजूद नहीं होती, लेकिन मनुष्य की आँख उसे देखती है। प्रकाश दमक सीधी रेखा में इस प्रकार गति करना कि ऐसा प्रतीत हो मानो प्रकाश उस बिंदु से सीधी रेखा में आगे बढ़ रहा हो जहां परछाई स्थित है।