प्रकाश ध्रुवीकरण क्या है और इसका व्यावहारिक अनुप्रयोग
ध्रुवीकृत प्रकाश अपने वितरण में मानक प्रकाश से भिन्न होता है। यह बहुत समय पहले खोजा गया था और इसका उपयोग शारीरिक प्रयोगों और रोजमर्रा की जिंदगी में कुछ माप करने के लिए किया जाता है। ध्रुवीकरण की घटना को समझना मुश्किल नहीं है, यह आपको कुछ उपकरणों के संचालन के सिद्धांत को समझने और यह पता लगाने की अनुमति देगा कि कुछ शर्तों के तहत प्रकाश हमेशा की तरह 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 एक गुण है, जिसका दोलन वेक्टर हमेशा प्रकाश या किसी अन्य चीज के प्रसार की दिशा के लंबवत होता है।यानी यदि आप वेक्टर के समान ध्रुवीकरण वाली प्रकाश किरणों में से चयन करते हैं, तो यह ध्रुवीकरण की घटना होगी।
अक्सर, हम अपने चारों ओर अध्रुवित प्रकाश देखते हैं, क्योंकि इसकी तीव्रता वेक्टर सभी संभावित दिशाओं में चलती है। इसे ध्रुवीकृत करने के लिए, इसे अनिसोट्रोपिक माध्यम से गुजारा जाता है, जो सभी दोलनों को काट देता है और केवल एक को छोड़ देता है।
घटना की खोज किसने की और यह क्या साबित करता है
विचाराधीन अवधारणा का प्रयोग इतिहास में पहली बार एक प्रसिद्ध ब्रिटिश वैज्ञानिक द्वारा किया गया था I. 1706 में न्यूटन. लेकिन एक अन्य शोधकर्ता ने इसकी प्रकृति की व्याख्या की - जेम्स मैक्सवेल. तब प्रकाश तरंगों की प्रकृति का पता नहीं चला, लेकिन विभिन्न तथ्यों के संचय और विभिन्न प्रयोगों के परिणामों के साथ, विद्युत चुम्बकीय तरंगों की अनुप्रस्थता के अधिक से अधिक प्रमाण सामने आए।
इस क्षेत्र में प्रयोग करने वाले पहले एक डच शोधकर्ता थे ह्यूजेंस, यह 1690 में हुआ था. उन्होंने आइसलैंडिक स्पर की एक प्लेट के माध्यम से प्रकाश पारित किया, जिसके परिणामस्वरूप उन्होंने बीम के अनुप्रस्थ अनिसोट्रॉपी की खोज की।
भौतिकी में प्रकाश के ध्रुवीकरण का पहला प्रमाण एक फ्रांसीसी शोधकर्ता द्वारा प्राप्त किया गया था ई. मालुसो. उन्होंने टूमलाइन की दो प्लेटों का इस्तेमाल किया और अंततः उनके नाम पर एक कानून बनाया। कई प्रयोगों के लिए धन्यवाद, प्रकाश तरंगों की अनुप्रस्थता साबित हुई, जिससे उनकी प्रकृति और प्रसार 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 प्रकाश व्यवस्था - विभिन्न दिशाओं में दोलन करने वाले वेक्टर के साथ एक चमकदार प्रवाह, बिना किसी प्रतिबंध के सभी दिशाओं में फैलता है।
ध्रुवीकृत प्रकाश अनिसोट्रोपिक माध्यम से गुजरने के बाद प्रकट होता है, जिसमें विभिन्न गुण हो सकते हैं। यह वातावरण अधिकांश उतार-चढ़ाव को दूर करता है, केवल वांछित प्रभाव प्रदान करने वाली चीज को छोड़ देता है।
अक्सर, क्रिस्टल एक ध्रुवीकरण के रूप में कार्य करते हैं। यदि पहले मुख्य रूप से प्राकृतिक सामग्री का उपयोग किया जाता था (उदाहरण के लिए, टूमलाइन), तो अब कृत्रिम मूल के कई विकल्प हैं।
इसके अलावा, किसी भी ढांकता हुआ से परावर्तन द्वारा ध्रुवीकृत प्रकाश प्राप्त किया जा सकता है। लब्बोलुआब यह है कि जब चमकदार प्रवाह यह दो मीडिया के जंक्शन पर अपवर्तित होता है। एक गिलास पानी में पेंसिल या ट्यूब रखकर इसे आसानी से देखा जा सकता है।
प्रकाश के अपवर्तन की घटना के दौरान, किरणों का कुछ भाग ध्रुवित हो जाता है। इस प्रभाव के प्रकट होने की डिग्री स्थान पर निर्भर करती है प्रकाश स्रोत और अपवर्तन बिंदु के सापेक्ष इसके आपतन कोण।
ध्रुवीकृत प्रकाश प्राप्त करने के तरीकों के लिए, शर्तों की परवाह किए बिना तीन विकल्पों में से एक का उपयोग किया जाता है:
- प्रिज्म निकोलस. इसका नाम स्कॉटिश खोजकर्ता निकोलस विलियम के नाम पर रखा गया है जिन्होंने 1828 में इसका आविष्कार किया था। उन्होंने लंबे समय तक प्रयोग किए और 11 वर्षों के बाद एक तैयार उपकरण प्राप्त करने में सक्षम थे, जो अभी भी अपरिवर्तित है।
- एक ढांकता हुआ से परावर्तन. यहां आपतन का इष्टतम कोण चुनना और डिग्री को ध्यान में रखना बहुत महत्वपूर्ण है अपवर्तन (दो माध्यमों के प्रकाश संचरण में जितना अधिक अंतर होता है, किरणें उतनी ही अधिक अपवर्तित होती हैं)।
- अनिसोट्रोपिक वातावरण का उपयोग करना. सबसे अधिक बार, इसके लिए उपयुक्त गुणों वाले क्रिस्टल का चयन किया जाता है। यदि आप उन पर एक प्रकाश प्रवाह निर्देशित करते हैं, तो आप आउटपुट पर इसके समानांतर पृथक्करण का निरीक्षण कर सकते हैं।
परावर्तन पर प्रकाश का ध्रुवीकरण और दो डाइलेक्ट्रिक्स की सीमा पर अपवर्तन
इस ऑप्टिकल घटना की खोज स्कॉटलैंड के एक भौतिक विज्ञानी ने की थी 1815 में डेविड ब्रूस्टर. उनके द्वारा व्युत्पन्न कानून प्रकाश की घटना के एक निश्चित कोण पर दो डाइलेक्ट्रिक्स के संकेतकों के बीच संबंध को दर्शाता है। यदि हम शर्तों को चुनते हैं, तो दो मीडिया के इंटरफेस से परावर्तित किरणें आपतन कोण के लंबवत समतल में ध्रुवीकृत होंगी।
शोधकर्ता ने नोट किया कि अपवर्तित किरण आंशिक रूप से आपतन के तल में ध्रुवीकृत होती है। इस मामले में, सभी प्रकाश परावर्तित नहीं होते हैं, इसका एक हिस्सा अपवर्तित बीम में चला जाता है। ब्रूस्टर कोण वह कोण है जिस पर परावर्तित प्रकाश पूरी तरह से ध्रुवीकरण। इस मामले में, परावर्तित और अपवर्तित किरणें एक दूसरे के लंबवत होती हैं।
इस घटना के कारण को समझने के लिए, आपको निम्नलिखित जानने की जरूरत है:
- किसी भी विद्युत चुम्बकीय तरंग में, विद्युत क्षेत्र के दोलन हमेशा उसकी गति की दिशा के लंबवत होते हैं।
- प्रक्रिया को दो चरणों में बांटा गया है। पहले में आपतित तरंग के कारण परावैद्युत के अणु उत्तेजित होते हैं, दूसरे में अपवर्तित और परावर्तित तरंगें दिखाई देती हैं।
यदि प्रयोग में क्वार्ट्ज या अन्य उपयुक्त खनिज का एक प्लास्टिक प्रयोग किया जाता है, तीव्रता समतल ध्रुवीकृत प्रकाश छोटा होगा (कुल तीव्रता का लगभग 4%)। लेकिन यदि आप प्लेटों के ढेर का उपयोग करते हैं, तो आप प्रदर्शन में उल्लेखनीय वृद्धि प्राप्त कर सकते हैं।
वैसे! ब्रूस्टर के नियम को फ्रेस्नेल के सूत्रों का उपयोग करके भी प्राप्त किया जा सकता है।
क्रिस्टल द्वारा प्रकाश का ध्रुवीकरण
साधारण डाइलेक्ट्रिक्स अनिसोट्रोपिक होते हैं और प्रकाश की विशेषताएँ जब यह टकराती हैं तो मुख्य रूप से आपतन कोण पर निर्भर करती हैं। क्रिस्टल के गुण भिन्न होते हैं, जब प्रकाश उन पर पड़ता है, तो आप किरणों के दोहरे अपवर्तन के प्रभाव को देख सकते हैं।यह स्वयं को इस प्रकार प्रकट करता है: संरचना से गुजरते समय, दो अपवर्तित बीम बनते हैं, जो अलग-अलग दिशाओं में जाते हैं, उनकी गति भी भिन्न होती है।
सबसे अधिक बार, एकअक्षीय क्रिस्टल का प्रयोग प्रयोगों में किया जाता है। उनमें, अपवर्तन बीम में से एक मानक कानूनों का पालन करता है और इसे साधारण कहा जाता है। दूसरा अलग तरीके 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 किरण अपरिवर्तित रहेगी, और असाधारण किरण वृत्त के चारों ओर घूमेगी। अक्सर, कैल्साइट या आइसलैंडिक स्पर का प्रयोग प्रयोगों में किया जाता है, क्योंकि वे अनुसंधान के लिए उपयुक्त हैं।
वैसे! यदि आप क्रिस्टल के माध्यम से पर्यावरण को देखें, तो सभी वस्तुओं की रूपरेखा दो भागों में विभाजित हो जाएगी।
क्रिस्टल के साथ प्रयोगों के आधार पर एटिने लुई मालुस ने 1810 में कानून तैयार किया जिस वर्ष उनका नाम प्राप्त हुआ। उन्होंने क्रिस्टल के आधार पर बने एक पोलराइज़र से गुजरने के बाद रैखिक रूप से ध्रुवीकृत प्रकाश की स्पष्ट निर्भरता का अनुमान लगाया। क्रिस्टल से गुजरने के बाद बीम की तीव्रता आने वाली बीम और फिल्टर के ध्रुवीकरण के विमान के बीच बनने वाले कोण के कोसाइन के वर्ग के अनुपात में घट जाती है।
वीडियो पाठ: प्रकाश का ध्रुवीकरण, भौतिकी ग्रेड 11।
प्रकाश ध्रुवीकरण का 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। मुख्य विकल्प 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 वाहनों की हेडलाइट्स से चकाचौंध को दूर करते हैं।नतीजतन, उच्च बीम भी चालक को चकाचौंध नहीं कर सकते, जिससे सुरक्षा में सुधार होता है।
![प्रकाश ध्रुवीकरण क्या है और इसका व्यावहारिक अनुप्रयोग]()
चकाचौंध का अभाव ध्रुवीकरण के प्रभाव के कारण होता है। - भूभौतिकी में प्रयुक्त उपकरण बादल द्रव्यमान के गुणों का अध्ययन करना संभव बनाता है। इसका उपयोग बादलों से गुजरते समय सूर्य के प्रकाश के ध्रुवीकरण की विशेषताओं का अध्ययन करने के लिए भी किया जाता है।
- ध्रुवीकृत प्रकाश में ब्रह्मांडीय नीहारिकाओं की तस्वीर लगाने वाले विशेष प्रतिष्ठान वहां उत्पन्न होने वाले चुंबकीय क्षेत्रों की विशेषताओं का अध्ययन करने में मदद करते हैं।
- इंजीनियरिंग उद्योग में, तथाकथित फोटोलेस्टिक विधि का उपयोग किया जाता है। इसके साथ, आप नोड्स और भागों में होने वाले तनाव मापदंडों को स्पष्ट रूप से निर्धारित कर सकते हैं।
- उपकरण उपयोग किया गया नाट्य दृश्यों के साथ-साथ संगीत कार्यक्रम के डिजाइन में भी। आवेदन का एक अन्य क्षेत्र शोकेस और प्रदर्शनी स्टैंड है।
- उपकरण जो किसी व्यक्ति के रक्त में शर्करा के स्तर को मापते हैं। वे ध्रुवीकरण के विमान के रोटेशन के कोण को निर्धारित करके काम करते हैं।
- कई खाद्य उद्योग 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 सामग्री को नियंत्रित कर सकते हैं।
- 3डी सिनेमैटोग्राफी लेख में विचार की गई घटना के उपयोग के माध्यम से ठीक काम करती है।
वैसे! परिचित सभी लिक्विड क्रिस्टल मॉनिटर और टीवी भी एक ध्रुवीकृत धारा के आधार पर काम करते हैं।
ध्रुवीकरण की बुनियादी विशेषताओं को जानने से आप आसपास होने वाले कई प्रभावों की व्याख्या कर सकते हैं। इसके अलावा, इस घटना का व्यापक रूप से विज्ञान, प्रौद्योगिकी, चिकित्सा, फोटोग्राफी, सिनेमा और कई अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है।