प्रकाश का विज्ञान ( Science of Light )

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प्रकाश Light :-

परिभाषा - प्रकाश ऊर्जा का एक रूप हैं। जो किसी वस्तु को देखने के लिए दृष्टि ( आंख ) को संवेदना प्रदान करता हैं। जब प्रकाश किसी वस्तु से टकराकर हमारी आँखों में प्रवेश करती हैं तो वह वस्तु हमें दिखाई देने लगती हैं।

प्रकाश किरण Light Ray :-

एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक प्रकाश प्रवाह के मार्ग को प्रकाश किरण कहते हैं।
जब प्रकाश एक स्थान से दूसरे स्थान तक जाती हैं तो उसके मार्ग को ही प्रकाश किरण कहते हैं। इसमें हमें प्रकाश के मूल स्रोत की जानकारी होती हैं मूल स्रोत का मतलब हैं जिस स्थान से प्रकाश का उत्सर्जन हो रहा हैं और उस स्थान की जानकारी भी होती हैं की प्रकाश किस स्थान तक पहुंच रही हैं।

प्रकाश के गुणधर्म / विशेषताएं ( Properties of Light ) :-

प्रकाश ऊर्जा का ही एक रूप हैं।
प्रकाश के संचरण के लिए किसी प्रकार के माध्यम की जरुरत नहीं होती हैं। अर्थात प्रकाश बिना माध्यम मतलब निर्वात ( Vaccum ) में भी संचरण कर सकता हैं।
प्रकाश हमेशा सीधी रेखा में ही संचरण करता हैं।
प्रकाश की गति अलग - अलग माध्यम में अलग - अलग होती हैं। अर्थात सघन माध्यम ( Dense Medium ) में गति कम होती है और विरल माध्यम ( Rare Medium ) में गति ज्यादा होती हैं।
प्रकाश का वेग ( गति ) सबसे ज्यादा निर्वात ( Vaccum ) में होता हैं। जिसका मान 3*10^8 मीटर /सेकंड होता हैं।
प्रकाश की ऊर्जा ( eV ) इलेक्ट्रॉन वोल्ट की कोटि की होती हैं। यहाँ इलेक्ट्रॉन वोल्ट ऊर्जा की सबसे छोटी इकाई होती हैं।
प्रकाश परावर्तन ,अपवर्तन ,व्यतिकरण ,विवर्तन ,ध्रुवण और वर्ण विक्षेपण का गुण प्रदर्शित करता हैं।

इलेक्ट्रो मैग्नेटिक स्पेक्ट्रम ( Electromagnetic Spectrum ) :-

इलेक्ट्रो मैग्नेटिक स्पेक्ट्रम प्रकाश के रेंज ( सीमा ) को बताता हैं या इसे इस प्रकार भी कहा जा सकता हैं की इलेक्ट्रो मैग्नेटिक स्पेक्ट्रम प्रकाश की आवृत्ति तथा तरंगदैर्ध्य के रेंज को बताता हैं।

इलेक्ट्रो मैग्नेटिक स्पेक्ट्रम के प्रकार Types of Electromagnetic Spectrum :-

इलेक्ट्रो मैग्नेटिक स्पेक्ट्रम दो प्रकार के होते हैं - पहला दृश्य स्पेक्ट्रम और दूसरा अदृश्य स्पेक्ट्रम

दृश्य स्पेक्ट्रम ( Visible Spectrum )

दृश्य स्पेक्ट्रम वे स्पेक्ट्रम होते हैं जिन्हे हम देख सकते हैं।
जैसे - प्रकाश, प्रकाश सात रंगो से मिलकर बना हैं और हम सभी रंगो को आसानी से देख सकते हैं।

अदृश्य स्पेक्ट्रम ( Invisible Spectrum )

अदृश्य स्पेक्ट्रम वे स्पेक्ट्रम होते हैं जिन्हे हम देख नहीं सकते हैं।
जैसे - एक्स - किरणे, पराबैगनी किरणे, गामा किरणे आदि।

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प्रकाश के प्रमुख प्रवृत्ति ( Nature of Light ) :-

परावर्तन ( Reflection ) - जब प्रकाश किरणे किसी परावर्तक (चमकदार) सतह से टकराती हैं तो वह उसी माध्यम में वापस लौट जाती हैं। इसी घटना को प्रकाश का परावर्तन कहा जाता हैं।

परावर्तन दो प्रकार के होते हैं पहला - नियमित परावर्तन और दूसरा - अनियमित परावर्तन। नियमित परावर्तन में प्रकाश किरण एक ही कोण में और एक ही दिशा में परावर्तित होते हैं जबकि अनियमित परावर्तन में प्रकाश किरणे अलग - अलग कोण में और अलग - अलग दिशा में परावर्तित होती हैं।

अपवर्तन ( Refraction ) - जब प्रकाश तरंगे एक माध्यम से चलकर दूसरे माध्यम में प्रवेश करती हैं हो वह अपने रास्ते से विचलित ( मार्ग से भटक जाना ) हो जाती हैं। इसी घटना को प्रकाश का अपवर्तन कहते हैं।

व्यतिकरण ( Interference ) - जब समान आवृत्ति की दो प्रकाश तरंगे किसी माध्यम में एक ही दिशा में चलती हैं तो उनके अध्यारोपण के परिणाम स्वरूप प्रकाश की तीव्रता में कुछ परिवर्तन हो जाता हैं। इसी घटना को ही प्रकाश का व्यतिकरण कहा जाता हैं।

व्यतिकरण दो प्रकार के होते हैं पहला - संपोषी और दूसरा - विनाशी। संपोषी व्यतिकरण में प्रकाश की परिणामी तीव्रता बढ़ जाती हैं जबकि विनाशी व्यतिकरण में प्रकाश की परिणामी तीव्रता कम हो जाती हैं।

विवर्तन ( Deffraction ) - तीक्ष्ण ( तेज धार ) धार वाले किनारो पर प्रकाश के मुड़ने की घटना को प्रकाश का विवर्तन कहते हैं।

ध्रुवण ( Polarisation ) - प्रकाश तरंग द्वारा प्रकाश संचरण की दिशा के लम्बवत चारो और सममिति की कमी ( तीव्रता की कमी ) को प्रदर्शित करना प्रकाश का ध्रुवण कहलाता हैं।

वर्ण विक्षेपण ( Dispersion ) - जब श्वेत प्रकाश किसी प्रिज्म से होकर गुजरती हैं तो वह अपने अवयवी रंगो ( जिन रंगो से मिलकर बना हैं ) में विभक्त हो जाता हैं। इस घटना प्रकाश का वर्ण विक्षेपण कहते हैं।

इस घटना में प्रकाश किरण प्रिज्म से गुजरने के बाद सात रंगो में विभक्त हो जाता हैं।
ये सात रंग हैं - बैंगनी ,जामुनी ,नीला ,हरा ,पीला ,नारंगी ,लाल।
इन सात रंगो के समूह को वर्णक्रम ( Spectrum ) कहा जाता हैं।

प्रकीर्णन ( Scattering ) - जब प्रकाश धूल के कणो ,खुरदुरे सतह या किसी गैस की अणुओं से टकराती हैं तो प्रकाश सभी दिशाओं में फ़ैल जाती हैं जिसके कारण प्रकाश का मार्ग दिखाई देने लगता हैं। इसी घटना को प्रकाश का प्रकीर्णन कहते हैं।

प्रकाश के विभिन्न सिद्धांत ( Different Theory of Light ) :-

Isaac न्यूटन का कणिका सिद्धांत ( Newton's Corpuscular theory of Light ) -

इस सिद्धांत के अनुसार,

प्रकाश स्रोत से बहुत छोटे कण लगातार सभी दिशाओं में उत्सर्जित होते रहते हैं। जिन्हें कणिकाएं कहते हैं। अलग - अलग रंगो के लिए इन कणिकाओं का आकर अलग - अलग होता हैं। ये कणिकाएं अदृश्य होती हैं और सरल रेखा में ही गति करती हैं। इन कणो का निर्वात में वेग 3*10^8 मीटर / सेकंड होता हैं।

हाइगेन बर्ग का तरंग सिद्धांत ( Heisenberg's Wave theory of Light ) -

इस सिद्धांत के अनुसार,

प्रकाश अनुप्रस्त तरंग के रूप में संचरित होता हैं। अलग - अलग रंगों के लिए प्रकाश के तरंग का तरंगदैर्ध्य अलग - अलग होता हैं। माध्यम को बदलने पर प्रकाश के तरंग का वेग भी बदल जाता हैं।

मैक्सवेल का विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत ( Maxwell's Electromagnetic theory of Light ) -

इस सिद्धांत के अनुसार,

जब उच्च आवृत्ति पर किसी परमाणु में इलेक्ट्रॉनों के उच्च कक्ष से निम्न कक्ष में जाने के कारण जो तरंग उत्पन्न होती हैं उसे विद्युत् चुम्बकीय तरंग कहते हैं। ये भी अनुप्रस्त तरंगे होती हैं और अलग - अलग माध्यमों में इनका वेग अलग - अलग होता हैं।

प्लांक का क़्वांटम सिद्धांत ( Plank's Quantum theory of Light ) -

इस सिद्धांत के अनुसार,

प्रकाश ऊर्जा के छोटे - छोटे बंडलों के रूप में संचरित होता हैं जिसे फोटॉन कहते हैं। इनका वेग प्रकाश के वेग के बराबर होता हैं। इनकी ऊर्जा आइंस्टीन के अनुसार E = mc^2 होती हैं जहां m द्रव्यमान और c प्रकाश की स्पीड हैं।

डी. ब्रोग्ली का द्वैत प्रकृति सिद्धांत ( D. Broglie's Dual Nature of Light ) -

इस सिद्धांत के अनुसार,

प्रकाश की कोई निश्चित प्रकृति नहीं होती हैं कुछ परिस्थितियों में यह कण के रूप में संचरित होता हैं और कुछ परिस्थितियों में यह तरंग के रूप में संचरित होता हैं। एक समय में प्रकाश की एक प्रकृति ही व्यक्त होती हैं। जो प्रकृति ज्यादा प्रभावशाली होती हैं प्रकाश की प्रकृति उसी के अनुसार होती हैं।

महत्वपूर्ण प्रश्नोत्तरी Most Important MCQs :-

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