प्रकाश, ध्वनि एवं कंपन

प्रकाश के चलने के लिए माध्यम की आवश्यकता नहीं होती है। अत: यह निर्वात में भी गुजर सकता है। निर्वात में प्रकाश की चाल अधिकतम (3×10⁸ मीटर/सेकंड) होती है।

प्रकाशीय गेज परावर्तन के सिद्धांत पर कार्य करता है। प्रकाश के चिकने पृष्ठ से टकराकर लौटने की घटना को 'परावर्तन' कहते हैं।

जब प्रकाश की कोई किरण एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाती है, तो वह अभिलंब से एक तरफ झुक जाती है। इसी को 'अपवर्तन' कहते हैं। जब प्रकाश विरल माध्यम से सघन माध्यम में जाती है तब वह अभिलंब (नॉर्मल) की तरफ झुकती है। परन्तु जब सघन माध्यम से विरल माध्यम से विरल माध्यम में जाती है, तो नॉर्मल से दूर मुड़ जाती है

किसी समांग माध्यम में प्रकाश किरणें एक सीध में संचरित होती है। लेकिन जब प्रकाश विभिन्न घनत्व वाले एक माध्यम से दूसरे माध्यम में प्रवेश करता है, तो यह अपने एक रेखीय पथ से विचलित हो जाता है। प्रकाश का इस प्रकार एक माध्यम से दूसरे माध्यम में प्रवेश करते समय उनकी सीमा पर अपने रेखीय पथ से विचलित होना ही 'प्रकाश का अपवर्तन' कहलाता है। स्वच्छ जल के तालाब की सतह भी अपवर्तन के कारण कुछ ऊपर उठी दिखाई देती है। यदि जल में पड़ी हुई किसी वस्तु की आभासी गहराई दी गई हो, तो इस आभासी गहराई में जल के अपवर्तनांक से गुणा करके वास्तविक गहराई की गणना की जा सकती है। यदि किसी मछली की आभासी गहराई 3M है, तो सतह से उसकी वास्तविक गहराई = 3 × 4/3 = 4 मी. जहां 4/3 जल का अपवर्तनांक है।

पानी में डूबी हुई छड़ी अपवर्तन के कारण मुड़ी हुई प्रतीत होती है। वस्तुत: अपवर्तन वह घटना है जिसके कारण प्रकाश के एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाने पर उसकी किरणें मुड़ जाती हैं। जब प्रकाश विरल माध्यम से सघन माध्यम में प्रवेश करता है तब उसकी किरण अभिलंब की ओर और सघन माध्यम से विरल माध्यम में प्रवेश करने पर अभिलंभ से दूर की ओर मुड़ जाती है। डूबी हुई छड़ी की दशा में हमारी आंख पानी से बाहर आती (सघन से विरल) किरणों को देखती है जो अभिलंब से दूर भागती है और छड़ी मुड़ी हुई प्रतीत होती है।

एक उन्नत्तोदर दर्पण (उत्तल दर्पण) के सामने रखी एक सीधी वस्तु का प्रतिबिम्ब हमेशा काल्पनिक, सीधा और वस्तु से छोटा बनेगा। इसी कारण उत्तल दर्पण का उपयोग गाड़ी में चालक की सीट के पास पीछे के दृश्य को देखने में किया जाता है।

किसी दर्पण में से परावर्तन के पश्चात तरंग के आयाम में परिवर्तन होता है। तरंग का आयाम बदल जाता है, तरंग की आवृत्ति, तरंगदैर्ध्य व वेग में कोई परिवर्तन नहीं होता है। जब किरण किसी चिकने व चमकदार पृष्ठ पर पड़ती है, तो किरण का अधिकांश भाग वापस लौट आता है, इसको 'परावर्तन' कहते हैं। परावर्तन की क्रिया में आपतन कोण का मान परावर्तन कोण के बराबर होता है। पूर्ण आंतरिक परावर्तन के कारण ही हीरा चमकता है। चूंकि हीरे का अपवर्तनांक बहुत अधिक (2.4) होने के कारण इसका क्रांतिक कोण केवल 24° होता है। अत: जब विशेष रूप से काटे गए हीरे के अन्दर प्रकाश पड़ता है, तो यह हीरे के पृष्ठों पर बार-बार परावर्तित होता है

कंपन करता हुआ कोई पिंड अपनी माध्य स्थिति से अधिकतम जितना विस्थापित होता है, उसे 'आयाम' कहते हैं। एक कंपन पूरा करने में लगा समय 'आवर्तकाल' कहा जाता है। एक आवर्तकाल में तरंग द्वारा चली गई दूरी को 'तरंगदैर्घ्य' कहते हैं। एक सेकंड में जितने कंपन होते हैं, उसे 'आवृत्ति' कहते हैं।

बाइनोक्यूलर दूरबीन का सहायता से दूर की वस्तुओं को देखा जाता है। इस उपकरण में प्रकाश ेक समकोणीय प्रिज्म के द्वारा दो बार परिवर्तित होता है। पेरिस्कोप के द्वारा पनडुब्बी से जल की सतह का आंकलन किया जाता है।

दूर दृष्टि दोष वाली आंख में नजदीक रखी वस्तु का प्रतिबिम्म रेटिना के पीछे बनता है अर्थात वस्तु से आती हुई प्रकाश किरणें रेटिना के पीछे अभिसारित होती हैं। इसीलिए नजदीक रखी वस्तु साफ-साफ नहीं दिखाई देती। नजदीक की वस्तु को स्पष्ट देखने के लिए उत्तल लेंस वाले चश्में का प्रयोग करते हैं जिससे वस्तु का प्रतिबिम्ब रेटिना पर बनता है और वस्तु स्पष्ट दिखाई देती है।