भौतिकी से प्रकाशिकी कैसे लोगों की मदद करती है। भौतिकी की एक शाखा के रूप में प्रकाशिकी। क्वांटम और शारीरिक प्रकाशिकी

5वीं शताब्दी ईसा पूर्व में रहने वाले प्राचीन वैज्ञानिकों ने सुझाव दिया कि प्रकृति और इस दुनिया में सब कुछ सशर्त है, और केवल परमाणुओं और शून्यता को ही वास्तविकता कहा जा सकता है। आज तक, महत्वपूर्ण ऐतिहासिक दस्तावेज़ संरक्षित किए गए हैं जो कुछ भौतिक गुणों वाले कणों के निरंतर प्रवाह के रूप में प्रकाश की संरचना की अवधारणा की पुष्टि करते हैं। हालाँकि, "ऑप्टिक्स" शब्द बहुत बाद में सामने आएगा। डेमोक्रिटस और यूक्लिड जैसे दार्शनिकों के बीज, जो पृथ्वी पर होने वाली सभी प्रक्रियाओं की संरचना को समझते हुए बोए गए थे, अंकुरित हो गए हैं। केवल 19वीं शताब्दी की शुरुआत में ही शास्त्रीय प्रकाशिकी आधुनिक वैज्ञानिकों द्वारा पहचानी जाने वाली अपनी विशिष्ट विशेषताओं को प्राप्त करने में सक्षम थी, और एक पूर्ण विज्ञान के रूप में सामने आई।

परिभाषा 1

प्रकाशिकी भौतिकी की एक विशाल शाखा है जो दृश्य स्पेक्ट्रम में शक्तिशाली विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रसार के साथ-साथ इसके करीब की सीमाओं से सीधे संबंधित घटनाओं का अध्ययन और विचार करती है।

इस खंड का मुख्य वर्गीकरण प्रकाश की विशिष्ट संरचना के सिद्धांत के ऐतिहासिक विकास से मेल खाता है:

ज्यामितीय - तीसरी शताब्दी ईसा पूर्व (यूक्लिड);
भौतिक - 17वीं शताब्दी (ह्यूजेन्स);
क्वांटम - 20वीं सदी (प्लैंक)।

प्रकाशिकी प्रकाश अपवर्तन के गुणों को पूरी तरह से चित्रित करती है और इस मुद्दे से सीधे संबंधित घटनाओं की व्याख्या करती है। ऑप्टिकल सिस्टम के तरीकों और सिद्धांतों का उपयोग भौतिकी, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और चिकित्सा (विशेष रूप से नेत्र विज्ञान) सहित कई व्यावहारिक विषयों में किया जाता है। इनमें, साथ ही अंतःविषय क्षेत्रों में, एप्लाइड ऑप्टिक्स की उपलब्धियां बेहद लोकप्रिय हैं, जो सटीक यांत्रिकी के साथ-साथ ऑप्टिकल-मैकेनिकल उद्योग के लिए एक ठोस आधार तैयार करती हैं।

प्रकाश की प्रकृति

प्रकाशिकी को भौतिकी की पहली और मुख्य शाखाओं में से एक माना जाता है, जहाँ प्रकृति के बारे में प्राचीन विचारों की सीमाएँ प्रस्तुत की गईं।

परिणामस्वरूप, वैज्ञानिक प्राकृतिक घटनाओं और प्रकाश के द्वंद्व को स्थापित करने में सक्षम हुए:

न्यूटन से उत्पन्न प्रकाश की कणिका परिकल्पना, इस प्रक्रिया का अध्ययन प्राथमिक कणों - फोटॉन के प्रवाह के रूप में करती है, जहां बिल्कुल कोई भी विकिरण विवेकपूर्वक किया जाता है, और किसी दी गई ऊर्जा की शक्ति के न्यूनतम हिस्से में आवृत्ति और परिमाण के अनुरूप होता है उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता;
ह्यूजेन्स से उत्पन्न प्रकाश का तरंग सिद्धांत, प्रकाश की अवधारणा को ऑप्टिकल घटनाओं में देखे गए समानांतर मोनोक्रोमैटिक विद्युत चुम्बकीय तरंगों के एक सेट के रूप में दर्शाता है और इन तरंगों की क्रियाओं के परिणामस्वरूप दर्शाया जाता है।

प्रकाश के ऐसे गुणों के साथ, विकिरण के बल और ऊर्जा के अन्य प्रकार की ऊर्जा में संक्रमण की अनुपस्थिति को पूरी तरह से सामान्य प्रक्रिया माना जाता है, क्योंकि विद्युत चुम्बकीय तरंगें हस्तक्षेप घटना के स्थानिक वातावरण में एक दूसरे के साथ बातचीत नहीं करती हैं, क्योंकि प्रकाश प्रभाव जारी रहता है उनकी विशिष्टता को बदले बिना प्रचार करना।

विद्युत और चुंबकीय विकिरण की तरंग और कणिका परिकल्पनाओं को मैक्सवेल के वैज्ञानिक कार्यों में समीकरणों के रूप में अपना अनुप्रयोग मिला।

लगातार गतिशील तरंग के रूप में प्रकाश की यह नई अवधारणा प्रकाश क्षेत्र की संरचना सहित विवर्तन और हस्तक्षेप से जुड़ी प्रक्रियाओं की व्याख्या करना संभव बनाती है।

प्रकाश के लक्षण

प्रकाश तरंग $\lambda$ की लंबाई सीधे स्थानिक माध्यम $v$ में इस घटना के प्रसार की समग्र गति पर निर्भर करती है और निम्नलिखित संबंध द्वारा आवृत्ति $\nu$ से संबंधित है:

$\lambda = \frac(v)(\nu)=\frac (c)(n\nu)$

जहां $n$ माध्यम का अपवर्तक पैरामीटर है। सामान्य तौर पर, यह संकेतक विद्युत चुम्बकीय तरंग दैर्ध्य का एक मूल कार्य है: $n=n(\lambda)$।

तरंग दैर्ध्य पर अपवर्तक सूचकांक की निर्भरता प्रकाश के व्यवस्थित फैलाव की घटना के रूप में प्रकट होती है। भौतिकी में एक सार्वभौमिक और अभी भी कम अध्ययन की गई अवधारणा प्रकाश की गति $c$ है। पूर्ण शून्यता में इसका विशेष महत्व न केवल शक्तिशाली विद्युत चुम्बकीय आवृत्तियों के प्रसार की अधिकतम गति का प्रतिनिधित्व करता है, बल्कि भौतिक वस्तुओं पर सूचना या अन्य भौतिक प्रभाव के प्रसार की अधिकतम तीव्रता का भी प्रतिनिधित्व करता है। जैसे-जैसे विभिन्न क्षेत्रों में प्रकाश प्रवाह की गति बढ़ती है, प्रकाश की प्रारंभिक गति $v$ अक्सर कम हो जाती है: $v = \frac (c)(n)$।

प्रकाश की मुख्य विशेषताएं हैं:

प्रकाश तरंग दैर्ध्य के पैमाने द्वारा निर्धारित वर्णक्रमीय और जटिल संरचना;
ध्रुवीकरण, जो तरंग प्रसार के माध्यम से विद्युत वेक्टर के स्थानिक वातावरण में सामान्य परिवर्तन से निर्धारित होता है;
प्रकाश किरण के प्रसार की दिशा, जो द्विअपवर्तन की अनुपस्थिति में तरंग अग्रभाग के साथ मेल खाना चाहिए।

क्वांटम और शारीरिक प्रकाशिकी

क्वांटा का उपयोग करके विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के विस्तृत विवरण का विचार 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में सामने आया, और मैक्स प्लैंक ने इसे आवाज दी थी। वैज्ञानिकों ने सुझाव दिया है कि प्रकाश का निरंतर उत्सर्जन कुछ कणों - क्वांटा के माध्यम से होता है। 30 वर्षों के बाद, यह सिद्ध हो गया कि प्रकाश न केवल आंशिक रूप से और समानांतर में उत्सर्जित होता है, बल्कि अवशोषित भी होता है।

इससे अल्बर्ट आइंस्टीन को प्रकाश की पृथक संरचना निर्धारित करने का अवसर मिला। आजकल, वैज्ञानिक प्रकाश क्वांटा को फोटॉन कहते हैं, और प्रवाह को ही तत्वों का एक अभिन्न समूह माना जाता है। इस प्रकार, क्वांटम प्रकाशिकी में, प्रकाश को एक ही समय में कणों की एक धारा और तरंगों दोनों के रूप में माना जाता है, क्योंकि हस्तक्षेप और विवर्तन जैसी प्रक्रियाओं को फोटॉन की एक धारा द्वारा समझाया नहीं जा सकता है।

20वीं सदी के मध्य में, ब्राउन-ट्विस की अनुसंधान गतिविधियों ने क्वांटम ऑप्टिक्स के उपयोग के क्षेत्र को अधिक सटीक रूप से निर्धारित करना संभव बना दिया। वैज्ञानिक के काम ने साबित कर दिया है कि एक निश्चित संख्या में प्रकाश स्रोत जो दो फोटोडिटेक्टरों को फोटॉन उत्सर्जित करते हैं और तत्वों के पंजीकरण के बारे में निरंतर ध्वनि संकेत देते हैं, वे उपकरणों को एक साथ कार्य कर सकते हैं।

गैर-शास्त्रीय प्रकाश के व्यावहारिक उपयोग की शुरूआत ने शोधकर्ताओं को अविश्वसनीय परिणाम दिए हैं। इस संबंध में, क्वांटम ऑप्टिक्स अनुसंधान और अनुप्रयोग के लिए विशाल अवसरों वाला एक अद्वितीय आधुनिक क्षेत्र है।

नोट 1

आधुनिक प्रकाशिकी में लंबे समय से वैज्ञानिक दुनिया और विकास के कई क्षेत्र शामिल हैं जो मांग और लोकप्रियता में हैं।

ऑप्टिकल विज्ञान के ये क्षेत्र प्रकाश के विद्युत चुम्बकीय या क्वांटम गुणों सहित अन्य क्षेत्रों से सीधे संबंधित हैं।

परिभाषा 2

फिजियोलॉजिकल ऑप्टिक्स एक नया अंतःविषय विज्ञान है जो प्रकाश की दृश्य धारणा का अध्ययन करता है और जैव रसायन, बायोफिज़िक्स और मनोविज्ञान से जानकारी को जोड़ता है।

प्रकाशिकी के सभी नियमों को ध्यान में रखते हुए, विज्ञान का यह खंड इन विज्ञानों पर आधारित है और इसकी एक विशेष व्यावहारिक दिशा है। दृश्य तंत्र के तत्वों का अध्ययन किया जाता है, और ऑप्टिकल भ्रम और मतिभ्रम जैसी अनोखी घटनाओं पर विशेष ध्यान दिया जाता है। इस क्षेत्र में काम के परिणामों का उपयोग शरीर विज्ञान, चिकित्सा, ऑप्टिकल इंजीनियरिंग और फिल्म उद्योग में किया जाता है।

आज, ऑप्टिक्स शब्द का प्रयोग अक्सर किसी स्टोर के नाम के रूप में किया जाता है। स्वाभाविक रूप से, ऐसे विशिष्ट बिंदुओं पर विभिन्न प्रकार के तकनीकी प्रकाशिकी उपकरण - लेंस, चश्मा, दृष्टि-सुरक्षा तंत्र खरीदना संभव है। इस स्तर पर, दुकानों में आधुनिक उपकरण होते हैं जो उन्हें मौके पर ही दृश्य तीक्ष्णता का सटीक निर्धारण करने के साथ-साथ मौजूदा समस्याओं और उन्हें खत्म करने के तरीकों की पहचान करने की अनुमति देते हैं।

बिल्कुल काला शरीर- किसी शरीर का एक मानसिक मॉडल, जो किसी भी तापमान पर, वर्णक्रमीय संरचना की परवाह किए बिना, उस पर आपतित सभी विद्युत चुम्बकीय विकिरण को पूरी तरह से अवशोषित कर लेता है। विकिरण ए.एच.टी. यह केवल उसके पूर्ण तापमान से निर्धारित होता है और पदार्थ की प्रकृति पर निर्भर नहीं करता है।

सफ़ेद रोशनी- जटिल विद्युत चुम्बकीयविकिरण , किसी व्यक्ति की आंखों में रंग-तटस्थ अनुभूति पैदा करना।

दृश्यमान विकिरण- 380 - 770 एनएम की तरंग दैर्ध्य के साथ ऑप्टिकल विकिरण, मानव आंखों में दृश्य संवेदना पैदा करने में सक्षम।

प्रेरित उत्सर्जन, प्रेरित विकिरण - उत्तेजित अवस्था में स्थित पदार्थ के कणों (परमाणु, अणु, आदि) द्वारा विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उत्सर्जन, अर्थात। बाहरी ड्राइविंग विकिरण के प्रभाव में कोई भी संतुलन स्थिति नहीं। में और। सुसंगत रूप से (देखें जुटना) विकिरण को मजबूर करने से 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 दर्ज एक हस्तक्षेप पैटर्न, जो दो सुसंगत तरंगों द्वारा बनता है (देखें)। जुटना): एक संदर्भ तरंग और एक ही प्रकाश स्रोत द्वारा प्रकाशित किसी वस्तु से परावर्तित तरंग। जी का पुनर्निर्माण करते समय, हम किसी वस्तु की त्रि-आयामी छवि देखते हैं।

होलोग्रफ़ी- वस्तुओं की त्रि-आयामी छवियां प्राप्त करने की एक विधि, जो इन वस्तुओं द्वारा परावर्तित तरंग मोर्चे के पंजीकरण और उसके बाद के पुनर्निर्माण पर आधारित है। होलोग्राम प्राप्त करना किस पर आधारित है?

ह्यूजेन का सिद्धांत- एक विधि जो आपको किसी भी समय तरंग मोर्चे की स्थिति निर्धारित करने की अनुमति देती है। जी.पी. के अनुसार वे सभी बिंदु जिनसे तरंग अग्रभाग समय t पर गुजरता है, द्वितीयक गोलाकार तरंगों के स्रोत हैं, और समय t+Dt पर तरंग अग्रभाग की वांछित स्थिति सभी द्वितीयक तरंगों को घेरने वाली सतह के साथ मेल खाती है। आपको प्रकाश के परावर्तन और अपवर्तन के नियमों को समझाने की अनुमति देता है।

ह्यूजेन्स - फ्रेस्नेल - सिद्धांत- तरंग प्रसार की समस्याओं को हल करने के लिए एक अनुमानित विधि। जी.-एफ. पी. बताता है: प्रकाश के एक बिंदु स्रोत को कवर करने वाली एक मनमानी बंद सतह के बाहर स्थित किसी भी बिंदु पर, इस स्रोत द्वारा उत्तेजित 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 समस्याओं को हल करने की अनुमति देता है।

हल्का दबाव - दबाव,किसी प्रकाशित सतह पर प्रकाश द्वारा उत्पन्न। ब्रह्मांडीय प्रक्रियाओं (धूमकेतु की पूंछ का निर्माण, बड़े सितारों का संतुलन, आदि) में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

वास्तविक छवि- सेमी। .

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)।

प्रकाश का प्रकीर्णन- निरपेक्ष की निर्भरता अपवर्तक सूचकांकप्रकाश की आवृत्ति से पदार्थ. सामान्य विकिरण, जिसमें प्रकाश तरंग की गति बढ़ती आवृत्ति के साथ कम हो जाती है, और विषम विकिरण, जिसमें तरंग की गति बढ़ जाती है, के बीच एक अंतर है। डी.एस. के कारण सफेद प्रकाश की एक संकीर्ण किरण, कांच या अन्य पारदर्शी पदार्थ से बने प्रिज्म से गुजरते हुए, एक फैलाने वाले 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 बड़ी संख्या में समानांतर स्ट्रोक का एक संग्रह है, जो एक दूसरे से समान दूरी पर पारदर्शी या परावर्तक सतह पर लगाया जाता है। परिणामस्वरूप, डॉ. पर. एक विवर्तन स्पेक्ट्रम बनता है - प्रकाश की तीव्रता का वैकल्पिक अधिकतम और न्यूनतम।

प्रकाश का विवर्तन- घटनाओं का एक समूह जो प्रकाश की तरंग प्रकृति के कारण होता है और तब देखा जाता है जब यह स्पष्ट असमानताओं वाले माध्यम में फैलता है (उदाहरण के लिए, छिद्रों से गुजरते समय, अपारदर्शी पिंडों की सीमाओं के पास, आदि)। संकीर्ण अर्थ में, डी.एस. के अंतर्गत। छोटी बाधाओं के चारों ओर प्रकाश के झुकाव को समझें, अर्थात ज्यामितीय प्रकाशिकी के नियमों से विचलन। ऑप्टिकल उपकरणों के संचालन, उन्हें सीमित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है संकल्प.

डॉपलर प्रभाव-परिवर्तन की घटना कंपन आवृत्तियाँप्रेक्षक और तरंगों के स्रोत की पारस्परिक गति के कारण प्रेक्षक द्वारा ध्वनि या विद्युत चुम्बकीय तरंगों का अनुभव किया जाता है। पास आने पर आवृत्ति में वृद्धि का पता चलता है और दूर जाने पर कमी का पता चलता है।

प्राकृतिक प्रकाश- कंपन के सभी संभावित तलों के साथ और इनमें से प्रत्येक तल में कंपन की समान तीव्रता के साथ असंगत प्रकाश तरंगों का एक सेट। ई.एस. लगभग सभी प्राकृतिक प्रकाश स्रोत उत्सर्जित करते हैं, क्योंकि इनमें बड़ी संख्या में अलग-अलग उन्मुख विकिरण केंद्र (परमाणु, अणु) होते हैं जो प्रकाश तरंगें उत्सर्जित करते हैं, जिनके कंपन का चरण और तल सभी संभावित मूल्यों को ले सकता है। यह सभी देखें प्रकाश का ध्रुवीकरण, सुसंगति।

ऑप्टिकल दर्पण- एक पॉलिश या परावर्तक परत (चांदी, सोना, एल्यूमीनियम, आदि) के साथ लेपित सतह वाला एक शरीर जिस पर स्पेक्युलर प्रतिबिंब के करीब होता है (देखें)। प्रतिबिंब).

छवि ऑप्टिकल- वस्तु द्वारा उत्सर्जित या परावर्तित प्रकाश किरणों पर किसी ऑप्टिकल सिस्टम (लेंस, दर्पण) की क्रिया के परिणामस्वरूप प्राप्त वस्तु की छवि। वास्तविक (ऑप्टिकल सिस्टम से गुजरने वाली किरणें जब एक दूसरे को काटती हैं तो आंख की स्क्रीन या रेटिना पर प्राप्त) और काल्पनिक जानकारी के बीच अंतर होता है। . (किरणों की निरंतरता के प्रतिच्छेदन पर प्राप्त)।

प्रकाश का हस्तक्षेप- दो या दो से अधिक के सुपरपोजिशन की घटना सुसंगतप्रकाश तरंगें एक तल में रैखिक रूप से ध्रुवीकृत होती हैं, जिसमें परिणामी प्रकाश तरंग की ऊर्जा इन तरंगों के चरणों के बीच संबंध के आधार पर अंतरिक्ष में पुनर्वितरित होती है। स्क्रीन या फोटोग्राफिक प्लेट पर देखे गए I.S. के परिणाम को हस्तक्षेप पैटर्न कहा जाता है। I. सफेद रोशनी से इंद्रधनुष पैटर्न (पतली फिल्मों के रंग, आदि) का निर्माण होता है। प्रकाशिकी को साफ़ करने आदि के लिए होलोग्राफी में इसका उपयोग होता है।

अवरक्त विकिरण - विद्युत चुम्बकीय विकिरण 0.74 माइक्रोन से 1-2 मिमी तक तरंग दैर्ध्य के साथ। परम शून्य (थर्मल विकिरण) से ऊपर तापमान वाले सभी पिंडों द्वारा उत्सर्जित।

प्रकाश की मात्रा- बराबर फोटोन.

समांतरित्र- एक ऑप्टिकल प्रणाली जिसे समानांतर किरणों की किरण उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

कॉम्पटन प्रभाव- मुक्त इलेक्ट्रॉनों पर लघु तरंग दैर्ध्य (एक्स-रे और गामा विकिरण) के विद्युत चुम्बकीय विकिरण के प्रकीर्णन की घटना, 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 दिशा और महत्वपूर्ण शक्ति घनत्व होता है। इसका उपयोग ऑप्टिकल रेंजिंग में, ठोस और दुर्दम्य सामग्रियों के प्रसंस्करण के लिए, सर्जरी, स्पेक्ट्रोस्कोपी और होलोग्राफी में, प्लाज्मा को गर्म करने के लिए किया जाता है। बुध। मासेर.

लाइन स्पेक्ट्रा- व्यक्तिगत संकीर्ण वर्णक्रमीय रेखाओं से युक्त स्पेक्ट्रा। परमाणु अवस्था में पदार्थों द्वारा उत्सर्जित।

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। अभिसरण (किरणों के समानांतर किरण को अभिसारी किरण में परिवर्तित करना) और अपसारी (किरणों के समानांतर किरण को अपसारी किरण में परिवर्तित करना) लेंस के बीच अंतर किया जाता है। इनका उपयोग ऑप्टिकल, ऑप्टिकल-मैकेनिकल और फोटोग्राफिक उपकरणों में किया जाता है।

आवर्धक लेंस- एकत्रित करना लेंसया छोटी फोकल लंबाई (10 - 100 मिमी) वाला लेंस सिस्टम, 2 - 50x आवर्धन देता है।

रे- एक काल्पनिक रेखा जिसके अनुदिश विकिरण ऊर्जा सन्निकटन में फैलती है ज्यामितीय प्रकाशिकी, अर्थात। यदि कोई 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 की गति. नकारात्मक परिणाम एम.ओ. प्रायोगिक आधारों में से एक बन गया सापेक्षता सिद्धांत.

माइक्रोस्कोप- नग्न आंखों से अदृश्य छोटी वस्तुओं को देखने के लिए एक ऑप्टिकल उपकरण। सूक्ष्मदर्शी का आवर्धन सीमित है और 1500 से अधिक नहीं है। Cf. इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी।

विमरी छवि- सेमी। .

मोनोक्रोमैटिक विकिरण- मानसिक मॉडल विद्युत चुम्बकीय विकिरणएक विशिष्ट आवृत्ति. स्ट्रोगोगो एम.आई. अस्तित्व में नहीं है, क्योंकि कोई भी वास्तविक विकिरण समय में सीमित होता है और एक निश्चित आवृत्ति सीमा को कवर करता है। एम के नजदीक विकिरण के स्रोत - क्वांटम जनरेटर।

प्रकाशिकी- भौतिकी की एक शाखा जो प्रकाश (ऑप्टिकल) घटना के पैटर्न, प्रकाश की प्रकृति और पदार्थ के साथ इसकी बातचीत का अध्ययन करती है।

ऑप्टिकल अक्ष- 1) मुख्य - सीधी रेखा जिस पर ऑप्टिकल सिस्टम बनाने वाली अपवर्तक या परावर्तक सतहों के केंद्र स्थित होते हैं; 2) पार्श्व - पतले लेंस के ऑप्टिकल केंद्र से गुजरने वाली कोई भी सीधी रेखा।

ऑप्टिकल पावरलेंस - लेंस के अपवर्तक प्रभाव और व्युत्क्रम का वर्णन करने के लिए उपयोग की जाने वाली मात्रा फोकल लम्बाई। डी=1/एफ. इसे डायोप्टर (डॉप्टर) में मापा जाता है।

ऑप्टिकल विकिरण- विद्युत चुम्बकीय विकिरण, जिसकी तरंग दैर्ध्य 10 एनएम से 1 मिमी तक होती है। के ओ.आई. संबंधित अवरक्त विकिरण, , ।

प्रकाश का परावर्तन- एक प्रकाश तरंग की वापसी की प्रक्रिया जब वह दो अलग-अलग मीडिया के बीच इंटरफ़ेस पर गिरती है अपवर्तक सूचकांक।मूल परिवेश में वापस जाएँ। धन्यवाद ओ.एस. हम ऐसे पिंड देखते हैं जो प्रकाश उत्सर्जित नहीं करते। स्पेक्युलर परावर्तन (किरणों का एक समानांतर किरण परावर्तन के बाद समानांतर रहता है) और विसरित परावर्तन (एक समानांतर किरण एक अपसारी में परिवर्तित हो जाता है) के बीच एक अंतर किया जाता है।

- प्रकाश के प्रकाशिक रूप से सघन माध्यम से प्रकाशिक रूप से कम सघन माध्यम में संक्रमण के दौरान देखी जाने वाली एक घटना, यदि घटना का कोण आपतन के सीमित कोण से अधिक है, जहां एन - पहले माध्यम के सापेक्ष दूसरे माध्यम का अपवर्तनांक। इस मामले में, प्रकाश पूरी तरह से मीडिया के बीच इंटरफेस से परिलक्षित होता है।

तरंग प्रतिबिंब कानून- आपतित किरण, परावर्तित किरण और किरण के आपतन बिंदु पर उठाया गया लंब एक ही तल में होते हैं, और आपतन कोण अपवर्तन कोण के बराबर होता है। यह नियम दर्पण प्रतिबिंब के लिए मान्य है।

प्रकाश अवशोषण- पदार्थ में प्रसार के दौरान प्रकाश तरंग की ऊर्जा में कमी, तरंग ऊर्जा के रूपांतरण के परिणामस्वरूप होती है आंतरिक ऊर्जाद्वितीयक विकिरण के पदार्थ या ऊर्जा जिनकी वर्णक्रमीय संरचना भिन्न होती है और प्रसार की दिशा भिन्न होती है।

1) निरपेक्ष - निर्वात में प्रकाश की गति और किसी दिए गए माध्यम में प्रकाश की चरण गति के अनुपात के बराबर मूल्य:। माध्यम की रासायनिक संरचना, उसकी स्थिति (तापमान, दबाव, आदि) और प्रकाश की आवृत्ति (देखें) पर निर्भर करता है। प्रकाश फैलाव).2) सापेक्ष - (पहले के सापेक्ष दूसरे माध्यम का पी.पी.) पहले माध्यम में चरण वेग और दूसरे में चरण वेग के अनुपात के बराबर मान:। ओ.पी.पी. दूसरे माध्यम के निरपेक्ष अपवर्तनांक और निरपेक्ष पी.पी. के अनुपात के बराबर। पंख का वातावरण.

प्रकाश का ध्रुवीकरण- प्रकाश किरण के लंबवत समतल में विद्युत क्षेत्र की ताकत और प्रकाश तरंग के चुंबकीय प्रेरण के वैक्टर के क्रम की घटना। अधिकतर यह प्रकाश के परावर्तन और अपवर्तन के साथ-साथ अनिसोट्रोपिक माध्यम में प्रकाश के प्रसार के दौरान होता है।

प्रकाश अपवर्तन- एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाने पर प्रकाश (विद्युत चुम्बकीय तरंग) के प्रसार की दिशा में परिवर्तन से युक्त एक घटना, पहले से भिन्न अपवर्तक सूचकांक. अपवर्तन के लिए, नियम संतुष्ट है: आपतित किरण, अपवर्तित किरण और किरण के आपतन बिंदु पर उठाया गया लंबवत एक ही तल में स्थित है, और इन दोनों माध्यमों के लिए आपतन कोण की ज्या का अनुपात अपवर्तन कोण की ज्या एक स्थिर मान कहलाती है सापेक्ष अपवर्तनांकपहले के सापेक्ष दूसरा वातावरण। अपवर्तन का कारण विभिन्न माध्यमों में चरण वेगों में अंतर है।

ऑप्टिकल प्रिज्म- एक पारदर्शी पदार्थ से बना एक पिंड, जो दो गैर-समानांतर विमानों से घिरा होता है, जिस पर प्रकाश अपवर्तित होता है। ऑप्टिकल और स्पेक्ट्रल उपकरणों में उपयोग किया जाता है।

स्ट्रोक का अंतर- दो प्रकाश किरणों की ऑप्टिकल पथ लंबाई के अंतर के बराबर एक भौतिक मात्रा।

प्रकाश बिखरना- सभी संभावित दिशाओं में एक माध्यम में फैलने वाले प्रकाश किरण के विक्षेपण से युक्त एक घटना। यह माध्यम की विविधता और पदार्थ के कणों के साथ प्रकाश की अंतःक्रिया के कारण होता है, जिसके दौरान प्रकाश तरंग के प्रसार की दिशा, आवृत्ति और दोलनों का तल बदल जाता है।

रोशनी, प्रकाश विकिरण - जो दृश्य अनुभूति पैदा कर सकता है।

प्रकाश तरंग - विद्युत चुम्बकीय तरंगदृश्य विकिरण की तरंग दैर्ध्य सीमा में। आवृत्ति (आवृत्तियों का सेट) आर.वी. रंग, ऊर्जा आर.वी. निर्धारित करता है इसके आयाम के वर्ग के समानुपाती होता है।

प्रकाश मार्गदर्शक- प्रकाश संचारित करने 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 की गतिनिर्वात में (सी) - मूल भौतिक स्थिरांकों में से एक, निर्वात में विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रसार की गति के बराबर। s=(299 792 458 ± 1.2) मी/से. एस.एस. - किसी भी भौतिक अंतःक्रिया के प्रसार की अधिकतम गति।

ऑप्टिकल स्पेक्ट्रम- किसी निश्चित पिंड (उत्सर्जन स्पेक्ट्रम) के ऑप्टिकल विकिरण की तीव्रता या किसी पदार्थ (अवशोषण स्पेक्ट्रम) से गुजरने पर प्रकाश के अवशोषण की तीव्रता की आवृत्ति (या तरंग दैर्ध्य) द्वारा वितरण। एस.ओ. हैं: पंक्तिबद्ध, व्यक्तिगत वर्णक्रमीय रेखाओं से युक्त; धारीदार, निकट संबंधी समूहों (धारियों) से युक्त वर्णक्रमीय रेखाएँ; ठोस, विकिरण (उत्सर्जन) या व्यापक आवृत्ति रेंज में प्रकाश के अवशोषण के अनुरूप।

वर्णक्रमीय रेखाएँ- लगभग समान आवृत्ति (तरंग दैर्ध्य) के अनुरूप ऑप्टिकल स्पेक्ट्रा में संकीर्ण खंड। प्रत्येक एस.एल. एक निश्चित से मिलता है क्वांटम संक्रमण.

वर्णक्रमीय विश्लेषण- पदार्थों की रासायनिक संरचना के गुणात्मक और मात्रात्मक विश्लेषण की एक भौतिक विधि, उनके अध्ययन के आधार पर ऑप्टिकल स्पेक्ट्रा.यह अत्यधिक संवेदनशील है और इसका उपयोग रसायन विज्ञान, खगोल भौतिकी, धातु विज्ञान, भूवैज्ञानिक अन्वेषण आदि में किया जाता है। एस.ए. का सैद्धांतिक आधार। है .

स्पेक्ट्रोग्राफ- विकिरण स्पेक्ट्रम प्राप्त करने और साथ ही रिकॉर्ड करने के लिए एक ऑप्टिकल उपकरण। एस का मुख्य भाग - ऑप्टिकल प्रिज्मया ।

स्पेक्ट्रोस्कोप- विकिरण स्पेक्ट्रम के दृश्य अवलोकन के लिए एक ऑप्टिकल उपकरण। लेंस का मुख्य भाग एक ऑप्टिकल प्रिज्म है।

स्पेक्ट्रोस्कोपी- भौतिकी की वह शाखा जिसमें अध्ययन किया जाता है ऑप्टिकल स्पेक्ट्रापरमाणुओं, अणुओं की संरचना के साथ-साथ एकत्रीकरण की विभिन्न अवस्थाओं में पदार्थ को स्पष्ट करने के लिए।

बढ़ोतरीऑप्टिकल सिस्टम - ऑप्टिकल सिस्टम द्वारा निर्मित छवि के आकार और वस्तु के वास्तविक आकार का अनुपात।

पराबैंगनी विकिरण- 10 एनएम से 400 एनएम तक निर्वात में तरंग दैर्ध्य के साथ विद्युत चुम्बकीय विकिरण। वे कई पदार्थों में चमक भी पैदा करते हैं। 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 की एक समानांतर किरण एकत्रित होती है। यदि किरण प्रणाली के मुख्य ऑप्टिकल अक्ष के समानांतर है, तो किरण इस अक्ष पर स्थित होती है और इसे मुख्य कहा जाता है।

फोकल लम्बाई- एक पतले लेंस के ऑप्टिकल केंद्र और फोकस के बीच की दूरी। फोटो प्रभाव, फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव विद्युत चुम्बकीय विकिरण (बाहरी एफ) के प्रभाव में किसी पदार्थ द्वारा इलेक्ट्रॉनों के उत्सर्जन की घटना है। गैसों, तरल पदार्थों और ठोस पदार्थों में देखा गया। जी हर्ट्ज़ द्वारा खोजा गया और ए.जी. स्टोलेटोव द्वारा अध्ययन किया गया। मूल पैटर्न एफ. ए आइंस्टीन द्वारा क्वांटम अवधारणाओं के आधार पर समझाया गया।

रंग- इसकी वर्णक्रमीय संरचना और परावर्तित या उत्सर्जित विकिरण की तीव्रता के अनुसार प्रकाश के कारण होने वाली एक दृश्य अनुभूति।

शेम्याकोव एन.एफ.

भौतिक विज्ञान। भाग 3. तरंग और क्वांटम प्रकाशिकी, परमाणु और नाभिक की संरचना, दुनिया की भौतिक तस्वीर।

तकनीकी विश्वविद्यालयों के लिए सामान्य भौतिकी पाठ्यक्रम कार्यक्रम के अनुसार तरंग और क्वांटम प्रकाशिकी की भौतिक नींव, परमाणु और नाभिक की संरचना और दुनिया की भौतिक तस्वीर की रूपरेखा तैयार की गई है।

शास्त्रीय, सापेक्षतावादी और क्वांटम यांत्रिकी के निष्कर्षों को ध्यान में रखते हुए, भौतिक अर्थ के प्रकटीकरण, सांख्यिकीय भौतिकी के बुनियादी सिद्धांतों और अवधारणाओं की सामग्री के साथ-साथ विचाराधीन घटनाओं के व्यावहारिक अनुप्रयोग पर विशेष ध्यान दिया जाता है।

द्वितीय वर्ष के दूरस्थ शिक्षा छात्रों के लिए अभिप्रेत, इसका उपयोग पूर्णकालिक छात्रों, स्नातक छात्रों और भौतिकी शिक्षकों द्वारा किया जा सकता है।

धूमकेतुओं की पूंछ पर पॉज़िट्रॉन की धाराएँ लेकर, आकाश से ब्रह्मांडीय वर्षा की धाराएँ प्रवाहित हुईं। मेसंस, यहाँ तक कि बम भी प्रकट हुए, वहाँ सभी प्रकार की प्रतिध्वनि...

7. तरंग प्रकाशिकी

1. प्रकाश की प्रकृति

आधुनिक विचारों के अनुसार प्रकाश एक कण-तरंग प्रकृति है।एक ओर, प्रकाश कणों - फोटॉनों की एक धारा की तरह व्यवहार करता है, जो क्वांटा के रूप में उत्सर्जित, प्रसारित और अवशोषित होते हैं। प्रकाश की कणिका प्रकृति स्वयं प्रकट होती है, उदाहरण के लिए, घटनाओं में

फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव, कॉम्पटन प्रभाव।दूसरी ओर, प्रकाश में तरंग गुण होते हैं। प्रकाश विद्युत चुम्बकीय तरंगें हैं।प्रकाश की तरंग प्रकृति स्वयं प्रकट होती है, उदाहरण के लिए, घटनाओं में हस्तक्षेप, विवर्तन, ध्रुवीकरण, फैलाव, आदि।विद्युत चुम्बकीय तरंगें हैं

अनुप्रस्थ।

में विद्युत चुम्बकीय तरंग सदिशों को दोलन करती है

विद्युत क्षेत्र ई और चुंबकीय क्षेत्र एच, और कोई पदार्थ नहीं, उदाहरण के लिए, पानी पर या तनी हुई रस्सी में तरंगों के मामले में। विद्युत चुम्बकीय तरंगें निर्वात में 3,108 मीटर/सेकेंड की गति से फैलती हैं। इस प्रकार, प्रकाश एक वास्तविक भौतिक वस्तु है जिसे सामान्य अर्थों में तरंग या कण में परिवर्तित नहीं किया जा सकता है। तरंगें और कण पदार्थ के केवल दो रूप हैं जो एक ही भौतिक इकाई को प्रदर्शित करते हैं।

7.1. ज्यामितीय प्रकाशिकी के तत्व

7.1.1. ह्यूजेन्स का सिद्धांत

	जब तरंगें किसी माध्यम में फैलती हैं, जिसमें शामिल हैं
	नए खोजने के लिए विद्युत चुम्बकीय सहित
	किसी भी समय लहर सामने
	ह्यूजेंस के सिद्धांत का प्रयोग करें.
	तरंग मोर्चे पर प्रत्येक बिंदु है
	द्वितीयक तरंगों का स्रोत.
	एक सजातीय आइसोट्रोपिक माध्यम में, तरंग
	द्वितीयक तरंगों की सतहें गोले की तरह दिखती हैं
	त्रिज्या वी टी,	जहाँ v प्रसार गति है

	माध्यम में लहरें.	लहर लिफाफा ले जाना

द्वितीयक तरंग अग्रभागों से, हमें एक निश्चित समय पर एक नया तरंग अग्रभाग प्राप्त होता है (चित्र 7.1, ए, बी)।

7.1.2. परावर्तन का नियम

ह्यूजेंस के सिद्धांत का उपयोग करके, दो ढांकता हुआ के बीच इंटरफेस पर विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रतिबिंब के नियम को साबित करना संभव है।

आपतन कोण परावर्तन कोण के बराबर होता है। किरणें, आपतित और परावर्तित, दो ढांकता हुआ के बीच इंटरफ़ेस के लंबवत के साथ मिलकर स्थित होती हैं

SD को आपतन कोण कहा जाता है। यदि किसी निश्चित समय पर आपतित ओबी तरंग का अग्र भाग बिंदु O पर पहुंचता है, तो ह्यूजेंस के सिद्धांत के अनुसार यह बिंदु

एक द्वितीयक तरंग का उत्सर्जन शुरू हो जाता है। दौरान		t = VO1 /v आपतित किरण 2
	बिंदु O1 पर पहुँचता है। इसी दौरान सेकेंडरी के सामने
	तरंगें बिंदु O पर परावर्तन के बाद फैलती हैं
	वही वातावरण, गोलार्ध के बिंदुओं तक पहुँचता है,
	त्रिज्या OA = v	t = BO1 .न्यू वेव फ्रंट
	विमान AO1 और दिशा द्वारा दर्शाया गया है
	वितरण	ओए किरण. कोण कहलाता है
	प्रतिबिंब कोण. त्रिभुजों की समानता से
	OAO1 और OBO1 परावर्तन के नियम का पालन करते हैं: कोण
	आपतन परावर्तन कोण के बराबर होता है।

	7.1.3. अपवर्तन का नियम
	एक वैकल्पिक रूप से सजातीय माध्यम 1 की विशेषता निरपेक्ष है
अपवर्तक सूचकांक
अपवर्तक सूचकांक

	निर्वात में प्रकाश की गति; v1		पहले माध्यम में प्रकाश की गति.




जहां v2
	नज़रिया	n2 / n1 = n21

पहले माध्यम के सापेक्ष दूसरे माध्यम का सापेक्ष अपवर्तनांक कहलाता है।

आवृत्ति यदि पहले माध्यम में प्रकाश प्रसार की गति v1 है, और दूसरे माध्यम में v2 है,

पर्यावरण (ह्यूजेन्स सिद्धांत के अनुसार), गोलार्ध के बिंदुओं तक पहुंचता है, जिसकी त्रिज्या OB = v2 t है। दूसरे माध्यम में फैलने वाली तरंग का नया अग्रभाग BO1 तल (चित्र 7.3) और उसकी दिशा द्वारा दर्शाया गया है

किरणों OB और O1 C द्वारा प्रसार (तरंग के अग्रभाग के लंबवत)। किरण ओबी और दो ढांकता हुआ के बीच इंटरफेस के सामान्य के बीच का कोण

बिंदु O अपवर्तन कोण कहलाता है।त्रिभुजों से OAO1

OVO1

यह इस प्रकार है कि AO1 = OO1 पाप

ओबी = ओओ1 पाप।

उनका रवैया कानून को व्यक्त करता है

अपवर्तन (स्नेल का नियम):

n21.

आपतन कोण की ज्या का कोण की ज्या से अनुपात

अपवर्तन

रिश्तेदार

दो मीडिया का अपवर्तनांक।

7.1.4. कुल आंतरिक प्रतिबिंब

दो मीडिया के बीच इंटरफेस पर अपवर्तन के नियम के अनुसार, यह संभव है

निरीक्षण कुल आंतरिक प्रतिबिंब, यदि n1 > n2, अर्थात

7.4). इसलिए, आपतन का इतना सीमित कोण है

पीआर कब

900. फिर अपवर्तन का नियम

निम्नलिखित रूप लेता है:

पाप पीआर =

(पाप 900 =1)

आगे के साथ

की बढ़ती

पूरी तरह

दो मीडिया के बीच इंटरफ़ेस से परिलक्षित होता है।

इस घटना को कहा जाता है कुल आंतरिक प्रतिबिंबऔर प्रकाशिकी में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, प्रकाश किरणों की दिशा बदलने के लिए (चित्र 7.5, ए, बी)। इसका उपयोग दूरबीन, दूरबीन, फाइबर ऑप्टिक्स और अन्य ऑप्टिकल उपकरणों में किया जाता है। शास्त्रीय तरंग प्रक्रियाओं में, जैसे विद्युत चुम्बकीय तरंगों के पूर्ण आंतरिक प्रतिबिंब की घटना,

क्वांटम यांत्रिकी में सुरंग प्रभाव के समान घटनाएँ देखी जाती हैं, जो कणों के कण-तरंग गुणों से जुड़ी होती हैं। दरअसल, जब प्रकाश एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाता है, तो प्रकाश का अपवर्तन देखा जाता है, जो विभिन्न मीडिया में इसके प्रसार की गति में बदलाव के साथ जुड़ा होता है। दो मीडिया के बीच इंटरफेस पर, एक प्रकाश किरण को दो में विभाजित किया जाता है: अपवर्तित और परावर्तित। अपवर्तन के नियम के अनुसार, यदि n1 > n2, तो >pr पर पूर्ण आंतरिक परावर्तन देखा जाता है।

ऐसा क्यों हो रहा है? मैक्सवेल के समीकरणों के समाधान से पता चलता है कि दूसरे माध्यम में प्रकाश की तीव्रता शून्य से भिन्न है, लेकिन दूरी के साथ बहुत तेजी से, तेजी से क्षय होती है

इंटरफ़ेस सीमाएँ।
	प्रयोगात्मक
अवलोकन		आंतरिक
प्रतिबिंब चित्र में दिखाया गया है। 7.6,
दर्शाता		प्रवेश
"निषिद्ध" क्षेत्र में प्रकाश डालें
ज्यामितीय प्रकाशिकी.
		आयताकार

एक समद्विबाहु कांच के प्रिज्म में, प्रकाश की एक किरण लंबवत रूप से गिरती है और, बिना अपवर्तन के, फलक 2 पर गिरती है, पूर्ण आंतरिक प्रतिबिंब देखा जाता है,

/2 चेहरे 2 से एक ही प्रिज्म रखें, फिर प्रकाश की एक किरण चेहरे 2* से होकर गुजरेगी और चेहरे 1* के माध्यम से चेहरे 1 पर आपतित किरण के समानांतर प्रिज्म से बाहर निकलेगी। संचरित प्रकाश प्रवाह की तीव्रता जे बढ़ने के साथ तेजी से घट जाती है कानून के अनुसार प्रिज्मों के बीच गैप h:

इसलिए, "निषिद्ध" क्षेत्र में प्रकाश का प्रवेश क्वांटम टनलिंग प्रभाव का एक ऑप्टिकल एनालॉग है।

पूर्ण आंतरिक परावर्तन की घटना वास्तव में पूर्ण है, क्योंकि इस मामले में आपतित प्रकाश की सारी ऊर्जा परावर्तित होने की तुलना में दो मीडिया के बीच इंटरफेस पर परावर्तित होती है, उदाहरण के लिए, धातु दर्पण की सतह से। इस घटना का उपयोग करके, हम दूसरी घटना का पता लगा सकते हैं

एक ओर प्रकाश के अपवर्तन और परावर्तन और दूसरी ओर वाविलोव-चेरेनकोव विकिरण के बीच सादृश्य।

7.2. तरंग हस्तक्षेप

7.2.1. वैक्टर ई और एच की भूमिका

व्यवहार में, वास्तविक मीडिया में कई तरंगें एक साथ फैल सकती हैं। तरंगों के जुड़ने के परिणामस्वरूप, कई दिलचस्प घटनाएँ देखी जाती हैं: तरंगों का व्यतिकरण, विवर्तन, परावर्तन और अपवर्तनवगैरह।

ये तरंग घटनाएँ न केवल यांत्रिक तरंगों की विशेषता हैं, बल्कि विद्युत, चुंबकीय, प्रकाश आदि की भी विशेषता हैं। सभी प्राथमिक कण भी तरंग गुण प्रदर्शित करते हैं, जो क्वांटम यांत्रिकी द्वारा सिद्ध किया गया है।

सबसे दिलचस्प तरंग परिघटनाओं में से एक, जो तब देखी जाती है जब दो या दो से अधिक तरंगें एक माध्यम में फैलती हैं, हस्तक्षेप कहलाती है। एक वैकल्पिक रूप से सजातीय माध्यम 1 की विशेषता है

निरपेक्ष अपवर्तनांक
निरपेक्ष अपवर्तनांक

	निर्वात में प्रकाश की गति; पहले माध्यम में प्रकाश की v1 गति।
माध्यम 2 की विशेषता पूर्ण अपवर्तनांक है



जहां v2	दूसरे माध्यम में प्रकाश की गति.
नज़रिया
नज़रिया

दूसरे माध्यम का सापेक्ष अपवर्तनांक कहलाता है


	मैक्सवेल के सिद्धांत का उपयोग करते हुए, या


	जहां 1, 2 पहले और दूसरे मीडिया के ढांकता हुआ स्थिरांक हैं।
	निर्वात के लिए n = 1. प्रकीर्णन (प्रकाश की आवृत्ति) के कारण				1014 हर्ट्ज), उदाहरण के लिए,

पानी के लिए n = 1.33, न कि n = 9 (= 81), जैसा कि कम आवृत्तियों के लिए इलेक्ट्रोडायनामिक्स से निम्नानुसार है। प्रकाश विद्युत चुम्बकीय तरंगें हैं। इसलिए विद्युत चुम्बकीय

क्षेत्र वेक्टर ई और एच द्वारा निर्धारित किया जाता है, जो क्रमशः विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र की ताकत को दर्शाते हैं। हालाँकि, पदार्थ के साथ प्रकाश की अंतःक्रिया की कई प्रक्रियाओं में, उदाहरण के लिए, जैसे दृष्टि के अंगों, फोटोकल्स और अन्य उपकरणों पर प्रकाश का प्रभाव,

निर्णायक भूमिका वेक्टर ई की है, जिसे प्रकाशिकी में प्रकाश वेक्टर कहा जाता है।

प्रकाश के प्रभाव में उपकरणों में होने वाली सभी प्रक्रियाएं परमाणुओं और अणुओं को बनाने वाले आवेशित कणों पर प्रकाश तरंग के विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की कार्रवाई के कारण होती हैं। इन प्रक्रियाओं में मुख्य भूमिका होती है

उच्च आवृत्ति के कारण इलेक्ट्रॉन खेलते हैं

उतार चढ़ाव

रोशनी

15 हर्ट्ज)।

मौजूदा

प्रति इलेक्ट्रॉन से

विद्युत चुम्बकीय,

एफक्यूई(ई

0 },

कहां क्यू इ

इलेक्ट्रॉन आवेश; वी

इसकी गति;

चुम्बकीय भेद्यता

पर्यावरण;

चुंबकीय स्थिरांक.

दूसरे के सदिश गुणनफल के मापांक का अधिकतम मान

वी पर शब्द

एच, ध्यान में रखते हुए

0 एच2 =

0 ई2,

यह पता चला है

0 एन वे =

और ई

में प्रकाश की गति

क्रमशः पदार्थ और निर्वात में;

0 बिजली

स्थिर;

किसी पदार्थ का ढांकता हुआ स्थिरांक।

इसके अलावा, v >>ve, चूँकि पदार्थ में प्रकाश की गति v है

108 मीटर/सेकंड, एक गति

परमाणु वे में इलेक्ट्रॉन

106 मी/से. ह ज्ञात है कि

चक्रीय आवृत्ति; आरए

10 10

परमाणु आकार एक भूमिका निभाता है

एक परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन के मजबूर कंपन के आयाम।

इस तरह,

एफ ~ क्यूई ई, और मुख्य भूमिका वेक्टर द्वारा निभाई जाती है

ई के बजाय

वेक्टर एच. प्राप्त परिणाम प्रयोगात्मक डेटा के साथ अच्छे अनुरूप हैं। उदाहरण के लिए, वीनर के प्रयोगों में, फोटोग्राफिक इमल्शन के काले पड़ने का क्षेत्र

प्रकाश की क्रिया से विद्युत वेक्टर ई के एंटीनोड्स के साथ मेल खाता है।

7.3. अधिकतम और न्यूनतम हस्तक्षेप के लिए शर्तें

सुसंगत प्रकाश तरंगों के सुपरपोजिशन की घटना, जिसके परिणामस्वरूप अंतरिक्ष में कुछ बिंदुओं पर प्रकाश प्रवर्धन और दूसरों पर कमजोर होने का एक विकल्प देखा जाता है, प्रकाश हस्तक्षेप कहा जाता है।

एक आवश्यक शर्त प्रकाश हस्तक्षेप हैजुटना

मुड़ी हुई साइन तरंगें।

तरंगों को सुसंगत कहा जाता है यदि जोड़ी गई तरंगों का चरण अंतर समय के साथ नहीं बदलता है, अर्थात = स्थिरांक।

यह स्थिति मोनोक्रोमैटिक तरंगों से संतुष्ट होती है, अर्थात। लहर की

ई, मुड़े हुए विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र समान या समान दिशाओं में घटित हुए। इस मामले में, एक संयोग होना चाहिए

केवल सदिश E, लेकिन H भी, जो केवल तभी देखा जाएगा जब तरंगें एक ही सीधी रेखा के साथ फैलती हैं, अर्थात। समान रूप से ध्रुवीकृत हैं।

आइए अधिकतम और न्यूनतम हस्तक्षेप के लिए शर्तें खोजें।

ऐसा करने के लिए, समान आवृत्ति (1 = 2 =) की दो मोनोक्रोमैटिक, सुसंगत प्रकाश तरंगों को जोड़ने पर विचार करें, जिनमें समान आयाम (E01 = E02 = E0) हों, जो साइन के नियम के अनुसार निर्वात में एक दिशा में दोलन कर रही हों ( या कोसाइन), यानी

		E01 पाप(		01),
		E02 पाप(		02),
जहां r1, r2	स्रोत S1 और S2 से दूरी		स्क्रीन पर अवलोकन बिंदु तक;
01, 02	प्रारंभिक चरण; क =	तरंग संख्या.
01, 02	प्रारंभिक चरण; क =	तरंग संख्या.

सुपरपोजिशन के सिद्धांत के अनुसार (स्थापित) लियोनार्डो दा विंसी) परिणामी दोलन की तीव्रता सदिश जोड़ी गई तरंगों की तीव्रता सदिशों के ज्यामितीय योग के बराबर है, अर्थात।

ई2.

सरलता के लिए, हम मानते हैं कि मुड़ी हुई तरंगों के प्रारंभिक चरण

शून्य के बराबर हैं, यानी 01 =

02 = 0. निरपेक्ष मान में, हमारे पास है

ई = ई1 + ई2 =2ई0 पाप[

के(आर1

के(आर2

(7.16) में अभिव्यक्ति

आर1 ) एन =

ऑप्टिकल पथ अंतर

मुड़ने योग्य तरंगें; एन

माध्यम का निरपेक्ष अपवर्तनांक.

निर्वात के अलावा अन्य मीडिया के लिए, उदाहरण के लिए, पानी के लिए (n1, 1),

ग्लास (n2, 2), आदि। k = k1 n1;

के = के2 एन2 ;

1 एन1 ;

2एन2;

परिणामी तरंग का आयाम कहलाता है।

तरंग शक्ति का आयाम निर्धारित किया जाता है (एक इकाई तरंग अग्र सतह के लिए) पोयंटिंग वेक्टर, यानी मॉड्यूलो

0 ई 0 2 कॉस2 [

के(आर2

जहाँ П = с w,

0ई 2

बड़ा

घनत्व

विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र (वैक्यूम के लिए)

1), यानी पी = सी

0 ई2 .

यदि जे = पी

परिणामी तरंग की तीव्रता, और

ज0 = स

0 ई 0 2

इसकी अधिकतम तीव्रता को ध्यान में रखते हुए

(7.17) और (7.18) तीव्रता

परिणामी तरंग कानून के अनुसार बदल जाएगी

जे = 2जे0 (1+ कॉस)।

मुड़ी हुई तरंगों का चरण अंतर

और यह समय पर निर्भर नहीं करता कि कहां

2 = t kr2 +

1 = t kr1 +

हम सूत्र का उपयोग करके परिणामी तरंग का आयाम ज्ञात करते हैं

के(आर2

आर1 )एन =

दो संभावित मामले हैं:

1. अधिकतम स्थिति.

यदि जोड़ी गई तरंगों का चरण अंतर एक सम संख्या है


	1, 2, ..., तो परिणामी आयाम अधिकतम होगा,

	ई 02 ई 012 ई 022 2ई 01ई 02
	E0 = E01 + E02.
नतीजतन, तरंग आयाम जुड़ जाते हैं,		और यदि वे बराबर हैं
(E01 = E02)	परिणामी आयाम दोगुना हो जाता है।
परिणामी तीव्रता भी अधिकतम है:
	जेमैक्स = 4J0.

अमांगेलडिनोव मुस्तफा राखतोविच
विद्यार्थी
नज़रबायेव इंटेलेक्चुअल स्कूल मुस्तफ़ास्तु123@ जीमेल लगीं. कॉम

प्रकाशिकी। प्रकाशिकी का इतिहास। प्रकाशिकी के अनुप्रयोग।

प्रकाशिकी के विकास का इतिहास.

प्रकाशिकी प्रकाश की प्रकृति, प्रकाश घटना और पदार्थ के साथ प्रकाश की अंतःक्रिया का अध्ययन है। और इसका लगभग पूरा इतिहास उत्तर की खोज की कहानी है: प्रकाश क्या है?

प्रकाश के पहले सिद्धांतों में से एक, दृश्य किरणों का सिद्धांत, लगभग 400 ईसा पूर्व यूनानी दार्शनिक प्लेटो द्वारा सामने रखा गया था। इ। इस सिद्धांत ने माना कि आँख से किरणें निकलती हैं, जो वस्तुओं से मिलने पर उन्हें प्रकाशित करती हैं और आसपास की दुनिया का स्वरूप बनाती हैं। प्लेटो के विचारों को कई प्राचीन वैज्ञानिकों ने समर्थन दिया था और विशेष रूप से, यूक्लिड (तीसरी शताब्दी ईसा पूर्व) ने दृश्य किरणों के सिद्धांत के आधार पर, प्रकाश के प्रसार की सीधीता के सिद्धांत की स्थापना की और प्रतिबिंब के कानून की स्थापना की।

उन्हीं वर्षों के दौरान, निम्नलिखित तथ्यों की खोज की गई:

– प्रकाश प्रसार की सीधीता;

– प्रकाश परावर्तन की घटना और परावर्तन का नियम;

– प्रकाश अपवर्तन की घटना;

– अवतल दर्पण का फोकसिंग प्रभाव.

प्राचीन यूनानियों ने प्रकाशिकी की शाखा की नींव रखी, जिसे बाद में ज्यामितीय के रूप में जाना गया।

प्रकाशिकी पर सबसे दिलचस्प काम जो मध्य युग से हमारे पास आया है वह अरब वैज्ञानिक अल्हाज़ेन का काम है। उन्होंने दर्पणों से प्रकाश के परावर्तन, अपवर्तन की घटना और लेंस में प्रकाश के संचरण का अध्ययन किया। अल्गाज़ेन इस विचार को व्यक्त करने वाले पहले व्यक्ति थे कि प्रकाश के प्रसार की एक सीमित गति होती है। यह परिकल्पना प्रकाश की प्रकृति को समझने में एक प्रमुख कदम थी।

पुनर्जागरण के दौरान, कई अलग-अलग खोजें और आविष्कार किए गए; प्रायोगिक पद्धति को आसपास की दुनिया के अध्ययन और समझ के आधार के रूप में स्थापित किया जाने लगा।

अनेक प्रायोगिक तथ्यों के आधार पर, 17वीं शताब्दी के मध्य में, प्रकाश घटना की प्रकृति के बारे में दो परिकल्पनाएँ उत्पन्न हुईं:

– कणिका, जिसने माना कि प्रकाश चमकदार पिंडों द्वारा उच्च गति से उत्सर्जित कणों की एक धारा है;

– तरंग, जिसने तर्क दिया कि प्रकाश एक विशेष चमकदार माध्यम - ईथर - की अनुदैर्ध्य दोलन गति है - जो एक चमकदार शरीर के कणों के कंपन से उत्तेजित होती है।

प्रकाश के सिद्धांत का आज तक का संपूर्ण विकास इन परिकल्पनाओं के विकास और संघर्ष का इतिहास है, जिनके लेखक आई. न्यूटन और एच. ह्यूजेंस थे।

न्यूटन के कणिका सिद्धांत के मुख्य प्रावधान:

1) प्रकाश में पदार्थ के छोटे-छोटे कण होते हैं जो किसी चमकदार पिंड, जैसे जलती हुई मोमबत्ती, द्वारा सभी दिशाओं में सीधी रेखाओं या किरणों में उत्सर्जित होते हैं। यदि ये किरणें, कणिकाओं से मिलकर, हमारी आँखों में पड़ती हैं, तो हमें उनका स्रोत दिखाई देता है।

2) प्रकाश कणिकाओं के विभिन्न आकार होते हैं। सबसे बड़े कण, आंख में प्रवेश करते समय, लाल रंग की अनुभूति देते हैं, सबसे छोटे - बैंगनी।

3) सफेद रंग सभी रंगों का मिश्रण है: लाल, नारंगी, पीला, हरा, नीला, आसमानी, बैंगनी।

4) सतह से प्रकाश का परावर्तन पूर्ण लोचदार प्रभाव के नियम के अनुसार दीवार से कणिकाओं के परावर्तन के कारण होता है।

5) प्रकाश अपवर्तन की घटना को इस तथ्य से समझाया जाता है कि कणिकाएँ माध्यम के कणों द्वारा आकर्षित होती हैं। माध्यम जितना सघन होगा, आपतन कोण का अपवर्तन कोण उतना ही छोटा होगा।

6) 1666 में न्यूटन द्वारा खोजी गई प्रकाश फैलाव की घटना को उन्होंने इस प्रकार समझाया। सफेद रोशनी में हर रंग पहले से ही मौजूद होता है। सभी रंग अंतरग्रहीय अंतरिक्ष और वायुमंडल के माध्यम से एक साथ प्रसारित होते हैं और सफेद रोशनी का प्रभाव पैदा करते हैं। श्वेत प्रकाश - विभिन्न कणिकाओं का मिश्रण - एक प्रिज्म से गुजरने के बाद अपवर्तन से गुजरता है। यांत्रिक सिद्धांत के दृष्टिकोण से, अपवर्तन प्रकाश कणिकाओं पर कार्य करने वाले कांच के कणों के बल के कारण होता है। ये बल अलग-अलग कणिकाओं के लिए अलग-अलग होते हैं। वे बैंगनी रंग के लिए सबसे बड़े और लाल रंग के लिए सबसे छोटे हैं। प्रिज्म में कणिकाओं का पथ प्रत्येक रंग के लिए अलग-अलग अपवर्तित होगा, इसलिए सफेद जटिल किरण रंगीन घटक किरणों में विभाजित हो जाएगी।

7) न्यूटन ने दोहरे अपवर्तन को समझाने के तरीकों की रूपरेखा तैयार की, यह परिकल्पना करते हुए कि प्रकाश किरणों के "अलग-अलग पक्ष" होते हैं - एक विशेष गुण जो द्विअपवर्तक शरीर से गुजरते समय उनके अलग-अलग अपवर्तन को निर्धारित करता है।

न्यूटन के कणिका सिद्धांत ने उस समय ज्ञात कई प्रकाशीय घटनाओं की संतोषजनक व्याख्या की। इसके लेखक को वैज्ञानिक जगत में बहुत प्रतिष्ठा मिली और न्यूटन के सिद्धांत को जल्द ही सभी देशों में कई समर्थक मिल गए।

19वीं-20वीं शताब्दी में प्रकाश की प्रकृति पर विचार।

1801 में, टी. जंग ने एक प्रयोग किया जिसने दुनिया भर के वैज्ञानिकों को चकित कर दिया: एस - प्रकाश स्रोत; ई - स्क्रीन; बी और सी बहुत संकीर्ण स्लिट हैं, जो एक दूसरे से 1-2 मिमी की दूरी पर हैं।

न्यूटन के सिद्धांत के अनुसार, स्क्रीन पर दो प्रकाश धारियाँ दिखाई देनी चाहिए; वास्तव में, कई हल्की और गहरी धारियाँ दिखाई दीं, और एक प्रकाश रेखा P सीधे स्लिट B और C के बीच के अंतर के विपरीत दिखाई दी। अनुभव से पता चला है कि प्रकाश एक तरंग घटना है। जंग ने कण कंपन और कंपन की आवृत्ति के बारे में विचारों के साथ ह्यूजेन्स सिद्धांत विकसित किया। उन्होंने व्यतिकरण का सिद्धांत प्रतिपादित किया, जिसके आधार पर उन्होंने विवर्तन, व्यतिकरण और पतली प्लेटों के रंग की घटना की व्याख्या की।

फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी फ्रेस्नेल ने ह्यूजेन्स के तरंग गति के सिद्धांत और यंग के हस्तक्षेप के सिद्धांत को संयोजित किया। इस आधार पर उन्होंने विवर्तन का एक कठोर गणितीय सिद्धांत विकसित किया। फ़्रेज़नेल उस समय ज्ञात सभी ऑप्टिकल घटनाओं की व्याख्या करने में सक्षम थे।

फ़्रेज़नेल तरंग सिद्धांत के मूल सिद्धांत।

– प्रकाश ईथर में कंपन का उस गति से प्रसार है जहां ईथर की लोच का मापांक है, आर ईथर का घनत्व है;

– प्रकाश तरंगें अनुप्रस्थ होती हैं;

– प्रकाश ईथर में एक लोचदार-ठोस शरीर के गुण होते हैं और यह बिल्कुल असम्पीडित होता है।

एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाने पर ईथर की लोच नहीं बदलती, बल्कि उसका घनत्व बदल जाता है। किसी पदार्थ का सापेक्ष अपवर्तनांक।

तरंग प्रसार की दिशा के लंबवत सभी दिशाओं में अनुप्रस्थ कंपन एक साथ हो सकते हैं।

फ्रेस्नेल के काम को वैज्ञानिकों से मान्यता मिली है। जल्द ही प्रकाश की तरंग प्रकृति की पुष्टि करने वाले कई प्रयोगात्मक और सैद्धांतिक कार्य सामने आए।

19वीं शताब्दी के मध्य में, ऑप्टिकल और विद्युत घटनाओं के बीच संबंध का संकेत देने वाले तथ्यों की खोज शुरू हुई। 1846 में, एम. फैराडे ने चुंबकीय क्षेत्र में रखे गए पिंडों में प्रकाश के ध्रुवीकरण के विमानों के घूर्णन का अवलोकन किया। फैराडे ने ईथर में विशिष्ट सुपरइम्पोजिशन के रूप में विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र की अवधारणा पेश की। एक नया "विद्युत चुम्बकीय ईथर" सामने आया है। इन विचारों की ओर ध्यान आकर्षित करने वाले पहले व्यक्ति अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी मैक्सवेल थे। उन्होंने इन विचारों को विकसित किया और विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का एक सिद्धांत बनाया।

प्रकाश के विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत ने ह्यूजेन्स-यंग-फ़्रेज़नेल के यांत्रिक सिद्धांत को पार नहीं किया, बल्कि इसे एक नए स्तर पर ला खड़ा किया। 1900 में, जर्मन भौतिक विज्ञानी प्लैंक ने विकिरण की क्वांटम प्रकृति के बारे में एक परिकल्पना सामने रखी। इसका सार इस प्रकार था:

– प्रकाश उत्सर्जन प्रकृति में असतत है;

– अवशोषण अलग-अलग हिस्सों, क्वांटा में भी होता है।

प्रत्येक क्वांटम की ऊर्जा को सूत्र द्वारा दर्शाया जाता हैइ=ह्न , कहाँएच प्लैंक स्थिरांक है, और n प्रकाश की आवृत्ति है।

प्लैंक के पांच साल बाद, फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव पर जर्मन भौतिक विज्ञानी आइंस्टीन का काम प्रकाशित हुआ। आइंस्टीन का मानना था:

– वह प्रकाश जिसने अभी तक पदार्थ के साथ संपर्क नहीं किया है, उसकी संरचना दानेदार होती है;

– असतत प्रकाश विकिरण का संरचनात्मक तत्व फोटॉन है।

1913 में, डेनिश भौतिक विज्ञानी एन. बोह्र ने परमाणु का सिद्धांत प्रकाशित किया, जिसमें उन्होंने क्वांटा के प्लैंक-आइंस्टीन सिद्धांत को परमाणु की परमाणु संरचना की तस्वीर के साथ जोड़ा।

इस प्रकार, प्रकाश का एक नया क्वांटम सिद्धांत सामने आया, जो न्यूटन के कणिका सिद्धांत के आधार पर पैदा हुआ। एक क्वांटम एक कणिका के रूप में कार्य करता है।

बुनियादी प्रावधान.

– प्रकाश अलग-अलग हिस्सों - क्वांटा - में उत्सर्जित, प्रसारित और अवशोषित होता है।

– प्रकाश की एक मात्रा - एक फोटॉन तरंग की आवृत्ति के आनुपातिक ऊर्जा वहन करता है जिसके साथ इसे विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत द्वारा वर्णित किया गया हैइ=ह्न .

– एक फोटॉन में द्रव्यमान (), संवेग और कोणीय संवेग () होता है।

– एक फोटॉन, एक कण के रूप में, केवल गति में मौजूद होता है जिसकी गति किसी दिए गए माध्यम में प्रकाश प्रसार की गति होती है।

– उन सभी अंतःक्रियाओं के लिए जिनमें एक फोटॉन भाग लेता है, ऊर्जा और संवेग के संरक्षण के सामान्य नियम मान्य हैं।

– किसी परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन केवल कुछ असतत स्थिर स्थिर अवस्थाओं में ही हो सकता है। स्थिर अवस्था में होने के कारण परमाणु ऊर्जा उत्सर्जित नहीं करता है।

– एक स्थिर अवस्था से दूसरी अवस्था में संक्रमण करते समय, एक परमाणु एक आवृत्ति (जहाँ) के साथ एक फोटॉन उत्सर्जित (अवशोषित) करता हैइ 1 औरइ 2 - प्रारंभिक और अंतिम अवस्था की ऊर्जा)।

क्वांटम सिद्धांत के उद्भव के साथ, यह स्पष्ट हो गया कि कणिका और तरंग गुण केवल दो पहलू हैं, प्रकाश के सार की दो परस्पर संबंधित अभिव्यक्तियाँ हैं। वे पदार्थ की विसंगति और निरंतरता की द्वंद्वात्मक एकता को प्रतिबिंबित नहीं करते हैं, जो तरंग और कणिका गुणों की एक साथ अभिव्यक्ति में व्यक्त होती है। एक ही विकिरण प्रक्रिया को अंतरिक्ष और समय में फैलने वाली तरंगों के लिए गणितीय उपकरण का उपयोग करके और किसी दिए गए स्थान और किसी निश्चित समय पर कणों की उपस्थिति की भविष्यवाणी करने के लिए सांख्यिकीय तरीकों का उपयोग करके वर्णित किया जा सकता है। इन दोनों मॉडलों का उपयोग एक साथ किया जा सकता है, और स्थितियों के आधार पर, उनमें से एक को प्राथमिकता दी जाती है।

प्रकाशिकी के क्षेत्र में हाल के वर्षों में उपलब्धियाँ क्वांटम भौतिकी और तरंग प्रकाशिकी दोनों के विकास के कारण संभव हुईं। आजकल, प्रकाश का सिद्धांत लगातार विकसित हो रहा है।

प्रकाश और ज्यामितीय प्रकाशिकी के तरंग गुण।

प्रकाशिकी भौतिकी की एक शाखा है जो प्रकाश के गुणों और भौतिक प्रकृति के साथ-साथ पदार्थ के साथ उसकी अंतःक्रिया का अध्ययन करती है।

सबसे सरल ऑप्टिकल घटनाएं, जैसे छाया की उपस्थिति और ऑप्टिकल उपकरणों में छवियों का उत्पादन, ज्यामितीय प्रकाशिकी के ढांचे के भीतर समझा जा सकता है, जो व्यक्तिगत प्रकाश किरणों की अवधारणा से संचालित होता है जो अपवर्तन और प्रतिबिंब के ज्ञात नियमों का पालन करते हैं और हैं एक दूसरे से स्वतंत्र. अधिक जटिल घटनाओं को समझने के लिए भौतिक प्रकाशिकी की आवश्यकता होती है, जो इन घटनाओं को प्रकाश की भौतिक प्रकृति के संबंध में मानता है। भौतिक प्रकाशिकी ज्यामितीय प्रकाशिकी के सभी नियमों को प्राप्त करना और उनकी प्रयोज्यता की सीमा स्थापित करना संभव बनाती है। इन सीमाओं के ज्ञान के बिना, ज्यामितीय प्रकाशिकी के नियमों का औपचारिक अनुप्रयोग, विशिष्ट मामलों में, देखे गए घटनाओं के विपरीत परिणाम दे सकता है। इसलिए, कोई स्वयं को ज्यामितीय प्रकाशिकी के औपचारिक निर्माण तक सीमित नहीं रख सकता है, बल्कि इसे भौतिक प्रकाशिकी की एक शाखा के रूप में देखना चाहिए।

प्रकाश किरण की अवधारणा को एक सजातीय माध्यम में एक वास्तविक प्रकाश किरण पर विचार करके प्राप्त किया जा सकता है, जिसमें से एक डायाफ्राम का उपयोग करके एक संकीर्ण समानांतर किरण को अलग किया जाता है। इन छिद्रों का व्यास जितना छोटा होगा, पृथक किरण उतनी ही संकरी होगी और सीमा में, इच्छानुसार छोटे छिद्रों तक जाने पर ऐसा प्रतीत होगा कि एक सीधी रेखा के रूप में प्रकाश किरण प्राप्त की जा सकती है। लेकिन विवर्तन की घटना के कारण मनमाने ढंग से संकीर्ण किरण (बीम) को अलग करने की ऐसी प्रक्रिया असंभव है। व्यास D के डायाफ्राम से होकर गुजरने वाली वास्तविक प्रकाश किरण का अपरिहार्य कोणीय विस्तार विवर्तन कोण j द्वारा निर्धारित होता है~एल/डी . केवल सीमित मामले में, जब l = 0, तो ऐसा विस्तार नहीं होगा, और कोई किरण को एक ज्यामितीय रेखा के रूप में बोल सकता है, जिसकी दिशा प्रकाश ऊर्जा के प्रसार की दिशा निर्धारित करती है।

इस प्रकार, एक प्रकाश किरण एक अमूर्त गणितीय अवधारणा है, और ज्यामितीय प्रकाशिकी एक अनुमानित सीमित मामला है जिसमें तरंग प्रकाशिकी तब जाती है जब प्रकाश की तरंग दैर्ध्य शून्य हो जाती है।

एक ऑप्टिकल प्रणाली के रूप में आँख.

मानव दृष्टि का अंग आंखें हैं, जो कई मायनों में एक बहुत ही उन्नत ऑप्टिकल प्रणाली का प्रतिनिधित्व करती हैं।

सामान्य तौर पर, मानव आँख एक गोलाकार पिंड होती है जिसका व्यास लगभग 2.5 सेमी होता है, जिसे नेत्रगोलक कहा जाता है (चित्र 5)। आंख की अपारदर्शी और टिकाऊ बाहरी परत को श्वेतपटल कहा जाता है, और इसके पारदर्शी और अधिक उत्तल अग्र भाग को कॉर्निया कहा जाता है। अंदर की तरफ, श्वेतपटल एक कोरॉइड से ढका होता है, जिसमें रक्त वाहिकाएं होती हैं जो आंख को आपूर्ति करती हैं। कॉर्निया के विपरीत, कोरॉइड परितारिका में गुजरता है, जो अलग-अलग लोगों में अलग-अलग रंग का होता है, जो एक पारदर्शी पानी के द्रव्यमान वाले कक्ष द्वारा कॉर्निया से अलग होता है।

परितारिका में एक गोल छेद होता है जिसे पुतली कहा जाता है, जिसका व्यास अलग-अलग हो सकता है। इस प्रकार, परितारिका एक डायाफ्राम की भूमिका निभाती है, जो आंख तक प्रकाश की पहुंच को नियंत्रित करती है। तेज रोशनी में पुतली छोटी हो जाती है और कम रोशनी में बड़ी हो जाती है। परितारिका के पीछे नेत्रगोलक के अंदर लेंस होता है, जो एक पारदर्शी पदार्थ से बना एक उभयलिंगी लेंस होता है जिसका अपवर्तनांक लगभग 1.4 होता है। लेंस एक रिंग मांसपेशी से घिरा हुआ है, जो इसकी सतहों की वक्रता को बदल सकता है, और इसलिए इसकी ऑप्टिकल शक्ति को बदल सकता है।

आंख के अंदर का कोरॉइड प्रकाश संवेदनशील तंत्रिका की शाखाओं से ढका होता है, विशेष रूप से पुतली के सामने घना होता है। ये शाखाएं रेटिना का निर्माण करती हैं, जिस पर आंख की ऑप्टिकल प्रणाली द्वारा बनाई गई वस्तुओं की वास्तविक छवि प्राप्त होती है। रेटिना और लेंस के बीच का स्थान एक पारदर्शी कांच के शरीर से भरा होता है, जिसमें एक जिलेटिनस संरचना होती है। रेटिना पर वस्तुओं का प्रतिबिम्ब उल्टा बनता है। हालाँकि, मस्तिष्क की गतिविधि, जो प्रकाश संवेदनशील तंत्रिका से संकेत प्राप्त करती है, हमें सभी वस्तुओं को प्राकृतिक स्थिति में देखने की अनुमति देती है।

जब आंख की रिंग मांसपेशी शिथिल हो जाती है, तो दूर की वस्तुओं की छवि रेटिना पर प्राप्त होती है। सामान्य तौर पर, आंख की संरचना ऐसी होती है कि कोई व्यक्ति आंख से 6 मीटर से अधिक करीब स्थित वस्तुओं को बिना तनाव के देख सकता है। इस मामले में, निकट की वस्तुओं की छवि रेटिना के पीछे प्राप्त होती है। ऐसी वस्तु की स्पष्ट छवि प्राप्त करने के लिए, कुंडलाकार मांसपेशी लेंस को तब तक अधिक से अधिक दबाती है जब तक कि वस्तु की छवि रेटिना पर दिखाई न दे, और फिर लेंस को संपीड़ित अवस्था में रखती है।

इस प्रकार, कुंडलाकार मांसपेशी की मदद से लेंस की ऑप्टिकल शक्ति को बदलकर मानव आंख का "फोकस" किया जाता है। आंख की ऑप्टिकल प्रणाली की इससे अलग-अलग दूरी पर स्थित वस्तुओं की स्पष्ट छवियां बनाने की क्षमता होती है। आवास कहा जाता है (लैटिन "आवास" से - अनुकूलन)। बहुत दूर की वस्तुओं को देखने पर समानांतर किरणें आंख में प्रवेश करती हैं। इस मामले में, आंख को अनंत तक समायोजित कहा जाता है।

आँख का आवास अनंत नहीं है। कुंडलाकार मांसपेशी की मदद से आंख की ऑप्टिकल शक्ति 12 डायोप्टर से अधिक नहीं बढ़ सकती है। अधिक देर तक निकट की वस्तुओं को देखने पर आँख थक जाती है और वलयाकार मांसपेशी शिथिल होने लगती है तथा वस्तु की छवि धुंधली हो जाती है।

मानव आँखें हमें न केवल दिन के उजाले में वस्तुओं को स्पष्ट रूप से देखने की अनुमति देती हैं। रेटिना पर प्रकाश संवेदनशील तंत्रिका के अंत की जलन की अलग-अलग डिग्री के अनुकूल होने की आंख की क्षमता, यानी। प्रेक्षित वस्तुओं की चमक की अलग-अलग डिग्री को अनुकूलन कहा जाता है।

एक निश्चित बिंदु पर आँखों की दृश्य अक्षों के अभिसरण को अभिसरण कहा जाता है। जब वस्तुएं किसी व्यक्ति से काफी दूरी पर स्थित होती हैं, तो आंखों को एक वस्तु से दूसरी वस्तु पर ले जाने पर, आंखों की धुरी व्यावहारिक रूप से नहीं बदलती है, और व्यक्ति वस्तु की स्थिति को सही ढंग से निर्धारित करने की क्षमता खो देता है। जब वस्तुएं बहुत दूर होती हैं, तो आंखों की धुरी समानांतर होती है, और व्यक्ति यह भी निर्धारित नहीं कर सकता कि वह जिस वस्तु को देख रहा है वह घूम रही है या नहीं। कुंडलाकार मांसपेशी का बल, जो किसी व्यक्ति के करीब स्थित वस्तुओं को देखते समय लेंस को संपीड़ित करता है, शरीर की स्थिति निर्धारित करने में भी एक निश्चित भूमिका निभाता है।

स्पेक्ट्रोस्कोप.

स्पेक्ट्रा का निरीक्षण करने के लिए स्पेक्ट्रोस्कोप का उपयोग किया जाता है।

सबसे आम प्रिज्मीय स्पेक्ट्रोस्कोप में दो ट्यूब होते हैं, जिनके बीच एक त्रिकोणीय प्रिज्म रखा जाता है।

पाइप ए में, जिसे कोलिमेटर कहा जाता है, एक संकीर्ण भट्ठा होता है, जिसकी चौड़ाई को स्क्रू घुमाकर समायोजित किया जा सकता है। स्लिट के सामने एक प्रकाश स्रोत रखा गया है, जिसके स्पेक्ट्रम की जांच की जानी चाहिए। स्लिट कोलिमेटर के तल में स्थित होता है, और इसलिए कोलिमेटर से प्रकाश किरणें एक समानांतर किरण के रूप में बाहर निकलती हैं। प्रिज्म से गुजरने के बाद, प्रकाश किरणें ट्यूब बी में निर्देशित होती हैं, जिसके माध्यम से स्पेक्ट्रम का अवलोकन किया जाता है। यदि एक स्पेक्ट्रोस्कोप माप के लिए अभिप्रेत है, तो विभाजनों के साथ एक पैमाने की छवि को एक विशेष उपकरण का उपयोग करके स्पेक्ट्रम की छवि पर लगाया जाता है, जो आपको स्पेक्ट्रम में रंग रेखाओं की स्थिति को सटीक रूप से निर्धारित करने की अनुमति देता है।

ऑप्टिकल मापने का उपकरण।

एक ऑप्टिकल मापने वाला उपकरण एक मापने वाला उपकरण है जिसमें एक ऑप्टिकल ऑपरेटिंग सिद्धांत के साथ एक उपकरण का उपयोग करके दृष्टि (हेयरलाइन, क्रॉसहेयर इत्यादि के साथ नियंत्रित वस्तु की सीमाओं का संरेखण) या आकार निर्धारण किया जाता है। ऑप्टिकल माप उपकरणों के तीन समूह हैं: ऑप्टिकल दृष्टि सिद्धांत वाले उपकरण और आंदोलन की रिपोर्टिंग के लिए एक यांत्रिक विधि; ऑप्टिकल दृष्टि और गति रिपोर्टिंग वाले उपकरण; ऐसे उपकरण जिनका मापने वाले उपकरण के साथ यांत्रिक संपर्क होता है, संपर्क बिंदुओं की गति को निर्धारित करने के लिए एक ऑप्टिकल विधि के साथ।

व्यापक रूप से प्रचलित होने वाले पहले उपकरण जटिल आकृति और छोटे आकार वाले भागों को मापने और निगरानी करने के लिए प्रोजेक्टर थे।

सबसे आम दूसरा उपकरण एक सार्वभौमिक मापने वाला माइक्रोस्कोप है, जिसमें मापा जाने वाला भाग एक अनुदैर्ध्य गाड़ी पर चलता है, और हेड माइक्रोस्कोप एक अनुप्रस्थ गाड़ी पर चलता है।

तीसरे समूह के उपकरणों का उपयोग माप या पैमाने के साथ मापी गई रैखिक मात्राओं की तुलना करने के लिए किया जाता है। वे आम तौर पर सामान्य नाम तुलनित्र के अंतर्गत संयुक्त होते हैं। उपकरणों के इस समूह में एक ऑप्टीमीटर (ऑप्टिकेटर, मापने की मशीन, संपर्क इंटरफेरोमीटर, ऑप्टिकल रेंज फाइंडर, आदि) शामिल है।

जियोडेसी (स्तर, थियोडोलाइट, आदि) में ऑप्टिकल माप उपकरण भी व्यापक हैं।

थियोडोलाइट भूगणितीय कार्य, स्थलाकृतिक और सर्वेक्षण, निर्माण आदि के दौरान दिशाओं को निर्धारित करने और क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर कोणों को मापने के लिए एक भूगणितीय उपकरण है।

स्तर - पृथ्वी की सतह पर बिंदुओं की ऊंचाई मापने के लिए एक भूगणितीय उपकरण - समतल करना, साथ ही स्थापना आदि के दौरान क्षैतिज दिशाएँ निर्धारित करना। काम करता है.

नेविगेशन में, एक सेक्स्टेंट का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है - पर्यवेक्षक के स्थान के निर्देशांक निर्धारित करने के लिए क्षितिज के ऊपर आकाशीय पिंडों की ऊंचाई या दृश्य वस्तुओं के बीच के कोण को मापने के लिए एक गोनियोमेट्रिक दर्पण-प्रतिबिंबित उपकरण। सेक्स्टेंट की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता पर्यवेक्षक के दृश्य क्षेत्र में दो वस्तुओं को एक साथ जोड़ने की क्षमता है, जिसके बीच का कोण मापा जाता है, जो सेक्स्टेंट को सटीकता में उल्लेखनीय कमी के बिना हवाई जहाज या जहाज पर उपयोग करने की अनुमति देता है, पिचिंग के दौरान भी.

नए प्रकार के ऑप्टिकल माप उपकरणों के विकास में एक आशाजनक दिशा उन्हें इलेक्ट्रॉनिक रीडिंग उपकरणों से लैस करना है जो पढ़ने और देखने आदि को सरल बनाना संभव बनाते हैं।

निष्कर्ष।

प्रकाशिकी का व्यावहारिक महत्व और ज्ञान की अन्य शाखाओं पर इसका प्रभाव अत्यंत महान है। दूरबीन और स्पेक्ट्रोस्कोप के आविष्कार ने मनुष्य के लिए विशाल ब्रह्मांड में होने वाली घटनाओं की सबसे आश्चर्यजनक और समृद्ध दुनिया खोल दी। सूक्ष्मदर्शी के आविष्कार ने जीव विज्ञान में क्रांति ला दी। फ़ोटोग्राफ़ी ने विज्ञान की लगभग सभी शाखाओं में मदद की है और कर रही है। वैज्ञानिक उपकरणों के सबसे महत्वपूर्ण तत्वों में से एक लेंस है। इसके बिना सूक्ष्मदर्शी, दूरबीन, स्पेक्ट्रोस्कोप, कैमरा, सिनेमा, टेलीविजन आदि नहीं होते। कोई चश्मा नहीं होगा, और 50 से अधिक उम्र के कई लोग पढ़ने और कई काम करने में असमर्थ होंगे जिनके लिए दृष्टि की आवश्यकता होती है।

भौतिक प्रकाशिकी द्वारा अध्ययन की गई घटनाओं की सीमा बहुत व्यापक है। ऑप्टिकल घटनाएँ भौतिकी की अन्य शाखाओं में अध्ययन की गई घटनाओं से निकटता से संबंधित हैं, और ऑप्टिकल अनुसंधान विधियाँ सबसे सूक्ष्म और सटीक हैं। इसलिए, यह आश्चर्य की बात नहीं है कि प्रकाशिकी ने लंबे समय तक कई मौलिक अध्ययनों और बुनियादी भौतिक विचारों के विकास में अग्रणी भूमिका निभाई है। इतना कहना पर्याप्त है कि पिछली शताब्दी के दोनों मुख्य भौतिक सिद्धांत - सापेक्षता का सिद्धांत और क्वांटम का सिद्धांत - ऑप्टिकल अनुसंधान के आधार पर काफी हद तक उत्पन्न और विकसित हुए। लेज़रों के आविष्कार ने न केवल प्रकाशिकी में, बल्कि विज्ञान और प्रौद्योगिकी की विभिन्न शाखाओं में इसके अनुप्रयोगों में भी नई संभावनाएं खोली हैं।

ग्रंथ सूची. आर्टसीबीशेव एस.ए. भौतिकी - एम.: मेडगिज़, 1950।

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सिवुखिन डी.वी. भौतिकी में सामान्य पाठ्यक्रम: प्रकाशिकी - एम.: नौका, 1980।

- प्रकाशिकी के विकास का इतिहास.

- न्यूटन के कणिका सिद्धांत के मूल प्रावधान।

- ह्यूजेन्स तरंग सिद्धांत के मूल प्रावधान।

- प्रकाश की प्रकृति पर विचार उन्नीसवीं – XX सदियों.

- प्रकाशिकी के मूल सिद्धांत।

- प्रकाश और ज्यामितीय प्रकाशिकी के तरंग गुण।

- एक ऑप्टिकल प्रणाली के रूप में आँख.

- स्पेक्ट्रोस्कोप.

- ऑप्टिकल मापने का उपकरण।

- निष्कर्ष।

- प्रयुक्त साहित्य की सूची.

प्रकाशिकी के विकास का इतिहास.

उन्हीं वर्षों के दौरान, निम्नलिखित तथ्यों की खोज की गई:

- प्रकाश प्रसार की सीधीता;

- प्रकाश परावर्तन की घटना और परावर्तन का नियम;

– प्रकाश अपवर्तन की घटना;

- अवतल दर्पण का फोकसिंग प्रभाव।

प्रकाश की प्रकृति को समझने की दिशा में कदम.

- कणिका, जिसने माना कि प्रकाश चमकदार पिंडों द्वारा उच्च गति से उत्सर्जित कणों की एक धारा है;

- तरंग, जिसने तर्क दिया कि प्रकाश एक विशेष चमकदार माध्यम की अनुदैर्ध्य दोलन गति है - ईथर - एक चमकदार शरीर के कणों के कंपन से उत्तेजित होता है।

न्यूटन के कणिका सिद्धांत के मुख्य प्रावधान:

1) प्रकाश में पदार्थ के छोटे-छोटे कण होते हैं जो किसी चमकदार पिंड, जैसे जलती हुई मोमबत्ती, द्वारा सभी दिशाओं में सीधी रेखाओं या किरणों में उत्सर्जित होते हैं। यदि कणिकाओं से बनी ये किरणें हमारी आंख में पड़ती हैं, तो हमें उनका स्रोत दिखाई देता है (चित्र 1)।

3) सफेद रंग सभी रंगों का मिश्रण है: लाल, नारंगी, पीला, हरा, नीला, आसमानी, बैंगनी।

4) सतह से प्रकाश का परावर्तन पूर्ण लोचदार प्रभाव के नियम के अनुसार दीवार से कणिकाओं के परावर्तन के कारण होता है (चित्र 2)।

7) न्यूटन ने दोहरे अपवर्तन को समझाने के तरीकों की रूपरेखा तैयार की, यह परिकल्पना करते हुए कि प्रकाश किरणों के "अलग-अलग पक्ष" होते हैं - एक विशेष गुण जो द्विअपवर्तक शरीर से गुजरते समय उनके अपवर्तन में भिन्न होने का कारण बनता है।

ह्यूजेन्स के प्रकाश के तरंग सिद्धांत के मूल सिद्धांत।

1) प्रकाश ईथर में लोचदार आवधिक आवेगों का प्रसार है। ये आवेग अनुदैर्ध्य होते हैं और हवा में ध्वनि आवेगों के समान होते हैं।

2) ईथर एक काल्पनिक माध्यम है जो आकाशीय स्थान और पिंडों के कणों के बीच के अंतराल को भरता है। यह भारहीन है, सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम का पालन नहीं करता है और इसमें अत्यधिक लोच है।

3) ईथर कंपन के प्रसार का सिद्धांत ऐसा है कि इसका प्रत्येक बिंदु, जिस तक उत्तेजना पहुंचती है, द्वितीयक तरंगों का केंद्र है। ये तरंगें कमजोर होती हैं, और प्रभाव केवल वहीं देखा जाता है जहां उनका आवरण गुजरता है

सतह-तरंग अग्रभाग (ह्यूजेन्स सिद्धांत) (चित्र 3)।

स्रोत से सीधे आने वाली प्रकाश तरंगें दृष्टि की अनुभूति का कारण बनती हैं।

ह्यूजेंस के सिद्धांत में एक बहुत ही महत्वपूर्ण बिंदु यह धारणा थी कि प्रकाश प्रसार की गति सीमित है। अपने सिद्धांत का उपयोग करते हुए, वैज्ञानिक ज्यामितीय प्रकाशिकी की कई घटनाओं को समझाने में सक्षम थे:

- प्रकाश परावर्तन की घटना और उसके नियम;

- प्रकाश अपवर्तन की घटना और उसके नियम;

- पूर्ण आंतरिक प्रतिबिंब की घटना;

- दोहरे अपवर्तन की घटना;

– प्रकाश किरणों की स्वतंत्रता का सिद्धांत।

ह्यूजेंस के सिद्धांत ने एक माध्यम के अपवर्तनांक के लिए निम्नलिखित अभिव्यक्ति दी:

सूत्र से यह स्पष्ट है कि प्रकाश की गति माध्यम के निरपेक्ष मान पर व्युत्क्रमानुपाती रूप से निर्भर होनी चाहिए। यह निष्कर्ष न्यूटन के सिद्धांत से निकले निष्कर्ष के विपरीत था। 17वीं शताब्दी में प्रायोगिक प्रौद्योगिकी के निम्न स्तर के कारण यह स्थापित करना असंभव हो गया कि कौन सा सिद्धांत सही था।

कई लोगों ने ह्यूजेन्स के तरंग सिद्धांत पर संदेह किया, लेकिन प्रकाश की प्रकृति पर तरंग विचारों के कुछ समर्थकों में एम. लोमोनोसोव और एल. यूलर थे। इन वैज्ञानिकों के शोध के साथ, ह्यूजेंस का सिद्धांत तरंगों के सिद्धांत के रूप में आकार लेने लगा, न कि केवल ईथर में फैलने वाले एपेरियोडिक दोलनों के रूप में।

प्रकाश की प्रकृति पर विचार उन्नीसवीं - XX सदियों.

1801 में, टी. जंग ने एक प्रयोग किया जिसने दुनिया भर के वैज्ञानिकों को चकित कर दिया (चित्र 4)

एस - प्रकाश स्रोत;

ई - स्क्रीन;

बी और सी बहुत संकीर्ण स्लिट हैं, जो एक दूसरे से 1-2 मिमी की दूरी पर हैं।

फ़्रेज़नेल तरंग सिद्धांत के मूल सिद्धांत।

- प्रकाश - ईथर में कंपन का उस गति से प्रसार जहां ईथर की लोच का मापांक है, आर– ईथर घनत्व;

– प्रकाश तरंगें अनुप्रस्थ होती हैं;

- प्रकाश ईथर में एक लोचदार-ठोस शरीर के गुण होते हैं और यह बिल्कुल असम्पीडित होता है।

- प्रकाश उत्सर्जन प्रकृति में अलग है;

- अवशोषण अलग-अलग हिस्सों, क्वांटा में भी होता है।

प्रत्येक क्वांटम की ऊर्जा को सूत्र द्वारा दर्शाया जाता है इ = एच एन, कहाँ एचप्लैंक स्थिरांक है, और एनप्रकाश की आवृत्ति है.

- प्रकाश जिसने अभी तक पदार्थ के साथ संपर्क नहीं किया है, उसकी संरचना दानेदार होती है;

- असतत प्रकाश विकिरण का संरचनात्मक तत्व एक फोटॉन है।

बुनियादी प्रावधान.

- प्रकाश अलग-अलग हिस्सों में उत्सर्जित, प्रसारित और अवशोषित होता है - क्वांटा।

- प्रकाश की मात्रा - एक फोटॉन तरंग की आवृत्ति के आनुपातिक ऊर्जा वहन करता है जिसके साथ इसे विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत द्वारा वर्णित किया गया है इ = एच एन .

– एक फोटॉन में द्रव्यमान (), संवेग और कोणीय संवेग () होता है।

- एक फोटॉन, एक कण के रूप में, केवल गति में मौजूद होता है जिसकी गति किसी दिए गए माध्यम में प्रकाश प्रसार की गति होती है।

- उन सभी अंतःक्रियाओं के लिए जिनमें एक फोटॉन भाग लेता है, ऊर्जा और संवेग के संरक्षण के सामान्य नियम मान्य हैं।

- किसी परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन केवल कुछ असतत स्थिर स्थिर अवस्थाओं में ही हो सकता है। स्थिर अवस्था में होने के कारण परमाणु ऊर्जा उत्सर्जित नहीं करता है।

- एक स्थिर अवस्था से दूसरे में संक्रमण करते समय, एक परमाणु एक आवृत्ति के साथ एक फोटॉन उत्सर्जित (अवशोषित) करता है (जहां) ई 1और ई2- प्रारंभिक और अंतिम अवस्था की ऊर्जा)।

प्रकाश किरण की अवधारणा को एक सजातीय माध्यम में एक वास्तविक प्रकाश किरण पर विचार करके प्राप्त किया जा सकता है, जिसमें से एक डायाफ्राम का उपयोग करके एक संकीर्ण समानांतर किरण को अलग किया जाता है। इन छिद्रों का व्यास जितना छोटा होगा, पृथक किरण उतनी ही संकरी होगी और सीमा में, इच्छानुसार छोटे छिद्रों तक जाने पर ऐसा प्रतीत होगा कि एक सीधी रेखा के रूप में प्रकाश किरण प्राप्त की जा सकती है। लेकिन विवर्तन की घटना के कारण मनमाने ढंग से संकीर्ण किरण (बीम) को अलग करने की ऐसी प्रक्रिया असंभव है। व्यास D के एक डायाफ्राम से होकर गुजरने वाली वास्तविक प्रकाश किरण का अपरिहार्य कोणीय विस्तार विवर्तन कोण द्वारा निर्धारित होता है जे ~ एल / डी. केवल चरम स्थिति में जब एल=0, ऐसा विस्तार नहीं होगा, और कोई किरण को एक ज्यामितीय रेखा के रूप में बोल सकता है, जिसकी दिशा प्रकाश ऊर्जा के प्रसार की दिशा निर्धारित करती है।

एक ऑप्टिकल प्रणाली के रूप में आँख.

इस प्रकार, कुंडलाकार मांसपेशी का उपयोग करके लेंस की ऑप्टिकल शक्ति को बदलकर मानव आंख का "फोकस" किया जाता है। आँख की ऑप्टिकल प्रणाली की अलग-अलग दूरी पर स्थित वस्तुओं की अलग-अलग छवियां बनाने की क्षमता को आवास कहा जाता है (लैटिन "आवास" से - अनुकूलन)। बहुत दूर की वस्तुओं को देखने पर समानांतर किरणें आंख में प्रवेश करती हैं। इस मामले में, आंख को अनंत तक समायोजित कहा जाता है।

श्रेणी ओस्कोप.

स्पेक्ट्रा का निरीक्षण करने के लिए स्पेक्ट्रोस्कोप का उपयोग किया जाता है।

सबसे आम प्रिज्मीय स्पेक्ट्रोस्कोप में दो ट्यूब होते हैं, जिनके बीच एक त्रिकोणीय प्रिज्म रखा जाता है (चित्र 7)।

जियोडेसी (स्तर, थियोडोलाइट, आदि) में ऑप्टिकल माप उपकरण भी व्यापक हैं।

निष्कर्ष।

मास्को शिक्षा समिति

विश्व ओ आर टी

मॉस्को टेक्नोलॉजिकल कॉलेज

प्राकृतिक विज्ञान विभाग

भौतिकी में अंतिम कार्य

विषय पर :

समूह 14 के छात्र द्वारा प्रस्तुत: रियाज़न्त्सेवा ओक्साना

शिक्षक: ग्रुज़देवा एल.एन.

- आर्टसीबीशेव एस.ए. भौतिकी - एम.: मेडगिज़, 1950।

- ज़दानोव एल.एस. ज़दानोव जी.एल. माध्यमिक शैक्षणिक संस्थानों के लिए भौतिकी - एम.: नौका, 1981।

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- सिवुखिन डी.वी. भौतिकी में सामान्य पाठ्यक्रम: प्रकाशिकी - एम.: नौका, 1980।