વસ્તુઓ કેવી રીતે દ્રશ્યમાન થાય છે ? (What Makes Things Visible) : માત્ર આંખો હોવાથી જ વસ્તુ દેખાતી નથી; વસ્તુ પરથી પરાવર્તિત થયેલો પ્રકાશ જ્યારે આપણી આંખમાં પ્રવેશે ત્યારે જ વસ્તુ દેખાય છે. જે પદાર્થો સ્વયં પ્રકાશનું ઉત્સર્જન કરે છે તેને સ્વયંપ્રકાશિત પદાર્થો (Luminous Objects) કહે છે (દા.ત., સૂર્ય, તારાઓ, દીવો, મીણબત્તીની જ્યોત). જ્યારે બીજા પદાર્થો પરથી આવતા પ્રકાશનું પરાવર્તન કરતા પદાર્થોને પરપ્રકાશિત પદાર્થો (Illuminated Objects) કહે છે (દા.ત., ચંદ્ર, ટેબલ, ખુરશી).
પ્રકાશનું પરાવર્તન (Reflection of Light) : પ્રકાશનું કોઈ ચળકતી કે લીસી સપાટી (જેમ કે સમતલ અરીસો) પર આપાત થઈને પાછા ફરવાની ઘટનાને પ્રકાશનું પરાવર્તન કહે છે. • આપાતકિરણ (Incident Ray) : કોઈપણ સપાટી પર અથડાતા પ્રકાશના કિરણને આપાતકિરણ કહે છે. • પરાવર્તિત કિરણ (Reflected Ray) : સપાટી પરથી અથડાઈને પાછા ફરતા પ્રકાશના કિરણને પરાવર્તિત કિરણ કહે છે. • આપાતબિંદુએ સપાટી પર લંબ (Normal) : સપાટી પર જે બિંદુએ આપાતકિરણ અથડાય છે તે બિંદુ આગળ સપાટી સાથે 90° નો ખૂણો બનાવતી કાલ્પનિક રેખાને 'લંબ' કહે છે. • આપાતકોણ (Angle of Incidence – ∠ i) : આપાતકિરણ અને લંબ વચ્ચેના ખૂણાને આપાતકોણ કહે છે. • પરાવર્તનકોણ (Angle of Reflection – ∠ r) : પરાવર્તિત કિરણ અને લંબ વચ્ચેના ખૂણાને પરાવર્તનકોણ કહે છે.
પરાવર્તનના નિયમો (Laws of Reflection) : નિયમ 1 : આપાતકોણ અને પરાવર્તનકોણ હંમેશાં સમાન હોય છે (∠ i = ∠ r). નિયમ 2 : આપાતકિરણ, આપાતબિંદુએ સપાટીને દોરેલો લંબ અને પરાવર્તિત કિરણ – આ ત્રણેય હંમેશાં એક જ સમતલમાં હોય છે.
સમતલ અરીસામાં પ્રતિબિંબની લાક્ષણિકતાઓ : 1. પ્રતિબિંબ હંમેશાં ચત્તું (સીધું) અને આભાસી (Virtual) હોય છે (પડદા પર ઝીલી શકાતું નથી). 2. પ્રતિબિંબનું કદ મૂળ વસ્તુના કદ જેટલું જ સમાન હોય છે. 3. વસ્તુ અરીસાથી જેટલા અંતરે આગળ હોય છે, પ્રતિબિંબ અરીસાની પાછળ તેટલા જ અંતરે રચાય છે. 4. પાર્શ્વ વ્યુત્ક્રમ (Lateral Inversion) : પ્રતિબિંબમાં વસ્તુની ડાબી બાજુ જમણી તરફ અને જમણી બાજુ ડાબી તરફ દેખાય છે. (આ જ કારણે એમ્બ્યુલન્સ પર 'AMBULANCE' શબ્દ આગળથી ઊંધો લખવામાં આવે છે જેથી આગળના વાહનના રિયર-વ્યુ મિરરમાં સીધો વંચાય).
નિયમિત અને અનિયમિત પરાવર્તન (Regular and Diffused Reflection) : • નિયમિત પરાવર્તન (Regular Reflection) : સમતલ અરીસા કે અત્યંત લીસી અને ચળકતી સપાટી પર સમાંતર આપાત થયેલા કિરણો પરાવર્તન પામીને પણ પરસ્પર સમાંતર રહે છે. આના દ્વારા સ્પષ્ટ પ્રતિબિંબ રચાય છે. • અનિયમિત કે વિખરાયેલું પરાવર્તન (Diffused / Irregular Reflection) : કાગળ, કાર્ડબોર્ડ કે લાકડા જેવી ખરબચડી સપાટી પર આપાત થયેલા સમાંતર કિરણો જુદી-જુદી દિશાઓમાં પરાવર્તિત થાય છે. આ પરાવર્તનના નિયમોની નિષ્ફળતા નથી પરંતુ સપાટીના સૂક્ષ્મ ખરબચડાપણાને કારણે થાય છે. આપણી આસપાસની મોટાભાગની વસ્તુઓ આ અનિયમિત પરાવર્તનને કારણે જ જોઈ શકાય છે.
બહુવિધ પ્રતિબિંબો (Multiple Images) અને સાધનો : • જ્યારે બે સમતલ અરીસાઓને એકબીજા સાથે ચોક્કસ ખૂણે ગોઠવવામાં આવે છે ત્યારે પરાવર્તિત કિરણોનું વારંવાર પરાવર્તન થવાથી એક કરતાં વધુ (બહુવિધ) પ્રતિબિંબો રચાય છે. જો બે અરીસા પરસ્પર સમાંતર (0°) રાખવામાં આવે તો અસંખ્ય (અનંત) પ્રતિબિંબો મળે છે (દા.ત., હેર ડ્રેસરની દુકાનમાં આગળ અને પાછળના અરીસા). • પેરિસ્કોપ (Periscope) : તેમાં બે સમતલ અરીસા એકબીજાને 45° ના ખૂણે સમાંતર ગોઠવેલા હોય છે. સબમરીનમાંથી સમુદ્રની સપાટી પર જોવા, બંકરોમાં છૂપાયેલા સૈનિકો દ્વારા બહારની હિલચાલ જોવા પેરિસ્કોપ વપરાય છે. • કેલિડોસ્કોપ (Kaleidoscope) : તેમાં ત્રણ લંબચોરસ સમતલ અરીસાની પટ્ટીઓને 60° ના ખૂણે પ્રિઝમ આકારે જોડીને નળીમાં ફીટ કરાય છે. અંદર રંગીન કાચની બંગડીઓના ટુકડા રાખવામાં આવે છે. બહુવિધ પરાવર્તનને લીધે તેમાં અદભુત અને ક્યારેય એક સરખી ન હોય તેવી અવનવી ભાત (Design) જોવા મળે છે. વૉલપેપર અને કાપડના ડિઝાઈનરો નવી ડિઝાઇન માટે કેલિડોસ્કોપનો ઉપયોગ કરે છે.
સૂર્યપ્રકાશ – શ્વેત કે રંગીન (Dispersion of Light) : પ્રિઝમ કે પાણીના ટીપાંમાંથી સૂર્યનો શ્વેત પ્રકાશ પસાર થતાં તે સાત ઘટક રંગોમાં વિભાજિત થાય છે. આ ઘટનાને પ્રકાશનું વિભાજન (Dispersion) કહે છે. ચોમાસામાં આકાશમાં રચાતું મેઘધનુષ્ય (Rainbow) એ સૂર્યપ્રકાશના વિભાજનની કુદરતી ઘટના છે.
માનવ આંખની રચના અને કાર્ય (Structure of Human Eye) : • કોર્નિયા (Cornea / પારદર્શક પટલ) : આંખનો સૌથી આગળનો ઉપસેલો પારદર્શક ભાગ, જે આંખમાં પ્રકાશ પ્રવેશે તે માટેની બારી છે. • આઇરિસ (Iris / કનીનિકા) : કોર્નિયાની પાછળ આવેલો ઘેરો સ્નાયુમય પડદો. તે આંખનો વિશિષ્ટ રંગ (કાળો, કથ્થઈ કે ભૂરો) નક્કી કરે છે. • કીકી (Pupil) : આઇરિસની મધ્યમાં આવેલું નાનું છિદ્ર. આઇરિસ કીકીના કદનું નિયંત્રણ કરે છે (તેજસ્વી પ્રકાશમાં કીકી નાની બને છે અને ઝાંખા પ્રકાશમાં મોટી થાય છે). • નેત્રમણિ (Eye Lens) : કીકીની પાછળ આવેલો બહિર્ગોળ લેન્સ, જે સિલિયરી સ્નાયુઓ દ્વારા પકડાયેલો રહે છે. તે પ્રકાશને નેત્રપટલ પર કેન્દ્રિત કરે છે. • નેત્રપટલ (Retina / રેટીના) : આંખની પાછળનો આંતરિક પડદો જેના પર વસ્તુનું ઊલટું અને વાસ્તવિક પ્રતિબિંબ રચાય છે. તેમાં બે પ્રકારના પ્રકાશ-સંવેદી કોષો આવેલા છે: 1. શંકુ કોષો (Cones) : તેજસ્વી પ્રકાશ પ્રત્યે સંવેદનશીલ છે અને રંગની પરખ કરાવે છે. 2. સળી કોષો (Rods) : ઝાંખા પ્રકાશ પ્રત્યે સંવેદનશીલ છે. • અંધબિંદુ (Blind Spot) : દ્રષ્ટિચેતા અને નેત્રપટલના જોડાણ સ્થાને કોઈ સંવેદી કોષો હોતા નથી, તેથી ત્યાં પ્રતિબિંબ પડે તો દેખાતું નથી. • દ્રષ્ટિની સાતત્યતા (Persistence of Vision) : નેત્રપટલ પર રચાતી છબી વસ્તુ દૂર કર્યા પછી પણ લગભગ 1/16 સેકન્ડ સુધી ચાલુ રહે છે. આથી જો આંખ સામેથી પ્રતિ સેકન્ડ 16 થી વધુ (સામાન્ય રીતે 24) સ્થિર ચિત્રો પસાર કરવામાં આવે તો આંખને તે ચિત્રો સતત ગતિમાન ભાસે છે (આ સિદ્ધાંત પર સિનેમા/ચલચિત્રો કાર્ય કરે છે).
આંખની ખામીઓ અને સંભાળ : • સામાન્ય તંદુરસ્ત આંખ માટે સ્પષ્ટ વાંચનનું લઘુત્તમ અંતર આશરે 25 cm છે. • યોગ્ય ચશ્મા (અંતર્ગોળ કે બહિર્ગોળ લેન્સ) ની મદદથી નજીકની કે દૂરની દ્રષ્ટિની ખામીઓ સુધારી શકાય છે. વૃદ્ધાવસ્થામાં આંખનો લેન્સ દૂધિયો અને ધૂંધળો બને તેને મોતિયો (Cataract) કહે છે, જે શસ્ત્રક્રિયા દ્વારા નવો કૃત્રિમ લેન્સ મૂકી મટાડી શકાય છે. • વિટામિન A ની ઉણપ : ખોરાકમાં વિટામિન-A ની ખામીથી રતાંધળાપણું (Night Blindness) થાય છે. ગાજર, બ્રોકોલી, લીલા પાંદડાવાળા શાકભાજી, પપૈયું, કેરી, દૂધ અને માછલીનું કોડ લિવર ઓઈલ વિટામિન-A ના ઉત્તમ સ્ત્રોત છે.
ખામીયુક્ત દ્રષ્ટિવાળા વ્યક્તિઓ માટે બ્રેઇલ લિપિ (Braille System) : દ્રષ્ટિહીન વ્યક્તિઓ સ્પર્શ દ્વારા વાંચી-લખી શકે તે માટે લુઇસ બ્રેઇલ (Louis Braille – 1821) એ બ્રેઇલ પદ્ધતિ વિકસાવી. • બ્રેઇલ લિપિમાં 63 ટપકાંની તરાહ (Dots Patterns) કે અક્ષરો હોય છે. દરેક કોષમાં ઊભી બે હરોળમાં છ ટપકાંઓમાંથી ઉપસેલા ટપકાં પર આંગળી ફેરવીને વાંચન કરવામાં આવે છે. હેલન કેલર (Helen Keller) દ્રષ્ટિહીન અને બધિર હોવા છતાં આ પદ્ધતિથી ઉચ્ચ શિક્ષણ પ્રાપ્ત કરનાર વિશ્વપ્રસિદ્ધ લેખિકા બન્યા હતા.
