संचालन अनुभव
आप में से प्रत्येक ने शायद इस बात पर ध्यान दिया होगा कि एक गिलास पानी में एक चम्मच पानी और हवा के बीच की सीमा पर चिपका हुआ लगता है, किसी तरह का टूटा हुआ रूप है। हम किसी झील या नदी के तट पर ठीक वैसा ही चित्र देखते हैं, जिसके जलाशय से घास उगती हुई दिखाई देती है। जब हम इसे देखते हैं, तो हमें यह आभास होता है कि पानी और हवा की सीमा पर, घास का यह ब्लेड, जैसा कि था, किनारे की ओर झुक जाता है। बेशक, हम इस बात से अच्छी तरह वाकिफ हैं कि ये आइटम वैसे ही हैं जैसे पानी में गिरने से पहले थे। लेकिन हम जो देखते हैं और इस तरह के दृश्य प्रभाव से क्या उत्पन्न होता है, यह प्रकाश का अपवर्तन है जब यह फैलता है।
कवर की गई सामग्री से, जिसका आप पहले के पाठों में अध्ययन कर चुके हैं, आपको यह याद रखना चाहिए कि यह निर्धारित करने के लिए कि प्रकाश किरण किस दिशा में विचलित होगी जब यह दो मीडिया को अलग करने वाली सीमा से होकर गुजरती है, हमें यह जानने की जरूरत है कि उनमें से किस दिशा में प्रकाश की गति कम है, और किसकी अधिक है।
अधिक स्पष्टता के लिए, हम आपके साथ एक छोटा सा प्रयोग करेंगे। उदाहरण के लिए, आइए एक ऑप्टिकल डिस्क लें, और उसके केंद्र में एक कांच की प्लेट रखें। अब आइए इस प्लेट पर प्रकाश की किरण को निर्देशित करने का प्रयास करें। और हम क्या देखते हैं? और हमने देखा कि जिस स्थान पर शीशे के साथ हवा की सीमा गुजरती है, वहां प्रकाश परावर्तित होता है। लेकिन इस तथ्य के अलावा कि प्रकाश परावर्तित होता है, हम यह भी देखते हैं कि यह कांच के अंदर कैसे घुसा और साथ ही इसके प्रसार की दिशा भी बदल दी।
अब देखें कि यह चित्र में कैसे दिखाया गया है:
आइए अब इस घटना को परिभाषित करने का प्रयास करें।
प्रकाश का अपवर्तन एक ऐसी घटना है जो एक माध्यम से दूसरे माध्यम में संक्रमण के समय प्रकाश पुंज की गति की दिशा को बदल देती है।
आइए अपने ड्राइंग पर वापस जाएं। इस पर हम देखते हैं कि AO आपतित किरण के लिए खड़ा है, OB परावर्तित किरण है, और OE अपवर्तित किरण है। और क्या होगा यदि हम ईओ की दिशा में एक बीम लेते और निर्देशित करते हैं? और क्या हुआ कि, "प्रकाश किरणों की उत्क्रमणीयता" के नियम के अनुसार, यह किरण शीशे से OA दिशा में निकलेगी।
इससे यह पता चलता है कि वे मीडिया जो प्रकाश संचारित करने में सक्षम हैं, एक नियम के रूप में, अलग-अलग ऑप्टिकल घनत्व और प्रकाश की अलग-अलग गति होती है। और ताकि आप समझ सकें कि प्रकाश की गति घनत्व के मूल्य पर निर्भर करती है। यानी माध्यम का प्रकाशिक घनत्व जितना अधिक होगा, उसमें प्रकाश की गति उतनी ही कम होगी और साथ ही यह बाहर से प्रवेश करने वाले प्रकाश को और अधिक मजबूती से अपवर्तित करेगा।
प्रकाश का अपवर्तन कैसे होता है?
XVII सदी में पहली बार प्रकाश के अपवर्तन जैसी घटना। फादर मेनयन ने स्पष्टीकरण दिया। उनके कथनों के अनुसार, यह इस प्रकार है कि जब प्रकाश एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाता है, तो इसकी किरण अपनी दिशा बदल देती है, जिसकी तुलना एक "सैनिक के मोर्चे" की गति से की जा सकती है, जो मार्चिंग के दौरान अपनी दिशा बदलता है। आइए एक घास के मैदान की कल्पना करें जिसके साथ सैनिकों का एक स्तंभ चल रहा है, और फिर यह घास का मैदान कृषि योग्य भूमि से अवरुद्ध है, जिस पर सीमा सामने के संबंध में एक कोण पर चलती है।
जो सैनिक कृषि योग्य भूमि पर पहुँच गए हैं, वे अपनी गति को धीमा करने लगते हैं, और जो सैनिक अभी तक इस सीमा तक नहीं पहुँचे हैं, वे उसी गति से अपनी यात्रा जारी रखते हैं। और फिर क्या होता है कि जो सैनिक सीमा को पार कर कृषि योग्य भूमि पर चल रहे हैं, वे अपने भाइयों से पिछड़ने लगते हैं, जो अभी भी घास के मैदान में चल रहे हैं, और इसलिए धीरे-धीरे सैनिकों का दल घूमना शुरू कर देता है। इस प्रक्रिया को स्पष्ट करने के लिए, आप नीचे दिए गए चित्र को देख सकते हैं।
ठीक उसी प्रक्रिया को हम प्रकाश की किरण के साथ देखते हैं। यह पता लगाने के लिए कि प्रकाश की किरण किस दिशा में भटकेगी, फिलहाल यह दो माध्यमों की सीमाओं को पार करती है, यह विचार करना आवश्यक है कि उनमें से किसमें प्रकाश की गति अधिक होगी, और किस पर, इसके विपरीत, यह कम होगा।
और चूँकि हमारे पास पहले से ही एक विचार है कि प्रकाश विद्युत चुम्बकीय तरंगें हैं, तो विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रसार की गति के बारे में हम जो कुछ भी जानते हैं वह प्रकाश की गति पर भी लागू होता है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि निर्वात में प्रकाश की गति अधिकतम होती है:
पदार्थ में, निर्वात के विपरीत प्रकाश की गति हमेशा कम होती है: v एक माध्यम का ऑप्टिकल घनत्व इस बात से निर्धारित होता है कि प्रकाश किरण माध्यम से कैसे फैलता है। वैकल्पिक रूप से सघन वह माध्यम होगा जिसमें प्रकाश की गति कम होगी। प्रकाश की धीमी गति वाले माध्यम को "वैकल्पिक रूप से सघन" कहा जाता है; यदि हम ऑप्टिकल घनत्व की तुलना करने के लिए हवा, कांच और पानी लेते हैं, तो हवा और कांच की तुलना करते समय, कांच का एक वैकल्पिक रूप से सघन माध्यम होता है। साथ ही कांच और पानी की तुलना में, कांच एक वैकल्पिक रूप से सघन माध्यम होगा। इस अनुभव से, हम देखते हैं कि जब यह एक सघन माध्यम में प्रवेश करता है, तो प्रकाश की एक किरण उस दिशा से विचलित हो जाती है, जो शुरुआत में थी और दिशा को लंबवत की ओर बदल देती है, जहां दो मीडिया के बीच इंटरफेस स्थित है। और माध्यम में प्रवेश करने के बाद, जो वैकल्पिक रूप से कम घना होता है, इस स्थिति में, प्रकाश किरण विपरीत दिशा में विक्षेपित हो जाती है। "α" - आपतन कोण, "β" - अपवर्तन कोण। प्रकाश के अपवर्तन के नियम का उपयोग करके, कांच के त्रिकोणीय प्रिज्म के लिए किरणों के पथ की गणना करना संभव है। चित्र 87 में, आप इस प्रिज्म में किरणों के पथ का अधिक विस्तार से अनुसरण कर सकते हैं: क्या आपने कभी गौर किया है कि जब आप बाथरूम को पानी से भरते हैं, तो ऐसा लगता है कि वास्तव में जितना है उससे कम है। नदी, तालाब और झील के संबंध में एक ही तस्वीर उभर रही है, लेकिन इन सबका कारण प्रकाश का अपवर्तन जैसी घटना है। लेकिन, जैसा कि आप समझते हैं, हमारी आंखें भी इन सभी प्रक्रियाओं में सक्रिय भाग लेती हैं। यहाँ, उदाहरण के लिए, किसी जलाशय के तल पर एक निश्चित बिंदु "S" को देखने में सक्षम होने के लिए, सबसे पहले यह आवश्यक है कि प्रकाश की किरणें इस बिंदु से होकर गुजरें और व्यक्ति की आंखों में गिरें जो इसे देख रहा है। और फिर प्रकाश की किरण, हवा के साथ पानी की सीमा पर अपवर्तन अवधि पार कर चुकी है, पहले से ही आंखों द्वारा स्पष्ट छवि "एस 1" से आने वाले प्रकाश के रूप में माना जाएगा, लेकिन बिंदु "एस" से ऊपर स्थित है जलाशय के नीचे। जलाशय "h" की काल्पनिक गहराई इसकी वास्तविक गहराई H का लगभग है। इस घटना का वर्णन सबसे पहले यूक्लिड ने किया था। 1. अपने दैनिक जीवन में प्रकाश के अपवर्तन के अपने उदाहरण बताइए। 2. यूक्लिड के अनुभव के बारे में जानकारी प्राप्त करें और इस अनुभव को दोहराने का प्रयास करें। प्रकाशिकी में समस्याओं को हल करते समय, कांच, पानी या किसी अन्य पदार्थ के अपवर्तनांक को जानना अक्सर आवश्यक होता है। इसके अलावा, विभिन्न स्थितियों में, इस मात्रा के निरपेक्ष और सापेक्ष दोनों मूल्य शामिल हो सकते हैं। सबसे पहले, यह संख्या क्या दर्शाती है: यह या वह पारदर्शी माध्यम प्रकाश प्रसार की दिशा कैसे बदलता है। इसके अलावा, एक विद्युत चुम्बकीय तरंग निर्वात से आ सकती है, और फिर कांच या किसी अन्य पदार्थ का अपवर्तनांक निरपेक्ष कहा जाएगा। ज्यादातर मामलों में, इसका मान 1 से 2 की सीमा में होता है। केवल बहुत ही दुर्लभ मामलों में अपवर्तनांक दो से अधिक होता है। यदि वस्तु के सामने निर्वात से अधिक सघन माध्यम है, तो कोई सापेक्ष मान की बात करता है। और इसकी गणना दो निरपेक्ष मानों के अनुपात के रूप में की जाती है। उदाहरण के लिए, पानी के गिलास का आपेक्षिक अपवर्तनांक गिलास और पानी के निरपेक्ष मूल्यों के भागफल के बराबर होगा। किसी भी मामले में, इसे लैटिन अक्षर "एन" - एन द्वारा दर्शाया गया है। यह मान एक ही नाम के मानों को एक दूसरे से विभाजित करके प्राप्त किया जाता है, इसलिए यह केवल एक गुणांक है जिसका कोई नाम नहीं है। यदि हम घटना के कोण को "अल्फा" के रूप में लेते हैं, और अपवर्तन के कोण को "बीटा" के रूप में नामित करते हैं, तो अपवर्तक सूचकांक के निरपेक्ष मान का सूत्र इस तरह दिखता है: n = sin α / sin β। अंग्रेजी भाषा के साहित्य में, आप अक्सर एक अलग पदनाम पा सकते हैं। जब आपतन कोण i हो और अपवर्तन कोण r हो। कांच और अन्य पारदर्शी मीडिया में प्रकाश के अपवर्तनांक की गणना कैसे करें, इसके लिए एक और सूत्र है। यह निर्वात में और इसके साथ प्रकाश की गति से जुड़ा है, लेकिन पहले से ही विचाराधीन पदार्थ में है। तब यह इस तरह दिखता है: n = c/νλ. यहाँ c निर्वात में प्रकाश की गति है, पारदर्शी माध्यम में इसकी गति है, और तरंग दैर्ध्य है। यह उस गति से निर्धारित होता है जिसके साथ विचाराधीन माध्यम में प्रकाश फैलता है। इस संबंध में वायु एक निर्वात के बहुत करीब है, इसलिए इसमें फैलने वाली प्रकाश तरंगें व्यावहारिक रूप से अपनी मूल दिशा से विचलित नहीं होती हैं। इसलिए, यदि कांच-वायु या वायु से सटे किसी अन्य पदार्थ का अपवर्तनांक निर्धारित किया जाता है, तो बाद वाले को सशर्त रूप से निर्वात के रूप में लिया जाता है। किसी अन्य माध्यम की अपनी विशेषताएं होती हैं। उनके पास अलग-अलग घनत्व हैं, उनका अपना तापमान है, साथ ही लोचदार तनाव भी हैं। यह सब पदार्थ द्वारा प्रकाश के अपवर्तन के परिणाम को प्रभावित करता है। तरंग प्रसार की दिशा बदलने में कम से कम भूमिका प्रकाश की विशेषताओं द्वारा नहीं निभाई जाती है। सफेद रोशनी लाल से लेकर बैंगनी तक कई रंगों से बनी होती है। स्पेक्ट्रम का प्रत्येक भाग अपने तरीके से अपवर्तित होता है। इसके अलावा, स्पेक्ट्रम के लाल हिस्से की तरंग के लिए संकेतक का मूल्य हमेशा बाकी की तुलना में कम होगा। उदाहरण के लिए, TF-1 ग्लास का अपवर्तनांक क्रमशः 1.6421 से 1.67298 तक, स्पेक्ट्रम के लाल से बैंगनी भाग तक भिन्न होता है। यहाँ निरपेक्ष मूल्यों के मान हैं, अर्थात अपवर्तनांक जब एक किरण निर्वात (जो वायु के बराबर है) से दूसरे पदार्थ से गुजरती है। इन आंकड़ों की आवश्यकता होगी यदि अन्य मीडिया के सापेक्ष कांच के अपवर्तक सूचकांक को निर्धारित करना आवश्यक हो। पूर्ण प्रतिबिंब। यह तब होता है जब प्रकाश सघन माध्यम से कम सघन माध्यम में जाता है। यहाँ, आपतन कोण के एक निश्चित मान पर, एक समकोण पर अपवर्तन होता है। यानी बीम दो मीडिया की सीमा के साथ सरकती है। कुल परावर्तन का सीमित कोण इसका है न्यूनतम मूल्यजिस पर प्रकाश कम सघन माध्यम में नहीं बच पाता है। इससे कम - अपवर्तन होता है, और अधिक - उसी माध्यम में प्रतिबिंब जिससे प्रकाश चला गया। स्थिति। कांच का अपवर्तनांक 1.52 है। सीमित कोण को निर्धारित करना आवश्यक है जिस पर सतहों के बीच इंटरफेस से प्रकाश पूरी तरह से परिलक्षित होता है: हवा के साथ कांच, हवा के साथ पानी, पानी के साथ गिलास। आपको तालिका में दिए गए पानी के लिए अपवर्तनांक डेटा का उपयोग करना होगा। इसे हवा के लिए एकता के बराबर लिया जाता है। तीनों मामलों में समाधान सूत्र का उपयोग करके गणना में घटाया गया है: sin α 0 / sin β = n 1 / n 2, जहां n 2 उस माध्यम को संदर्भित करता है जिससे प्रकाश फैलता है, और n 1 जहां यह प्रवेश करता है। अक्षर α 0 सीमित कोण को दर्शाता है। कोण β का मान 90 डिग्री है। यानी इसकी एकता होगी। पहले मामले के लिए: sin α 0 = 1 /n ग्लास, फिर सीमित कोण 1 /n ग्लास के आर्क्सिन के बराबर है। 1/1.52 = 0.6579। कोण 41.14º है। दूसरे मामले में, आर्क्सिन का निर्धारण करते समय, आपको पानी के अपवर्तक सूचकांक के मूल्य को प्रतिस्थापित करने की आवश्यकता होती है। पानी का अंश 1 / n मान 1 / 1.33 \u003d 0. 7519 होगा। यह 48.75º कोण का चाप है। तीसरा मामला n पानी और n ग्लास के अनुपात से वर्णित है। अंश के लिए आर्क्सिन की गणना करने की आवश्यकता होगी: 1.33 / 1.52, यानी संख्या 0.875। हम इसके चाप द्वारा सीमित कोण का मान ज्ञात करते हैं: 61.05º। उत्तर: 41.14º, 48.75º, 61.05º। स्थिति। एक कांच के प्रिज्म को पानी से भरे बर्तन में डुबोया जाता है। इसका अपवर्तनांक 1.5 है। प्रिज्म एक समकोण त्रिभुज पर आधारित है। बड़ा पैर नीचे की ओर लंबवत स्थित है, और दूसरा इसके समानांतर है। प्रकाश की किरण सामान्यतया प्रिज्म के ऊपरी फलक पर आपतित होती है। क्षैतिज पैर और कर्ण के बीच सबसे छोटा कोण क्या होना चाहिए ताकि प्रकाश बर्तन के तल तक लंबवत पैर तक पहुंच सके और प्रिज्म से बाहर निकल सके? बीम को वर्णित तरीके से प्रिज्म छोड़ने के लिए, इसे आंतरिक चेहरे पर एक सीमित कोण पर गिरना चाहिए (वह जो प्रिज्म के खंड में त्रिभुज का कर्ण है)। रचना से, यह सीमित कोण एक समकोण त्रिभुज के अभीष्ट कोण के बराबर हो जाता है। प्रकाश के अपवर्तन के नियम से, यह पता चलता है कि सीमित कोण की ज्या, 90 डिग्री की ज्या से विभाजित, दो अपवर्तक सूचकांकों के अनुपात के बराबर है: पानी से कांच तक। गणना सीमित कोण के लिए इस तरह के मूल्य की ओर ले जाती है: 62º30´। प्रकाश से जुड़ी प्रक्रियाएं भौतिकी का एक महत्वपूर्ण घटक हैं और हमारे दैनिक जीवन में हर जगह हमें घेर लेती हैं। इस स्थिति में सबसे महत्वपूर्ण प्रकाश के परावर्तन और अपवर्तन के नियम हैं, जिन पर आधुनिक प्रकाशिकी आधारित है। प्रकाश का अपवर्तन किसका एक महत्वपूर्ण भाग है? आधुनिक विज्ञान. विरूपण प्रभाव यह लेख आपको बताएगा कि प्रकाश अपवर्तन की घटना क्या है, साथ ही साथ अपवर्तन का नियम कैसा दिखता है और इससे क्या होता है। जब एक किरण एक सतह पर गिरती है जो दो पारदर्शी पदार्थों से अलग होती है जिसमें अलग-अलग ऑप्टिकल घनत्व होते हैं (उदाहरण के लिए, अलग-अलग गिलास या पानी में), तो कुछ किरणें परावर्तित होंगी, और कुछ दूसरी संरचना में प्रवेश करेंगी (उदाहरण के लिए, यह पानी या कांच में फैल जाएगा)। एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाने पर, बीम की दिशा में परिवर्तन की विशेषता होती है। यह प्रकाश के अपवर्तन की घटना है। जल विरूपण प्रभाव पानी में चीजों को देखने पर वे विकृत लगती हैं। यह हवा और पानी के बीच की सीमा पर विशेष रूप से ध्यान देने योग्य है। नेत्रहीन ऐसा लगता है कि पानी के नीचे की वस्तुएं थोड़ी विक्षेपित होती हैं। वर्णित भौतिक घटना ठीक यही कारण है कि सभी वस्तुएं पानी में विकृत लगती हैं। जब किरणें कांच से टकराती हैं, तो यह प्रभाव कम ध्यान देने योग्य होता है। बीम मार्ग वही संकेतक अन्य वातावरणों के लिए विशिष्ट है। यह स्थापित किया गया है कि यह सूचक पदार्थ के घनत्व पर निर्भर करता है। यदि बीम कम सघनता से सघन संरचना की ओर आपतित है, तो निर्मित विरूपण कोण बड़ा होगा। और अगर इसके विपरीत, तो कम। इस भौतिक घटना को निर्धारित करने के लिए अपवर्तन का नियम बनाया गया था। प्रकाश प्रवाह के अपवर्तन का नियम आपको पारदर्शी पदार्थों की विशेषताओं को निर्धारित करने की अनुमति देता है। कानून में ही दो प्रावधान हैं: कानून का विवरण इस मामले में, इस समय बीम दूसरी संरचना से पहले में बाहर निकलता है (उदाहरण के लिए, जब प्रकाश प्रवाह हवा से गुजरता है, कांच के माध्यम से और वापस हवा में), एक विरूपण प्रभाव भी होगा। इस स्थिति में मुख्य संकेतक एक समान पैरामीटर के लिए घटना के कोण के साइन का अनुपात है, लेकिन विरूपण के लिए। जैसा कि ऊपर वर्णित कानून के अनुसार, यह सूचक एक स्थिर मूल्य है। विभिन्न वस्तुओं के लिए संकेतक इस पैरामीटर के लिए धन्यवाद, आप कांच के प्रकारों के साथ-साथ विभिन्न प्रकार के कीमती पत्थरों के बीच काफी प्रभावी ढंग से अंतर कर सकते हैं। यह विभिन्न माध्यमों में प्रकाश की गति निर्धारित करने के लिए भी महत्वपूर्ण है। टिप्पणी! प्रकाश प्रवाह की उच्चतम गति निर्वात में होती है। एक पदार्थ से दूसरे पदार्थ में जाने पर उसकी गति कम हो जाती है। उदाहरण के लिए, हीरा, जिसमें सबसे अधिक अपवर्तनांक होता है, की फोटॉन प्रसार गति हवा की तुलना में 2.42 गुना तेज होगी। पानी में, वे 1.33 गुना धीमी गति से फैलेंगे। विभिन्न प्रकार के कांच के लिए, यह पैरामीटर 1.4 से 2.2 तक होता है। टिप्पणी! कुछ चश्मे का अपवर्तनांक 2.2 होता है, जो हीरे के बहुत करीब होता है (2.4)। इसलिए, कांच के टुकड़े को असली हीरे से अलग करना हमेशा संभव नहीं होता है। प्रकाश विभिन्न पदार्थों के माध्यम से प्रवेश कर सकता है, जो विभिन्न ऑप्टिकल घनत्व की विशेषता है। जैसा कि हमने पहले कहा, इस नियम का उपयोग करके आप माध्यम (संरचना) के घनत्व की विशेषता निर्धारित कर सकते हैं। वह जितना सघन होगा, उसमें प्रकाश की गति उतनी ही धीमी होगी। उदाहरण के लिए, कांच या पानी हवा की तुलना में अधिक वैकल्पिक रूप से घना होगा। यह संकेतक बताता है कि एक पदार्थ से दूसरे पदार्थ में जाने पर फोटॉन के प्रसार की गति कैसे बदलती है। पारदर्शी वस्तुओं के माध्यम से प्रकाश प्रवाह को स्थानांतरित करते समय, इसका ध्रुवीकरण संभव है। यह ढांकता हुआ आइसोट्रोपिक मीडिया से प्रकाश प्रवाह के पारित होने के दौरान मनाया जाता है। ध्रुवीकरण तब होता है जब फोटॉन कांच से गुजरते हैं। ध्रुवीकरण प्रभाव आंशिक ध्रुवीकरण तब देखा जाता है जब दो डाइलेक्ट्रिक्स की सीमा पर प्रकाश प्रवाह की घटना का कोण शून्य से भिन्न होता है। ध्रुवीकरण की डिग्री इस बात पर निर्भर करती है कि आपतन कोण क्या थे (ब्रूस्टर का नियम)। हमारे संक्षिप्त विषयांतर को समाप्त करते हुए, इस तरह के प्रभाव को पूर्ण आंतरिक प्रतिबिंब के रूप में माना जाना अभी भी आवश्यक है। पूर्ण प्रदर्शन घटना इस प्रभाव की उपस्थिति के लिए, पदार्थों के बीच इंटरफेस में एक सघन से कम घने माध्यम में संक्रमण के क्षण में प्रकाश प्रवाह की घटना के कोण को बढ़ाना आवश्यक है। ऐसी स्थिति में जहां यह पैरामीटर एक निश्चित सीमा मान से अधिक हो जाता है, तो इस खंड की सीमा पर फोटॉन घटना पूरी तरह से परिलक्षित होगी। दरअसल, यह हमारी वांछित घटना होगी। इसके बिना फाइबर ऑप्टिक्स बनाना असंभव था। प्रकाश प्रवाह के व्यवहार की विशेषताओं के व्यावहारिक अनुप्रयोग ने हमारे जीवन को बेहतर बनाने के लिए विभिन्न प्रकार के तकनीकी उपकरणों का निर्माण किया। उसी समय, प्रकाश ने मानव जाति के लिए अपनी सभी संभावनाएं नहीं खोली हैं, और इसकी व्यावहारिक क्षमता अभी तक पूरी तरह से महसूस नहीं की गई है।
अपवर्तक सूचकांक का भौतिक अर्थ।प्रकाश का अपवर्तन एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाने पर उसके प्रसार की गति में परिवर्तन के कारण होता है। पहले माध्यम के सापेक्ष दूसरे माध्यम का अपवर्तनांक संख्यात्मक रूप से पहले माध्यम में प्रकाश की गति और दूसरे माध्यम में प्रकाश की गति के अनुपात के बराबर है: इस प्रकार, अपवर्तनांक दर्शाता है कि जिस माध्यम से किरण निकलती है उसमें प्रकाश की गति उस माध्यम में प्रकाश की गति से कितनी गुना अधिक (कम) होती है जिसमें वह प्रवेश करती है। चूंकि निर्वात में विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रसार की गति स्थिर होती है, इसलिए यह सलाह दी जाती है कि निर्वात के संबंध में विभिन्न माध्यमों के अपवर्तनांक को निर्धारित किया जाए। गति अनुपात साथ
निर्वात में प्रकाश का किसी दिए गए माध्यम में प्रसार की गति से प्रसार कहलाता है निरपेक्ष अपवर्तनांकदिया गया पदार्थ () और इसके प्रकाशिक गुणों की मुख्य विशेषता है, वे। पहले के सापेक्ष दूसरे माध्यम का अपवर्तनांक इन मीडिया के निरपेक्ष सूचकांकों के अनुपात के बराबर होता है। आमतौर पर, किसी पदार्थ के ऑप्टिकल गुण अपवर्तनांक द्वारा विशेषता होते हैं एन
हवा के सापेक्ष, जो निरपेक्ष अपवर्तनांक से बहुत कम भिन्न होता है। इस मामले में, जिस माध्यम में निरपेक्ष सूचकांक अधिक होता है, उसे वैकल्पिक रूप से सघन कहा जाता है। अपवर्तन के सीमित कोण।यदि प्रकाश कम अपवर्तनांक वाले माध्यम से उच्च अपवर्तनांक वाले माध्यम में जाता है ( एन 1< n 2
), तो अपवर्तन कोण आपतन कोण से कम होता है आर< i
(चित्र 3)। चावल। 3. संक्रमण के दौरान प्रकाश का अपवर्तन वैकल्पिक रूप से कम सघन माध्यम से मध्यम वैकल्पिक रूप से सघन। जैसे-जैसे आपतन कोण बढ़ता है मैं एम =
90° (बीम 3, चित्र 2) दूसरे माध्यम में प्रकाश केवल कोण के भीतर ही प्रसारित होगा आर प्रो
बुलाया अपवर्तन का सीमित कोण. दूसरे माध्यम के क्षेत्र में अपवर्तन के सीमित कोण के अतिरिक्त कोण के भीतर (90° - मैं जनसंपर्क
), कोई प्रकाश प्रवेश नहीं करता है (यह क्षेत्र चित्र 3 में छायांकित है)। अपवर्तन कोण को सीमित करें आर प्रो
लेकिन पाप मैं एम = 1, इसलिए। पूर्ण आंतरिक परावर्तन की घटना।जब प्रकाश उच्च अपवर्तनांक वाले माध्यम से गुजरता है एन 1> एन 2
(चित्र 4), तो अपवर्तन कोण आपतन कोण से बड़ा होता है। प्रकाश केवल आपतन कोण के भीतर अपवर्तित होता है (दूसरे माध्यम में जाता है) मैं जनसंपर्क
, जो अपवर्तन कोण से मेल खाती है आरएम =
90°. चावल। 4. वैकल्पिक रूप से सघन माध्यम से माध्यम में संक्रमण के दौरान प्रकाश का अपवर्तन कम वैकल्पिक रूप से घना। बड़े कोण पर आपतित प्रकाश मीडिया की सीमा से पूरी तरह परावर्तित हो जाता है (चित्र 4 बीम 3)। इस घटना को पूर्ण आंतरिक परावर्तन और आपतन कोण कहा जाता है मैं जनसंपर्क
पूर्ण आंतरिक परावर्तन का सीमित कोण है। कुल आंतरिक परावर्तन का सीमित कोण मैं जनसंपर्क
शर्त के अनुसार निर्धारित: यदि प्रकाश किसी माध्यम से निर्वात या वायु में गमन करता है, तो इन दो माध्यमों के लिए किरणों के पथ की उत्क्रमणीयता के कारण, पहले माध्यम से दूसरे माध्यम में संक्रमण में अपवर्तन का सीमित कोण कुल आंतरिक प्रतिबिंब के सीमित कोण के बराबर होता है जब किरण दूसरे माध्यम से पहले माध्यम से गुजरती है . कांच के लिए पूर्ण आंतरिक परावर्तन का सीमित कोण 42° से कम है। इसलिए, कांच के माध्यम से यात्रा करने वाली किरणें और इसकी सतह पर 45° के कोण पर आपतित होने वाली किरणें पूरी तरह से परावर्तित हो जाती हैं। कांच के इस गुण का उपयोग रोटरी (चित्र 5a) और प्रतिवर्ती (चित्र 4b) प्रिज्म में किया जाता है, जो अक्सर ऑप्टिकल उपकरणों में उपयोग किया जाता है। चावल। 5: ए - रोटरी प्रिज्म; बी - रिवर्स प्रिज्म। फाइबर ऑप्टिक्स।फ्लेक्सिबल के निर्माण में पूर्ण आंतरिक परावर्तन का उपयोग किया जाता है प्रकाश मार्गदर्शक. कम अपवर्तनांक वाले पदार्थ से घिरे एक पारदर्शी तंतु के अंदर प्रवेश करने वाला प्रकाश कई बार परावर्तित होता है और इस तंतु के साथ फैलता है (चित्र 6)। चित्र 6. पदार्थ से घिरे एक पारदर्शी तंतु के अंदर प्रकाश का मार्ग कम अपवर्तक सूचकांक के साथ। उच्च प्रकाश प्रवाह को संचारित करने और प्रकाश गाइड प्रणाली के लचीलेपन को बनाए रखने के लिए, अलग-अलग तंतुओं को बंडलों में इकट्ठा किया जाता है - प्रकाश मार्गदर्शक. प्रकाशिकी की वह शाखा जो प्रकाश गाइड के माध्यम से प्रकाश और छवियों के संचरण से संबंधित है, फाइबर ऑप्टिक्स कहलाती है। वही शब्द स्वयं फाइबर-ऑप्टिक भागों और उपकरणों को संदर्भित करता है। चिकित्सा में, प्रकाश गाइड का उपयोग आंतरिक गुहाओं को ठंडी रोशनी से रोशन करने और छवियों को प्रसारित करने के लिए किया जाता है। व्यावहारिक भाग पदार्थों के अपवर्तनांक को निर्धारित करने वाले उपकरणों को कहा जाता है रेफ्रेक्टोमीटर(चित्र 7)। चित्र 7. रेफ्रेक्टोमीटर की ऑप्टिकल योजना। 1 - दर्पण, 2 - मापने वाला सिर, 3 - फैलाव को खत्म करने के लिए प्रिज्म की प्रणाली, 4 - लेंस, 5 - रोटरी प्रिज्म (बीम रोटेशन 90 0), 6 - स्केल (कुछ रेफ्रेक्टोमीटर में) दो पैमाने हैं: अपवर्तक सूचकांकों का पैमाना और समाधानों की सांद्रता का पैमाना), 7 - ऐपिस। रेफ्रेक्टोमीटर का मुख्य भाग एक मापने वाला सिर होता है, जिसमें दो प्रिज्म होते हैं: एक रोशनी वाला, जो सिर के तह भाग में स्थित होता है, और एक मापने वाला होता है। प्रबुद्ध प्रिज्म के बाहर निकलने पर, इसकी मैट सतह प्रकाश की एक बिखरी हुई किरण बनाती है जो प्रिज्म के बीच परीक्षण तरल (2-3 बूंद) से गुजरती है। मापने वाले प्रिज्म की सतह पर किरणें 90 0 के कोण सहित विभिन्न कोणों पर गिरती हैं। मापने वाले प्रिज्म में, किरणों को अपवर्तन के सीमित कोण के क्षेत्र में एकत्र किया जाता है, जो डिवाइस स्क्रीन पर प्रकाश-छाया सीमा के गठन की व्याख्या करता है। चित्र 8. मापने वाले सिर में बीम पथ: 1 - इल्युमिनेटिंग प्रिज्म, 2 - जांचा हुआ द्रव, 3 - मापने वाला प्रिज्म, 4 - स्क्रीन। समाधान में चीनी के प्रतिशत का निर्धारण
प्राकृतिक और ध्रुवीकृत प्रकाश। दृश्यमान प्रकाश- यह विद्युतचुम्बकीय तरंगें 4∙10 14 से 7.5∙10 14 हर्ट्ज की सीमा में दोलन आवृत्ति के साथ। विद्युतचुम्बकीय तरंगेंहैं आड़ा: विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों की ताकत के वैक्टर ई और एच परस्पर लंबवत हैं और तरंग प्रसार वेग वेक्टर के लंबवत विमान में स्थित हैं। इस तथ्य के कारण कि प्रकाश के रासायनिक और जैविक दोनों प्रभाव मुख्य रूप से विद्युत चुम्बकीय तरंग के विद्युत घटक से जुड़े होते हैं, वेक्टर इइस क्षेत्र की तीव्रता कहलाती है प्रकाश वेक्टर,और इस सदिश के दोलनों का तल है प्रकाश तरंग के दोलन का तल. किसी भी प्रकाश स्रोत में, तरंगें कई परमाणुओं और अणुओं द्वारा उत्सर्जित होती हैं, इन तरंगों के प्रकाश वाहक विभिन्न विमानों में स्थित होते हैं, और दोलन विभिन्न चरणों में होते हैं। नतीजतन, परिणामी तरंग के प्रकाश वेक्टर के दोलनों का तल लगातार अंतरिक्ष में अपनी स्थिति बदलता है (चित्र 1)। इस प्रकाश को कहा जाता है प्राकृतिक,या अध्रुवित. चावल। 1. बीम और प्राकृतिक प्रकाश का योजनाबद्ध निरूपण। यदि हम प्राकृतिक प्रकाश की किरण से गुजरने वाले दो परस्पर लंबवत विमानों को चुनते हैं और विमान पर वैक्टर ई को प्रोजेक्ट करते हैं, तो औसतन ये अनुमान समान होंगे। इस प्रकार, प्राकृतिक प्रकाश की किरण को एक सीधी रेखा के रूप में चित्रित करना सुविधाजनक होता है, जिस पर डैश और डॉट्स के रूप में दोनों अनुमानों की समान संख्या स्थित होती है: जब प्रकाश क्रिस्टल से होकर गुजरता है, तो प्रकाश प्राप्त करना संभव होता है जिसका तरंग दोलन विमान अंतरिक्ष में एक स्थिर स्थिति में रहता है। इस प्रकाश को कहा जाता है समतल-या रैखिक रूप से ध्रुवीकृत. एक स्थानिक जाली में परमाणुओं और अणुओं की क्रमबद्ध व्यवस्था के कारण, क्रिस्टल केवल प्रकाश वेक्टर दोलनों को प्रसारित करता है जो किसी दिए गए जाली की एक निश्चित विमान विशेषता में होते हैं। एक समतल ध्रुवित प्रकाश तरंग को आसानी से निम्नानुसार दर्शाया गया है: प्रकाश का ध्रुवीकरण आंशिक भी हो सकता है। इस मामले में, किसी एक विमान में प्रकाश वेक्टर के दोलनों का आयाम अन्य विमानों में दोलनों के आयाम से काफी अधिक है। आंशिक रूप से ध्रुवीकृत प्रकाश को पारंपरिक रूप से निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है: आदि। डैश और डॉट्स की संख्या का अनुपात प्रकाश ध्रुवीकरण की डिग्री निर्धारित करता है। प्राकृतिक प्रकाश को ध्रुवीकृत प्रकाश में परिवर्तित करने के सभी तरीकों में, ध्रुवीकरण विमान के एक अच्छी तरह से परिभाषित अभिविन्यास वाले घटकों को प्राकृतिक प्रकाश से पूरी तरह या आंशिक रूप से चुना जाता है। ध्रुवीकृत प्रकाश प्राप्त करने की विधियाँ: क) दो डाइलेक्ट्रिक्स की सीमा पर प्रकाश का परावर्तन और अपवर्तन; बी) वैकल्पिक रूप से अनिसोट्रोपिक एकअक्षीय क्रिस्टल के माध्यम से प्रकाश का संचरण; ग) मीडिया के माध्यम से प्रकाश का संचरण, जिसकी ऑप्टिकल अनिसोट्रॉपी कृत्रिम रूप से विद्युत या चुंबकीय क्षेत्र की क्रिया के साथ-साथ विरूपण के कारण बनाई जाती है। ये विधियां घटना पर आधारित हैं असमदिग्वर्ती होने की दशा. एनिसोट्रॉपिकदिशा पर कई गुणों (यांत्रिक, थर्मल, विद्युत, ऑप्टिकल) की निर्भरता है। वे निकाय जिनके गुण सभी दिशाओं में समान होते हैं, कहलाते हैं समदैशिक. प्रकाश के प्रकीर्णन के दौरान ध्रुवीकरण भी देखा जाता है। ध्रुवीकरण की डिग्री जितनी अधिक होती है, कणों का आकार उतना ही छोटा होता है जिस पर प्रकीर्णन होता है। ध्रुवीकृत प्रकाश उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किए गए उपकरणों को कहा जाता है ध्रुवीकरण करने वाले. परावर्तन के दौरान प्रकाश का ध्रुवीकरण और दो डाइलेक्ट्रिक्स के बीच इंटरफेस में अपवर्तन।जब प्राकृतिक प्रकाश दो आइसोट्रोपिक डाइलेक्ट्रिक्स के बीच इंटरफेस में परावर्तित और अपवर्तित होता है, तो इसका रैखिक ध्रुवीकरण होता है। आपतन के मनमाने कोण पर परावर्तित प्रकाश का ध्रुवण आंशिक होता है। परावर्तित किरण पर आपतन तल के लंबवत दोलनों का प्रभुत्व होता है, जबकि अपवर्तित किरण पर इसके समानांतर दोलनों का प्रभुत्व होता है (चित्र 2)। चावल। 2. परावर्तन और अपवर्तन के दौरान प्राकृतिक प्रकाश का आंशिक ध्रुवीकरण यदि आपतन कोण tg i B = n 21 की स्थिति को संतुष्ट करता है, तो परावर्तित प्रकाश पूरी तरह से ध्रुवीकृत (ब्रूस्टर का नियम) है, और अपवर्तित किरण पूरी तरह से नहीं, बल्कि अधिकतम रूप से ध्रुवीकृत होती है (चित्र 3)। इस मामले में, परावर्तित और अपवर्तित किरणें परस्पर लंबवत होती हैं। दो माध्यमों का आपेक्षिक अपवर्तनांक है, i B ब्रूस्टर कोण है। चावल। 3. परावर्तन और अपवर्तन के दौरान परावर्तित किरण का कुल ध्रुवीकरण दो आइसोट्रोपिक डाइलेक्ट्रिक्स के बीच इंटरफेस में। दोहरा अपवर्तन।कई क्रिस्टल (कैल्साइट, क्वार्ट्ज, आदि) होते हैं जिसमें प्रकाश की एक किरण, अपवर्तित होने पर, विभिन्न गुणों के साथ दो बीमों में विभाजित हो जाती है। कैल्साइट (आइसलैंडिक स्पार) एक हेक्सागोनल जाली वाला क्रिस्टल है। षट्कोणीय प्रिज्म की सममिति की धुरी जिससे इसकी कोशिका बनती है, प्रकाशीय अक्ष कहलाती है। ऑप्टिकल अक्ष एक रेखा नहीं है, बल्कि क्रिस्टल में एक दिशा है। इस दिशा के समांतर कोई भी रेखा भी प्रकाशिक अक्ष होती है। यदि किसी प्लेट को कैल्साइट क्रिस्टल से इस प्रकार काट दिया जाए कि उसके फलक प्रकाशिक अक्ष के लंबवत हों और प्रकाश की किरण प्रकाशिक अक्ष के अनुदिश निर्देशित हो, तो उसमें कोई परिवर्तन नहीं होगा। यदि, हालांकि, बीम को ऑप्टिकल अक्ष के कोण पर निर्देशित किया जाता है, तो इसे दो बीम (चित्र 4) में विभाजित किया जाएगा, जिनमें से एक को साधारण कहा जाता है, दूसरा - असाधारण। चावल। 4. जब प्रकाश कैल्साइट की प्लेट से होकर गुजरता है तो बायरफ्रींगेंस। एमएन ऑप्टिकल अक्ष है। एक साधारण बीम आपतन तल में स्थित होता है और इसमें किसी दिए गए पदार्थ के लिए सामान्य अपवर्तनांक होता है। असाधारण बीम बीम की घटना के बिंदु पर खींचे गए घटना बीम और क्रिस्टल के ऑप्टिकल अक्ष से गुजरने वाले विमान में स्थित है। इस विमान को कहा जाता है क्रिस्टल का मुख्य तल. साधारण और असाधारण बीम के लिए अपवर्तनांक भिन्न होते हैं। साधारण और असाधारण दोनों किरणें ध्रुवीकृत होती हैं। साधारण किरणों के दोलन का तल मुख्य तल के लंबवत होता है। असाधारण किरणों के दोलन क्रिस्टल के मुख्य तल में होते हैं। बायरफ्रींग की घटना क्रिस्टल के अनिसोट्रॉपी के कारण होती है। प्रकाशिक अक्ष के अनुदिश साधारण और असाधारण किरणों के लिए प्रकाश तरंग की गति समान होती है। अन्य दिशाओं में, कैल्साइट में एक असाधारण तरंग का वेग सामान्य तरंग की तुलना में अधिक होता है। दोनों तरंगों के वेगों के बीच सबसे बड़ा अंतर ऑप्टिकल अक्ष के लंबवत दिशा में होता है। ह्यूजेन्स सिद्धांत के अनुसार, क्रिस्टल सीमा तक पहुंचने वाली लहर की सतह पर प्रत्येक बिंदु पर द्विभाजन के साथ, दो प्राथमिक तरंगें एक साथ उत्पन्न होती हैं (एक नहीं, जैसा कि सामान्य मीडिया में होता है), जो क्रिस्टल में फैलती हैं। एक तरंग की सभी दिशाओं में प्रसार गति समान होती है, अर्थात। तरंग का एक गोलाकार आकार होता है और इसे कहा जाता है साधारण. क्रिस्टल के प्रकाशिक अक्ष की दिशा में किसी अन्य तरंग के संचरण की गति सामान्य तरंग की गति के समान होती है, और प्रकाशिक अक्ष के लंबवत दिशा में यह उससे भिन्न होती है। तरंग का एक दीर्घवृत्ताकार आकार होता है और इसे कहते हैं असाधारण(चित्र 5)। चावल। 5. एक क्रिस्टल में एक साधारण (ओ) और असाधारण (ई) तरंग का प्रसार दोहरे अपवर्तन के साथ। प्रिज्म निकोलस।ध्रुवीकृत प्रकाश प्राप्त करने के लिए, एक निकोल ध्रुवीकरण प्रिज्म का उपयोग किया जाता है। एक निश्चित आकार और आकार के प्रिज्म को कैल्साइट से काट दिया जाता है, फिर इसे एक विकर्ण विमान के साथ देखा जाता है और कनाडाई बालसम से चिपकाया जाता है। जब एक प्रकाश पुंज प्रिज्म की धुरी के साथ ऊपरी फलक पर आपतित होता है (चित्र 6), तो असाधारण किरण एक छोटे कोण पर चिपके हुए तल पर आपतित होती है और लगभग बिना दिशा बदले गुजरती है। एक साधारण बीम कैनेडियन बालसम के लिए कुल प्रतिबिंब के कोण से अधिक कोण पर गिरता है, ग्लूइंग प्लेन से परावर्तित होता है और प्रिज्म के काले रंग के चेहरे द्वारा अवशोषित होता है। निकोल प्रिज्म पूरी तरह से ध्रुवीकृत प्रकाश उत्पन्न करता है, जिसके दोलन का तल प्रिज्म के मुख्य तल में स्थित होता है। चावल। 6. निकोलस प्रिज्म। एक साधारण के पारित होने की योजना और असाधारण किरणें। द्वैतवाद।ऐसे क्रिस्टल होते हैं जो साधारण और असाधारण किरणों को अलग-अलग तरीकों से अवशोषित करते हैं। इसलिए, यदि एक प्राकृतिक प्रकाश पुंज को ऑप्टिकल अक्ष की दिशा के लंबवत टूमलाइन क्रिस्टल की ओर निर्देशित किया जाता है, तो केवल कुछ मिलीमीटर की प्लेट मोटाई के साथ, साधारण बीम पूरी तरह से अवशोषित हो जाएगा, और केवल असाधारण बीम बाहर आ जाएगी। क्रिस्टल (चित्र। 7)। चावल। 7. टूमलाइन क्रिस्टल के माध्यम से प्रकाश का मार्ग। साधारण और असाधारण किरणों के अवशोषण की भिन्न प्रकृति कहलाती है अवशोषण अनिसोट्रॉपी,या द्वैतवादइस प्रकार, टूमलाइन क्रिस्टल का उपयोग ध्रुवीकरण के रूप में भी किया जा सकता है। पोलेरॉइड।वर्तमान में, ध्रुवीकरण व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। पोलेरॉइड्सएक पोलेरॉइड बनाने के लिए, एक पारदर्शी फिल्म को कांच या प्लेक्सीग्लास की दो प्लेटों के बीच चिपकाया जाता है, जिसमें एक डाइक्रोइक पदार्थ के क्रिस्टल होते हैं जो प्रकाश को ध्रुवीकृत करते हैं (उदाहरण के लिए, आयोडोक्विनोन सल्फेट)। फिल्म निर्माण प्रक्रिया के दौरान, क्रिस्टल उन्मुख होते हैं ताकि उनके ऑप्टिकल अक्ष समानांतर हों। पूरा सिस्टम एक फ्रेम में फिक्स है। पोलेरॉइड की कम लागत और बड़े क्षेत्र के साथ प्लेटों के निर्माण की संभावना ने व्यवहार में उनके व्यापक अनुप्रयोग को सुनिश्चित किया। ध्रुवीकृत प्रकाश का विश्लेषण।प्रकाश के ध्रुवीकरण की प्रकृति और डिग्री का अध्ययन करने के लिए उपकरणों को कहा जाता है विश्लेषक।विश्लेषक के रूप में, उन्हीं उपकरणों का उपयोग किया जाता है जो रैखिक रूप से ध्रुवीकृत प्रकाश - ध्रुवीकरण प्राप्त करने के लिए काम करते हैं, लेकिन अनुदैर्ध्य अक्ष के चारों ओर घूमने के लिए अनुकूलित होते हैं। विश्लेषक केवल उन कंपनों को पारित करता है जो इसके मुख्य विमान के साथ मेल खाते हैं। अन्यथा, केवल दोलन घटक जो इस विमान के साथ मेल खाता है, विश्लेषक से होकर गुजरता है। यदि विश्लेषक में प्रवेश करने वाली प्रकाश तरंग को रैखिक रूप से ध्रुवीकृत किया जाता है, तो विश्लेषक से निकलने वाली तरंग की तीव्रता संतुष्ट करती है मालुस का नियम: जहां I 0 आने वाली रोशनी की तीव्रता है, आने वाले प्रकाश के विमानों और विश्लेषक द्वारा प्रेषित प्रकाश के बीच का कोण है। ध्रुवीकरण-विश्लेषक प्रणाली के माध्यम से प्रकाश का मार्ग अंजीर में योजनाबद्ध रूप से दिखाया गया है। आठ। चावल। अंजीर। 8. ध्रुवीकरण-विश्लेषक प्रणाली के माध्यम से प्रकाश के पारित होने की योजना (पी - ध्रुवीकरणकर्ता, ए - विश्लेषक, ई - स्क्रीन): ए) ध्रुवीकरण और विश्लेषक के मुख्य विमान मेल खाते हैं; बी) ध्रुवीकरण और विश्लेषक के मुख्य विमान एक निश्चित कोण पर स्थित हैं; ग) ध्रुवक और विश्लेषक के मुख्य तल परस्पर लंबवत हैं। यदि ध्रुवीकरण और विश्लेषक के मुख्य विमान मेल खाते हैं, तो प्रकाश पूरी तरह से विश्लेषक से होकर गुजरता है और स्क्रीन को रोशन करता है (चित्र 7 ए)। यदि वे एक निश्चित कोण पर स्थित हैं, तो प्रकाश विश्लेषक के माध्यम से गुजरता है, लेकिन क्षीणन (छवि 7 बी) जितना अधिक होगा, यह कोण 90 0 के करीब होगा। यदि ये तल परस्पर लंबवत हैं, तो विश्लेषक द्वारा प्रकाश पूरी तरह से बुझ जाता है (चित्र 7c) ध्रुवीकृत प्रकाश के दोलन के तल का घूर्णन। पोलारिमेट्री।कुछ क्रिस्टल, साथ ही कार्बनिक पदार्थों के समाधान, उनके माध्यम से गुजरने वाले ध्रुवीकृत प्रकाश के दोलनों के विमान को घुमाने की क्षमता रखते हैं। इन पदार्थों को कहा जाता है ऑप्टिकलीए सक्रिय. इनमें शर्करा, अम्ल, एल्कलॉइड आदि शामिल हैं। वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थों के बहुमत के लिए, दो संशोधनों का अस्तित्व पाया गया जो ध्रुवीकरण के विमान को क्रमशः दक्षिणावर्त और वामावर्त घुमाता है (बीम की ओर देख रहे एक पर्यवेक्षक के लिए)। पहला संशोधन कहा जाता है डेक्सट्रोरोटेटरी,या सकारात्मकदूसरा - लीवरोट्री,या नकारात्मक। गैर-क्रिस्टलीय अवस्था में किसी पदार्थ की प्राकृतिक प्रकाशिक गतिविधि अणुओं की विषमता के कारण होती है। क्रिस्टलीय पदार्थों में, ऑप्टिकल गतिविधि जाली में अणुओं की व्यवस्था की ख़ासियत के कारण भी हो सकती है। ठोस पदार्थों में, ध्रुवण तल के घूर्णन का कोण शरीर में प्रकाश पुंज के पथ की लंबाई d के समानुपाती होता है: जहां α है घूर्णी क्षमता (विशिष्ट रोटेशन),पदार्थ के प्रकार, तापमान और तरंग दैर्ध्य के आधार पर। बाएँ और दाएँ-घूर्णन संशोधनों के लिए, घूर्णी क्षमताएँ परिमाण में समान होती हैं। समाधान के लिए, ध्रुवीकरण विमान के रोटेशन का कोण जहां α विशिष्ट घूर्णन है, c समाधान में वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थ की सांद्रता है। α का मान वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थ की प्रकृति और विलायक, तापमान और प्रकाश की तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है। विशिष्ट आवर्तन- यह 20 0 C के तापमान पर और प्रकाश की तरंग दैर्ध्य λ=589 एनएम पर 1 ग्राम प्रति 100 सेमी 3 के पदार्थ की सांद्रता पर 1 डीएम मोटी घोल के लिए 100 गुना बढ़ा हुआ रोटेशन कोण है। इस अनुपात के आधार पर सांद्रता c के निर्धारण के लिए एक अत्यंत संवेदनशील विधि कहलाती है पोलारिमेट्री (सैकरीमेट्री)। प्रकाश की तरंग दैर्ध्य पर ध्रुवीकरण विमान के घूर्णन की निर्भरता को कहा जाता है घूर्णी फैलाव।पहले सन्निकटन में है जैव का नियम: जहां ए पदार्थ की प्रकृति और तापमान के आधार पर एक गुणांक है। नैदानिक सेटिंग में, विधि ध्रुवनमापनमूत्र में शर्करा की मात्रा निर्धारित करने के लिए प्रयोग किया जाता है। इसके लिए प्रयोग की जाने वाली युक्ति कहलाती है सैचरीमीटर(चित्र 9)। चावल। 9. सैकरीमीटर का ऑप्टिकल लेआउट: और - प्राकृतिक प्रकाश का स्रोत; सी - लाइट फिल्टर (मोनोक्रोमेटर), जो डिवाइस के संचालन के समन्वय को सुनिश्चित करता है बायोट के नियम के साथ; L एक अभिसारी लेंस है जो आउटपुट पर प्रकाश की समानांतर किरण देता है; पी - ध्रुवीकरण; के - परीक्षण समाधान के साथ ट्यूब; ए - एनालाइज़र एक घूर्णन डिस्क डी पर डिवीजनों के साथ लगा हुआ है। एक अध्ययन करते समय, विश्लेषक पहले परीक्षण समाधान के बिना देखने के क्षेत्र के अधिकतम अंधेरे पर सेट होता है। फिर समाधान के साथ एक ट्यूब को डिवाइस में रखा जाता है और विश्लेषक को घुमाते हुए, देखने के क्षेत्र को फिर से काला कर दिया जाता है। दो कोणों में से छोटा जिसके माध्यम से विश्लेषक को घुमाया जाना चाहिए, विश्लेषण के लिए रोटेशन का कोण है। इस कोण का उपयोग विलयन में शर्करा की सांद्रता की गणना के लिए किया जाता है। गणना को सरल बनाने के लिए, समाधान के साथ ट्यूब को इतना लंबा बनाया जाता है कि विश्लेषक के रोटेशन का कोण (डिग्री में) संख्यात्मक रूप से एकाग्रता के बराबर हो साथसमाधान (ग्राम प्रति 100 सेमी 3)। ग्लूकोज के लिए ट्यूब की लंबाई 19 सेमी है। ध्रुवीकरण माइक्रोस्कोपी।विधि पर आधारित है असमदिग्वर्ती होने की दशाकोशिकाओं और ऊतकों के कुछ घटक जो ध्रुवीकृत प्रकाश में देखे जाने पर प्रकट होते हैं। समानांतर में व्यवस्थित अणुओं से बनी संरचनाएं या स्टैक के रूप में व्यवस्थित डिस्क, जब एक माध्यम में एक अपवर्तक सूचकांक के साथ पेश किया जाता है जो संरचना के कणों के अपवर्तक सूचकांक से भिन्न होता है, तो करने की क्षमता प्रदर्शित करता है दोहरा अपवर्तन।इसका मतलब यह है कि संरचना केवल ध्रुवीकृत प्रकाश संचारित करेगी यदि ध्रुवीकरण का विमान कणों की लंबी कुल्हाड़ियों के समानांतर है। यह तब भी मान्य रहता है जब कणों का अपना द्विभाजन नहीं होता है। ऑप्टिकल असमदिग्वर्ती होने की दशामांसपेशियों, संयोजी ऊतक (कोलेजन) और तंत्रिका तंतुओं में देखा गया। कंकाल की मांसपेशी का बहुत नाम धारीदार"मांसपेशी फाइबर के अलग-अलग वर्गों के ऑप्टिकल गुणों में अंतर के कारण। इसमें ऊतक पदार्थ के बारी-बारी से गहरे और हल्के क्षेत्र होते हैं। यह फाइबर को एक अनुप्रस्थ पट्टी देता है। ध्रुवीकृत प्रकाश में पेशीय तंतु के अध्ययन से पता चलता है कि गहरे क्षेत्र हैं एनिस्ट्रोपिकऔर गुण हैं birefringence, जबकि गहरे क्षेत्र हैं समदैशिक. कोलेजनफाइबर अनिसोट्रोपिक हैं, उनकी ऑप्टिकल अक्ष फाइबर अक्ष के साथ स्थित है। लुगदी में मिसेल न्यूरोफाइब्रिल्सअनिसोट्रोपिक भी हैं, लेकिन उनके ऑप्टिकल अक्ष रेडियल दिशाओं में स्थित हैं। इन संरचनाओं की हिस्टोलॉजिकल जांच के लिए एक ध्रुवीकरण माइक्रोस्कोप का उपयोग किया जाता है। एक ध्रुवीकरण माइक्रोस्कोप का सबसे महत्वपूर्ण घटक पोलराइज़र है, जो प्रकाश स्रोत और संधारित्र के बीच स्थित होता है। इसके अलावा, माइक्रोस्कोप में एक घूर्णन चरण या नमूना धारक होता है, जो उद्देश्य और ऐपिस के बीच स्थित एक विश्लेषक होता है, जिसे स्थापित किया जा सकता है ताकि इसकी धुरी ध्रुवीकरण अक्ष के लंबवत हो, और एक प्रतिपूरक हो। जब पोलराइज़र और एनालाइज़र को क्रॉस किया जाता है और ऑब्जेक्ट गुम हो जाता है या समदैशिकमैदान समान रूप से अंधेरा दिखाई देता है। यदि कोई वस्तु द्विभाजन के साथ है, और यह स्थित है कि इसकी धुरी ध्रुवीकरण के विमान के कोण पर है, 0 0 या 90 0 से अलग है, तो यह ध्रुवीकृत प्रकाश को दो घटकों में विभाजित करेगा - समानांतर और लंबवत विश्लेषक का विमान। नतीजतन, कुछ प्रकाश विश्लेषक के माध्यम से गुजरेगा, जिसके परिणामस्वरूप एक अंधेरे पृष्ठभूमि के खिलाफ वस्तु की एक उज्ज्वल छवि होगी। जब वस्तु घूमती है, तो उसकी छवि की चमक बदल जाएगी, ध्रुवीकरण या विश्लेषक के सापेक्ष 45 0 के कोण पर अधिकतम तक पहुंच जाएगी। ध्रुवीकरण माइक्रोस्कोपी का उपयोग जैविक संरचनाओं (जैसे मांसपेशियों की कोशिकाओं) में अणुओं के उन्मुखीकरण का अध्ययन करने के लिए किया जाता है, साथ ही अन्य तरीकों से अदृश्य संरचनाओं के अवलोकन के दौरान (जैसे कोशिका विभाजन के दौरान माइटोटिक स्पिंडल), पेचदार संरचना की पहचान। हड्डी के ऊतकों में होने वाले यांत्रिक तनावों का आकलन करने के लिए मॉडल स्थितियों में ध्रुवीकृत प्रकाश का उपयोग किया जाता है। यह विधि फोटोइलास्टिक की घटना पर आधारित है, जिसमें यांत्रिक भार की कार्रवाई के तहत प्रारंभिक रूप से आइसोट्रोपिक ठोस में ऑप्टिकल अनिसोट्रॉपी की घटना होती है। एक विवर्तन झंझरी का उपयोग करके प्रकाश तरंग की लंबाई का निर्धारण
हल्का हस्तक्षेप।प्रकाश हस्तक्षेप एक ऐसी घटना है जो तब होती है जब प्रकाश तरंगें आरोपित होती हैं और उनके प्रवर्धन या क्षीणन के साथ होती हैं। जब सुसंगत तरंगों को आरोपित किया जाता है तो एक स्थिर हस्तक्षेप पैटर्न उत्पन्न होता है। सुसंगत तरंगों को समान आवृत्तियों और समान चरणों वाली तरंगें या निरंतर चरण बदलाव वाली तरंगें कहा जाता है। हस्तक्षेप के दौरान प्रकाश तरंगों का प्रवर्धन (अधिकतम स्थिति) तब होता है जब Δ अर्ध-तरंग दैर्ध्य की एक समान संख्या में फिट बैठता है: कहाँ पे क
- अधिकतम आदेश, k=0,±1,±2,±,…±n; λ
प्रकाश तरंग की लंबाई है। हस्तक्षेप के दौरान प्रकाश तरंगों का कमजोर होना (न्यूनतम स्थिति) तब देखा जाता है जब विषम संख्या में अर्ध-तरंग दैर्ध्य ऑप्टिकल पथ अंतर में फिट होते हैं : कहाँ पे क
न्यूनतम का क्रम है। दो बीमों का ऑप्टिकल पथ अंतर, स्रोतों से दूरी में हस्तक्षेप पैटर्न के अवलोकन के बिंदु तक का अंतर है। पतली फिल्मों में हस्तक्षेप।पतली फिल्मों में हस्तक्षेप साबुन के बुलबुले में देखा जा सकता है, पानी की सतह पर मिट्टी के तेल के एक स्थान में जब सूरज की रोशनी से प्रकाशित होता है। मान लीजिए कि बीम 1 एक पतली फिल्म की सतह पर गिरती है (चित्र 2 देखें)। बीम, एयर-फिल्म इंटरफेस पर अपवर्तित, फिल्म से गुजरती है, इसकी आंतरिक सतह से परिलक्षित होती है, फिल्म की बाहरी सतह तक पहुंचती है, फिल्म-एयर इंटरफेस पर अपवर्तित होती है, और बीम उभरती है। हम बीम 2 को बीम निकास बिंदु पर निर्देशित करते हैं, जो बीम 1 के समानांतर गुजरता है। बीम 2 फिल्म की सतह से परिलक्षित होता है, बीम पर लगाया जाता है, और दोनों बीम हस्तक्षेप करते हैं। जब हम फिल्म को पॉलीक्रोमैटिक लाइट से रोशन करते हैं, तो हमें एक इंद्रधनुषी चित्र मिलता है। यह इस तथ्य के कारण है कि फिल्म मोटाई में एक समान नहीं है। नतीजतन, विभिन्न परिमाण के पथ अंतर उत्पन्न होते हैं, जो विभिन्न तरंग दैर्ध्य (रंगीन साबुन की फिल्में, कुछ कीड़ों और पक्षियों के पंखों के इंद्रधनुषी रंग, पानी की सतह पर तेल या तेल की फिल्में, आदि) के अनुरूप होते हैं। उपकरणों में प्रकाश हस्तक्षेप का उपयोग किया जाता है - इंटरफेरोमीटर। इंटरफेरोमीटर ऑप्टिकल डिवाइस हैं जिनका उपयोग दो बीमों को स्थानिक रूप से अलग करने और उनके बीच एक निश्चित पथ अंतर बनाने के लिए किया जा सकता है। इंटरफेरोमीटर का उपयोग छोटी दूरी की उच्च सटीकता, पदार्थों के अपवर्तक सूचकांकों और ऑप्टिकल सतहों की गुणवत्ता निर्धारित करने के लिए तरंग दैर्ध्य को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। सैनिटरी और हाइजीनिक उद्देश्यों के लिए, हानिकारक गैसों की सामग्री को निर्धारित करने के लिए इंटरफेरोमीटर का उपयोग किया जाता है। एक इंटरफेरोमीटर और एक माइक्रोस्कोप (इंटरफेरेंस माइक्रोस्कोप) के संयोजन का उपयोग जीव विज्ञान में अपवर्तक सूचकांक, शुष्क पदार्थ एकाग्रता और पारदर्शी सूक्ष्म वस्तुओं की मोटाई को मापने के लिए किया जाता है। हाइजेंस-फ्रेस्नेल सिद्धांत।हाइजेन्स के अनुसार, माध्यम का प्रत्येक बिंदु, जिस पर प्राथमिक तरंग एक निश्चित क्षण में पहुँचती है, द्वितीयक तरंगों का स्रोत होता है। फ़्रेज़नेल ने हाइजेन्स की इस स्थिति को यह जोड़कर परिष्कृत किया कि द्वितीयक तरंगें सुसंगत हैं, अर्थात। जब आरोपित किया जाता है, तो वे एक स्थिर हस्तक्षेप पैटर्न देंगे। प्रकाश का विवर्तन।प्रकाश का विवर्तन रेक्टिलाइनियर प्रसार से प्रकाश के विचलन की घटना है। एक झिरी से समानांतर पुंजों में विवर्तन।लक्ष्य को चौड़ा होने दें में
मोनोक्रोमैटिक प्रकाश की एक समानांतर किरण गिरती है (चित्र 3 देखें): किरणों के मार्ग में एक लेंस लगाया जाता है ली
, फोकल प्लेन में जिसमें स्क्रीन स्थित है इ
. अधिकांश बीम विवर्तित नहीं होते हैं; अपनी दिशा नहीं बदलते हैं, और वे लेंस द्वारा केंद्रित होते हैं ली
स्क्रीन के केंद्र में, एक केंद्रीय अधिकतम या शून्य-क्रम अधिकतम बनाते हैं। समान विवर्तन कोणों पर विवर्तन किरणें φ
, स्क्रीन पर मैक्सिमा बनाएगा 1,2,3,…, एन
- आदेश। इस प्रकार, समानांतर बीम में एक झिरी से प्राप्त विवर्तन पैटर्न जब मोनोक्रोमैटिक प्रकाश से रोशन होता है, तो स्क्रीन के केंद्र में अधिकतम रोशनी के साथ एक उज्ज्वल पट्टी होती है, फिर एक गहरी पट्टी (न्यूनतम 1 क्रम) आती है, फिर एक उज्ज्वल पट्टी आती है ( प्रथम क्रम का अधिकतम) क्रम), डार्क बैंड (द्वितीय क्रम का न्यूनतम), द्वितीय क्रम का अधिकतम आदि। केंद्रीय अधिकतम के संबंध में विवर्तन पैटर्न सममित है। जब स्लिट को सफेद रोशनी से रोशन किया जाता है, तो स्क्रीन पर रंगीन बैंड की एक प्रणाली बनती है, केवल केंद्रीय अधिकतम घटना प्रकाश के रंग को बनाए रखेगा। स्थितियाँ मैक्सऔर मिनटविवर्तन।यदि प्रकाशिक पथ में अंतर है Δ
के बराबर खंडों की एक विषम संख्या फिट करें, तो प्रकाश की तीव्रता में वृद्धि होती है ( मैक्स
विवर्तन): कहाँ पे क
अधिकतम का क्रम है; क
=±1,±2,±…,± एन;
λ
तरंगदैर्घ्य है। यदि प्रकाशिक पथ में अंतर है Δ
के बराबर खंडों की एक सम संख्या फिट करें, तो प्रकाश की तीव्रता कमजोर हो जाती है ( मिनट
विवर्तन): कहाँ पे क
न्यूनतम का क्रम है। डिफ़्रैक्शन ग्रेटिंग।एक विवर्तन झंझरी में वैकल्पिक स्ट्रिप्स होते हैं जो समान चौड़ाई के प्रकाश के लिए पारदर्शी धारियों (स्लिट्स) के साथ प्रकाश के मार्ग के लिए अपारदर्शी होते हैं। विवर्तन झंझरी की मुख्य विशेषता इसकी अवधि है डी
. विवर्तन झंझरी की अवधि पारदर्शी और अपारदर्शी बैंड की कुल चौड़ाई है: उपकरण के रिज़ॉल्यूशन को बढ़ाने के लिए ऑप्टिकल उपकरणों में एक विवर्तन झंझरी का उपयोग किया जाता है। विवर्तन झंझरी का संकल्प स्पेक्ट्रम के क्रम पर निर्भर करता है क
और स्ट्रोक की संख्या पर एन
: कहाँ पे आर
- संकल्प। विवर्तन झंझरी सूत्र की व्युत्पत्ति।आइए हम दो समानांतर बीमों को विवर्तन झंझरी पर निर्देशित करें: 1 और 2 ताकि उनके बीच की दूरी झंझरी अवधि के बराबर हो डी
. बिंदुओं पर लेकिन
और पर
बीम 1 और 2 एक कोण पर रेक्टिलिनियर दिशा से विचलित होकर विवर्तित होते हैं φ
विवर्तन कोण है। किरणों
और
लेंस द्वारा केंद्रित ली
लेंस के फोकल तल में स्थित एक स्क्रीन पर (चित्र 5)। झंझरी के प्रत्येक छिद्र को द्वितीयक तरंगों (ह्यूजेंस-फ्रेस्नेल सिद्धांत) के स्रोत के रूप में माना जा सकता है। बिंदु D पर स्क्रीन पर, हम अधिकतम हस्तक्षेप पैटर्न देखते हैं। एक बिंदु से लेकिन
किरण के पथ पर
लंब को गिराएं और बिंदु C प्राप्त करें। एक त्रिभुज पर विचार करें एबीसी
: सही त्रिकोण =Рφ
परस्पर लंबवत भुजाओं वाले कोणों के रूप में। से Δ
एबीसी: कहाँ पे एबी = डी
(निर्माण द्वारा), दप =
ऑप्टिकल पथ अंतर है। चूँकि बिंदु D पर हम अधिकतम व्यतिकरण देखते हैं, तब कहाँ पे क
अधिकतम का क्रम है, λ
प्रकाश तरंग की लंबाई है। मूल्यों में प्लगिंग एबी = डी,
के लिए सूत्र में पाप
: यहाँ से हमें मिलता है: पर सामान्य दृष्टि सेविवर्तन झंझरी सूत्र का रूप है: ± संकेत दिखाते हैं कि स्क्रीन पर हस्तक्षेप पैटर्न केंद्रीय अधिकतम के संबंध में सममित है। होलोग्राफी की भौतिक नींव।होलोग्राफी एक तरंग क्षेत्र की रिकॉर्डिंग और पुनर्निर्माण की एक विधि है, जो तरंग विवर्तन और हस्तक्षेप की घटना पर आधारित है। यदि केवल वस्तु से परावर्तित तरंगों की तीव्रता एक नियमित तस्वीर पर तय की जाती है, तो तरंगों के चरणों को अतिरिक्त रूप से होलोग्राम पर दर्ज किया जाता है, जो वस्तु के बारे में अतिरिक्त जानकारी प्रदान करता है और एक त्रि-आयामी छवि प्राप्त करना संभव बनाता है। वस्तु। ऑप्टिकल विकिरण (प्रकाश) के प्रसार की दिशा बदलना जब यह दो मीडिया के बीच इंटरफेस से गुजरता है। अपवर्तक सूचकांक n1 और n2 के साथ सजातीय आइसोट्रोपिक पारदर्शी (गैर-अवशोषित) मीडिया के बीच एक विस्तारित फ्लैट इंटरफ़ेस पर, PS निर्धारित किया जाता है। दो नियमितताएँ: अपवर्तित एक घटना बीम से गुजरने वाले विमान में स्थित होता है और इंटरफ़ेस के लिए सामान्य (लंबवत); आपतन कोण j और अपवर्तन c (चित्र) अपवर्तन के स्नेल नियम द्वारा जुड़े हुए हैं: n1sinj=n2sinc। दो पारदर्शी माध्यमों को अलग करने वाली समतल सतह पर अपवर्तन के दौरान प्रकाश किरणों का पथ। बिंदीदार रेखा परावर्तित किरण को इंगित करती है। अपवर्तन कोण% आपतन कोण j से अधिक है; यह इंगित करता है कि में इस मामले मेंअपवर्तन वैकल्पिक रूप से सघन पहले माध्यम से वैकल्पिक रूप से कम घने दूसरे (n1>n2) में होता है। n इंटरफ़ेस के लिए सामान्य है। पी. एस. प्रकाश के प्रतिबिंब के साथ; इस मामले में, अपवर्तित और परावर्तित किरणों की ऊर्जाओं का योग (उनके लिए मात्रात्मक अभिव्यक्ति फ्रेस्नेल सूत्रों से अनुसरण करती है) आपतित बीम की ऊर्जा के बराबर है। उन्हें संदर्भित करता है। तीव्रता आपतन कोण, n1 और n2 के मान और आपतित किरण में प्रकाश के ध्रुवीकरण पर निर्भर करती है। सामान्य गिरावट के साथ, अनुपात cf. अपवर्तित और आपतित प्रकाश तरंगों की ऊर्जाएँ हैं 4n1n2/(n1+n2)2; हवा से गुजरने वाले प्रकाश के एक आवश्यक विशेष मामले में (n1 उच्च सटीकता के साथ = 1) ग्लास में n2 = 1.5 के साथ, यह 96% है। यदि n2 आपतित प्रकाश तरंग द्वारा अंतरापृष्ठ पर लाई गई ऊर्जा को परावर्तित तरंग (पूर्ण आंतरिक परावर्तन की घटना) द्वारा दूर ले जाया जाता है। किसी भी j के लिए, j=0, P. s को छोड़कर। प्रकाश के ध्रुवीकरण में परिवर्तन के साथ होता है (तथाकथित ब्रूस्टर कोण पर सबसे मजबूत j = arctg (n2 / n1), (ब्रूस्टर का नियम देखें), जिसका उपयोग रैखिक रूप से ध्रुवीकृत प्रकाश प्राप्त करने के लिए किया जाता है (ऑप्टिक्स में देखें)। ऑप्टिकली अनिसोट्रोपिक मीडिया में द्विभाजन के मामले में आपतित किरणों का ध्रुवीकरण स्पष्ट रूप से प्रकट होता है। अवशोषित मीडिया में, पीएस को कड़ाई से वर्णित किया जा सकता है, औपचारिक रूप से गैर-अवशोषित मीडिया के लिए समान अभिव्यक्तियों का उपयोग करते हुए, लेकिन एन को एक जटिल के रूप में देखते हुए मात्रा (जिसका काल्पनिक भाग इस मामले में विशेषता है, c भी जटिल हो जाता है और अपवर्तन के कोण का सरल अर्थ खो देता है, जो कि गैर-अवशोषित मीडिया के लिए है। सामान्य मामले में, माध्यम का n लंबाई पर निर्भर करता है l प्रकाश का (प्रकाश फैलाव); इसकी किरणें अलग-अलग दिशाओं में यात्रा करती हैं l. PS के नियम लेंस और कई ऑप्टिकल उपकरणों के डिजाइन का आधार हैं जो प्रकाश किरणों की दिशा बदलने और ऑप्टिकल छवियों को प्राप्त करने का काम करते हैं। भौतिक विश्वकोश शब्दकोश। - एम .: सोवियत विश्वकोश.
.
1983
. दो अलग-अलग पारदर्शी मीडिया के बीच इंटरफेस से गुजरते समय एक प्रकाश तरंग (प्रकाश किरण) के प्रसार की दिशा बदलना। एब्स के साथ दो सजातीय आइसोट्रोपिक मीडिया के बीच एक फ्लैट इंटरफेस पर। अपवर्तन सूचकांकऔर
पी. एस. ट्रेस निर्धारित है। कानून: आपतित, परावर्तित और अपवर्तित किरणें और आपतन बिंदु पर अंतरापृष्ठ के अभिलम्ब एक ही तल (आपतन तल) में होते हैं; आपतन और अपवर्तन के कोण (चित्र। 1) सामान्य के साथ संबंधित किरणों द्वारा गठित, और मीडिया के अपवर्तक सूचकांक और मोनोक्रोमैटिक के लिए संबंधित हैं। स्वेता कानून द्वारा घोंघाअपवर्तन चावल। 1. दो माध्यमों के बीच अंतरापृष्ठ पर प्रकाश का अपवर्तन किसके साथ होता है? एन 1और तीर घटना के विमान में विद्युत वेक्टर के घटकों का स्थान दिखाते हैं, एक बिंदु के साथ मंडल - घटना के विमान के लंबवत। आमतौर पर पी. के साथ. उसी सीमा से प्रकाश के परावर्तन के साथ। गैर-अवशोषित (पारदर्शी) मीडिया के लिए, अपवर्तित तरंग के प्रकाश प्रवाह की कुल ऊर्जा घटना के प्रवाह की ऊर्जा और परावर्तित तरंगों (ऊर्जा के संरक्षण के नियम) के बीच के अंतर के बराबर होती है। घटना के लिए अपवर्तित तरंग के प्रकाश प्रवाह की तीव्रता का अनुपात - गुणांक। मीडिया के बीच इंटरफेस का संचरण - घटना तरंग के प्रकाश के ध्रुवीकरण पर निर्भर करता है, घटना का कोण और अपवर्तक सूचकांक और अपवर्तित (और परावर्तित) तरंग की तीव्रता की एक सख्त परिभाषा मैक्सवेल के समाधान से प्राप्त की जा सकती है बिजली के लिए उपयुक्त सीमा शर्तों के साथ समीकरण। और मैग्न। प्रकाश तरंग के सदिश और व्यक्त किए जाते हैं फ्रेस्नेल सूत्र।अगर बिजली घटना के वेक्टर को विघटित करें और अपवर्तित तरंगों को दो (आपतन के तल में स्थित) और (इसके लंबवत), गुणांक के लिए फ़्रेज़नेल सूत्र में विभाजित करें। संबंधित घटकों के प्रसारण का रूप है की और पर निर्भरता अंजीर में दिखाई गई है। 2. भाव (*) और अंजीर से। 2 यह इस प्रकार है कि सामान्य घटना के विशेष मामले को छोड़कर, सभी कोणों के लिए इसका अर्थ है कि सभी के लिए (= 0 को छोड़कर) अपवर्तित प्रकाश होता है। यदि एक प्राकृतिक (ध्रुवीकृत नहीं) इंटरफेस पर पड़ता है, जिसके लिए एक अपवर्तित तरंग में, यानी प्रकाश आंशिक रूप से ध्रुवीकृत हो जाएगा। नायब। साधन। ब्रूस्टर कोण पर गिरने पर अपवर्तित तरंग उत्पन्न होती है = चावल। 2. सीमा पर अपवर्तन पर घटना के कोण पर संचरण गुणांक और विभिन्न ध्रुवीकरण की तरंगों की निर्भरता (= 1) - कांच (अपवर्तक सूचकांक = 1.52 के साथ); घटना के लिए अध्रुवित प्रकाश। यदि प्रकाश वैकल्पिक रूप से कम सघन माध्यम से अधिक सघन माध्यम () में गिरता है, तो 0 से सभी कोणों के लिए एक अपवर्तित किरण मौजूद होती है यदि प्रकाश वैकल्पिक रूप से सघन माध्यम से कम घने माध्यम में गिरता है, तो अपवर्तित तरंग केवल भीतर मौजूद होती है आपतन कोण = 0 से = आर्कसिन। आपतन कोणों पर > arcsinП. साथ। नहीं होता है, केवल एक परावर्तित तरंग होती है - एक घटना कुल आंतरिक प्रतिबिंब। वैकल्पिक रूप से अनिसोट्रोपिक मीडिया में, सामान्य स्थिति में, परस्पर लंबवत ध्रुवीकरण के साथ दो अपवर्तित प्रकाश तरंगें बनती हैं (चित्र 1 देखें)। क्रिस्टल ऑप्टिक्स)। औपचारिक रूप से, पी। एस के कानून। पारदर्शी मीडिया के लिए अवशोषित मीडिया तक बढ़ाया जा सकता है, अगर हम ऐसे मीडिया को एक जटिल मात्रा के रूप में मानते हैं जहां k अवशोषण गुणांक है। मजबूत अवशोषण (और एक बड़े परावर्तन गुणांक) वाली धातुओं के मामले में, धातु के अंदर फैलने वाली एक लहर एक पतली निकट-सतह परत में अवशोषित हो जाती है, और एक टूटी हुई लहर की अवधारणा अपना अर्थ खो देती है (चित्र 1 देखें)। धातु प्रकाशिकी)। चूँकि मीडिया का अपवर्तनांक प्रकाश l की तरंगदैर्घ्य पर निर्भर करता है (चित्र 1 देखें)। प्रकाश का फैलाव)फिर पारदर्शी मीडिया गैर-मोनो-क्रोमैटिक के इंटरफेस पर गिरने के मामले में। प्रकाश की अपवर्तित किरणें। तरंग दैर्ध्य अंतर के अनुसार चलते हैं। दिशाएँ जो फैलाव प्रिज्म में उपयोग की जाती हैं। पर पी. एस. पारदर्शी मीडिया के उत्तल, अवतल और सपाट सतह लेंस पर आधारित होते हैं जो प्राप्त करने का काम करते हैं ऑप्टिकल छवियां,फैलाव प्रिज्म, आदि ऑप्टिकल। तत्व यदि अपवर्तनांक लगातार बदलता है (उदाहरण के लिए, ऊंचाई वाले वातावरण में), तो जब एक प्रकाश किरण ऐसे माध्यम में फैलती है, तो प्रसार की दिशा में निरंतर परिवर्तन भी होता है - बीम अपवर्तक के बड़े मूल्य की ओर झुकता है सूचकांक (अंजीर देखें। प्रकाश अपवर्तनवातावरण में), लेकिन प्रकाश का कोई प्रतिबिंब नहीं है। उच्च-शक्ति वाले लेज़रों द्वारा निर्मित उच्च-तीव्रता वाले विकिरण की क्रिया के तहत, माध्यम अरेखीय हो जाता है। एक मजबूत विद्युत की क्रिया के तहत माध्यम के अणुओं में प्रेरित। एक प्रकाश तरंग के क्षेत्र, द्विध्रुव, अणुओं के इलेक्ट्रॉनों के दोलनों की अनाकारता के कारण, न केवल घटना विकिरण की आवृत्ति पर माध्यम में माध्यमिक तरंगों का उत्सर्जन करते हैं, बल्कि दोगुनी आवृत्ति वाली तरंगें भी - हार्मोनिक्स - 2 (और उच्चतर) हार्मोनिक्स 3, ...) आणविक दृष्टिकोण से, इन माध्यमिक तरंगों के हस्तक्षेप से एक आवृत्ति के साथ परिणामी अपवर्तित तरंगों के माध्यम में गठन होता है (जैसा कि रैखिक प्रकाशिकी में होता है) (चित्र देखें। हुय्गेंस- फ्रेस्नेल सिद्धांत)साथ ही आवृत्ति के साथ
, से क्रीमिया मैक्रोस्कोपिक के अनुरूप है। अपवर्तनांक और माध्यम के फैलाव के कारण लिट.:लैंड्सबर्ग जी.एस., ऑप्टिक्स, 5वां संस्करण, एम., 1976; सिवुखिन डी.वी., भौतिकी का सामान्य पाठ्यक्रम, दूसरा संस्करण, [वॉल्यूम। 4] - ऑप्टिक्स, एम., 1985। वी। आई। मालिशेव। भौतिक विश्वकोश। 5 खंडों में। - एम .: सोवियत विश्वकोश.
प्रधान संपादक ए.एम. प्रोखोरोव.
1988
. प्रकाश का अपवर्तन, दो पारदर्शी मीडिया के बीच इंटरफेस से गुजरते समय प्रकाश के प्रसार की दिशा में परिवर्तन। आपतन कोण j और अपवर्तन कोण c इस संबंध से संबंधित हैं: sinj/sinc=n2/n1=v1/v2, जहां n1 और n2 मीडिया के अपवर्तनांक हैं,…… आधुनिक विश्वकोश दो पारदर्शी मीडिया के बीच इंटरफेस से गुजरते समय प्रकाश के प्रसार की दिशा बदलना। आपतन कोण और अपवर्तन कोण संबंध से संबंधित हैं: जहां n1 और n2 मीडिया के अपवर्तनांक हैं, v1 और v2 पहले और दूसरे मीडिया में प्रकाश की गति हैं ... बड़ा विश्वकोश शब्दकोश प्रकाश अपवर्तन- अपवर्तन प्रकाश के प्रसार की दिशा में परिवर्तन जब दो माध्यमों के बीच इंटरफेस से गुजरते हुए या एक माध्यम में एक बिंदु से बिंदु तक एक चर अपवर्तक सूचकांक के साथ। [अनुशंसित शर्तों का संग्रह। अंक 79. भौतिक प्रकाशिकी। अकादमी…… तकनीकी अनुवादक की हैंडबुक प्रकाश का अपवर्तन, एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाने पर प्रकाश पुंज की दिशा में परिवर्तन। आपतन कोण की ज्या का अनुपात (p अपवर्तन कोण की ज्या से ip या, जो समान हो, एक और दूसरे में प्रकाश तरंग के प्रसार की गति का अनुपात ... ... बिग मेडिकल इनसाइक्लोपीडिया दो पारदर्शी मीडिया के बीच इंटरफेस से गुजरते समय प्रकाश के प्रसार की दिशा बदलना। आपतन कोण (और परावर्तन) और अपवर्तन कोण संबंध से संबंधित हैं: , जहां n1 और n2 मीडिया के अपवर्तनांक हैं, v1 और v2 प्रकाश की गति हैं ... ... विश्वकोश शब्दकोश दो पारदर्शी मीडिया के बीच इंटरफेस से गुजरते समय प्रकाश के प्रसार की दिशा बदलना। आपतन कोण (और परावर्तन) और अपवर्तन कोण x संबंध से संबंधित हैं: जहां n1 और n2 मीडिया के अपवर्तनांक हैं, v1 और v2 पहले में प्रकाश की गति हैं ... ... प्राकृतिक विज्ञान। विश्वकोश शब्दकोश प्रकाश अपवर्तन- viesos lūžimas statusas T sritis Standartizacija ir Metrologija apibrėžtis viesos bangų sklidimo krypties Kitimas nevienalytėje aplinkoje। atitikmenys: अंग्रेजी। प्रकाश वोक का अपवर्तन। लिक्टब्रेचुंग, एफ रस। प्रकाश का अपवर्तन, n प्रांक। अपवर्तन…… पेनकियाकलबिस ऐस्किनामासिस मेट्रोलोजिजोस टर्मिन, लॉडाइनास
माध्यम का ऑप्टिकल घनत्व
जिस माध्यम में प्रकाश की गति अधिक होती है उसे "वैकल्पिक रूप से कम घना" कहा जाता है। 
अपवर्तन कोण
त्रिकोणीय प्रिज्म में प्रकाश का अपवर्तन
आँख में प्रकाश का अपवर्तन
गृहकार्य
दो प्रकार के अपवर्तक सूचकांक
अपवर्तनांक की गणना के लिए सूत्र क्या है?
अपवर्तन का सूचकांक किस पर निर्भर करता है?
विभिन्न पदार्थों के लिए उदाहरण मान
समस्याओं को हल करने में और किन मात्राओं का उपयोग किया जाता है?
कार्य 1
कार्य #2
एक भौतिक घटना की मूल बातें
प्रकाश के परावर्तन और अपवर्तन को विशेष रूप से पानी में अच्छी तरह से देखा जा सकता है।
प्रकाश का अपवर्तन एक भौतिक घटना है, जो एक माध्यम (संरचना) से दूसरे माध्यम (संरचना) में जाने के क्षण में सौर किरण की दिशा में परिवर्तन की विशेषता है।
समझ में सुधार करने के लिए यह प्रोसेस, हवा से पानी में गिरने वाले बीम के उदाहरण पर विचार करें (इसी तरह कांच के लिए)। इंटरफ़ेस के साथ लंबवत खींचकर, प्रकाश किरण के अपवर्तन और वापसी के कोण को मापा जा सकता है। यह सूचक (अपवर्तन का कोण) तब बदल जाएगा जब प्रवाह पानी (कांच के अंदर) में प्रवेश करेगा।
टिप्पणी! इस पैरामीटर को उस कोण के रूप में समझा जाता है जो दो पदार्थों के पृथक्करण के लिए एक लंबवत बनाता है जब किरण पहली संरचना से दूसरी संरचना में प्रवेश करती है।
वहीं, गिरावट के ढलान में बदलाव भी इस सूचक को प्रभावित करेगा। लेकिन उनके बीच का रिश्ता स्थायी नहीं रहता। साथ ही उनकी ज्याओं का अनुपात बना रहेगा नियत मान, जो निम्न सूत्र द्वारा प्रदर्शित होता है: sinα / sinγ = n, जहां:भौतिक नियम
विभिन्न वस्तुओं के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर
उसी समय, जब गिरावट के ढलान का मूल्य बदलता है, वही स्थिति समान संकेतक के लिए विशिष्ट होगी। इस पैरामीटर का बहुत महत्व है, क्योंकि यह पारदर्शी पदार्थों की एक अभिन्न विशेषता है।
पदार्थों का ऑप्टिकल घनत्व
इस तथ्य के अलावा कि यह पैरामीटर एक स्थिर मूल्य है, यह दो पदार्थों में प्रकाश की गति के अनुपात को भी दर्शाता है। भौतिक अर्थ को निम्न सूत्र के रूप में प्रदर्शित किया जा सकता है:एक और महत्वपूर्ण संकेतक
पूर्ण आंतरिक प्रतिबिंब
निष्कर्ष
अपने हाथों से पेपर लैंप कैसे बनाएं
एलईडी पट्टी के प्रदर्शन की जांच कैसे करेंप्रकाश के अपवर्तन के नियम।
,
, तो पाप आर एम = 1, इसलिए,।
,
,
, जब
जब (चित्र 2)। जिसमें< 1, а = 1, т. е. преломление поляризов. света с не сопровождается отражением.
और, परिणामस्वरूप, दो अपवर्तित तरंगें माध्यम में आवृत्तियों के साथ बनती हैं और डीकंप के साथ फैलती हैं। निर्देश। इस मामले में, आवृत्ति पर अपवर्तित तरंग की तीव्रता आवृत्ति पर तीव्रता से बहुत कम होती है (अधिक विवरण के लिए, कला देखें। नॉनलाइनियर ऑप्टिक्स)।देखें कि "प्रकाश का अपवर्तन" अन्य शब्दकोशों में क्या है:
