लंबे समय से मृगतृष्णा, हवा में टिमटिमाती आकृतियां, लोगों को भयभीत और भयभीत कर रही हैं। आजकल, वैज्ञानिकों ने प्रकृति के कई रहस्यों को उजागर किया है, जिसमें ऑप्टिकल घटनाएँ भी शामिल हैं। वे प्राकृतिक रहस्यों से हैरान नहीं हैं, जिनके सार का लंबे समय से अध्ययन किया जा रहा है। हाई स्कूल में आज 8वीं कक्षा में भौतिक विज्ञान में ऑप्टिकल घटनाएँ सिखाई जाती हैं, जिससे कोई भी छात्र उनके स्वभाव को समझ सके।
बुनियादी अवधारणा
प्राचीन काल के वैज्ञानिकों का मानना था कि मानव आँख सबसे पतले जाल से वस्तुओं को महसूस करके देखती है। उस समय प्रकाशिकी दृष्टि का अध्ययन था।
मध्य युग में, प्रकाशिकी ने प्रकाश और उसके सार का अध्ययन किया।
आज, प्रकाशिकी भौतिकी का एक हिस्सा है जो विभिन्न माध्यमों के माध्यम से प्रकाश के प्रसार और अन्य पदार्थों के साथ उसकी बातचीत का अध्ययन करता है। दृष्टि से संबंधित सभी मुद्दों का अध्ययन शारीरिक प्रकाशिकी द्वारा किया जाता है।
प्रकाशीय परिघटनाएं प्रकाश की किरणों द्वारा की जाने वाली विविध क्रियाओं की अभिव्यक्ति हैं। इनका अध्ययन वायुमंडलीय प्रकाशिकी द्वारा किया जाता है।
वायुमंडल में असामान्य प्रक्रियाएं
पृथ्वी एक गैसीय खोल से घिरी हुई है जिसे वायुमंडल कहते हैं। इसकी मोटाई सैकड़ों किलोमीटर है। पृथ्वी के करीब, वातावरण सघन है, दिशा मेंऊपर विरल है। वायुमंडलीय खोल के भौतिक गुण लगातार बदल रहे हैं, परतें मिश्रित हैं। तापमान बदलें। घनत्व, पारदर्शिता बदलाव।
प्रकाश किरणें सूर्य और अन्य खगोलीय पिंडों से पृथ्वी की ओर जाती हैं। वे पृथ्वी के वायुमंडल से गुजरते हैं, जो उनकी विशेषताओं को बदलते हुए, उनके लिए एक विशिष्ट ऑप्टिकल प्रणाली के रूप में कार्य करता है। प्रकाश किरणें प्रतिबिंबित करती हैं, बिखरती हैं, वायुमंडल से गुजरती हैं, पृथ्वी को रोशन करती हैं। कुछ शर्तों के तहत, किरणों का मार्ग मुड़ा हुआ होता है, इसलिए विभिन्न घटनाएं होती हैं। भौतिक विज्ञानी सबसे मूल ऑप्टिकल घटना पर विचार करते हैं:
- धूप सूर्यास्त;
- इंद्रधनुष का दिखना;
- उत्तरी रोशनी;
- मिराज;
- हेलो।
आइए उन पर करीब से नज़र डालते हैं।
सूर्य के चारों ओर प्रभामंडल
ग्रीक में "हेलो" शब्द का अर्थ "सर्कल" है। कौन सी प्रकाशिक घटना इसके मूल में है?
हेलो किरणों के अपवर्तन और परावर्तन की प्रक्रिया है जो वायुमंडल में उच्च बादल क्रिस्टल में होती है। घटना सूर्य के निकट चमकदार किरणों की तरह दिखती है, जो एक अंधेरे अंतराल द्वारा सीमित है। हेलो आमतौर पर चक्रवातों से पहले बनते हैं और उनके अग्रदूत हो सकते हैं।
पानी की बूंदें हवा में जम जाती हैं और छह भुजाओं से सही प्रिज्मीय आकार ले लेती हैं। निचली वायुमंडलीय परतों में दिखाई देने वाले आइकल्स से हर कोई परिचित है। शीर्ष पर, ऐसी बर्फ की सुइयां स्वतंत्र रूप से एक ऊर्ध्वाधर दिशा में गिरती हैं। क्रिस्टलीय बर्फ तैर रही है, जमीन पर उतर रही है, जबकि उनके साथ समानांतर व्यवस्था हैपृथ्वी से संबंध। एक व्यक्ति क्रिस्टल के माध्यम से दृष्टि को निर्देशित करता है, जो लेंस के रूप में कार्य करता है और प्रकाश को अपवर्तित करता है।
अन्य प्रिज्म समतल होते हैं या छह किरणों वाले तारे जैसे दिखते हैं। क्रिस्टल पर पड़ने वाली प्रकाश की किरणें अपवर्तन नहीं कर सकती हैं या कई अन्य प्रक्रियाओं का अनुभव नहीं कर सकती हैं। ऐसा शायद ही कभी होता है कि सभी प्रक्रियाएं स्पष्ट रूप से दिखाई देती हैं, आमतौर पर घटना का एक या दूसरा हिस्सा अधिक स्पष्ट रूप से प्रकट होता है, जबकि अन्य खराब प्रतिनिधित्व करते हैं।
एक छोटा प्रभामंडल सूर्य के चारों ओर लगभग 22 डिग्री की त्रिज्या वाला एक वृत्त है। सर्कल का रंग अंदर से लाल होता है, फिर पीले, सफेद रंग में बहता है और नीले आकाश के साथ मिल जाता है। सर्कल का आंतरिक क्षेत्र अंधेरा है। यह हवा में उड़ने वाली बर्फ की सुइयों में प्रकाश के अपवर्तन के परिणामस्वरूप बनता है। प्रिज्म में किरणें 22 डिग्री के कोण पर विक्षेपित होती हैं, इसलिए जो क्रिस्टल से गुजरी हैं वे 22 डिग्री से विक्षेपित पर्यवेक्षक को दिखाई देती हैं। इसलिए, आंतरिक अंधेरा दिखाई देता है।
लाल रंग का अपवर्तन कम होता है, जो सूर्य से सबसे कम विक्षेपित दर्शाता है। आगे पीला है। अन्य किरणें मिश्रित होकर सफेद दिखाई देती हैं।
22 डिग्री प्रभामंडल के आसपास 46 डिग्री प्रभामंडल होता है। इसका आंतरिक क्षेत्र भी लाल रंग का है क्योंकि बर्फ की सुइयों में प्रकाश अपवर्तित होता है जो सूर्य के सामने 90 डिग्री होते हैं।
90 डिग्री का प्रभामंडल भी जाना जाता है, यह हल्का चमकता है, लगभग कोई रंग नहीं होता है या बाहर से लाल रंग का होता है। वैज्ञानिकों ने अभी तक इस किस्म का पूरी तरह से अध्ययन नहीं किया है।
चंद्रमा के चारों ओर प्रभामंडलऔर अन्य प्रजातियां
यह प्रकाशीय घटना अक्सर तब देखी जाती है जब हल्के बादल होते हैं और आकाश में कई लघु क्रिस्टलीय बर्फ तैरती हैं। ऐसा प्रत्येक क्रिस्टल एक प्रकार का प्रिज्म होता है। मूल रूप से, उनका आकार लम्बी षट्भुज है। प्रकाश सामने के क्रिस्टलीय क्षेत्र में प्रवेश करता है और विपरीत भाग से बाहर निकलकर 22 डिग्री तक अपवर्तित हो जाता है।
सर्दियों में स्ट्रीट लैंप के पास ठंडी हवा में प्रभामंडल देखा जा सकता है। यह एक लालटेन की रोशनी से प्रकट होता है।
सूर्य के चारों ओर एक प्रभामंडल बर्फीली बर्फीली हवा में भी बन सकता है। बर्फ के टुकड़े हवा में हैं, प्रकाश बादलों से होकर गुजरता है। शाम के सूर्यास्त के समय यह रोशनी लाल हो जाती है। पिछली शताब्दियों में, अंधविश्वासी लोग ऐसी घटनाओं से भयभीत थे।
प्रभामंडल सूर्य के चारों ओर एक इंद्रधनुषी रंग के घेरे जैसा दिख सकता है। ऐसा प्रतीत होता है कि वातावरण में छह चेहरों वाले कई क्रिस्टल हैं, लेकिन वे प्रतिबिंबित नहीं करते हैं, लेकिन सूर्य की किरणों को अपवर्तित करते हैं। अधिकांश किरणें हमारी आंखों तक नहीं पहुंचकर बिखर जाती हैं। शेष किरणें मानव आँख तक पहुँचती हैं, और हम सूर्य के चारों ओर एक इंद्रधनुषी वृत्त देखते हैं। इसकी त्रिज्या लगभग 22 डिग्री या 46 डिग्री है।
झूठी धूप
वैज्ञानिकों ने नोट किया है कि प्रभामंडल हमेशा पक्षों पर चमकीला होता है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि यहां लंबवत और क्षैतिज हेलो मिलते हैं। उनके चौराहों पर झूठे सूरज दिखाई दे सकते हैं। यह विशेष रूप से अक्सर तब होता है जब सूर्य क्षितिज के करीब होता है, उस समय हम ऊर्ध्वाधर वृत्त का हिस्सा नहीं देख सकते हैं।
झूठा सूरज भी एक प्रकाशिक घटना है, एक तरह का प्रभामंडल। यह के कारण प्रकट होता हैछह चेहरों वाले बर्फ के क्रिस्टल, नाखूनों के आकार के। ऐसे क्रिस्टल वायुमंडल में ऊर्ध्वाधर दिशा में मंडराते हैं, उनके पार्श्व चेहरों में प्रकाश अपवर्तित होता है।
एक तीसरा "सूर्य" भी बन सकता है यदि वास्तविक सूर्य के ऊपर केवल प्रभामंडल का सतही भाग दिखाई दे। यह एक चाप का एक खंड या एक अतुलनीय आकार का चमकदार स्थान हो सकता है। कभी-कभी झूठे सूर्य इतने चमकीले होते हैं कि वे वास्तविक सूर्य से अप्रभेद्य होते हैं।
इंद्रधनुष
यह अलग-अलग रंगों के अधूरे वृत्त के रूप में वायुमंडलीय प्रकाशिक घटना है।
प्राचीन धर्मों ने इन्द्रधनुष को स्वर्ग से पृथ्वी तक का सेतु माना है। अरस्तू का मानना था कि इंद्रधनुष सूर्य के प्रकाश की बूंदों के प्रतिबिंब के कारण प्रकट होता है। कौन सी प्रकाशीय घटना अभी भी एक व्यक्ति को उतना ही प्रसन्न कर सकती है जितना कि एक इंद्रधनुष करता है?
17वीं शताब्दी में डेसकार्टेस ने इंद्रधनुष की प्रकृति का अध्ययन किया। बाद में, न्यूटन ने प्रकाश के साथ प्रयोग किया और डेसकार्टेस के सिद्धांत को पूरक बनाया, लेकिन कई इंद्रधनुषों के गठन, उनमें अलग-अलग रंगों की अनुपस्थिति को नहीं समझ सके।
इंद्रधनुष का पूरा सिद्धांत 19वीं शताब्दी में इंग्लैंड के एक खगोलशास्त्री डी. एरी द्वारा प्रस्तुत किया गया था। यह वह था जो इंद्रधनुष की सभी प्रक्रियाओं को प्रकट करने में कामयाब रहा। उन्होंने जो सिद्धांत विकसित किया वह आज भी स्वीकार किया जाता है।
इंद्रधनुष तब प्रकट होता है जब सूर्य का प्रकाश सूर्य के विपरीत आकाश के क्षेत्र में वर्षा जल के एक पर्दे से टकराता है। इंद्रधनुष का केंद्र सूर्य के सबसे दूर एक बिंदु पर स्थित होता है, अर्थात यह मानव आंख को दिखाई नहीं देता है। इंद्रधनुष का चाप इस केंद्रीय बिंदु के चारों ओर वृत्त का भाग है।
इंद्रधनुष में रंगों को एक निश्चित क्रम में रखा जाता है। वह स्थिर है।लाल शीर्ष किनारे पर है, बैंगनी नीचे है। उनके बीच, रंग सख्त व्यवस्था में जाते हैं। इंद्रधनुष में सभी मौजूदा रंग नहीं होते हैं। हरे रंग की प्रबलता अनुकूल मौसम में संक्रमण का संकेत देती है।
औरोरा बोरेलिस
यह सौर हवा के परमाणुओं और तत्वों के पारस्परिक प्रभाव के कारण वायुमंडल की ऊपरी चुंबकीय परतों में एक चमक है। अरोरा आमतौर पर हरे या नीले रंग के होते हैं जिनमें गुलाबी और लाल रंग के संकेत होते हैं। वे रिबन या स्पॉट के रूप में हो सकते हैं। उनके फटने के साथ अक्सर शोर-शराबा होता है।
मिराज
साधारण मृगतृष्णा धोखे से कोई भी परिचित होता है। उदाहरण के लिए, गर्म डामर पर गाड़ी चलाते समय, मृगतृष्णा पानी की सतह के रूप में दिखाई देती है। यह किसी के लिए कोई आश्चर्य की बात नहीं है। कौन सी ऑप्टिकल घटना मृगतृष्णा की उपस्थिति की व्याख्या करती है? आइए इस मुद्दे पर अधिक विस्तार से ध्यान दें।
मिराज वातावरण में एक ऑप्टिकल भौतिक घटना है, जिसके परिणामस्वरूप आंख उन वस्तुओं को देखती है जो सामान्य परिस्थितियों में दृश्य से छिपी होती हैं। यह प्रकाश किरण के अपवर्तन के कारण होता है क्योंकि यह हवा की परतों से होकर बहती है। जो वस्तुएँ काफी दूरी पर हैं, वे अपने वास्तविक स्थान के सापेक्ष उठ या गिर सकती हैं, या विकृत हो सकती हैं और विचित्र आकार ले सकती हैं।
ब्रोकन घोस्ट
यह एक ऐसी घटना है जिसमें सूर्यास्त या सूर्योदय के समय किसी ऊंचाई पर बैठे व्यक्ति की छाया समझ से बाहर हो जाती है, क्योंकि यह पास के बादलों पर पड़ती है। यह समझाया गया हैधूमिल परिस्थितियों में पानी की बूंदों द्वारा प्रकाश किरणों का परावर्तन और अपवर्तन। इस घटना का नाम जर्मन हार्ज़ पहाड़ों की ऊंचाइयों में से एक के नाम पर रखा गया था।
सेंट एल्मो की आग
ये समुद्री जहाजों के मस्तूलों पर नीले या बैंगनी रंग के चमकीले ब्रश होते हैं। पहाड़ी ऊंचाई पर, प्रभावशाली ऊंचाई की इमारतों पर रोशनी दिखाई दे सकती है। यह घटना कंडक्टरों के सिरों पर विद्युत निर्वहन के कारण होती है क्योंकि विद्युत तनाव बढ़ जाता है।
ये आठवीं कक्षा के पाठों में मानी जाने वाली ऑप्टिकल घटनाएँ हैं। चलो ऑप्टिकल उपकरणों के बारे में बात करते हैं।
प्रकाशिकी में डिजाइन
ऑप्टिकल उपकरण ऐसे उपकरण हैं जो प्रकाश विकिरण को परिवर्तित करते हैं। आमतौर पर ये उपकरण दृश्य प्रकाश में काम करते हैं।
सभी ऑप्टिकल उपकरणों को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:
- डिवाइस जिसमें स्क्रीन पर इमेज मिलती है। ये हैं कैमरा, मूवी कैमरा, प्रोजेक्शन डिवाइस।
- ऐसे उपकरण जो मानव आँख से इंटरैक्ट करते हैं, लेकिन स्क्रीन पर चित्र नहीं बनाते हैं। यह एक आवर्धक कांच, सूक्ष्मदर्शी, दूरबीन है। इन उपकरणों को दृश्य माना जाता है।
कैमरा एक ऑप्टो-मैकेनिकल डिवाइस है जिसका उपयोग फिल्म पर किसी वस्तु की छवियों को प्राप्त करने के लिए किया जाता है। कैमरे के डिज़ाइन में एक कैमरा और लेंस शामिल हैं जो लेंस बनाते हैं। लेंस उस वस्तु की एक उलटी लघु छवि बनाता है जिसे फिल्म में कैद किया जाता है। यह प्रकाश की क्रिया के कारण होता है।
छवि प्रारंभ में अदृश्य है, लेकिन विकासशील समाधान के लिए धन्यवाद, यह दृश्यमान हो जाता है। इस छवि को कहा जाता हैनकारात्मक, इसमें उज्ज्वल स्थान अंधेरे दिखते हैं, और इसके विपरीत। फोटोसेंसिटिव पेपर पर नेगेटिव से पॉजिटिव बनाएं। फ़ोटो को बड़ा करने वाले का उपयोग करके, छवि को बड़ा किया जाता है।
एक आवर्धक कांच एक लेंस या लेंस प्रणाली है जिसे वस्तुओं को देखते हुए उन्हें बड़ा करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। आवर्धक कांच को आंख के बगल में रखा जाता है, जिस दूरी से वस्तु स्पष्ट रूप से दिखाई देती है उसे चुना जाता है। एक आवर्धक कांच का उपयोग उस देखने के कोण को बढ़ाने पर आधारित है जिससे वस्तु को देखा जाता है।
अधिक कोणीय आवर्धन प्राप्त करने के लिए माइक्रोस्कोप का उपयोग करें। इस उपकरण में, एक लेंस और एक ऐपिस से मिलकर, ऑप्टिकल सिस्टम के कारण वस्तुओं का आवर्धन होता है। पहले, देखने के कोण को लेंस द्वारा बढ़ाया जाता है, फिर ऐपिस द्वारा।
इसलिए, हमने मुख्य ऑप्टिकल घटना और उपकरणों, उनकी किस्मों और विशेषताओं पर विचार किया है।
