प्रकाश ऊर्जा क्या है? | प्रकाश की बातचीत | यह महत्वपूर्ण उपयोग है

प्रकाश ऊर्जा क्या है?

प्रकाश ऊर्जा परिभाषा:

प्रकाश एकमात्र ऊर्जा रूप है जो मानव आंख को दिखाई देता है। प्रकाश ऊर्जा को दो तरीकों से परिभाषित किया जा सकता है:

प्रकाश बड़े पैमाने पर ऊर्जा पैकेट से बना है जिसे फोटॉन के रूप में जाना जाता है। फोटॉन ऊर्जा पैकेट हैं जो तरंग दैर्ध्य के आधार पर एक निश्चित मात्रा में प्रकाश ऊर्जा ले जाते हैं।

प्रकाश ऊर्जा विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा की सीमा को संदर्भित करती है जिसमें गामा किरणें, एक्स-रे, दृश्यमान रोशनी आदि शामिल हैं।
विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम की दृश्यमान सीमा को आमतौर पर प्रकाश के रूप में जाना जाता है।

प्रकाश की प्रकृति:

17 वीं शताब्दी में प्रकाश की प्रकृति के संबंध में दो विचार थे।

कण प्रकृति का प्रकाश

आइजैक न्यूटन यह माना जाता है कि प्रकाश छोटे असतत कणों से बना होता है जिसे कॉर्पसपिरस कहा जाता है। उनके अनुसार, इन छोटे कणों को सूर्य या अग्नि जैसी गर्म वस्तुओं द्वारा उत्सर्जित किया गया था और एक परिमित वेग के साथ एक सीधी रेखा में कूच किया गया था और आवेग था। इस के रूप में जाना जाने लगा न्यूटन का प्रकाश का कॉर्पुसकुलर सिद्धांत।

प्रकाश की तरंग प्रकृति

क्रिस्टियान ह्यूजेन्स प्रकाश के वेव सिद्धांत का प्रस्ताव करके न्यूटन के कॉर्पसकुलर सिद्धांत को खारिज करने का दावा किया। उनके अनुसार प्रकाश अपने प्रसार की दिशा में लंब और नीचे कंपन तरंगों से बना था। इस के रूप में जाना जाने लगा 'ह्यूजेंस' सिद्धांत '

19 वीं शताब्दी की शुरुआत में, एक अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी थॉमस यंग ने एक प्रयोग किया, जिसमें दो स्लिट्स से गुजरने के बाद एक बिंदु स्रोत से प्रकाश दिखाया गया, जो उचित दूरी पर रखी गई स्क्रीन पर एक हस्तक्षेप पैटर्न बनाता है। इसे यंग के डबल-स्लिट प्रयोग के रूप में जाना जाता है, जिसने ह्यूजेंस सिद्धांत का समर्थन करते हुए प्रकाश की लहर प्रकृति की वकालत की।

जेम्स क्लार्क मैक्सवेल आधुनिक विद्युत चुम्बकत्व की नींव रखी जिसने प्रकाश को एक दूसरे से 90 ° पर चुंबकीय और विद्युत क्षेत्रों को दोलन करने वाली एक अनुप्रस्थ लहर के रूप में वर्णित किया। अनुप्रस्थ तरंगों के रूप में प्रकाश के निरूपण ने ह्यूजेंस का खंडन किया, जो मानते थे कि प्रकाश तरंग अनुदैर्ध्य है।

अल्बर्ट आइंस्टीन फोटोन की अवधारणा लाकर कण सिद्धांत को पुनर्जीवित किया। आइंस्टीन के प्रयोग, जिसे फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव के रूप में जाना जाता है, ने दिखाया कि प्रकाश में असतत बंडल या प्रकाश ऊर्जा के क्वांटा शामिल होते हैं, जिन्हें फोटॉन कहा जाता है

हस्तक्षेप और विवर्तन की घटना को केवल प्रकाश की लहर मानकर समझाया जा सकता है। इसकी तुलना में प्रकाश के कण प्रकृति से ही फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव की व्याख्या संभव थी।
प्रकाश की प्रकृति के बारे में यह भारी दुविधा क्वांटम यांत्रिकी की नींव से हल हुई थी जिसने प्रकाश और पदार्थ दोनों की प्रकृति पर तरंग-कण द्वंद्व स्थापित किया था 

प्रकाश के गुण:

प्रकाश की सहभागिता:

प्रकाश तरंगें विभिन्न तरीकों से पदार्थ के साथ परस्पर क्रिया करती हैं:

प्रकाश का परावर्तन

- जब एक प्रकाश तरंग किसी पदार्थ की सतह को अपने पिछले प्रसार के माध्यम से उछाल देती है, तो इस प्रक्रिया को प्रतिबिंब कहा जाता है। उदाहरण के लिए, एक शांत तालाब / झील पर बनी छवि।

प्रकाश का अवशोषण

जब कोई सामग्री उस पर पड़ने वाली प्रकाश तरंग की ऊर्जा को अवशोषित करती है, तो इस प्रक्रिया को अवशोषण कहा जाता है। उदाहरण के लिए, चमक-इन-द-डार्क प्लास्टिक, जो प्रकाश को अवशोषित करता है और फॉस्फोरेसेंस के रूप में फिर से उत्सर्जित करता है।

हस्तांतरण

जब एक प्रकाश तरंग किसी सामग्री से होकर गुजरती है, तो इस प्रक्रिया को संचरण कहा जाता है। उदाहरण के लिए, प्रकाश एक कांच की खिड़की से गुजर रहा है।

हस्तक्षेप

हस्तक्षेप उस घटना को संदर्भित करता है जिसमें दो प्रकाश तरंगें एक परिणामी लहर का उत्पादन करने का प्रस्ताव देती हैं जिसमें निम्न, उच्चतर या समान आयाम हो सकते हैं। रचनात्मक और विनाशकारी व्यवधान तब होता है जब बातचीत की तरंगें एक दूसरे के साथ सुसंगत होती हैं, या तो क्योंकि वे एक ही स्रोत को साझा करते हैं या क्योंकि उनके पास एक ही या तुलनीय आवृत्ति होती है।

लहरों का हस्तक्षेप
लहरों का हस्तक्षेप
छवि स्रोत: डॉ। शूर्च १२:३२, १ ९ अप्रैल २००५ (UTC) (डॉ। स्कॉर्सइंटरफेरेंजसीसी द्वारा एसए 3.0

अपवर्तन

प्रकाश तरंगों द्वारा प्रदर्शित अपवर्तन एक महत्वपूर्ण व्यवहार है। जब प्रकाश तरंगें अपने मूल मार्ग से विक्षेप करती हैं तो वे एक नए माध्यम में प्रवेश करते हैं। प्रकाश विभिन्न संचारित सामग्रियों में अलग-अलग गति प्रदर्शित करता है। विचलन की गति और डिग्री में परिवर्तन आने वाली रोशनी के कोण पर निर्भर करता है।

विवर्तन

व्याकुलता को एपर्चर के कोनों के आसपास प्रकाश तरंगों के झुकने के रूप में परिभाषित किया जाता है, जो इसकी ज्यामितीय छाया क्षेत्र में होती है। विचलित करने वाली बाधा या एपर्चर, प्रचारित प्रकाश तरंग का द्वितीयक स्रोत बन जाता है। विवर्तन के सबसे आम उदाहरणों में से एक सीडी या डीवीडी पर इंद्रधनुष पैटर्न का निर्माण है। एक डीवीडी या सीडी पर बारीकी से फैले ट्रैक विवर्तन झंझरी के रूप में काम करते हैं, जब प्रकाश उस पर गिरता है तो पैटर्न बनाते हैं।


फैलाव

प्रकाश के फैलाव से तात्पर्य कांच के प्रिज्म या इसी तरह की वस्तुओं से गुजरने पर उसके प्रकाशीय रंगों (.ie VIBGYOR) में सफेद प्रकाश के विभाजन की घटना से है। उदाहरण के लिए, प्रिज्म जैसी बारिश की बूंदों द्वारा सूर्य के प्रकाश के विवर्तन के कारण इंद्रधनुष का निर्माण।

प्रकाश के प्रकार

  • एक पूरे के रूप में प्रकाश हर तरंग दैर्ध्य के विद्युत चुम्बकीय विकिरण को संदर्भित करता है।
  • विद्युत चुम्बकीय विकिरण को तरंग दैर्ध्य के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है
  • रेडियो तरंग ~ [१०5 - 10-1 m]
  • माइक्रोवेव ~ [१०-1 - 10-3 m]
  • अवरक्त तरंग ~ [१०-3 - 0.7 x 10-6m]
  • दृश्य क्षेत्र (हम प्रकाश के रूप में अनुभव करते हैं) ~ [0.7 x 10-6 - 0.4 x 10-6 m]
  • पराबैंगनी तरंगें ~ [०.४ x १०-6 - 10-8 m]
  • एक्स-रे ~ [१०-8 - 10-11 m]
  • गामा किरणें ~ [१०-11 - 10-13 m]
  • विद्युत चुम्बकीय विकिरणों का कामकाज इसकी तरंग दैर्ध्य पर आधारित है।

आवृत्ति और प्रकाश की तरंग दैर्ध्य

तरंग दैर्ध्य स्केल

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छवि स्रोत: इंडक्टिव लोड, नासा, सीसी बाय-एसए 3.0 http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से

प्रकाश की आवृत्ति

रेडियो तरंगें :

रेडियो तरंग एक विद्युत चुम्बकीय तरंग है जिसकी आवृत्ति 20 kHz से 300 GHz के बीच होती है और यह संचार तकनीकों, जैसे कि मोबाइल फोन, टेलीविज़न और रेडियो में उपयोग के लिए जानी जाती है। ये उपकरण रेडियो तरंगों को स्वीकार करते हैं और ध्वनि तरंगों के उत्पादन के लिए उन्हें यांत्रिक कंपन में बदलते हैं।

माइक्रोवेव:

माइक्रोवेव विद्युत चुम्बकीय विकिरण है जिसकी आवृत्ति 300 मेगाहर्ट्ज और 300 गीगाहर्ट्ज़ के बीच होती है। माइक्रोवेव में रडार, संचार और खाना पकाने सहित कई प्रकार के अनुप्रयोग होते हैं।

इन्फ्रारेड लहरें:

इन्फ्रारेड वेव इलेक्ट्रोमैग्नेटिक रेडिएशन है जिसमें 300 GHz और 400 THz के बीच आवृत्ति होती है।
इन्फ्रारेड वेव्स हीटिंग फूड और टेलीविज़न रीमोट्स, फाइबर ऑप्टिक केबल्स, थर्मल इमेजिंग कैमरा आदि में अपना एप्लिकेशन ढूंढती हैं।

दृश्य प्रकाश :

दृश्यमान प्रकाश विद्युत चुम्बकीय विकिरण है जिसकी आवृत्ति 4 × 10 के बीच होती है14 8 × 10 तक14 hertz (हर्ट्ज)। मानव आंख के पीछे केवल प्रकाश की आवृत्तियों की एक विशिष्ट श्रेणी को देखने का कारण यह है कि वे निश्चित आवृत्तियां मानव आंख में रेटिना को उत्तेजित करती हैं।

पराबैंगनी किरणे :

पराबैंगनी प्रकाश विद्युत चुम्बकीय विकिरण है जिसकी आवृत्ति 8 × 10 के बीच होती है14 और 3 × 1016 हर्ट्ज़ (हर्ट्ज)। पराबैंगनी विकिरण का उपयोग रोगाणुओं को खत्म करने, चिकित्सा उपकरणों को निष्फल करने, त्वचा की समस्याओं के उपचार आदि के लिए किया जाता है।

एक्स-रे:

एक्स-रे विद्युत चुम्बकीय विकिरण हैं जिनकी आवृत्ति 3 × 10 के बीच होती है19 और 3 × 1016 हर्ट्ज। एक्स-रे मशीन आदि में कैंसर कोशिकाओं को खत्म करने के लिए एक्स-रे का उपयोग किया जाता है।

गामा किरणें:

गामा-किरण 10 से अधिक आवृत्तियों वाले विद्युत चुम्बकीय विकिरण हैं19 हर्ट्ज़ (हर्ट्ज)। गामा किरणों का उपयोग किया जाता है मंसूख़ रोगाणुओं, चिकित्सा उपकरणों और भोजन को निष्फल करना।

प्रकाश ऊर्जा के उदाहरण

प्रकाश के स्रोत

प्रकाश स्रोतों को दो मूल प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है: Luminescence और Incandescence।

असंयम:

असंगति उपस्थित सभी परमाणुओं के कंपन को समाहित करती है। जब परमाणुओं को बहुत उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है, तो परिणामी तापीय कंपन को विद्युत चुम्बकीय विकिरण के रूप में छोड़ा जाता है। गरमागरम प्रकाश या "ब्लैक बॉडी रेडिएशन" तब बनता है जब प्रकाश एक गर्म ठोस से उत्पन्न होता है। सामग्री के तापमान के आधार पर, जारी किए गए फोटोन उनके रंग और ऊर्जा में भिन्न होते हैं। कम तापमान पर, सामग्री अवरक्त विकिरणों का उत्पादन करती है।

काले शरीर के विकिरण में, तापमान में वृद्धि के साथ शिखर छोटी तरंग दैर्ध्य की ओर स्थानांतरित हो जाता है, क्योंकि यह स्पेक्ट्रम की पराबैंगनी सीमा की ओर बढ़ता है, यह एक लाल और फिर सफेद और अंतिम रूप से एक सफेद-सफेद रंग उत्पन्न करता है।
गरमागरम प्रकाश सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला प्रकाश है। इसमें सूरज, प्रकाश बल्ब और आग शामिल हैं।
आग रासायनिक प्रतिक्रियाओं को उभारती है जो गर्मी छोड़ती है, जिससे सामग्री उच्च तापमान को छूती है और अंतत: गैसों और सामग्रियों को भस्म की ओर ले जाती है। दूसरी ओर, प्रकाश बल्ब एक केबल के माध्यम से विद्युत प्रवाह के पारित होने के कारण गर्मी पैदा करते हैं। तापदीप्त प्रकाश बल्ब अपनी ऊर्जा का लगभग 90% अवरक्त विकिरणों और शेष दृश्य प्रकाश के रूप में उत्सर्जित करते हैं।

Luminescence

गरमागरम प्रकाश की तुलना में Luminescence में केवल इलेक्ट्रॉन शामिल होते हैं और आमतौर पर कम तापमान पर होते हैं।
Luminescent light तब बनती है जब एक इलेक्ट्रॉन अपनी ऊर्जा का एक हिस्सा विद्युत चुम्बकीय विकिरण के रूप में उत्सर्जित करता है। जब एक इलेक्ट्रॉन एक कम ऊर्जा स्तर तक कूदता है, तो एक विशिष्ट रंग की रोशनी के रूप में प्रकाश ऊर्जा की एक निश्चित मात्रा जारी की जाती है। आम तौर पर, निरंतर ल्यूमिनेन्स को बनाए रखने के लिए, इलेक्ट्रॉनों को उच्च ऊर्जा स्तर तक पहुंचने के लिए एक निरंतर धक्का की आवश्यकता होती है ताकि प्रक्रिया जारी रहे।
उदाहरण के लिए, नियोन लाइट इलेक्ट्रोल्यूमिनिसेंस के माध्यम से प्रकाश उत्पन्न करते हैं, जिसमें एक उच्च वोल्टेज {पुश} शामिल होता है, जो गैस कणों को उत्तेजित करता है और अंततः प्रकाश उत्सर्जन में परिणाम होता है।

प्रकाश यात्रा कैसे करता है?

प्रकाश व्यावहारिक रूप से एक लहर के रूप में यात्रा करता है। यद्यपि ज्यामितीय प्रकाशिकी के अनुसार, प्रकाश किरणों में यात्रा करने के लिए प्रतिरूपित होता है। एक स्रोत से एक बिंदु तक प्रकाश का संचरण तीन तरीकों से हो सकता है:

  • यह एक वैक्यूम या खाली जगह के माध्यम से सीधे यात्रा कर सकता है। उदाहरण के लिए, सूर्य से पृथ्वी की ओर प्रकाश की यात्रा।
  • यह विभिन्न माध्यमों से यात्रा कर सकता है, जैसे हवा, कांच, आदि।
  • यह प्रतिबिंबित होने के बाद यात्रा कर सकता है, जैसे कि दर्पण या स्थिर झील।

प्रकाश ऊर्जा बनाम इलेक्ट्रॉन ऊर्जा

इलेक्ट्रॉन ऊर्जाप्रकाश ऊर्जा
• इलेक्ट्रॉनों में विश्राम के समय द्रव्यमान ऊर्जा, यानी अपने द्रव्यमान के अनुरूप ऊर्जा होती है। एक इलेक्ट्रॉन की शेष ऊर्जा की गणना आइंस्टीन के समीकरण का उपयोग करके की जा सकती है ई = एम सी2.

• जब इलेक्ट्रॉन एक उच्च ऊर्जा अवस्था से निम्न ऊर्जा अवस्था में स्थानांतरित होकर अपने ऊर्जा स्तर को बदलता है, तो यह फोटॉन का उत्सर्जन करता है।
• प्रकाश ऊर्जा फोटॉन नामक छोटे द्रव्यमान रहित ऊर्जा पैकेट के रूप में होती है। एक फोटॉन में ऊर्जा की मात्रा प्रकाश की तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करती है। ई = एचसी / λ

• जब पर्याप्त मात्रा में प्रकाश ऊर्जा वाले फोटॉन किसी सामग्री पर गिरते हैं, तो इलेक्ट्रॉन ऊर्जा को अवशोषित करते हैं और सामग्री से बच जाते हैं।

प्रकाश ऊर्जा का उपयोग।

प्रकाश के जीवन के हर पहलू में इसके अनुप्रयोग हैं। प्रकाश ऊर्जा के बिना, हमारे लिए जीवित रहना असंभव था।
हमारे जीवन में प्रकाश ऊर्जा के कुछ आवश्यक अनुप्रयोग इस प्रकार हैं:

  • प्रकाश दर्शन की अनुमति देता है। प्रकाश की तरंग दैर्ध्य की एक विशिष्ट श्रृंखला दृष्टि का समर्थन करने के लिए हमारे रेटिना में रासायनिक प्रतिक्रियाओं को प्रोत्साहित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की सही मात्रा प्रदान करती है।
  • प्रकाश ऊर्जा पौधों को प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के माध्यम से भोजन का उत्पादन करने की अनुमति देती है।
  • उपग्रह और अंतरिक्ष प्रौद्योगिकियों में प्रकाश ऊर्जा का उपयोग शक्ति के स्रोत के रूप में किया जाता है।
  • सौर ऊर्जा का उपयोग विभिन्न घरेलू और औद्योगिक गतिविधियों के लिए किया जाता है।
  • दूरसंचार उद्योग में प्रकाश ऊर्जा (विद्युत चुम्बकीय विकिरण) का उपयोग किया जाता है।
  • प्रकाश ऊर्जा का उपयोग कई चिकित्सा उपचारों के लिए भी किया जाता है।

दूरबीनों की यात्रा के बारे में अधिक जानने के लिए https://lambdageeks.com/newtonian-telescope/

संचारी चक्रवर्ती के बारे में

प्रकाश ऊर्जा क्या है? | प्रकाश की बातचीत | यह महत्वपूर्ण उपयोग हैमैं एक उत्सुक सीखने वाला हूं, वर्तमान में एप्लाइड ऑप्टिक्स और फोटोनिक्स के क्षेत्र में निवेश किया गया है। मैं SPIE (प्रकाशिकी और फोटोनिक्स के लिए अंतर्राष्ट्रीय समाज) और OSI (ऑप्टिकल सोसाइटी ऑफ इंडिया) का एक सक्रिय सदस्य भी हूं। मेरे लेखों का उद्देश्य गुणवत्ता विज्ञान अनुसंधान विषयों को सरल और ज्ञानवर्धक तरीके से प्रकाश में लाना है। अनादि काल से विज्ञान विकसित हो रहा है। इसलिए, मैं विकास में टैप करने और इसे पाठकों के सामने प्रस्तुत करने की पूरी कोशिश करता हूं।

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