পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন: একটি আলোকীয় ঘটনা

যদিও পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন যে কোনও ধরনের তরঙ্গের বেলায়ই ঘটতে পারে যা (উদাঃ) মাইক্রোওয়েভ এবং শব্দ তরঙ্গ সহ তির্যকভাবে আপতিত হলেই যেকোন তরঙ্গের ক্ষেত্রেই ঘটতে পারে, হালকা তরঙ্গের ক্ষেত্রে এটি সর্বাধিক পরিচিত।

পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন সংঘটিত হতে প্রধানত দুটি শর্ত রয়েছে, যথা:

• আলোকরশ্মিকে অবশ্যই ঘন মাধ্যম থেকে ঘন ও তুলনামূলক হালকা মাধ্যমের বিভেদ তলে আপতিত হতে হবে।
• আপতন কোণ ক্রান্তি বা সংকট কোণের চেয়ে বড় হতে হবে।

নির্দিষ্ট রঙের আলোক রশ্মি ঘন মাধ্যম থেকে হালকা মাধ্যমে প্রতিসরিত হওয়ার সময় আপতন কোণের যে মানের জন্য প্রতিসরণ কোণের মান এক সমকোণ হয় অর্থাৎ প্রতিসরিত রশ্মি বিভেদ তল ঘেঁষে চলে যায় তাকে ঐ রঙের জন্য হালকা মাধ্যমের সাপেক্ষে ঘন মাধ্যমের সংকট কোণ বা ক্রান্তি কোণ (critical angle) বলে।

অন্যভাবে বলা যায়, আলোক রশ্মি যখন ঘন স্বচ্ছ মাধ্যম থেকে হালকা স্বচ্ছ মাধ্যমে প্রবেশ করে তখন আপতন কোণের যে মানের জন্য প্রতিসরণ কোণের মান ৯০° হয় অর্থাৎ প্রতিসরিত রশ্মিটি বিভেদ তল বরাবর চলে যায় তখন ঐ আপতন কোণকে সংকট কোণ বলে।

সংকট কোণ বা ক্রান্তি কোণকে θ_c দ্বারা প্রকাশ করা হয়। θ_c = sin^-1 (n₁/n₂)

 

অপটিক্যাল ফাইবার হল একধরনের অতিসূক্ষ্ম এবং নমনীয় কাচ তন্তু। এর মাধ্যমে আলোর পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনের ধর্মকে কাজে লাগিয়ে তথ্য পরিবহনের কাজ করা হয়। আলোক রশ্মি যখন কাচ তন্তুর এক প্রান্তদিয়ে প্রবেশ করে তখন তন্তুর ভিতরের পৃষ্ঠে বারাবার এর পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন ঘটে ঠিক যতক্ষন না তা অপর প্রান্ত দিয়ে নির্গত হয়। এভাবে আলোকরশ্মি ফাইবারটির সম্পূর্ণ দৈর্ঘ্য অতিক্রম করে। চিকিৎসকরা মানবদেহের বিশেষ কোন অংশ পরীক্ষা করতে অপটিকাল ফাইবার ব্যবহার করে থাকেন।

ক্রিকেটে এর ব্যবহার রয়েছে।

 

মরীচিকা হচ্ছে আলোর পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনের ফল। মরুভূমির উপরের স্তরে বাতাসের ঘনত্ব বেশি, তাই প্রতিসরণাঙ্ক বেশি। নিচের স্তরে বাতাস উত্তপ্ত কম, তাই প্রতিসরণাঙ্কও কম। যদিও উত্তপ্ত বাতাস হালকা হয়ে উপরে উঠে যায়, কিন্তু মরুভূমির উত্তপ্ত বালুর কারণে তার কাছাকাছি বাতাস উপরের বাতাস থেকে উত্তপ্ত থাকে। মরুভূমির কোনো গাছ থেকে আলো প্রতিটি স্তরে প্রতিসরিত হওয়ার সময় প্রতিসরণ কোণ বেড়ে যায় এবং একেবারে শেষের স্তরে এসে আলোর পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন হয়ে যেতে পারে। বেশি প্রতিসরণাঙ্কের থেকে কম প্রতিসরণাঙ্কের মাধ্যমে যাওয়ার সময় দূর থেকে দেখা হলে আপতন কোণের মান বেশি হওয়ার কারণে ক্রান্তি কোণকে অতিক্রম করার সম্ভাবনা বেশি থাকে। তাই মরীচিকাকে দূর থেকে দেখা যায়, কাছে এলে দেখা যায় না। যেহেতু কোনো মানুষ দূরের একটি গাছের দিকে তাকালে সরাসরি গাছটি দেখতে পাবে এবং পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনের কারণে কারণে গাছের একটি প্রতিবিম্ব গাছের নিচেও দেখতে পাবে। মনে হবে নিচে পানি আছে। কাছে গিয়ে দেখা যাবে কোনও পানি নেই।

• অপটিক্যাল ফাইবার
• সমবর্তন