यंग की प्रतिक्रिया प्रयोग

1. सादृश्य स्रोत:

• परिभाषा: ऐसे स्रोत जो साथ हो रहे तरंगों में एक स्थिर फ़ेज़ अंतर उत्पन्न करते हैं, उन्हें सादृश्य स्रोत कहा जाता है।
• विशेषताएँ:
• सादृश्य स्रोत साथ हो रहीं तरंगों की एक ही आवृत्ति और स्थिर फ़ेज़ अंतर उत्पन्न करते हैं।
• सादृश्यता दो स्रोतों की तरंगों के waveform में समानता की मात्रा को संकेत करती है।

2. प्रतिक्रिया:

• परिचय: प्रतिक्रिया दो या अधिक स्रोतों से आने वाली तरंगों के संयोजन का परिणामस्वरूप होती है, जिससे विरलता क्षेत्रों (प्रकाशित केन्द्रों) और वि‍रलता न्यूनताओं (अंधकार केन्द्रों) के बीच परिस्थिति उत्पन्न होती है।
• प्रकार:
  • निर्माणात्मक प्रतिक्रिया: जब दो तरंगों की मुकुट मिलती हैं, तो वे एक दूसरे को सुदृढ़ करती हैं, जो एक उज्ज्वल क्षेत्र (अधिकतम प्रकाश तीव्रता) की ओर ले जाती हैं।
  • विज्ञानाकारी प्रतिक्रिया: जब एक तरंग का मुकुट दूसरे की तरंग के पाप में मिलता है, तो वे आपस में रद्द हो जाती हैं, जिससे एक अंधकार क्षेत्र (न्यूनतम प्रकाश तीव्रता) उत्पन्न होती हैैं।

3. यंग का द्विगुट्ट संयोजन प्रयोग:

• प्रयोगात्मक संरचना:
  • एक एकबर्ण प्रकाश स्रोत एक स्क्रीन पर दो पास-पास स्लिट (एस 1 और एस 2) को प्रकाशित करता है।
  • स्लिट से उभरती हुई तरंगों का विरलन स्क्रीन के पीछे प्राथमिक केंद्र पर करता हैैं।
• अवलोकन:
  • विरलन गुरुत्वाकर्षण (आंतरिक उज्ज्वल और अधिकतम अंधकार) विरलन स्क्रीन पर अवलोकन किया जाता है।
• निर्माण:
  • विरलन अलगाव (β): $$ β = \frac{λD}{d} $$
  • विरल चौड़ाई (w): $$ w = \frac{λD}{d\cosθ}$$ जहाँ:
  • λ प्रकाश की तरंगदैर्घ्य को प्रतिसंबंधित करती है,
  • D स्लिट और दृश्य स्क्रीन के बीच की दूरी होती है,
  • d दो स्लिट के बीच की दूरी होती है, और
  • θ स्लिटों को अवलोकन केंद्र से विरल स्क्रीन के लचीले कोण से जोड़ने वाली रेखा के बीच का कोण है।

4. प्रतिक्रिया की शर्तें:

• सादृश्य आवश्यकता: स्रोतों को सादृश्यमय होना चाहिए, जिसका अर्थ है कि वे एक स्थिर फ़ेज़ अंतर के साथ तरंग उत्पन्न करते हैं।
• एक रंगीन प्रकाश: प्रयोग में उपयोग किया जाने वाला प्रकाश एक रंगीन होना चाहिए, अर्थात केवल एक ही तरंगदैर्घ्य का होना चाहिए, ताकि सादृश्य परिणामों में स्थिर धारा निर्मित हो सके।

5. पथ अंतर और फ़ेज़ अंतर:

• पथ अंतर: दो स्रोतों से किसी विशेष बिंदु पर पहुंचने वाली तरंगों द्वारा यात्रा की दो भेदों में अंतर।
• फ़ेज़ अंतर: एक विशेष बिंदु पर पहुंचने वाली तरंगों के फ़ेज़ में अंतर।
• संबंध: $$ \delta =2\pi \frac{\text{पथ अंतर}}{\lambda}$$ यहाँ:
• देल्टा फ़ेज़ अंतर है, और
• लैम्बडा प्रकाश की तरंगदैर्घ्य है।

6. प्रतिज्ञान वितरण:

• निर्माण: $$I = 4I_0 \cos^2\left(\frac{\delta}{2}\right)$$

• व्याख्या:

• I दृश्य स्क्रीन पर एक बिंदु पर अवधारित प्रकाश दिखाता है।

• I0 प्रत्येक व्यक्तिगत स्लिट के कारण होने वाली प्रकाश तीव्रता को प्रतिष्ठानित करती है।

• कोस^2(देल्टा/2) शब्द द्वारा संकेतित करता हैं कि स्रोतों से आने वाली तरंगों की प्रतिक्रिया के कारण तीव्रता में परिवर्तन होता है।

• प्रफुल्लित बिंदु: दो तरंगों की प्रतिक्रिया के कारण जहाँ रचनात्मक ढंग से प्रतिक्रिया होती है, वहाँ अधिकतम तीव्रता होती है (उज्ज्वल जगहों)।

• अंधकारी किनारों: उन स्थानों पर होते हैं जहां तारों की नष्टिवादी टक्कर के कारण शून्य तीव्रता होती है।

7. तार की लंबाई का निर्धारण:

• यंग प्रयोग तार की लंबाई (λ) की निर्धारण कर सकता है, इसके लिए टारों के अंतर के सूत्र का उपयोग करें: $$ λ = \frac{βD}{d}$$

8. अनुप्रयोग:

• पतली तार टक्कर: पतली तारों की मोडने क्षेत्रों की जांच करके पतली तार की मोटाई का निर्धारण करने के लिए उपयोग की जाती है, जब प्रकाश पतली तार की सतहों से प्रतिबिंबित होता है।
• तार की लंबाई का मापन: प्रकाश स्रोतों की तार की लंबाई को मापन करने के लिए एक सटीक विधि प्रदान करता है।
• परमाणु और आणु संरचना: इंटरफेरेंस पैटर्न का अध्ययन करके परमाणु और आणुओं की संरचना और ऊर्जा स्तरों को समझने में मदद करता है।
• होलोग्राफी और माइक्रोस्कोपी: होलोग्राफी (3D छवि) और इंटरफेरेंस माइक्रोस्कोपी का मूल होता है, जो सूक्ष्मचित्रों के तार को बढ़ातारता है।

9. एकल सुख्यात इंटरफेरेंस से अंतर:

• एकल सुख्यात इंटरफेरेंस: प्रकाश एकल संकीर्ण विस्तार से गुजरता है जब बाएं ओर एक केंद्रीय उज्ज्वल किनारा संशोधित और उज्ज्वल किनारों के पठारे होते हैं।
• दोहरी सुख्यात इंटरफेरेंस: दो समीपवर्ती छेदों से तारों के टक्क्र का मिलन होता है, जिससे एक श्रृंगी और काले और उज्ज्वल किनारों की एक श्रृंगी का उत्पादन होता है।
• वृद्धि प्रभाव: दोहरी छेद प्रयोग में एकाधिक छेदों की मौजूदगी से इंटरफेरेंस प्रभाव को वृद्धि होती है, जिससे नुकीले और स्पष्ट किनारे होते हैं।

10. सहगमन लंबाई और समय-सहगमन:

• सहगमन लंबाई (लाम्ब्डाc): स्रोत से टारों की सहगमन बनाए रखने की दूरी। यह स्पष्ट रूप से इंटरफेरेंस होने के लिए अधिकतम पथ अंतर निर्धारित करती है।
• समय-सहगमन: प्रकाश स्रोत की योग्यता समय के साथ एक संगत चरण संबंध प्रेषित करने की। यह इंटरफेरेंस के दर्शनीयता और स्थिरता पर प्रभाव डालती है।

संदर्भ:

• भौतिकी के सिद्धांत, एच.सी. वर्मा
• भौतिकी की मूलभूते, हॉलिडे, रेसनिक और वॉकर
• प्रकाशिकी और तारंग, मध्यस्तरीय स्तर की भौतिकी, M. नेलकॉन और पी. पार्कर