उदाहरण के लिए, हमारे सामने "ऑप्टिक्स" शब्द आता है, जब हम चश्मा बेचने वाले आउटलेट से गुजरते हैं। इसके अलावा, कई लोगों को याद है कि उन्होंने स्कूल में प्रकाशिकी का अध्ययन किया था। ऑप्टिक्स क्या है?
प्रकाशिकी भौतिकी की एक शाखा है जो प्रकाश की प्रकृति, उसके गुणों, विभिन्न माध्यमों में प्रसार के पैटर्न के साथ-साथ पदार्थों के साथ प्रकाश की बातचीत का अध्ययन करती है। प्रकाशिकी क्या है, इसे बेहतर ढंग से समझने के लिए, आपको यह समझना चाहिए कि प्रकाश क्या है।
आधुनिक भौतिकी में प्रकाश की अवधारणा
भौतिकी हमारे लिए परिचित प्रकाश को एक जटिल घटना के रूप में मानती है जिसमें दोहरी प्रकृति होती है। एक ओर, प्रकाश को छोटे कणों की एक धारा माना जाता है - प्रकाश क्वांटा (फोटॉन)। दूसरी ओर, प्रकाश को एक प्रकार की विद्युत चुम्बकीय तरंगों के रूप में वर्णित किया जा सकता है जिनकी एक निश्चित लंबाई होती है।
प्रकाशिकी के अलग-अलग खंड विभिन्न कोणों से एक भौतिक घटना के रूप में प्रकाश का अध्ययन करते हैं।
प्रकाशिकी के अनुभाग
- ज्यामितीय प्रकाशिकी। प्रकाश के प्रसार के नियमों के साथ-साथ प्रकाश किरणों के परावर्तन और अपवर्तन पर विचार करता है। एक सीधी रेखा में एक सजातीय माध्यम में फैलने वाली किरण के रूप में प्रकाश का प्रतिनिधित्व करता है (यह एक ज्यामितीय किरण के समान है)। प्रकाश की तरंग प्रकृति को ध्यान में नहीं रखता है।
- तरंग प्रकाशिकी। वह विभिन्न विद्युत चुम्बकीय तरंगों के रूप में प्रकाश के गुणों का अध्ययन करता है।
- क्वांटम ऑप्टिक्स। प्रकाश के क्वांटम गुणों का अध्ययन करता है (फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव, फोटोकैमिकल प्रक्रियाओं, लेजर विकिरण, आदि की खोज करता है)
मानव जीवन में प्रकाशिकी
प्रकाश की प्रकृति और उसके प्रसार के पैटर्न का अध्ययन करके, व्यक्ति अपने लाभ के लिए प्राप्त ज्ञान का उपयोग करता है। आसपास के जीवन में सबसे आम ऑप्टिकल उपकरण हैं चश्मा, एक माइक्रोस्कोप, एक दूरबीन, एक फोटोग्राफिक लेंस, साथ ही एक लैन बिछाने के लिए उपयोग की जाने वाली ऑप्टिकल फाइबर केबल (आप इस लेख में इसके बारे में जान सकते हैं)
प्रकाशिकी- यह भौतिकी की एक शाखा है जो प्रकाश विकिरण की प्रकृति, उसके वितरण और पदार्थ के साथ बातचीत का अध्ययन करती है। प्रकाश तरंगें विद्युत चुम्बकीय तरंगें हैं। प्रकाश तरंगों की तरंग दैर्ध्य अंतराल में होती है। इस श्रेणी की तरंगों को मानव आँख द्वारा माना जाता है।
प्रकाश रेखाओं के साथ गमन करता है जिसे किरणें कहते हैं। किरण (या ज्यामितीय) प्रकाशिकी के सन्निकटन में, प्रकाश की तरंग दैर्ध्य की परिमितता की उपेक्षा की जाती है, यह मानते हुए कि λ→0। कई मामलों में ज्यामितीय प्रकाशिकी ऑप्टिकल प्रणाली की अच्छी तरह से गणना करना संभव बनाती है। सबसे सरल ऑप्टिकल सिस्टम एक लेंस है।
प्रकाश के व्यतिकरण का अध्ययन करते समय, यह याद रखना चाहिए कि व्यतिकरण केवल सुसंगत स्रोतों से ही देखा जाता है और यह व्यतिकरण अंतरिक्ष में ऊर्जा के पुनर्वितरण से जुड़ा है। यहां अधिकतम और न्यूनतम प्रकाश तीव्रता की स्थिति को सही ढंग से लिखने में सक्षम होना और पतली फिल्मों के रंग, समान मोटाई की धारियां और समान ढलान जैसे मुद्दों पर ध्यान देना महत्वपूर्ण है।
प्रकाश विवर्तन की घटना का अध्ययन करते समय, ह्यूजेंस-फ्रेस्नेल सिद्धांत, फ्रेस्नेल जोन की विधि को समझना आवश्यक है, यह समझने के लिए कि एक भट्ठा पर और विवर्तन झंझरी पर विवर्तन पैटर्न का वर्णन कैसे किया जाए।
प्रकाश ध्रुवीकरण की घटना का अध्ययन करते समय, यह समझना चाहिए कि यह घटना प्रकाश तरंगों की अनुप्रस्थ प्रकृति पर आधारित है। ध्रुवीकृत प्रकाश प्राप्त करने के तरीकों और ब्रूस्टर और मालुस के नियमों पर ध्यान देना चाहिए।
प्रकाशिकी में बुनियादी सूत्रों की तालिका
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भौतिक नियम, सूत्र, चर |
प्रकाशिकी सूत्र |
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निरपेक्ष अपवर्तनांक जहाँ c निर्वात में प्रकाश की गति है, c=3 108 m/s, v माध्यम में प्रकाश के प्रसार की गति है। |
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सापेक्ष अपवर्तनांक जहां n 2 और n 1 दूसरे और पहले मीडिया के पूर्ण अपवर्तनांक हैं। |
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अपवर्तन का नियम जहां मैं आपतन कोण है, r अपवर्तन कोण है। |
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पतला लेंस फॉर्मूला जहाँ F लेंस की फोकस दूरी है, d वस्तु से लेंस की दूरी है, f लेंस से प्रतिबिम्ब की दूरी है। |
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लेंस की ऑप्टिकल शक्ति जहाँ R 1 और R 2 लेंस की गोलाकार सतहों की वक्रता त्रिज्याएँ हैं। उत्तल सतह के लिए R>0। अवतल सतह के लिए R<0. |
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ऑप्टिकल पथ लंबाई: जहाँ n माध्यम का अपवर्तनांक है; r प्रकाश तरंग की ज्यामितीय पथ लंबाई है। |
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ऑप्टिकल यात्रा अंतर: एल 1 और एल 2 - दो प्रकाश तरंगों के ऑप्टिकल पथ। |
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हस्तक्षेप की स्थिति ज्यादा से ज्यादा: न्यूनतम: जहां 0 निर्वात में प्रकाश की तरंग दैर्ध्य है; मी अधिकतम या न्यूनतम हस्तक्षेप का क्रम है। |
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पतली फिल्मों में ऑप्टिकल पथ अंतर परावर्तित प्रकाश में: संचरित प्रकाश में: जहां d फिल्म की मोटाई है; मैं - प्रकाश की घटना का कोण; n अपवर्तनांक है। |
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यंग के प्रयोग में व्यतिकरण फ्रिंजों की चौड़ाई: जहाँ d सुसंगत प्रकाश स्रोतों के बीच की दूरी है; L स्रोत से स्क्रीन की दूरी है। |
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विवर्तन झंझरी की मुख्य मैक्सिमा की स्थिति: जहां d विवर्तन झंझरी स्थिरांक है; - विवर्तन कोण। |
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विवर्तन झंझरी का संकल्प: जहां झंझरी द्वारा हल की गई दो वर्णक्रमीय रेखाओं का न्यूनतम तरंग दैर्ध्य अंतर है; |
भौतिकी की प्राचीन और विशाल शाखाओं में से एक प्रकाशिकी है। इसकी उपलब्धियां कई विज्ञानों और गतिविधि के क्षेत्रों में लागू होती हैं: इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग, उद्योग, चिकित्सा और अन्य। लेख से आप यह पता लगा सकते हैं कि यह विज्ञान क्या अध्ययन करता है, इसके बारे में विचारों के विकास का इतिहास, सबसे महत्वपूर्ण उपलब्धियां, और कौन से ऑप्टिकल सिस्टम और डिवाइस मौजूद हैं।
प्रकाशिकी क्या अध्ययन करती है
इस अनुशासन का नाम ग्रीक मूल का है और इसका अनुवाद "दृश्य धारणा के विज्ञान" के रूप में किया गया है। प्रकाशिकी भौतिकी की एक शाखा है जो प्रकाश की प्रकृति, उसके गुणों और उसके प्रसार से जुड़े नियमों का अध्ययन करती है। यह विज्ञान दृश्य प्रकाश, अवरक्त और पराबैंगनी विकिरण की प्रकृति की पड़ताल करता है। चूंकि यह प्रकाश के लिए धन्यवाद है कि लोग अपने आसपास की दुनिया को देखने में सक्षम हैं, भौतिकी की यह शाखा भी विकिरण की दृश्य धारणा से संबंधित एक अनुशासन है। और कोई आश्चर्य नहीं: आंख एक जटिल ऑप्टिकल प्रणाली है।
विज्ञान के गठन का इतिहास
प्रकाशिकी की उत्पत्ति प्राचीन काल में हुई, जब लोगों ने प्रकाश की प्रकृति को समझने और यह पता लगाने की कोशिश की कि आसपास की दुनिया की वस्तुओं को कैसे देखा जा सकता है।
प्राचीन दार्शनिकों ने दृश्य प्रकाश को या तो किसी व्यक्ति की आंखों से निकलने वाली किरणें, या वस्तुओं से उड़कर आंखों में प्रवेश करने वाले छोटे कणों की एक धारा माना।
भविष्य में, कई प्रमुख वैज्ञानिकों द्वारा प्रकाश की प्रकृति का अध्ययन किया गया। आइजैक न्यूटन ने कणिकाओं का सिद्धांत तैयार किया - प्रकाश के छोटे कण। एक अन्य वैज्ञानिक, ह्यूजेंस ने तरंग सिद्धांत को सामने रखा।
20वीं शताब्दी के भौतिकविदों द्वारा प्रकाश की प्रकृति का पता लगाना जारी रखा: मैक्सवेल, प्लैंक, आइंस्टीन।
वर्तमान में तरंग-कण द्वैत की अवधारणा में न्यूटन और हाइजेन्स की परिकल्पनाएँ एक हैं, जिसके अनुसार प्रकाश में कणों और तरंगों दोनों के गुण होते हैं।
धारा
प्रकाशिकी में अनुसंधान का विषय न केवल प्रकाश और इसकी प्रकृति है, बल्कि इन अध्ययनों के लिए उपकरण, इस घटना के नियम और गुण, और भी बहुत कुछ है। इसलिए, विज्ञान में अनुसंधान के कुछ पहलुओं के लिए समर्पित कई खंड हैं।
- ज्यामितीय प्रकाशिकी;
- लहर;
- क्वांटम।
प्रत्येक खंड पर नीचे विस्तार से चर्चा की जाएगी।
ज्यामितीय प्रकाशिकी
इस खंड में, प्रकाशिकी के निम्नलिखित नियम हैं:
सजातीय माध्यम से गुजरने वाले प्रकाश के प्रसार की सरलता का नियम। एक प्रकाश किरण को एक सीधी रेखा के रूप में माना जाता है जिसके साथ प्रकाश के कण गुजरते हैं।
प्रतिबिंब का नियम:
घटना और परावर्तित बीम, साथ ही दो मीडिया के बीच इंटरफेस के लंबवत, बीम की घटना के बिंदु पर बहाल, एक ही विमान में स्थित हैं ( घटना का विमान)।परावर्तन कोण आपतन कोण α के बराबर होता है।
अपवर्तन का नियम:
घटना और अपवर्तित बीम, साथ ही दो मीडिया के बीच इंटरफेस के लंबवत, बीम की घटना के बिंदु पर बहाल, एक ही विमान में स्थित हैं। आपतन कोण α की ज्या का अपवर्तन कोण β की ज्या से अनुपात दो दिए गए माध्यमों के लिए एक स्थिरांक है।
ज्यामितीय प्रकाशिकी में प्रकाश के गुणों का अध्ययन करने के साधन लेंस हैं।
एक लेंस एक पारदर्शी शरीर है जो संचारण और संशोधित करने में सक्षम है। वे उत्तल और अवतल में विभाजित हैं, साथ ही एकत्रित और बिखरने भी हैं। लेंस सभी ऑप्टिकल उपकरणों का मुख्य घटक है। जब इसकी मोटाई सतहों की त्रिज्या की तुलना में छोटी होती है, तो इसे पतली कहा जाता है। प्रकाशिकी में, पतला लेंस सूत्र इस तरह दिखता है:
1/डी + 1/एफ = डी, जहां
d वस्तु से लेंस की दूरी है; f लेंस से छवि की दूरी है; डी लेंस की ऑप्टिकल शक्ति है (डायोप्टर में मापा जाता है)।
वेव ऑप्टिक्स और इसकी अवधारणाएं
चूंकि यह ज्ञात है कि प्रकाश में विद्युत चुम्बकीय तरंग के सभी गुण होते हैं, भौतिकी की एक अलग शाखा इन गुणों की अभिव्यक्तियों का अध्ययन करती है। इसे तरंग प्रकाशिकी कहते हैं।
प्रकाशिकी के इस खंड की मूल अवधारणाएं फैलाव, हस्तक्षेप, विवर्तन और ध्रुवीकरण हैं।
प्रिज्म के साथ अपने प्रयोगों के लिए न्यूटन द्वारा फैलाव की घटना की खोज की गई थी। यह खोज प्रकाश की प्रकृति को समझने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है। उन्होंने पाया कि प्रकाश किरणों का अपवर्तन उनके रंग पर निर्भर करता है। इस घटना को प्रकाश का प्रकीर्णन या प्रकीर्णन कहते हैं। अब यह ज्ञात है कि रंग तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है। इसके अलावा, न्यूटन ने प्रिज्म के माध्यम से फैलाव द्वारा प्राप्त इंद्रधनुषी पट्टी को निरूपित करने के लिए स्पेक्ट्रम की अवधारणा का प्रस्ताव रखा था।
प्रकाश की तरंग प्रकृति की पुष्टि जंग द्वारा खोजी गई इसकी तरंगों का हस्तक्षेप है। यह एक दूसरे के ऊपर दो या दो से अधिक तरंगों का अध्यारोपण है। नतीजतन, अंतरिक्ष में विभिन्न बिंदुओं पर प्रकाश दोलनों के प्रवर्धन और कमजोर होने की घटना को देखा जा सकता है। साबुन के बुलबुले और स्पिल्ड गैसोलीन की इंद्रधनुषी बहु-रंगीन फिल्म हस्तक्षेप की सुंदर और परिचित अभिव्यक्तियाँ हैं।
सभी को विवर्तन की घटना की विशेषता है। इस शब्द का लैटिन से "टूटा हुआ" के रूप में अनुवाद किया गया है। प्रकाशिकी में विवर्तन बाधाओं के किनारों के आसपास प्रकाश तरंगों का झुकना है। उदाहरण के लिए, यदि एक गेंद को प्रकाश पुंज के मार्ग में रखा जाता है, तो उसके पीछे स्क्रीन पर बारी-बारी से छल्ले दिखाई देंगे - प्रकाश और अंधेरा। इसे विवर्तन पैटर्न कहा जाता है। इस घटना का अध्ययन जंग और फ्रेस्नेल ने किया था।
तरंग प्रकाशिकी में अंतिम प्रमुख अवधारणा ध्रुवीकरण है। प्रकाश को ध्रुवीकृत कहा जाता है यदि इसकी तरंग दोलनों की दिशा का आदेश दिया जाता है। चूँकि प्रकाश अनुप्रस्थ तरंग नहीं बल्कि अनुदैर्ध्य है, कंपन भी अनुप्रस्थ दिशा में विशेष रूप से होते हैं।
क्वांटम ऑप्टिक्स
प्रकाश केवल एक तरंग नहीं है, बल्कि कणों की एक धारा भी है। इसके इसी घटक के आधार पर विज्ञान की क्वांटम ऑप्टिक्स जैसी शाखा का उदय हुआ। इसका स्वरूप मैक्स प्लैंक के नाम से जुड़ा है।
क्वांटम किसी चीज का कोई हिस्सा होता है। और इस मामले में, वे विकिरण क्वांटा के बारे में बात करते हैं, अर्थात, इसके दौरान उत्सर्जित प्रकाश के अंश। कणों को नामित करने के लिए, फोटॉन शब्द का प्रयोग किया जाता है (ग्रीक φωτός - "प्रकाश" से)। यह अवधारणा अल्बर्ट आइंस्टीन द्वारा प्रस्तावित की गई थी। प्रकाशिकी के इस भाग में प्रकाश के गुणों का अध्ययन करने के लिए आइंस्टीन के सूत्र E=mc 2 का भी उपयोग किया जाता है।
इस खंड का मुख्य कार्य पदार्थ के साथ प्रकाश की बातचीत का अध्ययन और लक्षण वर्णन और असामान्य परिस्थितियों में इसके प्रसार का अध्ययन है।
कणों की धारा के रूप में प्रकाश के गुण निम्नलिखित परिस्थितियों में प्रकट होते हैं:
- ऊष्मीय विकिरण;
- प्रकाश विद्युत प्रभाव;
- फोटोकैमिकल प्रक्रियाएं;
- उत्तेजित उत्सर्जन, आदि।
क्वांटम ऑप्टिक्स में, गैर-शास्त्रीय प्रकाश की अवधारणा है। तथ्य यह है कि शास्त्रीय प्रकाशिकी के ढांचे के भीतर प्रकाश विकिरण की क्वांटम विशेषताओं का वर्णन नहीं किया जा सकता है। गैर-शास्त्रीय प्रकाश, उदाहरण के लिए, दो-फोटॉन, संपीड़ित, का उपयोग विभिन्न क्षेत्रों में किया जाता है: फोटोडेटेक्टर्स को कैलिब्रेट करने के लिए, सटीक माप के लिए, आदि। एक अन्य अनुप्रयोग क्वांटम क्रिप्टोग्राफी है - बाइनरी कोड का उपयोग करके सूचना प्रसारित करने के लिए एक गुप्त विधि, जहां एक लंबवत निर्देशित फोटॉन को 0 सौंपा गया है, और एक क्षैतिज रूप से निर्देशित - एक।
प्रकाशिकी और ऑप्टिकल उपकरणों का मूल्य
ऑप्टिकल प्रौद्योगिकी के किन क्षेत्रों में उन्होंने अपना मुख्य अनुप्रयोग पाया है?
पहला, इस विज्ञान के बिना, हर व्यक्ति को कोई ऑप्टिकल उपकरण ज्ञात नहीं होगा: एक दूरबीन, एक माइक्रोस्कोप, एक कैमरा, एक प्रोजेक्टर, और अन्य। विशेष रूप से चयनित लेंसों की मदद से, लोग सूक्ष्म जगत, ब्रह्मांड, आकाशीय पिंडों का पता लगाने में सक्षम थे, साथ ही छवियों के रूप में जानकारी को कैप्चर और संचारित कर सकते थे।
इसके अलावा, प्रकाशिकी के लिए धन्यवाद, प्रकाश की प्रकृति के क्षेत्र में कई महत्वपूर्ण खोजें की गईं, इसके गुण, हस्तक्षेप की घटनाएं, ध्रुवीकरण और अन्य की खोज की गई।
अंत में, प्रकाशिकी का व्यापक रूप से चिकित्सा में उपयोग किया गया था, उदाहरण के लिए, एक्स-रे के अध्ययन में, जिसके आधार पर एक उपकरण बनाया गया था जिसने कई लोगों की जान बचाई। इस विज्ञान के लिए धन्यवाद, लेजर का भी आविष्कार किया गया था, जिसका व्यापक रूप से सर्जिकल हस्तक्षेप में उपयोग किया जाता है।
प्रकाशिकी और दृष्टि
आंख एक ऑप्टिकल सिस्टम है। प्रकाश के गुणों और दृष्टि के अंगों की क्षमताओं के लिए धन्यवाद, आप अपने आसपास की दुनिया को देख सकते हैं। दुर्भाग्य से, कुछ लोग पूर्ण दृष्टि का दावा कर सकते हैं। इस अनुशासन की मदद से, चश्मे और कॉन्टैक्ट लेंस की मदद से लोगों की बेहतर देखने की क्षमता को बहाल करना संभव हो गया। इसलिए, दृष्टि सुधार उपकरणों के चयन में शामिल चिकित्सा संस्थानों को भी इसी नाम - प्रकाशिकी प्राप्त हुआ है।
आप इसे समेट सकते हैं। तो, प्रकाशिकी प्रकाश के गुणों का विज्ञान है, जो जीवन के कई क्षेत्रों को प्रभावित करती है और विज्ञान और रोजमर्रा की जिंदगी में व्यापक रूप से लागू होती है।
बिल्कुल काला शरीर- एक शरीर का एक मानसिक मॉडल जो किसी भी तापमान पर वर्णक्रमीय संरचना की परवाह किए बिना, उस पर सभी विद्युत चुम्बकीय विकिरण को पूरी तरह से अवशोषित कर लेता है। विकिरण ए.सी.टी. केवल उसके पूर्ण तापमान से निर्धारित होता है और पदार्थ की प्रकृति पर निर्भर नहीं करता है।
सफ़ेद रौशनी- जटिल विद्युत चुम्बकीयविकिरण , किसी व्यक्ति की आंखों में सनसनी पैदा करना, रंग में तटस्थ।
दृश्यमान विकिरण- 380 - 770 एनएम के तरंग दैर्ध्य के साथ ऑप्टिकल विकिरण, मानव आंख में एक दृश्य सनसनी पैदा करने में सक्षम।
जबरन उत्सर्जन, प्रेरित विकिरण - पदार्थ के कणों (परमाणु, अणु, आदि) द्वारा विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उत्सर्जन जो उत्तेजित होते हैं, अर्थात। बाहरी मजबूर विकिरण की कार्रवाई के तहत गैर-संतुलन राज्य। में और। सुसंगत रूप से (cf. जुटना) उत्तेजक विकिरण के साथ और कुछ शर्तों के तहत विद्युत चुम्बकीय तरंगों का प्रवर्धन और उत्पादन हो सकता है। यह सभी देखें क्वांटम जनरेटर.
होलोग्राम- एक फोटोग्राफिक प्लेट पर रिकॉर्ड किया गया एक हस्तक्षेप पैटर्न, जो दो सुसंगत तरंगों द्वारा बनता है (चित्र देखें। जुटना): एक संदर्भ तरंग और एक ही प्रकाश स्रोत द्वारा प्रकाशित किसी वस्तु से परावर्तित तरंग। जब G. को पुनर्स्थापित किया जाता है, तो हम किसी वस्तु की त्रि-आयामी छवि का अनुभव करते हैं।
होलोग्रफ़ी- इन वस्तुओं द्वारा परावर्तित तरंग मोर्चे के पंजीकरण और बाद में बहाली के आधार पर वस्तुओं की वॉल्यूमेट्रिक छवियां प्राप्त करने की एक विधि। होलोग्राम प्राप्त करना पर आधारित है।
ह्यूजेंस सिद्धांत- एक विधि जो आपको किसी भी समय वेव फ्रंट की स्थिति निर्धारित करने की अनुमति देती है। जी.पी. के अनुसार वे सभी बिंदु जिनसे होकर वेव फ्रंट समय t पर गुजरता है, द्वितीयक गोलाकार तरंगों के स्रोत हैं, और t+Dt समय पर वेव फ्रंट की वांछित स्थिति सभी द्वितीयक तरंगों को कवर करने वाली सतह के साथ मेल खाती है। आपको प्रकाश के परावर्तन और अपवर्तन के नियमों की व्याख्या करने की अनुमति देता है।
ह्यूजेंस - फ्रेस्नेल - सिद्धांत- तरंग प्रसार की समस्याओं को हल करने की एक अनुमानित विधि। जी.-एफ. आइटम कहता है: एक मनमानी बंद सतह के बाहर किसी भी बिंदु पर, प्रकाश के एक बिंदु स्रोत को कवर करते हुए, इस स्रोत से उत्साहित प्रकाश तरंग को निर्दिष्ट बंद सतह के सभी बिंदुओं द्वारा उत्सर्जित माध्यमिक तरंगों के हस्तक्षेप के परिणाम के रूप में दर्शाया जा सकता है। आपको सरल कार्यों को हल करने की अनुमति देता है।
दबाव प्रकाश - दबाव,प्रकाशित सतह पर प्रकाश द्वारा निर्मित। यह ब्रह्मांडीय प्रक्रियाओं (धूमकेतु की पूंछ का निर्माण, बड़े सितारों का संतुलन, आदि) में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
वास्तविक छवि- से। मी। .
डायाफ्राम- ऑप्टिकल सिस्टम में प्रकाश किरण को सीमित करने या बदलने के लिए एक उपकरण (उदाहरण के लिए, आंख की पुतली, लेंस फ्रेम, कैमरा लेंस का डी।)।
प्रकाश फैलाव- निरपेक्ष की निर्भरता अपवर्तक सूचकांकप्रकाश की आवृत्ति से पदार्थ। सामान्य डी के बीच एक अंतर किया जाता है, जिसमें प्रकाश तरंग की गति बढ़ती आवृत्ति के साथ घट जाती है, और विषम डी, जिसमें तरंग की गति बढ़ जाती है। डी.एस. के कारण सफेद प्रकाश की एक संकीर्ण किरण, कांच या अन्य पारदर्शी पदार्थ के प्रिज्म से गुजरते हुए, एक फैलाव स्पेक्ट्रम में विघटित हो जाती है, जिससे स्क्रीन पर एक इंद्रधनुषी पट्टी बन जाती है।
डिफ़्रैक्शन ग्रेटिंग- एक भौतिक उपकरण, जो एक ही चौड़ाई के समानांतर स्ट्रोक की एक बड़ी संख्या का एक सेट है, एक दूसरे से समान दूरी पर एक पारदर्शी या परावर्तक सतह पर लागू होता है। नतीजतन, डी.आर. एक विवर्तन स्पेक्ट्रम बनता है - प्रकाश की तीव्रता के मैक्सिमा और मिनिमा का प्रत्यावर्तन।
प्रकाश का विवर्तन- घटनाओं का एक सेट जो प्रकाश की तरंग प्रकृति के कारण होता है और तब देखा जाता है जब यह एक माध्यम में स्पष्ट असमानताओं के साथ फैलता है (उदाहरण के लिए, छिद्रों से गुजरते समय, अपारदर्शी निकायों की सीमाओं के पास, आदि)। एक संकीर्ण अर्थ में, डी.एस. छोटी बाधाओं के इर्दगिर्द झुके हुए प्रकाश को समझें, अर्थात्। ज्यामितीय प्रकाशिकी के नियमों से विचलन। ऑप्टिकल उपकरणों के संचालन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, उन्हें सीमित करता है संकल्प.
डॉपलर प्रभाव- परिवर्तन घटना दोलन आवृत्तिप्रेक्षक और तरंग स्रोत की पारस्परिक गति के कारण प्रेक्षक द्वारा अनुभव की जाने वाली ध्वनि या विद्युत चुम्बकीय तरंगें। निकट आने पर, आवृत्ति में वृद्धि का पता लगाया जाता है, दूर जाने पर कमी का पता लगाया जाता है।
प्राकृतिक प्रकाश- दोलन के सभी संभावित विमानों के साथ असंगत प्रकाश तरंगों का एक सेट और इनमें से प्रत्येक तल में दोलन की समान तीव्रता के साथ। ई.एस. लगभग सभी प्राकृतिक प्रकाश स्रोतों का उत्सर्जन करते हैं, क्योंकि। उनमें बड़ी संख्या में अलग-अलग उन्मुख विकिरण केंद्र (परमाणु, अणु) होते हैं जो प्रकाश तरंगों का उत्सर्जन करते हैं, दोलनों का चरण और तल सभी संभावित मूल्यों को ले सकता है। यह सभी देखें प्रकाश ध्रुवीकरण, सुसंगतता।
मिरर ऑप्टिकल- एक पॉलिश या एक परावर्तक परत (चांदी, सोना, एल्यूमीनियम, आदि) के साथ लेपित एक शरीर जिस पर दर्पण के करीब प्रतिबिंब होता है (देखें। प्रतिबिंब).
छवि ऑप्टिकल- वस्तु द्वारा उत्सर्जित या परावर्तित प्रकाश किरणों पर एक ऑप्टिकल सिस्टम (लेंस, दर्पण) की क्रिया के परिणामस्वरूप प्राप्त वस्तु की एक छवि। वास्तविक (ऑप्टिकल सिस्टम से गुजरने वाली किरणों के चौराहे पर स्क्रीन या रेटिना पर प्राप्त) और काल्पनिक के बीच अंतर करें। . (किरणों की निरंतरता के चौराहे पर प्राप्त)।
प्रकाश हस्तक्षेप- दो या दो से अधिक का अध्यारोपण सुसंगतप्रकाश तरंगें एक तल में रैखिक रूप से ध्रुवीकृत होती हैं, जिसमें परिणामी प्रकाश तरंग की ऊर्जा इन तरंगों के चरणों के बीच के अनुपात के आधार पर अंतरिक्ष में पुनर्वितरित होती है। स्क्रीन या फोटोग्राफिक प्लेट पर देखे गए I.S. के परिणाम को इंटरफेरेंस पैटर्न कहा जाता है। I. सफेद रोशनी एक इंद्रधनुषी पैटर्न (पतली फिल्मों के रंग, आदि) के निर्माण की ओर ले जाती है। यह होलोग्राफी में अनुप्रयोग पाता है, जब प्रकाशिकी लेपित होती है, आदि।
अवरक्त विकिरण - विद्युत चुम्बकीय विकिरणतरंग दैर्ध्य के साथ 0.74 माइक्रोन से 1-2 मिमी तक। यह निरपेक्ष शून्य (थर्मल विकिरण) से ऊपर के तापमान वाले सभी पिंडों द्वारा उत्सर्जित होता है।
प्रकाश की मात्रा- बराबर फोटोन.
समांतरित्र- समानांतर किरणों की किरण प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया एक ऑप्टिकल सिस्टम।
कॉम्पटन प्रभाव- मुक्त इलेक्ट्रॉनों पर लघु तरंग दैर्ध्य (एक्स-रे और गामा विकिरण) के विद्युत चुम्बकीय विकिरण के बिखरने की घटना, में वृद्धि के साथ तरंग दैर्ध्य.
लेज़र, ऑप्टिकल क्वांटम जनरेटर - क्वांटम जनरेटरऑप्टिकल रेंज में विद्युत चुम्बकीय विकिरण। मोनोक्रोमैटिक सुसंगत विद्युत चुम्बकीय विकिरण उत्पन्न करता है, जिसमें एक संकीर्ण प्रत्यक्षता और एक महत्वपूर्ण शक्ति घनत्व होता है। इसका उपयोग ऑप्टिकल स्थान में, कठोर और दुर्दम्य सामग्री के प्रसंस्करण के लिए, सर्जरी, स्पेक्ट्रोस्कोपी और होलोग्राफी में, प्लाज्मा हीटिंग के लिए किया जाता है। बुध मेसर।
लाइन स्पेक्ट्रा- व्यक्तिगत संकीर्ण वर्णक्रमीय रेखाओं से युक्त स्पेक्ट्रा। परमाणु अवस्था में पदार्थों द्वारा विकिरणित।
लेंसऑप्टिकल - दो घुमावदार (आमतौर पर गोलाकार) या घुमावदार और सपाट सतहों से घिरा एक पारदर्शी शरीर। एक लेंस को पतला कहा जाता है यदि इसकी मोटाई इसकी सतहों की वक्रता की त्रिज्या की तुलना में छोटी है। इसमें अभिसारी (किरणों की समानांतर किरण को अभिसारी किरण में बदलना) और अपसारी (किरणों के समानांतर किरण को अपसारी किरण में बदलना) लेंस हैं। उनका उपयोग ऑप्टिकल, ऑप्टिकल-मैकेनिकल, फोटोग्राफिक उपकरणों में किया जाता है।
ताल- संग्रह लेंसया एक छोटी फोकल लंबाई (10 - 100 मिमी) वाला लेंस सिस्टम, 2 - 50x आवर्धन देता है।
रेएक काल्पनिक रेखा है जिसके साथ विकिरण ऊर्जा सन्निकटन में फैलती है ज्यामितीय प्रकाशिकी, अर्थात। यदि विवर्तन घटना नहीं देखी जाती है।
मेसर - क्वांटम जनरेटरसेंटीमीटर रेंज में विद्युत चुम्बकीय विकिरण। यह उच्च मोनोक्रोमैटिकिटी, सुसंगतता और संकीर्ण विकिरण प्रत्यक्षता की विशेषता है। इसका उपयोग रेडियो संचार, रेडियो खगोल विज्ञान, रडार और स्थिर आवृत्ति दोलनों के जनरेटर के रूप में भी किया जाता है। बुध .
माइकलसन अनुभव- मूल्य पर पृथ्वी की गति के प्रभाव को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया एक प्रयोग प्रकाश कि गति. नकारात्मक परिणाम मो. प्रायोगिक आधारों में से एक बन गया सापेक्षता सिद्धांत.
माइक्रोस्कोप- नग्न आंखों के लिए अदृश्य छोटी वस्तुओं को देखने के लिए एक ऑप्टिकल उपकरण। सूक्ष्मदर्शी का आवर्धन सीमित है और 1500 से अधिक नहीं है। Cf. इलेक्ट्रान सूक्ष्मदर्शी।
कल्पना- से। मी। .
मोनोक्रोमैटिक विकिरण- मानसिक मॉडल विद्युत चुम्बकीय विकिरणएक विशिष्ट आवृत्ति। सख्त एम.आई. मौजूद नहीं है, क्योंकि कोई भी वास्तविक विकिरण समय में सीमित होता है और एक निश्चित आवृत्ति अंतराल को कवर करता है। एम के करीब विकिरण स्रोत - क्वांटम जनरेटर।
प्रकाशिकी- भौतिकी की एक शाखा जो प्रकाश (ऑप्टिकल) घटना के पैटर्न, प्रकाश की प्रकृति और पदार्थ के साथ उसकी बातचीत का अध्ययन करती है।
ऑप्टिकल अक्ष- 1) MAIN - एक सीधी रेखा जिस पर ऑप्टिकल सिस्टम बनाने वाली सतहों को अपवर्तित या परावर्तित करने के केंद्र स्थित होते हैं; 2) साइड - पतले लेंस के ऑप्टिकल केंद्र से गुजरने वाली कोई भी सीधी रेखा।
ऑप्टिकल पावरलेंस - एक लेंस के अपवर्तक प्रभाव और प्रतिलोम का वर्णन करने के लिए उपयोग की जाने वाली मात्रा फोकल लम्बाई। डी = 1 / एफ. इसे डायोप्टर (डायोप्टर) में मापा जाता है।
ऑप्टिकल विकिरण- विद्युत चुम्बकीय विकिरण, जिसकी तरंग दैर्ध्य 10 एनएम से 1 मिमी तक होती है। ओ.आई. संबद्ध करना अवरक्त विकिरण, , ।
प्रकाश परावर्तन- एक प्रकाश तरंग की वापसी की प्रक्रिया जब यह दो अलग-अलग मीडिया के बीच इंटरफेस पर पड़ती है अपवर्तक सूचकांक।मूल वातावरण में वापस। ओएस के लिए धन्यवाद हम उन पिंडों को देखते हैं जो प्रकाश का उत्सर्जन नहीं करते हैं। स्पेक्युलर परावर्तन (किरणों का एक समानांतर बीम परावर्तन के बाद समानांतर रहता है) और फैलाना परावर्तन (एक समानांतर बीम को अपसारी में परिवर्तित किया जाता है) के बीच अंतर किया जाता है।
- एक ऑप्टिकली सघन माध्यम से एक वैकल्पिक रूप से कम घने में प्रकाश के संक्रमण के दौरान देखी गई एक घटना, यदि आपतन कोण आपतन के सीमित कोण से अधिक है, जहां एन पहले के सापेक्ष दूसरे माध्यम का अपवर्तनांक है। इस मामले में, प्रकाश पूरी तरह से मीडिया के बीच इंटरफेस से परिलक्षित होता है।
वेव्स लॉ का प्रतिबिंब- आपतित बीम, परावर्तित बीम और बीम के आपतन बिंदु तक उठाया गया लंबवत एक ही तल में होते हैं, और आपतन कोण अपवर्तन कोण के बराबर होता है। दर्पण परावर्तन के लिए यह नियम मान्य है।
प्रकाश अवशोषण- किसी पदार्थ में प्रसार के दौरान प्रकाश तरंग की ऊर्जा में कमी, जो तरंग ऊर्जा के परिवर्तन के परिणामस्वरूप होती है आंतरिक ऊर्जाएक अलग वर्णक्रमीय संरचना और प्रसार की एक अलग दिशा वाले माध्यमिक विकिरण के पदार्थ या ऊर्जा।
1) ABSOLUTE - निर्वात में प्रकाश की गति और किसी दिए गए माध्यम में प्रकाश की चरण गति के अनुपात के बराबर मान:। माध्यम की रासायनिक संरचना, उसकी स्थिति (तापमान, दबाव, आदि) और प्रकाश की आवृत्ति पर निर्भर करता है (देखें प्रकाश फैलाव).2) सापेक्ष - (पहले माध्यम के सापेक्ष दूसरे माध्यम का पीपी) मान पहले माध्यम में चरण वेग के अनुपात के बराबर होता है और दूसरे में चरण वेग के अनुपात के बराबर होता है:। ओ.पी.पी. दूसरे माध्यम के निरपेक्ष अपवर्तनांक के निरपेक्ष पीपीपी के अनुपात के बराबर है। कलम पर्यावरण।
प्रकाश का ध्रुवीकरण- एक घटना जो विद्युत क्षेत्र के वैक्टर के क्रम और प्रकाश किरण के लंबवत विमान में एक प्रकाश तरंग के चुंबकीय प्रेरण की ओर ले जाती है। ज्यादातर तब होता है जब प्रकाश परावर्तित और अपवर्तित होता है, साथ ही जब प्रकाश अनिसोट्रोपिक माध्यम में फैलता है।
प्रकाश अपवर्तन- एक माध्यम से दूसरे माध्यम में संक्रमण के दौरान प्रकाश (विद्युत चुम्बकीय तरंग) के प्रसार की दिशा में परिवर्तन से युक्त एक घटना, पहले से अलग अपवर्तक सूचकांक. अपवर्तन के लिए, कानून पूरा होता है: आपतित बीम, अपवर्तित बीम और बीम के आपतन बिंदु तक उठाया गया लंबवत एक ही तल में होते हैं, और इन दोनों मीडिया के लिए आपतन कोण की ज्या का अनुपात अपवर्तन कोण की ज्या एक स्थिर मान है, जिसे कहते हैं सापेक्ष अपवर्तनांकपहले के सापेक्ष दूसरा वातावरण। अपवर्तन का कारण विभिन्न माध्यमों में चरण वेगों में अंतर है।
प्रिज्म ऑप्टिकल- दो गैर-समानांतर विमानों से घिरे एक पारदर्शी पदार्थ से बना एक पिंड जिस पर प्रकाश का अपवर्तन होता है। इसका उपयोग ऑप्टिकल और स्पेक्ट्रल उपकरणों में किया जाता है।
यात्रा अंतर- दो प्रकाश किरणों के पथों की ऑप्टिकल लंबाई में अंतर के बराबर एक भौतिक मात्रा।
प्रकाश बिखरना- सभी संभव दिशाओं में एक माध्यम में फैलने वाले प्रकाश किरण के विचलन में एक घटना। यह माध्यम की विषमता और पदार्थ के कणों के साथ प्रकाश की अन्योन्यक्रिया के कारण होता है, जिसमें प्रकाश तरंग के प्रसार, आवृत्ति और दोलन के तल की दिशा बदल जाती है।
रोशनी, प्रकाश विकिरण - जो एक दृश्य संवेदना पैदा कर सकता है।
प्रकाश तरंग - विद्युत चुम्बकीय तरंगदृश्य तरंग दैर्ध्य रेंज में। आवृत्ति (आवृत्तियों का सेट) r.v. रंग निर्धारित करता है, r.v की ऊर्जा। इसके आयाम के वर्ग के समानुपाती होता है।
प्रकाश मार्गदर्शक- प्रकाश संचारण के लिए एक चैनल, जिसका आयाम प्रकाश की तरंग दैर्ध्य से कई गुना अधिक होता है। गांव में रोशनी पूर्ण आंतरिक परावर्तन के कारण फैलता है।
प्रकाश कि गतिनिर्वात में (सी) - मुख्य भौतिक स्थिरांक में से एक, निर्वात में विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रसार की गति के बराबर। c=(299 792 458 ± 1.2) मी/से. एस.एस. - किसी भी शारीरिक संपर्क के प्रसार की सीमित गति।
स्पेक्ट्रम ऑप्टिकल- एक निश्चित शरीर (उत्सर्जन स्पेक्ट्रम) के ऑप्टिकल विकिरण की तीव्रता या किसी पदार्थ (अवशोषण स्पेक्ट्रम) से गुजरने पर प्रकाश के अवशोषण की तीव्रता की आवृत्तियों (या तरंग दैर्ध्य) पर वितरण। भेद SO: रेखा, जिसमें व्यक्तिगत वर्णक्रमीय रेखाएँ होती हैं; धारीदार, करीब के समूहों (धारियों) से मिलकर वर्णक्रमीय रेखाएं; ठोस, व्यापक आवृत्ति रेंज में उत्सर्जन (उत्सर्जन) या प्रकाश के अवशोषण के अनुरूप।
वर्णक्रमीय रेखाएं- ऑप्टिकल स्पेक्ट्रा में संकीर्ण क्षेत्र, लगभग समान आवृत्ति (तरंग दैर्ध्य) के अनुरूप। प्रत्येक एस. एल. एक निश्चित मिलता है क्वांटम संक्रमण।
वर्णक्रमीय विश्लेषण- पदार्थों की रासायनिक संरचना के गुणात्मक और मात्रात्मक विश्लेषण के लिए एक भौतिक विधि, उनके अध्ययन के आधार पर ऑप्टिकल स्पेक्ट्रा।यह उच्च संवेदनशीलता द्वारा प्रतिष्ठित है और इसका उपयोग रसायन विज्ञान, खगोल भौतिकी, धातु विज्ञान, भूवैज्ञानिक अन्वेषण आदि में किया जाता है। एस.ए. का सैद्धांतिक आधार। एक .
स्पेक्ट्रोग्राफ:- विकिरण स्पेक्ट्रम प्राप्त करने और एक साथ रिकॉर्ड करने के लिए एक ऑप्टिकल उपकरण। एस का मुख्य भाग - ऑप्टिकल प्रिज्मया ।
स्पेक्ट्रोस्कोप- विकिरण स्पेक्ट्रम के दृश्य अवलोकन के लिए एक ऑप्टिकल उपकरण। S. का मुख्य भाग एक प्रकाशीय प्रिज्म है।
स्पेक्ट्रोस्कोपीभौतिकी की वह शाखा जो अध्ययन करती है ऑप्टिकल स्पेक्ट्रापरमाणुओं, अणुओं, साथ ही साथ इसके एकत्रीकरण की विभिन्न अवस्थाओं में संरचना को स्पष्ट करने के लिए।
बढ़ोतरीऑप्टिकल सिस्टम - ऑप्टिकल सिस्टम द्वारा दिए गए छवि के आकार का वस्तु के वास्तविक आकार का अनुपात।
पराबैंगनी विकिरण- वैक्यूम में तरंग दैर्ध्य के साथ विद्युत चुम्बकीय विकिरण 10 एनएम से 400 एनएम तक। कई पदार्थों और ल्यूमिनेसिसेंस का कारण बनता है। जैविक रूप से सक्रिय।
फोकल प्लेन- सिस्टम के ऑप्टिकल अक्ष के लंबवत और इसके मुख्य फोकस से गुजरने वाला एक विमान।
केंद्र- वह बिंदु जिस पर प्रकाशीय प्रणाली से गुजरने वाली प्रकाश किरणों का एक समानांतर पुंज एकत्र किया जाता है। यदि बीम सिस्टम के प्रमुख ऑप्टिकल अक्ष के समानांतर है, तो प्रकाशिकी इस अक्ष पर स्थित है और इसे प्रिंसिपल कहा जाता है।
फोकल लम्बाई- एक पतले लेंस के ऑप्टिकल केंद्र और फोकस के बीच की दूरी। PHOTOEFFECT, फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव - विद्युत चुम्बकीय विकिरण (बाहरी f।) के प्रभाव में किसी पदार्थ द्वारा इलेक्ट्रॉनों के उत्सर्जन की घटना। यह गैसों, तरल पदार्थों और ठोस पदार्थों में देखा जाता है। जी. हर्ट्ज़ द्वारा खोजा गया और ए.जी. स्टोलेटोव द्वारा अध्ययन किया गया। मुख्य नियमितता एफ. ए आइंस्टीन द्वारा क्वांटम अवधारणाओं के आधार पर समझाया गया।
रंग- अपनी वर्णक्रमीय संरचना और परावर्तित या उत्सर्जित विकिरण की तीव्रता के अनुसार प्रकाश के कारण होने वाली दृश्य संवेदना।
रोशनी- ये विद्युत चुम्बकीय तरंगें हैं, जिनकी तरंग दैर्ध्य औसत मानव आंख के लिए 400 से 760 एनएम तक होती है। इन सीमाओं के भीतर प्रकाश कहलाता है दृश्यमान. सबसे लंबी तरंग दैर्ध्य वाला प्रकाश हमें लाल दिखाई देता है, और सबसे कम तरंग दैर्ध्य वाला प्रकाश बैंगनी दिखाई देता है। कहावत की मदद से स्पेक्ट्रम के रंगों के प्रत्यावर्तन को याद रखना आसान है " सेवाहर एक हेहॉटनिक एफकरता है जेडनेट, जीडे साथ मेंजाता है एफअज़ान कहावत के शब्दों के पहले अक्षर तरंग दैर्ध्य के अवरोही क्रम में स्पेक्ट्रम के प्राथमिक रंगों के पहले अक्षरों के अनुरूप हैं (और, तदनुसार, बढ़ती आवृत्ति): " सेवालाल - हेश्रेणी - एफपीला - जेडहरा - जीनीला - साथ मेंनीला - एफबैंगनी।" लाल से अधिक तरंगदैर्घ्य वाले प्रकाश को कहते हैं अवरक्त. हमारी आंखें इसे नोटिस नहीं करती हैं, लेकिन हमारी त्वचा थर्मल विकिरण के रूप में ऐसी तरंगों को पकड़ लेती है। बैंगनी से कम तरंग दैर्ध्य वाले प्रकाश को कहा जाता है पराबैंगनी.
विद्युतचुम्बकीय तरंगें(खास तरीके से, प्रकाश तरंगों, या केवल रोशनी) अंतरिक्ष और समय में फैलने वाला एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र है। विद्युत चुम्बकीय तरंगें अनुप्रस्थ होती हैं - विद्युत तीव्रता और चुंबकीय प्रेरण के वेक्टर एक दूसरे के लंबवत होते हैं और तरंग प्रसार की दिशा में लंबवत विमान में स्थित होते हैं। प्रकाश तरंगें, किसी भी अन्य विद्युत चुम्बकीय तरंगों की तरह, एक सीमित गति से पदार्थ में फैलती हैं, जिसकी गणना सूत्र द्वारा की जा सकती है:
कहाँ पे: ε और μ - पदार्थ की ढांकता हुआ और चुंबकीय पारगम्यता, ε 0 और μ 0 - विद्युत और चुंबकीय स्थिरांक: ε 0 \u003d 8.85419 10 -12 एफ / एम, μ 0 \u003d 1.25664 10 -6 एच / एम। निर्वात में प्रकाश की गति(कहाँ पे ε = μ = 1) स्थिर है और के बराबर है साथ= 3∙10 8 मी/से, इसकी गणना सूत्र द्वारा भी की जा सकती है:
निर्वात में प्रकाश की गति मूलभूत भौतिक स्थिरांकों में से एक है। यदि प्रकाश किसी माध्यम में फैलता है, तो उसके प्रसार की गति को निम्न संबंध द्वारा भी व्यक्त किया जाता है:
कहाँ पे: एन- किसी पदार्थ का अपवर्तनांक - एक भौतिक मात्रा जो दर्शाती है कि किसी माध्यम में प्रकाश की गति निर्वात की तुलना में कितनी गुना कम है। अपवर्तक सूचकांक, जैसा कि पिछले सूत्रों से देखा गया है, की गणना निम्नानुसार की जा सकती है:
- प्रकाश ऊर्जा वहन करता है।जब प्रकाश तरंगें फैलती हैं, तो विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा का प्रवाह उत्पन्न होता है।
- प्रकाश तरंगें परमाणुओं या अणुओं द्वारा विद्युत चुम्बकीय विकिरण (फोटॉन) के व्यक्तिगत क्वांटा के रूप में उत्सर्जित होती हैं।
प्रकाश के अलावा, अन्य प्रकार की विद्युत चुम्बकीय तरंगें भी होती हैं। इसके अलावा, वे घटती तरंग दैर्ध्य (और, तदनुसार, बढ़ती आवृत्ति) के क्रम में सूचीबद्ध हैं:
- रेडियो तरंगें;
- अवरक्त विकिरण;
- दृश्यमान प्रकाश;
- पराबैंगनी विकिरण;
- एक्स-रे विकिरण;
- गामा विकिरण।
दखल अंदाजी
दखल अंदाजी- प्रकाश की तरंग प्रकृति की सबसे चमकदार अभिव्यक्तियों में से एक। यह अंतरिक्ष में प्रकाश ऊर्जा के पुनर्वितरण से जुड़ा है जब तथाकथित सुसंगततरंगें, अर्थात्, समान आवृत्ति और एक स्थिर चरण अंतर वाली तरंगें। बीम ओवरलैप के क्षेत्र में प्रकाश की तीव्रता में बारी-बारी से प्रकाश और अंधेरे बैंड का चरित्र होता है, जिसकी तीव्रता मैक्सिमा पर अधिक होती है और न्यूनतम पर बीम की तीव्रता के योग से कम होती है। श्वेत प्रकाश का उपयोग करते समय व्यतिकरण फ्रिज स्पेक्ट्रम के विभिन्न रंगों में रंगीन हो जाते हैं।
हस्तक्षेप की गणना करने के लिए, अवधारणा का उपयोग किया जाता है ऑप्टिकल पथ लंबाई. प्रकाश को दूरी तय करने दें लीएक माध्यम में एक अपवर्तक संकेत के साथ एन. फिर इसकी ऑप्टिकल पथ की लंबाई की गणना सूत्र द्वारा की जाती है:
हस्तक्षेप के लिए, कम से कम दो बीमों को ओवरलैप करना चाहिए। उनके लिए यह गणना की जाती है ऑप्टिकल पथ अंतर(ऑप्टिकल लंबाई अंतर) निम्न सूत्र के अनुसार:
यह वह मान है जो निर्धारित करता है कि हस्तक्षेप के दौरान क्या होता है: न्यूनतम या अधिकतम। निम्नलिखित याद रखें: हस्तक्षेप अधिकतम(लाइट बैंड) अंतरिक्ष में उन बिंदुओं पर देखा जाता है जहां निम्नलिखित स्थिति संतुष्ट होती है:
पर एम= 0, एक शून्य-क्रम अधिकतम देखा जाता है, पर एम= ±1 पहले आदेश का अधिकतम, और इसी तरह। हस्तक्षेप न्यूनतम(डार्क बैंड) तब मनाया जाता है जब निम्न स्थिति पूरी होती है:
इस मामले में दोलनों का चरण अंतर है:
पहली विषम संख्या (एक) के साथ पहले क्रम का न्यूनतम होगा, दूसरे (तीन) के साथ न्यूनतम दूसरा क्रम होगा, आदि। कोई शून्य-आदेश न्यूनतम नहीं है।
विवर्तन। डिफ़्रैक्शन ग्रेटिंग
विवर्तनप्रकाश को प्रसार की सीधी दिशा से प्रकाश के विचलन की घटना कहा जाता है, जब उन बाधाओं के पास से गुजरते हैं जिनके आयाम प्रकाश की तरंग दैर्ध्य (बाधाओं के चारों ओर प्रकाश झुकने) के बराबर होते हैं। जैसा कि अनुभव से पता चलता है, कुछ शर्तों के तहत, प्रकाश ज्यामितीय छाया के क्षेत्र में प्रवेश कर सकता है (अर्थात, जहां यह नहीं होना चाहिए)। यदि एक गोल बाधा समानांतर प्रकाश किरण (एक गोल डिस्क, एक गेंद या एक अपारदर्शी स्क्रीन में एक गोल छेद) के मार्ग में स्थित है, तो बाधा से पर्याप्त बड़ी दूरी पर स्थित एक स्क्रीन पर, विवर्तन तरीका- बारी-बारी से प्रकाश और अंधेरे के छल्ले की एक प्रणाली। यदि बाधा रैखिक (स्लिट, थ्रेड, स्क्रीन एज) है, तो स्क्रीन पर समानांतर विवर्तन फ्रिंज की एक प्रणाली दिखाई देती है।
विवर्तन झंझरीकांच या धातु की प्लेट की सतह पर एक विशेष विभाजन मशीन द्वारा उकेरी गई आवधिक संरचनाएं हैं। अच्छे झंझरी में, एक दूसरे के समानांतर स्ट्रोक की लंबाई लगभग 10 सेमी होती है, और प्रति मिलीमीटर 2000 स्ट्रोक तक होते हैं। इस मामले में, झंझरी की कुल लंबाई 10-15 सेमी तक पहुंच जाती है। इस तरह के झंझरी के निर्माण के लिए उच्चतम तकनीकों के उपयोग की आवश्यकता होती है। व्यवहार में, पारदर्शी फिल्म की सतह पर लागू 50-100 लाइनों प्रति मिलीमीटर के साथ मोटे झंझरी का भी उपयोग किया जाता है।
जब प्रकाश सामान्य रूप से विवर्तन झंझरी पर आपतित होता है, तो मैक्सिमा कुछ दिशाओं में देखी जाती है (उस दिशा के अलावा जिसमें प्रकाश शुरू में घटना हुई थी)। मनाया जाने के लिए हस्तक्षेप अधिकतम, निम्नलिखित शर्त पूरी होनी चाहिए:
कहाँ पे: डीझंझरी अवधि (या स्थिर) (आसन्न खांचे के बीच की दूरी) है, एमएक पूर्णांक है, जिसे अधिकतम विवर्तन का क्रम कहा जाता है। स्क्रीन के उन बिंदुओं पर जहां यह स्थिति संतुष्ट होती है, विवर्तन पैटर्न की तथाकथित मुख्य मैक्सिमा स्थित होती है।
ज्यामितीय प्रकाशिकी के नियम
ज्यामितीय प्रकाशिकीभौतिकी की एक शाखा है जो प्रकाश के तरंग गुणों को ध्यान में नहीं रखती है। प्रकाश की भौतिक प्रकृति की स्थापना से बहुत पहले से ज्यामितीय प्रकाशिकी के मूल नियम ज्ञात थे।
वैकल्पिक रूप से सजातीय माध्यमपूरे आयतन में एक माध्यम है जिसका अपवर्तनांक अपरिवर्तित रहता है।
प्रकाश के सरल रेखीय प्रसार का नियम:वैकल्पिक रूप से सजातीय माध्यम में प्रकाश एक सीधी रेखा में यात्रा करता है। यह कानून एक प्रकाश किरण के विचार को एक ज्यामितीय रेखा के रूप में ले जाता है जिसके साथ प्रकाश फैलता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि प्रकाश के सीधा प्रसार के नियम का उल्लंघन किया जाता है और प्रकाश किरण की अवधारणा अपना अर्थ खो देती है यदि प्रकाश छोटे छिद्रों से गुजरता है, जिसके आयाम तरंग दैर्ध्य के बराबर होते हैं (इस मामले में, विवर्तन मनाया जाता है) .
दो पारदर्शी मीडिया के बीच इंटरफेस में, प्रकाश को आंशिक रूप से प्रतिबिंबित किया जा सकता है ताकि प्रकाश ऊर्जा का हिस्सा एक नई दिशा में परावर्तन के बाद प्रचारित हो, और आंशिक रूप से इंटरफ़ेस से होकर दूसरे माध्यम में प्रचारित हो।
प्रकाश परावर्तन का नियम:घटना और परावर्तित किरणें, साथ ही दो मीडिया के बीच इंटरफेस के लंबवत, बीम की घटना के बिंदु पर बहाल, एक ही विमान (घटना का विमान) में स्थित हैं। परावर्तन कोण γ आपतन कोण के बराबर α . ध्यान दें कि प्रकाशिकी में सभी कोणों को लंबवत से दो मीडिया के बीच इंटरफेस में मापा जाता है।
प्रकाश के अपवर्तन का नियम (स्नेल का नियम):घटना और अपवर्तित बीम, साथ ही दो मीडिया के बीच इंटरफेस के लंबवत, बीम की घटना के बिंदु पर बहाल, एक ही विमान में झूठ बोलते हैं। आपतन कोण की ज्या का अनुपात α अपवर्तन कोण की ज्या तक β दो दिए गए माध्यमों के लिए एक स्थिर मान है, और व्यंजक द्वारा निर्धारित किया जाता है:
अपवर्तन का नियम प्रयोगात्मक रूप से डच वैज्ञानिक डब्ल्यू। स्नेलियस द्वारा 1621 में स्थापित किया गया था। नियत मान एन 21 कॉल सापेक्ष अपवर्तनांकपहले के सापेक्ष दूसरा वातावरण। निर्वात के सापेक्ष किसी माध्यम का अपवर्तनांक कहलाता है निरपेक्ष अपवर्तनांक.
निरपेक्ष सूचकांक के बड़े मान वाले माध्यम को वैकल्पिक रूप से सघन कहा जाता है, और छोटे मान वाले माध्यम को कम घना कहा जाता है। कम घने माध्यम से सघन माध्यम में जाने पर, बीम लंबवत के खिलाफ "दबाता है", और सघन से कम घने में जाने पर, यह लंबवत से "दूर" जाता है। एकमात्र मामला जब बीम अपवर्तित नहीं होता है, यदि आपतन कोण 0 है (अर्थात किरणें इंटरफ़ेस के लंबवत हैं)।
जब प्रकाश वैकल्पिक रूप से सघन माध्यम से वैकल्पिक रूप से कम सघन माध्यम में जाता है एन 2 < एन 1 (उदाहरण के लिए, कांच से हवा तक) देखा जा सकता है कुल आंतरिक परावर्तन घटना, यानी अपवर्तित बीम का गायब होना। यह घटना एक निश्चित क्रांतिक कोण से अधिक आपतन कोणों पर देखी जाती है α जनसंपर्क, जिसे कहा जाता है कुल आंतरिक परावर्तन का सीमित कोण. आपतन कोण के लिए α = α जनसंपर्क, पाप β = 1 क्योंकि β = 90°, इसका अर्थ है कि अपवर्तित किरण इंटरफ़ेस के साथ ही जाती है, जबकि, स्नेल के नियम के अनुसार, निम्नलिखित शर्त पूरी होती है:
जैसे ही आपतन कोण सीमित कोण से बड़ा हो जाता है, अपवर्तित बीम न केवल सीमा के साथ जाता है, बल्कि यह बिल्कुल भी प्रकट नहीं होता है, क्योंकि इसकी साइन अब एकता से बड़ी होनी चाहिए, लेकिन ऐसा नहीं हो सकता।
लेंस
लेंसदो गोलाकार सतहों से घिरे एक पारदर्शी शरीर को कहा जाता है। यदि लेंस की मोटाई गोलाकार सतहों की वक्रता त्रिज्या की तुलना में छोटी है, तो लेंस कहलाता है पतला.
लेंस हैं सभाऔर बिखरने. यदि लेंस का अपवर्तनांक पर्यावरण के अपवर्तनांक से अधिक है, तो अभिसारी लेंस किनारों की तुलना में बीच में मोटा होता है, जबकि अपसारी लेंस, इसके विपरीत, बीच में पतला होता है। यदि लेंस का अपवर्तनांक पर्यावरण से कम है, तो विपरीत सत्य है।
गोलाकार सतहों के वक्रता केंद्रों से गुजरने वाली एक सीधी रेखा कहलाती है लेंस का मुख्य ऑप्टिकल अक्ष. पतले लेंस के मामले में, हम लगभग यह मान सकते हैं कि मुख्य ऑप्टिकल अक्ष लेंस के साथ एक बिंदु पर प्रतिच्छेद करता है, जिसे आमतौर पर कहा जाता है लेंस का ऑप्टिकल केंद्र. प्रकाश की किरण लेंस के प्रकाशिक केंद्र से बिना उसकी मूल दिशा से विचलित हुए गुजरती है। प्रकाशिक केंद्र से गुजरने वाली सभी रेखाएं कहलाती हैं पार्श्व ऑप्टिकल कुल्हाड़ियों.
यदि मुख्य प्रकाशीय अक्ष के समानांतर किरणों का एक पुंज लेंस की ओर निर्देशित होता है, तो लेंस से गुजरने के बाद किरणें (या उनकी निरंतरता) एक बिंदु पर एकत्रित होंगी एफ, इससे कहते है लेंस का मुख्य फोकस. एक पतले लेंस में दो मुख्य फोकस होते हैं, जो मुख्य ऑप्टिकल अक्ष पर लेंस के सापेक्ष सममित रूप से स्थित होते हैं। अभिसारी लेंस में वास्तविक foci होता है, अपसारी लेंस में काल्पनिक foci होता है। लेंस के प्रकाशिक केंद्र के बीच की दूरी हेऔर मुख्य फोकस एफबुलाया फोकल लम्बाई. यह उसी द्वारा निरूपित किया जाता है एफ.
लेंस फॉर्मूला
लेंस की मुख्य संपत्ति वस्तुओं की छवियों को देने की क्षमता है। छवि- यह अंतरिक्ष में वह बिंदु है जहां लेंस में अपवर्तन के बाद स्रोत द्वारा उत्सर्जित किरणें (या उनकी निरंतरता) प्रतिच्छेद करती हैं। छवियां हैं सीधेऔर उल्टा, वैध(बीम प्रतिच्छेद) और काल्पनिक(किरणों की निरंतरता प्रतिच्छेद करती है), बढ़ेऔर कम किया हुआ.
छवि की स्थिति और उसकी प्रकृति को ज्यामितीय निर्माणों का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है। ऐसा करने के लिए, कुछ मानक किरणों के गुणों का उपयोग करें, जिनके पाठ्यक्रम को जाना जाता है। ये ऑप्टिकल केंद्र या लेंस के किसी एक फ़ॉसी से गुजरने वाली किरणें हैं, साथ ही मुख्य या द्वितीयक ऑप्टिकल कुल्हाड़ियों में से एक के समानांतर किरणें हैं।
सरलता के लिए, आप याद रख सकते हैं कि एक बिंदु का प्रतिबिम्ब एक बिंदु होगा। मुख्य प्रकाशिक अक्ष पर स्थित किसी बिंदु का प्रतिबिम्ब मुख्य प्रकाशिक अक्ष पर होता है। एक खंड की छवि एक खंड है। यदि खंड मुख्य ऑप्टिकल अक्ष के लंबवत है, तो इसकी छवि मुख्य ऑप्टिकल अक्ष के लंबवत है। लेकिन अगर खंड एक निश्चित कोण पर मुख्य ऑप्टिकल अक्ष की ओर झुकता है, तो इसकी छवि पहले से ही किसी अन्य कोण पर झुकी होगी।
छवियों का उपयोग करके भी गणना की जा सकती है पतले लेंस सूत्र. यदि वस्तु से लेंस की न्यूनतम दूरी को द्वारा दर्शाया जाता है डी, और लेंस से छवि तक की न्यूनतम दूरी एफ, तो पतले लेंस सूत्र को इस प्रकार लिखा जा सकता है:
मूल्य डीफोकल लंबाई के पारस्परिक। बुलाया लेंस की ऑप्टिकल शक्ति. प्रकाशिक शक्ति का मात्रक 1 डायोप्टर (D) होता है। डायोप्टर 1 मीटर की फोकल लंबाई वाले लेंस की ऑप्टिकल शक्ति है।
यह कुछ संकेतों को लेंस की फोकल लंबाई के लिए विशेषता देने के लिए प्रथागत है: एक अभिसारी लेंस के लिए एफ> 0, बिखरने के लिए एफ < 0. Оптическая сила рассеивающей линзы также отрицательна.
मात्रा डीऔर एफएक निश्चित संकेत नियम का भी पालन करें: एफ> 0 - वास्तविक छवियों के लिए; एफ < 0 – для мнимых изображений. Перед डी"-" चिन्ह केवल उस स्थिति में लगाया जाता है जब किरणों की एक अभिसारी किरण लेंस पर पड़ती है। फिर उन्हें मानसिक रूप से लेंस के पीछे चौराहे तक बढ़ाया जाता है, वहां एक काल्पनिक प्रकाश स्रोत रखा जाता है, और इसके लिए दूरी निर्धारित की जाती है डी.
लेंस के संबंध में वस्तु की स्थिति के आधार पर, छवि के रैखिक आयाम बदलते हैं। रैखिक ज़ूमलेंस Γ छवि और वस्तु के रैखिक आयामों का अनुपात कहा जाता है। लेंस के रैखिक आवर्धन के लिए एक सूत्र है:
कई ऑप्टिकल उपकरणों में, प्रकाश क्रमिक रूप से दो या दो से अधिक लेंसों से होकर गुजरता है। पहले लेंस द्वारा दी गई वस्तु की छवि दूसरे लेंस के लिए वस्तु (वास्तविक या काल्पनिक) के रूप में कार्य करती है, जो वस्तु की दूसरी छवि का निर्माण करती है, और इसी तरह।
इन तीन बिंदुओं के सफल, मेहनती और जिम्मेदार कार्यान्वयन के साथ-साथ अंतिम प्रशिक्षण परीक्षणों का जिम्मेदार अध्ययन, आपको सीटी पर एक उत्कृष्ट परिणाम दिखाने की अनुमति देगा, जो आप करने में सक्षम हैं।
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