प्रकाश ध्रुवीकरण क्या है और इसका व्यावहारिक अनुप्रयोग
ध्रुवीकृत प्रकाश अपने प्रसार में मानक प्रकाश से भिन्न होता है। यह काफी समय पहले खोजा गया था और इसका उपयोग भौतिक प्रयोगों और रोजमर्रा की जिंदगी में कुछ माप करने के लिए किया जाता है। ध्रुवीकरण की घटना को समझना मुश्किल नहीं है, यह कुछ उपकरणों के संचालन के सिद्धांत को समझने और यह पता लगाने की अनुमति देगा कि कुछ शर्तों के तहत प्रकाश सामान्य रूप से क्यों नहीं फैलता है।
प्रकाश ध्रुवीकरण क्या है
प्रकाश का ध्रुवीकरण साबित करता है कि प्रकाश एक अनुप्रस्थ तरंग है। यही है, हम सामान्य रूप से विद्युत चुम्बकीय तरंगों के ध्रुवीकरण के बारे में बात कर रहे हैं, और प्रकाश उन किस्मों में से एक है जिनके गुण सामान्य नियमों के अधीन हैं।
ध्रुवीकरण अनुप्रस्थ तरंगों का गुण है जिनके दोलन का वेक्टर हमेशा प्रकाश या किसी अन्य चीज के प्रसार की दिशा के लंबवत होता है। अर्थात् यदि आप प्रकाश की किरणों को समान ध्रुवण सदिश से पृथक करते हैं, तो यह ध्रुवण की परिघटना होगी।
अक्सर हम अपने चारों ओर गैर-ध्रुवीकृत प्रकाश देखते हैं, क्योंकि इसकी तीव्रता वेक्टर सभी संभावित दिशाओं में चलती है। इसे ध्रुवीकृत करने के लिए, हम इसे अनिसोट्रोपिक माध्यम से गुजारते हैं, जो सभी कंपनों को काट देता है और केवल एक को छोड़ देता है।
घटना की खोज किसने की और यह क्या साबित करती है
विचाराधीन अवधारणा का प्रयोग सर्वप्रथम प्रसिद्ध ब्रिटिश वैज्ञानिक द्वारा किया गया था . 1706 में न्यूटन।. लेकिन इसकी प्रकृति को एक अन्य शोधकर्ता ने समझाया। जेम्स मैक्सवेल।. उस समय, प्रकाश तरंगों की प्रकृति ज्ञात नहीं थी, लेकिन जैसे-जैसे विभिन्न प्रयोगों के विभिन्न तथ्य और परिणाम संचित होते गए, विद्युत चुम्बकीय तरंगों की अनुप्रस्थ प्रकृति के अधिक से अधिक प्रमाण सामने आए।
इस क्षेत्र में प्रयोग करने वाला पहला डच खोजकर्ता था ह्यूजेंस, 1690 में।. उन्होंने आइसलैंडिक फेल्डस्पार की एक प्लेट के माध्यम से प्रकाश पारित किया, जिसके परिणामस्वरूप उन्होंने बीम के अनुप्रस्थ अनिसोट्रॉपी की खोज की।
भौतिकी में प्रकाश के ध्रुवण का पहला प्रमाण फ्रांसीसी शोधकर्ता द्वारा प्राप्त किया गया था . मैलस. उन्होंने टूमलाइन की दो प्लेटों का इस्तेमाल किया और अंततः उनके नाम पर कानून निकाला। कई प्रयोगों के माध्यम से, प्रकाश तरंगों की अनुप्रस्थ प्रकृति को सिद्ध किया गया, जिससे उनकी प्रकृति और प्रसार की विशेषताओं को समझाने में मदद मिली।
प्रकाश का ध्रुवीकरण कहाँ से आता है और इसे स्वयं कैसे प्राप्त करें
अधिकांश प्रकाश जो हम देखते हैं वह ध्रुवीकृत नहीं होता है। रवि, कृत्रिम रोशनी - विभिन्न दिशाओं में दोलन करने वाले वेक्टर के साथ प्रकाश बिना किसी सीमा के सभी दिशाओं में फैलता है।
ध्रुवीकृत प्रकाश अनिसोट्रोपिक माध्यम से गुजरने के बाद प्रकट होता है, जिसमें विभिन्न गुण हो सकते हैं। यह माध्यम केवल एक को छोड़कर अधिकांश स्पंदनों को हटा देता है, जो वांछित प्रभाव प्रदान करता है।
अक्सर क्रिस्टल एक ध्रुवीकरण के रूप में कार्य करते हैं। जबकि अतीत में ज्यादातर प्राकृतिक सामग्री (जैसे टूमलाइन) का उपयोग किया जाता था, अब कृत्रिम उत्पत्ति के कई रूप हैं।
साथ ही ध्रुवीकृत प्रकाश किसी भी ढांकता हुआ से परावर्तन द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। विचार यह है कि जब a प्रकाश प्रवाह दो मीडिया के जंक्शन पर, यह अपवर्तित है। इसे एक गिलास पानी में पेंसिल या ट्यूब रखकर आसानी से देखा जा सकता है।
प्रकाश के अपवर्तन की घटना में, कुछ किरणें ध्रुवीकृत हो जाती हैं। इस प्रभाव की सीमा स्थान पर निर्भर करती है प्रकाश स्रोत और अपवर्तन के स्थान के संबंध में प्रकाश का आपतन कोण।
ध्रुवीकृत प्रकाश प्राप्त करने के तरीकों के संबंध में, शर्तों की परवाह किए बिना, तीन विकल्पों में से एक का उपयोग किया जाता है:
- निकोलस प्रिज्म।. स्कॉटिश खोजकर्ता निकोलस विलियम के नाम पर, जिन्होंने 1828 में इसका आविष्कार किया था। उन्होंने लंबे समय तक प्रयोग किया और 11 वर्षों के बाद एक तैयार उपकरण प्राप्त करने में सक्षम थे, जो आज भी अपने अपरिवर्तित रूप में उपयोग में है।
- एक ढांकता हुआ से परावर्तन. यहाँ आपतन कोण का इष्टतम कोण ज्ञात करना और की डिग्री पर विचार करना बहुत महत्वपूर्ण है अपवर्तन का (दो माध्यमों के संप्रेषण में जितना अधिक अंतर होता है, किरणें उतनी ही अधिक अपवर्तित होती हैं)।
- अनिसोट्रोपिक माध्यम का उपयोग करना. इस उद्देश्य के लिए अक्सर उपयुक्त गुणों वाले क्रिस्टल का चयन किया जाता है। यदि प्रकाश प्रवाह उन पर निर्देशित होता है, तो आउटपुट पर समानांतर अलगाव देखा जा सकता है।
दो डाइलेक्ट्रिक्स के इंटरफेस पर परावर्तन और अपवर्तन द्वारा प्रकाश का ध्रुवीकरण
इस ऑप्टिकल घटना की खोज स्कॉटिश भौतिक विज्ञानी ने की थी ... डेविड ब्रूस्टर द्वारा 1815 में.... उन्होंने जो कानून निकाला, वह प्रकाश की घटना के एक निश्चित कोण पर दो डाइलेक्ट्रिक्स के सूचकांकों के बीच संबंध को दर्शाता है। यदि शर्तों को चुना जाता है, तो दो मीडिया के इंटरफेस से परावर्तित किरणें आपतन कोण के लंबवत समतल में ध्रुवीकृत हो जाएंगी।
शोधकर्ता ने नोट किया कि अपवर्तित किरण आंशिक रूप से आपतन के तल में भी ध्रुवीकृत होती है। सभी प्रकाश परावर्तित नहीं होते हैं, उनमें से कुछ अपवर्तित किरण में चला जाता है। ब्रूस्टर कोण वह कोण है जिस पर परावर्तित प्रकाश पूरी तरह से ध्रुवीकरण हो गया है।परावर्तित और अपवर्तित किरणें एक दूसरे के लंबवत होती हैं।
इस घटना के कारण को समझने के लिए, हमें निम्नलिखित जानने की जरूरत है:
- किसी भी विद्युत चुम्बकीय तरंग में, विद्युत क्षेत्र के कंपन हमेशा उसकी गति की दिशा के लंबवत होते हैं।
- प्रक्रिया को दो चरणों में बांटा गया है। पहले में, आपतित तरंग ढांकता हुआ अणुओं को उत्तेजित करती है; दूसरे में, अपवर्तित और परावर्तित तरंगें होती हैं।
यदि आप प्रयोग में क्वार्ट्ज या अन्य उपयुक्त खनिज की एक प्लेट का उपयोग करते हैं, तीव्रता समतल-ध्रुवीकृत प्रकाश का छोटा होगा (कुल तीव्रता के 4% के क्रम पर)। लेकिन यदि आप प्लेटों के ढेर का उपयोग करते हैं, तो आप प्रदर्शन में उल्लेखनीय वृद्धि प्राप्त कर सकते हैं।
वैसे! ब्रूस्टर का नियम फ्रेस्नेल सूत्रों का उपयोग करके भी प्राप्त किया जा सकता है।
क्रिस्टल द्वारा प्रकाश का ध्रुवीकरण
साधारण डाइलेक्ट्रिक्स अनिसोट्रोपिक होते हैं और उन पर पड़ने वाले प्रकाश की विशेषताएं मुख्य रूप से आपतन कोण पर निर्भर करती हैं। क्रिस्टल के अलग-अलग गुण होते हैं; जब उन पर प्रकाश पड़ता है तो किरणों के दोहरे अपवर्तन का प्रभाव देखा जा सकता है। यह स्वयं को इस प्रकार प्रकट करता है: संरचना से गुजरते समय, दो अपवर्तित किरणें बनती हैं, जो अलग-अलग दिशाओं में जाती हैं, उनके वेग भी भिन्न होते हैं।
प्रयोगों में बहुधा एकअक्षीय क्रिस्टल का उपयोग किया जाता है। उनमें से एक अपवर्तन बीम मानक नियमों का पालन करता है और इसे साधारण कहा जाता है। दूसरा बीम अलग तरह से बनता है, इसे असाधारण कहा जाता है, क्योंकि इसके अपवर्तन की विशेषताएं सामान्य कैनन के अनुरूप नहीं होती हैं।
यदि आप क्रिस्टल को घुमाते हैं, तो साधारण बीम अपरिवर्तित रहेगा, जबकि असाधारण बीम परिधि के चारों ओर घूमेगा। कैल्साइट या आइसलैंडिक फेल्डस्पार का प्रयोग अक्सर प्रयोगों में किया जाता है क्योंकि वे अनुसंधान के लिए उपयुक्त हैं।
वैसे! यदि आप अपने परिवेश को क्रिस्टल के माध्यम से देखें, तो सभी वस्तुओं की रूपरेखा द्विभाजित हो जाएगी।
क्रिस्टल के साथ प्रयोगों के आधार पर। एटिने लुई मालुस ने 1810 में एक कानून तैयार किया 1810 में, जिसका नाम उनके नाम पर रखा गया है। क्रिस्टल से बने पोलराइज़र से गुजरने के बाद उन्होंने रैखिक रूप से ध्रुवीकृत प्रकाश का एक स्पष्ट संबंध प्राप्त किया। क्रिस्टल से गुजरने के बाद बीम की तीव्रता आने वाली बीम के ध्रुवीकरण विमान और फिल्टर के बीच बनने वाले कोण के कोसाइन के वर्ग के अनुपात में घट जाती है।
वीडियो पाठ: प्रकाश का ध्रुवीकरण, ग्रेड 11 भौतिकी।
प्रकाश ध्रुवीकरण के व्यावहारिक अनुप्रयोग
विचाराधीन घटना का उपयोग रोजमर्रा की जिंदगी में जितना लगता है उससे कहीं अधिक बार किया जाता है। विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रसार के नियमों के ज्ञान ने विभिन्न उपकरणों के निर्माण में मदद की है। मुख्य विकल्प इस प्रकार हैं:
- कैमरों के लिए विशेष ध्रुवीकरण फिल्टर आपको तस्वीरें लेते समय चकाचौंध से छुटकारा पाने की अनुमति देते हैं।
- इस आशय का चश्मा अक्सर ड्राइवरों द्वारा उपयोग किया जाता है, क्योंकि वे आने वाले यातायात की हेडलाइट्स से चकाचौंध को हटा देते हैं। नतीजतन, उच्च बीम भी चालक को चकाचौंध नहीं कर सकता, जिससे सुरक्षा बढ़ जाती है।
![प्रकाश ध्रुवीकरण क्या है और इसका व्यावहारिक अनुप्रयोग]()
चकाचौंध का अभाव ध्रुवीकरण प्रभाव के कारण होता है। - भूभौतिकी में उपयोग किए जाने वाले उपकरण आपको मेघ द्रव्यमान के गुणों का अध्ययन करने की अनुमति देते हैं। इसका उपयोग सूर्य के प्रकाश के ध्रुवीकरण की ख़ासियत का अध्ययन करने के लिए भी किया जाता है क्योंकि यह बादलों से गुजरता है।
- ध्रुवीकृत प्रकाश में अंतरिक्ष नीहारिकाओं की तस्वीर लगाने वाले विशेष प्रतिष्ठान वहां उत्पन्न होने वाले चुंबकीय क्षेत्रों की विशिष्टताओं का अध्ययन करने में मदद करते हैं।
- मैकेनिकल इंजीनियरिंग में तथाकथित फोटोलेस्टिक विधि का उपयोग किया जाता है। इसकी मदद से, आप नोड्स और भागों में होने वाले तनाव के मापदंडों को स्पष्ट रूप से निर्धारित कर सकते हैं।
- उपकरण प्रयोग किया जाता है नाट्य दृश्यों के निर्माण के साथ-साथ संगीत कार्यक्रम की सजावट में। आवेदन का एक अन्य क्षेत्र शोकेस और प्रदर्शनी स्टैंड है।
- उपकरण जो किसी व्यक्ति के रक्त शर्करा के स्तर को निर्धारित करते हैं। वे ध्रुवीकरण विमान के रोटेशन के कोण को निर्धारित करके काम करते हैं।
- खाद्य उद्योग में कई उद्यम किसी विशेष समाधान की एकाग्रता को निर्धारित करने में सक्षम उपकरणों का उपयोग करते हैं।ऐसे उपकरण भी हैं जो ध्रुवीकरण गुणों के उपयोग के माध्यम से प्रोटीन, शर्करा और कार्बनिक अम्लों की निगरानी कर सकते हैं।
- 3डी सिनेमैटोग्राफी इस लेख में चर्चा की गई घटना के उपयोग के माध्यम से ठीक काम करती है।
वैसे! परिचित लिक्विड क्रिस्टल मॉनिटर और टीवी भी ध्रुवीकृत फ्लक्स पर आधारित काम करते हैं।
ध्रुवीकरण की बुनियादी विशेषताओं का ज्ञान हमें अपने आसपास होने वाले कई प्रभावों की व्याख्या करने की अनुमति देता है। इसके अलावा इस घटना का व्यापक रूप से विज्ञान, प्रौद्योगिकी, चिकित्सा, फोटोग्राफी, छायांकन और कई अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है।