“ऑप्टिक्स - वेव ऑप्टिक्स - हुयगेंस का सिद्धांत” पर विस्तृत नोट्स

1. हुयगेंस का सिद्धांत:

• परिभाषा: हुयगेंस का सिद्धांत कहता है कि प्रत्येक वेवफ्रंट के हर बिन्दु को मान्य रखा जा सकता है जैसा कि गतिमान तरंग के साथ उसके मूल वेव की सद्भावित वेवलेट्स का स्रोत।
• वेवफ्रंट का निर्माण: हुयगेंस का सिद्धांत प्रयोग करके वेवफ्रंट का निर्माण करने के लिए, मूल वेवफ्रंट पर हर बिंदु से एक प्रकार की सेकेंडरी वेवलेट्स का भाँडा बनाएं। नया वेवफ्रंट इन सेकेंडरी वेवलेट्स की ढाली होता है।
• सेकेंडरी वेवलेट्स: सेकेंडरी वेवलेट्स मूल वेवफ्रंट पर हर बिंदु से निकलने वाली छोटी तरंगें हैं। वे मूल वेव के साथ उसी गति के साथ सभी दिशाओं में प्रसारित होती हैं।
• अनुप्रयोग: हुयगेंस का सिद्धांत प्रतिबिंब, परावर्तन और विकिरण जैसे घटनाओं की व्याख्या करने के लिए प्रयोग किया जा सकता है।

2. प्रकाश का प्रतिबिंब और प्रतिबिम्बण:

• प्रतिबिंब और प्रतिबिम्बण के नियम:
  • प्रतिबिंब: प्रतिबिंब का कोण प्रतिभिन्नता के कोण के बराबर होता है।
  • प्रतिबिम्बण: स्नेल का नियम: $$n_1 \sin \theta_1 = n_2 \sin \theta_2$$, यहां $$n_1$$ और $$n_2$$ दो मीडिया के प्रतिबिम्बी निर्देशिका हैं, और $$\theta_1$$ और $$\theta_2$$ प्रतिभिन्नता के कोण हैं, क्रमशः।
• हुयगेंस का सिद्धांत का व्याख्यान:
  • प्रतिबिंब: जब एक प्रकाश तरंग दो मीडिया के बीच एक सीमा से संपर्क करती है, तो प्रवेशी वेवफ्रंट की सेकेंडरी वेवलेट्स पहले मीडियम में प्रतिबिंबित हो जाती हैं, जिससे प्रतिबिम्बित वेवफ्रंट बनती है।
  • प्रतिबिम्बण: जब एक प्रकाश तरंग दो मीडिया के बीच एक सीमा पार करती है, तो प्रवेशी वेवफ्रंट की सेकेंडरी वेवलेट्स दिशा बदलती हैं, जिससे प्रतिबिम्बित वेवफ्रंट बनती है।
• कोणों का निर्धारण: प्रतिबिंब और प्रतिबिम्बण के कोणों को वेवफ्रंट खींचकर और प्रवेशी / प्रतिबिम्बित वेवफ्रंट के बीच के कोणों को मापकर निर्धारित किया जा सकता है।

3. विकिरण:

• परिभाषा: विकिरण एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें प्रकाश तरंगें किसी छिद्र के माध्यम से या किसी बाधा के चारों ओर फैल जाती हैं।

• विकिरण के प्रकार:

  • फ्रेंजेल विकिरण: जब स्रोत और अवलोकन बिंदु द्विधा वस्त्र से निकटतम दूरी पर होते हैं।
  • फ्रॉनहोफर विकिरण: जब स्रोत और अवलोकन बिंदु विकिरण करने वाले वस्त्र से असीम दूरी पर होते हैं।

• हुयगेंस का सिद्धांत का व्याख्यान: विकिरण को विचार करते हुए छिद्र या बाधा के किनारों से सेकेंडरी वेवलेट्स का संगठन होते हुए एक दूसरे के साथ प्रभावित होने से व्याख्या किया जा सकता है।

• एकल और दोहरी दरारें:

  • एकल दरार: एक एकल दरार से विकिरण एक मुख्य चमकीले स्थान के साथ चारों ओर के साथ बदलती हुई चौराहों द्वारा प्रदर्शित होती है।
  • दोहरी दरार: दो दरारों से विकिरण एक इंटरफेरेंस पैटर्न प्रदर्शित करती है जिसमें एक सिरीज ब्राइट और डार्क बैंड होते हैं।

• प्रतिघर्षण परत: प्रतिघर्षण परत एक यंत्र है जिसमें कई स्लिट या खाद्यें होती हैं, जो एक तन्त्रिका प्रतिरूप उत्पन्न करती है जिसका उपयोग प्रकाश की तत्व-लंबध्वनि का विश्लेषण करने के लिए किया जा सकता है।

4. प्रतिघर्षण:

• तत्व: प्रतिघर्षण दो या अधिक तरंगों के अवशोषण के फलस्वरूप एक नई तरंग पैटर्न के उत्पन्न होने का घटना है।
• प्रतिघर्षण के प्रकार:
  • विन्मूर्ति प्रतिघर्षण: जब दो तरंगों की मुहरों में मेल होती है, तो एक तरंग बड़े आंतरिकता के साथ होती है।
  • संहारी प्रतिघर्षण: जब एक तरंग की मुहरें किसी अन्य तरंग की कुण्डलियों के साथ मेलती हैं, तो एक तरंग छोटी आंतरिकता के साथ होती है।
• शर्तें:
  • विन्मूर्ति प्रतिघर्षण: तरंगों के बीच आंतरिकता मानक तत्व के एक पूर्णांक का गुणितांक होती है।
  • संहारी प्रतिघर्षण: तरंगों के बीच आंतरिकता मानक तत्व के आधा प्रत्येक विज्ञान की असमान गुणितांक होती है।
• पतली तरंग (न्यूटन की अंगुली): पतली तरंग (न्यूटन की अंगुली) में प्रकाश तरंगों का घुमाव करके प्रतिघर्षण उत्पन्न होता है, जो संयुग्मित उज्ज्वल और अंधेरे वृत्तों होते हैं।

5. ध्रुवीकरण:

• परिभाषा: ध्रुवीकरण प्रकाश तरंगों की गतिशीलता के निर्देश वर्णन करने वाली एक गुण है।
• ध्रुवीकरण के प्रकार:
  • रेखांकीय ध्रुवीकरण: विद्युत्क्षेत्र गतिशीलताएँ एक सीधी रेखा के रूप में प्रगट होती हैं।
  • परिभृदध ध्रुवीकरण: विद्युत्क्षेत्र गतिशीलताएँ एक वृत्त में घूमती हैं।
  • उपवृत्ति ध्रुवीकरण: विद्युत्क्षेत्र गतिशीलताएँ एक अंडाकाराग्र में घूमती हैं।
• ध्रुवीकरण के तरीके:
  • प्रतिबिंब: सतह से प्रतिबिंबित होने वाला प्रकाश ध्रुवीकृत हो सकता है।
  • अपवर्तन: किसी पदार्थ से मुखरित प्रकाश ध्रुवीकृत हो सकता है।
  • द्विगुणन: निश्चित क्रिस्टलों में प्रकाश, जैसे कि कल्साइट, द्वितीय प्रकाश द्वारा दो तरंगों में विभाजित हो सकता है जिनकी ध्रुवीकरण अलग-अलग होती हैं।
• ह्यूगेंस’ का व्याख्यान: ह्यूगेंस कल्साइट में तत्वांशों द्वारा प्रसारित दो भिन्न तरंगफलों का विचार करके कल्साइट में द्विगुणन की व्याख्या की।
• अनुप्रयोग: ध्रुवीकरण के सिद्धान्तों का उपयोग ध्रुवीकरणकर्ताओं, धूपश्रव्य और 3D चश्मा में किया जाता है।

6. ह्यूगेंस’ सिद्धांत के अनुप्रयोग:

• प्रकाशिक घटनाओं का व्याख्यान: ह्यूगेंस’ सिद्धांत का उपयोग घटनाओं, जैसे कि इंद्रधनुष, हालो और कोरोनेस का विवरण करने के लिए किया जा सकता है।
• प्रकाशिक उपकरण: ह्यूगेंस’ सिद्धांत का अनुप्रयोग में संचार प्रौद्योगिकी में महत्वपूर्ण प्रकाश तरंगों के व्यवहार का विश्लेषण में मदद मिलती हैं जो विशेषज्ञता करेगा।
• प्रकाशिक रेतर: ह्यूगेंस’ सिद्धांत का उपयोग, बिनोकुलर, माइक्रोस्कोप और कैमरा जैसे प्रकाशिक उपकरणों के डिज़ाइन और समझने में किया जाता है।
• प्रकाशिक तारबंदी: ह्यूगेंस’ सिद्धांत भौतिकी में प्रकाश तरंगों के व्यवहार के विश्लेषण में सहायता प्रदान करता है जो संचार प्रौद्योगिकी में महत्वपूर्ण होती हैं।

संदर्भ:

• 11वीं कक्षा के लिए एनसीईआरटी भौतिकी कक्षा पाठ्यपुस्तक, अध्याय 10: “प्रतिध्वनि अप्टिक्स”
• 12वीं कक्षा के लिए एनसीईआरटी भौतिकी कक्षा पाठ्यपुस्तक, अध्याय 9: “किरण अप्टिक्स और प्रकाशिक उपकरण”