प्रकाशनिकासूत्र की परिभाषा

प्रकाशनिकासूत्र एक ऐसे ऊर्जा के उत्सर्जन या संचार को कहते हैं जो इंतरस्थ या किसी पदार्थ माध्यम के माध्यम से तरंगों या कणों के रूप में स्थान या एक स्थान से दूसरे स्थान तक भेजी जाती है।

प्रकाशनिकासूत्र को सामान्य रूप से उस तरंगों की घटना के रूप में संबोधित किया गया है जो आमतौर पर किसी स्रोत से उत्पन्न होती हैं।

प्रमुख प्रकाशनिकासूत्र के महत्वपूर्ण प्रकार

भौतिकी में, हम प्रकाशनिकासूत्र के विभिन्न रूपों का अध्ययन करते हैं। इनमें से कुछ सामान्य हैं:

विद्युतीय प्रकाशनिकासूत्र: इनमें माइक्रोवेव्स, इन्फ़्रारेड, अल्ट्रावॉयलेट, रेडियो तरंग, एक्स-रेज़, और गामा प्रकाशनिकासूत्र (गामा), दृष्टिगोचर प्रकाश शामिल हैं।

कण प्रकाशनिकासूत्र:

• अल्फा प्रकाशनिकासूत्र (एल्फा)
• बीटा प्रकाशनिकासूत्र (बीटा)
• न्यूट्रॉन प्रकाशनिकासूत्र

ध्वनिक प्रकाशनिकासूत्र: कुछ प्रसिद्ध प्रकार में ध्वनि, अल्ट्रासाउंड, और भूकंपीय तरंग शामिल हैं।

गुरुत्वाकर्षणीय प्रकाशनिकासूत्र: यह एक ऐसा प्रकाशनिकासूत्र है जो आमतौर पर गुरुत्वाकर्षणीय तरंगों या आकारवर्तन में विकर्णों के रूप में प्रगट होता है।

इसके अलावा, प्रकाशनिकासूत्र मुख्य रूप से आयोनिजन या अ-आयोनिजन प्रकाशनिकासूत्र के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, जो प्रकाशनित कणों की ऊर्जा पर आधारित होता है।

प्रकाशनिकासूत्र की गुणधर्म

(अ) सभी वस्तुएं अपनी तापमान को अवशोषिती सीमा से ऊर्जा का उत्सर्जन करती हैं, और वे अन्य वस्तुओं द्वारा उत्पन्न उत्सर्जित प्रकाश का कुछ अवशोषित करती हैं।

मैक्सवेल ने अपने वैद्युतिक सिद्धांत के आधार पर दिखाया कि सभी प्रकाशनिकासूत्र वैद्युतिक तरंगे हैं, और उनके स्रोत अणुओं और अणुमोल कणों में चार्ज के आहारण के कारण पैदा होते हैं।

(स) एक शरीर अधिकतम तापमान पर अधिक प्रकाशनिकासूत्र उत्सर्जित करता है, और नीचे कम तापमान पर कम प्रकाशनिकासूत्र उत्सर्जित करता है।

(द) जब तापमान बढ़ता है, तो उत्कृष्ट उत्सर्जन तरंग के संदर्भ में लंबी तार का लम्बाई छोटे तार के संगत संवेदनीता में मापिक बदलती है। इससे शरीर का रंग बदलता है, और प्रायः NTP में एक शरीर से आउटगो उत्सर्जन प्रधान रूप से अल्ट्रारेड तरंग होती हैं।

थर्मल उत्सर्जनिकासूत्र उत्सर्जनित की प्रकाश की चाल की तारीख होती है और एक सीधी रेखा में होती है।

(फ) प्रकाशनिकासूत्र वैद्युतिक तरंग हैं और एक खाली जगह में भी यात्रा कर सकती हैं।

प्रकाश की तरह, थर्मल उत्सर्जनिकासूत्र को परावर्तित, विकर्णित, पृष्ठविभाज्य, और ध्रुवीकृत किया जा सकता है।

एक बिंदु स्रोत से प्रकाश का उत्सर्जन उल्लंघन विधि का पालन करता है (तीव्रता दूरी के वर्ग संयुक्त अनुपात के उल्लंघन के लिए प्रतिष्ठित होती है, अर्थात् 1/r²).

प्रेवोस्ट विनिमय के सिद्धांत

सामग्री का हिंदी संस्करण:

इस सिद्धांत के अनुसार, सभी वस्त्रें सभी तापीय शोधन सभी तापमानों पर प्रकाशित करते हैं। प्रति इकाई समय प्रकाशित होने वाली तापीय विकिरण की मात्रा प्रकाशित होने वाली सतह की प्रकृति, इसके क्षेत्र और इसके तापमान पर निर्भर करती है। यह दर ऊँची तापमान पर तेजी से बढ़ती है। साथ ही, जब तक इस किरणन को यह बोध करता है कि किरण की भार पैदा करती किसी अंग पर प्रवेश करती है, एक शरीर भी साथ ही आस-पास के शरीरों द्वारा प्रकाशित तापीय किरण का हिस्सा सोचता है।

यदि एक शरीर उससे अधिक किरण प्रकाशित करता है जो उसे अवशोषित होता है, तो उसका तापमान घटता है। उल्टे, यदि एक शरीर उसे अवशोषित होने से कम किरण प्रकाशित करता है, तो उसका तापमान बढ़ता है। अंत में, यदि एक शरीर का तापमान उसके आस-पास के वातावरण के तापमान के बराबर है, तो वह उसी दर से स्वरूपित हो जाता है जिसी दर से वह अवशोषण करता है।

काली बॉडी किरण

फेरी की काली बॉडी

पूर्णतः काली बॉडी

एक पूर्णतः काली बॉडी वह है जो किसी भी तापविकिरण को अवशोषित करती है जो उस पर आपदा होता है। यह आमतौर पर तापविकिरण का कोई प्रतिबिंबित अथवा प्रतिसारण नहीं करती है, और इसलिए काली दिखती है, भले ही आपदा वाले तापविकिरण का रंग कुछ भी हो।

वास्तविक अभ्यास में, किसी भी प्राकृतिक वस्तु में एक सही काली बॉडी की बिल्कुल विशेषताएँ नहीं होती हैं। हालांकि, लांप-काला और प्लैटिनम काला उनके करीब 99% तक आपदा वाले तापविकिरण को अवशोषित करते हैं। सबसे मूलभूत और व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली काली बॉडी की खोज फेरी द्वारा की गई थी, जो एक खिलाकर दीवार के साथ एक छोटे द्वार के रूप में मालिशित की गई होती है और इसे स्वरूपित करती है। यह द्वार पूर्णतः काली बॉडी की भूमिका निभाता है.

द्वार के विपरीत में कोण यह रोकता है कि किरण सीधे पीछे न जबरदस्ती होती हो, इसलिए सुनिश्चित करता है कि द्वार पर गिरने वाली किरण अंदर जाती है और एकाधिक प्रतिबिंबों के माध्यम से अवशोषित होने से पहले संकेत होने का बहुत कम मौका होता है।

तापीय सतिपूर्ण, प्रतिबिम्बण और उत्सर्जन

$$Q = Q_r + Q_t + Q_a$$

$$1 = \frac{Q_r}{Q} + \frac{Q_t}{Q} + \frac{Q_a}{Q}$$

$$1 = r + t + a$$

यहां r प्रतिबिम्बण शक्ति है और a अवशोषणशक्ति है।

और t = प्रसारण शक्ति है।

(i) r = 0, t = 0, a = 1, पूर्णतः काली बॉडी

(ii) r = 1, t = 0, a = 0, पूर्णतः प्रतिबिम्बक

(iii) r = 0, t = 1, a = 0, पूर्णतः प्रसारक

अवशोषणशक्ति

कोई भी वस्तु द्वारा अवशोषित तापविकिरण का आंशिक रेडिएशन उसकी अवशोषणशक्ति के रूप में जाना जाता है।

$\begin{array}{l}a=\frac{\mathrm{ऊर्जा}\mathrm{अवशोषित}}{\mathrm{ऊर्जा}\mathrm{आपदापूर्व}}\end{array}$

क्योंकि काली बॉडी पर पड़ने वाली सभी किरणें अवशोषित हो जाती हैं, इसलिए काली बॉडी की अवशोषणशक्ति 1 के बराबर होती है।

उत्पन्न शक्ति

उत्पन्न शक्ति वह ऊर्जा है जो प्रति इकाई समय प्रति इकाई क्षेत्र द्वारा निरंतर विकिरित होती है।

विषमावत प्रभाव की अपेक्षा में, विकिरणी प्रभाव एक आयामहीन मात्रा नहीं है।

ध्रुवीय विकिरणी प्रभाव E_l

कुल विकिरणी प्रभाव E संबंधित है ध्रुवीय विकिरणी प्रभाव, $E_l$, के साथ निम्नप्रकार से:

$\begin{array}{l}E={\int }_0^{\mathrm{\infty }}{E}_{\lambda }{d}_{\lambda }and\frac{dE}{d\lambda }=E_{\lambda }\end{array}$

विकिरणताप

इसकी hi संस्करण सामग्री क्या है: $\begin{array}{l}e=\frac{EmissivepowerofabodyattemperatureT}{EmissivepowerofablackbodyatsametemperatureT}=\frac{E}{E_o}\end{array}$

किर्चोफ का नियम

दिए गए तापमान और एक समान तापमान पर सभी पदार्थों के लिए किसी वेलेंगथ पर विकिरण के प्रकाशित प्रशक्षित शक्ति का अवशोषित शक्ति के संयोजन का अनुपात एक सा होता है और वही वेलेंगथ और तापमान के लिए पूर्ण काले पदार्थ के प्रकाशित प्रशक्षित शक्ति के बराबर होता है।

$$(\frac{E(पदार्थ)}{E(काला पदार्थ)}=a(पदार्थ))$$

इसलिए, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि अच्छे उत्सर्जक भी अच्छे शोषक होते हैं।

वियन की विस्थापन नियम और थर्मल विकिरण की प्रकृति

काले पदार्थ विकिरण के ऊर्जा वितरण घटक से, निम्नलिखित निष्कर्ष निकले जा सकते हैं:

(अ) एक पदार्थ का तापमान जितना बढ़ता है, उस तापमान पर अधिक ऊर्जा द्वारा पदार्थ उत्सर्जित होता है, की विकिरण वर्ग के तहत अधिक तापमान पर अधिक ऊर्जा द्वारा पदार्थ उत्सर्जित होता है।

(ब) विभिन्न तापमान पर पदार्थ द्वारा उत्सर्जित ऊर्जा स्थिर नहीं होती है। लंबे और छोटे तारंगदौरों के लिए, ऊर्जा तुलनात्मक रूप से कम होती है।

(सी) एक दिए गए तापमान के लिए, सबसे अधिक ऊर्जा उत्सर्जित (El) की वेवलेंथ (lm) वह होती है जिस पर उत्सर्जन का अधिकतम होता है।

(डी) काले पदार्थ के तापमान के साथ जब बढ़ता है, तो वृत्तों के अवतरणों का अधिकतम नकारा छोटी तरंगाओं की ओर चला जाता है।

प्रयोगात्मक रूप से स्थापित हुआ कि, काले पदार्थ के तापमान के साथ बढ़ते हुए, उत्सर्जन की अधिकतम प्रतिदीप्ति के लिए वेवलेंथ (λm) कम होने लगती है। यानी

$$\lambda \propto \frac{1}{T}$$

$$\lambda = \frac{b}{T}$$

इसे वीन का स्थानांतरण कानून के रूप में जाना जाता है।

यहां, वीन का निरंतर b = 0.282 सेमी-के होता है।

उदाहरण: सौर पृष्ठ का तापमान जाँच करें, मान लेते हुए कि सूरज की सतह पूरी तरह से अवशोषक है (a = 1), सौर विकिरण की 470 नैनोमीटर वेवलेंथ सीमा के पास प्रतिदीप्ति का अधिकतम उपयोग करके।

समाधान। क्योंकि a = 1, इसलिए सूरज को काले पदार्थ के रूप में उत्सर्जन करने की माना जा सकती है।

काले पदार्थ के लिए वीन के कानून से

$$λ_mT = b$$

$$T=\frac{b}{λ_m} = \frac{0.282\ (सेमी\ के)}{(470\times10^{-7}\ सेमी)} = 600.43 K ≃ 6125 K

विकिरण के अनुप्रयोग

1. विकिरण और किताबी तत्वों का इस्तेमाल डायग्नोसिस, उपचार और अनुसंधान के लिए आमतौर पर मेडिकल क्षेत्र में किया जाता है। उदाहरण के लिए, X-रे इसका एक जाना माना उदाहरण है। इसके अलावा, विकिरण चिकित्सा के लिए भी उपयोग किया जाता है।

2. आधुनिक संचार प्रणालियों में वैद्युत विकिरण पर अधिकतम आश्रित होता है।

3. किरणिक तत्व होम उम्र मापन की प्रक्रिया में उपयोग किए जाते हैं। इस प्रक्रिया के माध्यम से पदार्थों के संगठन का निर्धारण किया जाता है।   4. न्यूट्रॉन सक्रियण विश्लेषण विकिरण के माध्यम से पदार्थों के संयोजन का निर्धारण करने की प्रक्रिया है।

वहीं, विकिरण जीवित प्राणियों के लिए नुकसानदायक भी हो सकता है। यह जलन पैदा कर सकता है, और अधिक गंभीर मामलों में, कैंसर या आनुवांशिक क्षति को उत्पन्न कर सकता है। इसके अलावा, रेडियोधर्मी तरंगों को मानवों में कैंसर के कारणों से जोड़ा जा चुका है।