प्रकाश–
प्रकाश या दृश्य प्रकाश विद्युतचुंबकीय विकिरण है जिसे मानव आंखों द्वारा देखा जा सकता है। दृश्यमान प्रकाश को आमतौर पर 400-700 नैनोमीटर (एनएम) की सीमा में तरंग दैर्ध्य के रूप में परिभाषित किया जाता है, जो कि अवरक्त (लंबी तरंग दैर्ध्य के साथ) और पराबैंगनी (कम तरंग दैर्ध्य के साथ ) के बीच 750-420 टेराहर्ट्ज़ की आवृत्तियों के अनुरूप होता है।
भौतिकी में, शब्द “प्रकाश” किसी भी तरंग दैर्ध्य के विद्युत चुम्बकीय विकिरण को अधिक व्यापक रूप से संदर्भित कर सकता है, चाहे वह दृश्यमान हो या नहीं। इस अर्थ में, गामा किरणें, एक्स-रे, माइक्रोवेव और रेडियो तरंगें भी प्रकाश हैं। प्रकाश के प्राथमिक गुण तीव्रता, प्रसार दिशा, आवृत्ति या तरंग दैर्ध्य स्पेक्ट्रम और ध्रुवीकरण हैं।
निर्वात में इसकी गति, 299 792 458 मीटर प्रति सेकंड (एम/एस), प्रकृति के मूलभूत स्थिरांकों में से एक है। सभी प्रकार के विद्युत चुम्बकीय विकिरण की तरह, दृश्यमान प्रकाश बड़े पैमाने पर प्राथमिक कणों द्वारा प्रचारित होता है जिसे फोटॉन कहा जाता है जो विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के क्वांटा का प्रतिनिधित्व करता है, और इसका विश्लेषण तरंगों और कणों दोनों के रूप में किया जा सकता है। प्रकाश का अध्ययन, जिसे प्रकाशिकी के रूप में जाना जाता है, आधुनिक भौतिकी में एक महत्वपूर्ण अनुसंधान क्षेत्र है।
पृथ्वी पर प्राकृतिक प्रकाश का मुख्य स्रोत सूर्य है। ऐतिहासिक रूप से, मनुष्यों के लिए प्रकाश का एक अन्य महत्वपूर्ण स्रोत अग्नि रहा है, प्राचीन कैम्पफायर से लेकर आधुनिक मिट्टी के तेल के लैंप तक। इलेक्ट्रिक लाइट्स और पावर सिस्टम्स के विकास के साथ, इलेक्ट्रिक लाइटिंग ने फायरलाइट को प्रभावी ढंग से बदल दिया है।
विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम और दृश्य प्रकाश –
आम तौर पर, विद्युत चुम्बकीय विकिरण (ईएमआर) को तरंग दैर्ध्य द्वारा रेडियो तरंगों, माइक्रोवेव, इन्फ्रारेड, दृश्यमान स्पेक्ट्रम में वर्गीकृत किया जाता है जिसे हम प्रकाश, पराबैंगनी, एक्स-रे और गामा किरणों के रूप में देखते हैं। पदनाम “ विकिरण “ स्थिर विद्युत, चुंबकीय और निकट क्षेत्रों को बाहर करता है।
EMR का व्यवहार इसकी तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है। उच्च आवृत्तियों की तरंग दैर्ध्य कम होती है और निम्न आवृत्तियों की तरंग दैर्ध्य अधिक होती है। जब EMR एकल परमाणुओं और अणुओं के साथ परस्पर क्रिया करता है, तो इसका व्यवहार प्रति क्वांटम ऊर्जा की मात्रा पर निर्भर करता है।
दृश्यमान प्रकाश क्षेत्र में ईएमआर में क्वांटा ( फोटॉन कहा जाता है ) होते हैं जो ऊर्जा के निचले सिरे पर होते हैं जो अणुओं के भीतर इलेक्ट्रॉनिक उत्तेजना पैदा करने में सक्षम होते हैं, जिससे अणु के बंधन या रसायन शास्त्र में परिवर्तन होता है। दृश्यमान प्रकाश स्पेक्ट्रम के निचले सिरे पर, EMR मनुष्यों (इन्फ्रारेड) के लिए अदृश्य हो जाता है क्योंकि इसके फोटॉनों में अब पर्याप्त व्यक्तिगत ऊर्जा नहीं होती है जिससे मानव रेटिना में दृश्य अणु रेटिनल में एक स्थायी आणविक परिवर्तन (रचना में परिवर्तन) पैदा हो सके, जो परिवर्तन दृष्टि की अनुभूति को ट्रिगर करता है।
ऐसे जानवर मौजूद हैं जो विभिन्न प्रकार के इन्फ्रारेड के प्रति संवेदनशील हैं, लेकिन क्वांटम-अवशोषण के माध्यम से नहीं। सांपों में इन्फ्रारेड सेंसिंग एक प्रकार की प्राकृतिक थर्मल इमेजिंग पर निर्भर करता है , जिसमें सेलुलर पानी के छोटे पैकेट इन्फ्रारेड विकिरण द्वारा तापमान में बढ़ाए जाते हैं। इस सीमा में EMR आणविक कंपन और ताप प्रभाव का कारण बनता है, जिससे ये जानवर इसका पता लगाते हैं।
विभिन्न स्रोत दृश्यमान प्रकाश को 420-680 एनएम के रूप में संकीर्ण रूप से परिभाषित करते हैं लेकर मोटे तौर पर 380-800 एनएम तक परिभाषित करते हैं।आदर्श प्रयोगशाला परिस्थितियों में, लोग कम से कम 1,050 एनएम तक इन्फ्रारेड देख सकते हैं; बच्चे और युवा वयस्क लगभग 310-313 एनएम तक पराबैंगनी तरंग दैर्ध्य का अनुभव कर सकते हैं। पौधे की वृद्धि प्रकाश के रंग स्पेक्ट्रम से भी प्रभावित होती है, एक प्रक्रिया जिसे फोटोमोर्फोजेनेसिस के रूप में जाना जाता है।
प्रकाश कि गति –
निर्वात में प्रकाश की गति ठीक 299 792 458 m/s (लगभग 186,282 मील प्रति सेकंड) के रूप में परिभाषित की गई है। एसआई इकाइयों में प्रकाश की गति का निश्चित मूल्य इस तथ्य का परिणाम है कि मीटर को अब प्रकाश की गति के संदर्भ में परिभाषित किया गया है। विद्युत चुम्बकीय विकिरण के सभी रूप निर्वात में ठीक इसी गति से चलते हैं।
विभिन्न भौतिकविदों ने पूरे इतिहास में प्रकाश की गति को मापने का प्रयास किया है। गैलीलियो ने सत्रहवीं शताब्दी में प्रकाश की गति को मापने का प्रयास किया। प्रकाश की गति को मापने के लिए एक प्रारंभिक प्रयोग 1676 में एक डेनिश भौतिक विज्ञानी ओले रोमर द्वारा किया गया था। एक दूरबीन का उपयोग करते हुए, रोमर ने बृहस्पति और उसके चंद्रमाओं में से एक , आईओ की गतियों को देखा ।
आयो की कक्षा की स्पष्ट अवधि में विसंगतियों को ध्यान में रखते हुए, उन्होंने गणना की कि प्रकाश को पृथ्वी की कक्षा के व्यास को पार करने में लगभग 22 मिनट लगते हैं। हालांकि, उस समय इसके आकार का पता नहीं चल पाया था। यदि रोमर को पृथ्वी की कक्षा के व्यास का पता होता, तो वह 227,000,000 मी/से की गति की गणना करता।
कहा जाता है कि भौतिकविदों की दो स्वतंत्र टीमों ने एक “पूर्ण गतिरोध” पर प्रकाश डाला, इसे तत्व रूबिडियम के बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट के माध्यम से पारित करके, हार्वर्ड विश्वविद्यालय में एक टीम और कैम्ब्रिज, मैसाचुसेट्स में रॉलैंड इंस्टीट्यूट फॉर साइंस और दूसरी टीम हार्वर्ड-स्मिथसोनियन सेंटर फॉर एस्ट्रोफिजिक्स, कैम्ब्रिज में भी। हालांकि, इन प्रयोगों में प्रकाश के “बंद” होने का लोकप्रिय वर्णन केवल परमाणुओं के उत्तेजित राज्यों में संग्रहीत प्रकाश को संदर्भित करता है, फिर बाद में एक दूसरे लेजर पल्स द्वारा उत्तेजित होने पर मनमाने ढंग से फिर से उत्सर्जित होता है। समय के दौरान यह “बंद” हो गया था, यह प्रकाश होना बंद हो गया था।
प्रकाशिकी –
प्रकाश के अध्ययन और प्रकाश और पदार्थ की परस्पर क्रिया को प्रकाशिकी कहा जाता है । इंद्रधनुष और उरोरा बोरेलिस जैसी ऑप्टिकल घटनाओं का अवलोकन और अध्ययन प्रकाश की प्रकृति के बारे में कई सुराग प्रदान करता है।
अपवर्तन –
अपवर्तन एक पारदर्शी सामग्री और दूसरे के बीच की सतह से गुजरने पर प्रकाश किरणों का झुकना है। यह स्नेल के नियम द्वारा वर्णित है :
n1 sin O1=n2 sin O2 .
जहाँ θ 1 पहले माध्यम में किरण और सतह के बीच का कोण है, θ 2 दूसरे माध्यम में किरण और सतह के बीच का कोण है और n 1 और n 2 अपवर्तन के सूचकांक हैं, n = 1 में एक निर्वात और n > 1 एक पारदर्शी पदार्थ में ।
जब प्रकाश की एक किरण निर्वात और दूसरे माध्यम के बीच या दो अलग-अलग माध्यमों के बीच की सीमा को पार करती है, तो प्रकाश की तरंग दैर्ध्य बदल जाती है, लेकिन आवृत्ति स्थिर रहती है। यदि प्रकाश की किरण सीमा के लिए ओर्थोगोनल (या बल्कि सामान्य) नहीं है, तो तरंग दैर्ध्य में परिवर्तन से किरण की दिशा में परिवर्तन होता है। दिशा के इस परिवर्तन को अपवर्तन के रूप में जाना जाता है ।
छवियों के स्पष्ट आकार को बदलने के लिए लेंस की अपवर्तक गुणवत्ता का उपयोग अक्सर प्रकाश में हेरफेर करने के लिए किया जाता है। आवर्धक चश्मा, चश्मा, संपर्क लेंस, सूक्ष्मदर्शी और अपवर्तक दूरबीन इस हेरफेर के सभी उदाहरण हैं।
प्रकाश के स्रोत –
प्रकाश के अनेक स्रोत हैं। दिए गए तापमान पर एक पिंड ब्लैक-बॉडी रेडिएशन के एक विशिष्ट स्पेक्ट्रम का उत्सर्जन करता है। एक साधारण तापीय स्रोत सूर्य का प्रकाश है, सूर्य के क्रोमोस्फीयर द्वारा लगभग 6,000 केल्विन (5,730 डिग्री सेल्सियस; 10,340 डिग्री फ़ारेनहाइट) पर उत्सर्जित विकिरण विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम के दृश्य क्षेत्र में अधिकतम होता है जब तरंग दैर्ध्य इकाइयों और मोटे तौर पर 44% में प्लॉट किया जाता है।
सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा जो जमीन तक पहुँचती है, दिखाई देती है। एक अन्य उदाहरण गरमागरम प्रकाश बल्ब हैं, जो अपनी ऊर्जा का केवल लगभग 10% दृश्य प्रकाश के रूप में और शेष अवरक्त के रूप में उत्सर्जित करते हैं। इतिहास में एक सामान्य तापीय प्रकाश स्रोत आग की लपटों में चमकते ठोस कण हैं, लेकिन ये भी अपने अधिकांश विकिरण इन्फ्रारेड में उत्सर्जित करते हैं और दृश्यमान स्पेक्ट्रम में केवल एक अंश।
प्रकाश के बारे में ऐतिहासिक सिद्धांत, कालानुक्रमिक क्रम में –
1. शास्त्रीय ग्रीस और हेलेनिज़्म
2. शास्त्रीय भारत
3. डेसकार्टेस
4. कण सिद्धांत
5. तरंग सिद्धांत
6. विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत
7. क्वांटम सिद्धांत
पृथ्वी पर प्रकाश के लिए प्रयोग करें –
सूर्य का प्रकाश वह ऊर्जा प्रदान करता है जिसका उपयोग हरे पौधे अधिकांशतः स्टार्च के रूप में शर्करा बनाने के लिए करते हैं , जो उन्हें पचाने वाली जीवित चीजों में ऊर्जा छोड़ती है। प्रकाश संश्लेषण की यह प्रक्रिया जीवित चीजों द्वारा उपयोग की जाने वाली लगभग सभी ऊर्जा प्रदान करती है। जानवरों की कुछ प्रजातियाँ अपना प्रकाश स्वयं उत्पन्न करती हैं, इस प्रक्रिया को बायोल्यूमिनेसेंस कहा जाता है । उदाहरण के लिए, जुगनू प्रकाश का उपयोग साथी का पता लगाने के लिए करते हैं और वैम्पायर स्क्वीड इसका उपयोग खुद को शिकार से छिपाने के लिए करते हैं।
By Chanchal Sailani | November 17, 2022, | Editor at Gurugrah_Blogs.
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