$a$ ત્રિજ્યાનો એક અપારદર્શક ગોળો આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ પારદર્શક પ્રવાહીમાં ડૂબેલો છે. એક બિંદુવત ઉદગમ ગોળાના ઉપરના ભાગથી $a/2$ અંતરે ગોળાના ઉભા વ્યાસ પર મૂકવામાં આવ્યું છે. ઉદગમમાંથી નીકળતું એક કિરણ હવા-પ્રવાહીની સપાટી પર વક્રીભવન પામ્યા પછી ગોળાને સ્પર્શક બને છે. તે કિરણ માટે વક્રીભવન કોણ $30^{\circ}$ છે. પ્રવાહીનો વક્રીભવનાંક કેટલો હશે?

$n_{32} \times n_{21} = .... $ ની કિંમત શોધો.

$12 \,cm$ ઊંચાઈ ધરાવતી પાણીની ટાંકીના તળિયે એક સોય પડેલી છે. માઈક્રોસ્કોપ દ્વારા માપવામાં આવેલી સોયની આભાસી ઊંડાઈ $9 \,cm$ છે. જો પાણીને સમાન ઊંચાઈના $1.5$ વક્રીભવનાંક ધરાવતા પ્રવાહી દ્વારા બદલવામાં આવે, તો સોયને ફરીથી ફોકસ કરવા માટે માઈક્રોસ્કોપને કેટલા અંતરે ખસેડવું પડશે ($\,cm$ માં)?

માધ્યમના પ્રકાશીય ગુણધર્મો સાપેક્ષ પરમિટિવિટી $(\epsilon_r)$ અને સાપેક્ષ પરમીએબિલિટી $(\mu_r)$ દ્વારા નક્કી થાય છે. વક્રીભવનાંક $n = \sqrt{\epsilon_r \mu_r}$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત છે. સામાન્ય પદાર્થો માટે $\epsilon_r > 0$ અને $\mu_r > 0$ હોય છે અને વર્ગમૂળ માટે ધન ચિહ્ન લેવામાં આવે છે. $1964$ માં,રશિયન વૈજ્ઞાનિક વી. વેસેલાગોએ $\epsilon_r < 0$ અને $\mu_r < 0$ ધરાવતા પદાર્થોના અસ્તિત્વની આગાહી કરી હતી. ત્યારથી,આવી 'મેટા-મટીરીયલ્સ' પ્રયોગશાળાઓમાં બનાવવામાં આવી છે અને તેમના પ્રકાશીય ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે. આવા પદાર્થો માટે $n = -\sqrt{\epsilon_r \mu_r}$ હોય છે. જ્યારે પ્રકાશ આવા વક્રીભવનાંક ધરાવતા માધ્યમમાં પ્રવેશે છે,ત્યારે તરંગો પ્રસરણની દિશાથી વિરુદ્ધ દિશામાં ગતિ કરે છે.
$(i)$ ઉપરના વર્ણન મુજબ,દર્શાવો કે જો પ્રકાશના કિરણો હવા (વક્રીભવનાંક $= 1$) માંથી આવા માધ્યમમાં $2^{nd}$ ચરણમાં $\theta_i$ ખૂણે પ્રવેશે,તો વક્રીભૂત કિરણ $3^{rd}$ ચરણમાં હોય છે.
$(ii)$ સાબિત કરો કે આવા માધ્યમ માટે સ્નેલનો નિયમ લાગુ પડે છે.

પ્રકાશનું એક કિરણ કાચ-પાણીની સપાટી પર $i$ ખૂણે આપાત થાય છે. તે અંતે પાણીની સપાટીને સમાંતર બહાર આવે છે. તો ${\mu _g}$ નું મૂલ્ય કેટલું હશે (પાણીનો વક્રીભવનાંક ${\mu _w} = 4/3$ આપેલ છે):

ધારો કે હવામાં ગતિ કરતું પ્રકાશનું કિરણ $\sqrt{2n}$ વક્રીભવનાંક ધરાવતા માધ્યમમાં આપાત થાય છે. આપાતકોણ એ વક્રીભૂતકોણ કરતાં બમણો છે. તો,આપાતકોણ કેટલો હશે?