पराबैंगनी तबाही | परिभाषा | समाधान | 2 महत्वपूर्ण कानून

पराबैंगनी तबाही | परिभाषा | समाधान | 2 महत्वपूर्ण कानून

पराबैंगनी तबाही

सामग्री: पराबैंगनी तबाही

एक पराबैंगनी तबाही क्या है?

पराबैंगनी तबाही , जिसे  रेले-जीन्स तबाही के सांख्यिकीय व्युत्पन्न से विचलन को संदर्भित करता है रेले-जीन्स लघु तरंग दैर्ध्य पर कानून। रेले-जीन्स कानून के अनुसार, थर्मल संतुलन पर एक काला व्यक्ति सभी आवृत्ति रेंज में विकिरण करेगा और तरंगदैर्घ्य कम होने के कारण अधिक ऊर्जा का उत्सर्जन करेगा। दूसरे शब्दों में, यह बताता है कि आवृत्ति बढ़ने पर ब्लैकबॉडी ऊर्जा की एक बड़ी मात्रा में विकीर्ण करना शुरू कर देती है। हालांकि, इस पैटर्न को शारीरिक रूप से नहीं देखा जाता है। पूर्वानुमानित ऊर्जा विकिरण राशि और प्राप्त ऊर्जा विकिरण राशि के बीच की त्रुटि कम तरंग दैर्ध्य पर अधिक स्पष्ट होती है। इसलिए, इसे पराबैंगनी तबाही कहा जाता है।

पराबैंगनी प्रकाश क्या है?

पराबैंगनी प्रकाश विद्युत चुम्बकीय विकिरण है जिसमें आवृत्ति होती हैn बीच में 8 × 1014 और 3 × 1016 हर्ट्ज रेंज और तरंग दैर्ध्य 0.4 x 10 . के बीच-6 - 10-8 मीटर, इसलिए मानव आंखों की दृष्टि की दृश्य सीमा में पराबैंगनी प्रकाश नहीं गिर रहा है। इन तरंग दैर्ध्य में पराबैंगनी तबाही प्रमुख है। अल्ट्रा वायलेट किरणों का व्यापक रूप से मैक्रोबैक्टीरिया को खत्म करने, चिकित्सा उपकरणों को स्टरलाइज़ करने में उपयोग किया जाता है, हालांकि अल्ट्रा वायलेट किरणों के लिए अत्यधिक संपर्क मानव के लिए अच्छा नहीं हो सकता है और विभिन्न त्वचा संक्रमण का कारण बन सकता है। पराबैंगनी (यूवी) सेंसर या डिटेक्टरों का उपयोग प्रज्वलन के समय उत्सर्जित यूवी विकिरण को महसूस करने के लिए किया जाता है। यूवी फ्लेम सेंसर 3-4 मिलीसेकंड की समय सीमा के भीतर आग और विस्फोट का पता लगाने में सक्षम हैं।

कालाधन क्या है?

1860 में, गुस्ताव किरचॉफ ने एक ब्लैकबॉडी का पहला विचार दिया। उन्होंने कहा कि

.. इस बात की कल्पना कि निकायों की कल्पना की जा सकती है, जो असीम रूप से छोटी मोटाई के लिए, पूरी तरह से सभी घटना किरणों को अवशोषित करते हैं, और न ही किसी को प्रतिबिंबित या प्रसारित करते हैं। मैं ऐसे निकायों को बुलाऊंगा पूरी तरह से काला, या, अधिक संक्षेप में, काले शरीर

"प्रकाश और गर्मी के लिए विभिन्न निकायों की विकिरण और अवशोषित शक्तियों के बीच संबंध पर"

ब्लैकबॉडी एक ऐसी सामग्री है जो हर तरंग दैर्ध्य या आवृत्ति यानी (ई = ए = 1) के प्रकाश को अवशोषित और उत्सर्जित करने में सक्षम है। प्रकृति में, 100% ब्लैकबॉडी नहीं मिल सकती है। कार्बन ब्लैक के रूप में जानी जाने वाली सामग्री पृथ्वी पर वास्तविक ब्लैकबॉडी के सबसे करीब है। सूर्य ब्रह्मांड में मुख्य काले पिंडों में से एक है और सभी तरंग दैर्ध्य के प्रकाश का उत्सर्जन करता है। जब एक ब्लैकबॉडी थर्मल संतुलन में होता है तो यह ब्लैकबॉडी विकिरण उत्सर्जित करता है। ब्लैकबॉडी विकिरण प्रकाश के हर संभव तरंग दैर्ध्य में एक ब्लैकबॉडी द्वारा उत्सर्जित विकिरण को संदर्भित करता है। इसे कैविटी रेडिएशन के नाम से भी जाना जाता है।

रेले-जीन्स कानून का कथन

Tवह ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी लॉर्ड रेले और सर जेम्स जीन्स ने शास्त्रीय भौतिकी और कई अनुभवजन्य कारकों की नींव में एक ब्लैकबॉडी के वर्णक्रमीय उत्सर्जन को मापा है, जिसे कहा जा सकता है।

"ऊष्मीय संतुलन पर एक काला शरीर सभी फ्रीक में विकिरण उत्सर्जित करेगा। पर्वतमाला और आवृत्ति के रूप में। विकिरण वृद्धि के उत्सर्जन की ऊर्जा में वृद्धि"।

~ लॉर्ड रेले और सर जेम्स जीन्स

रेले-जींस कानून का गणितीय समीकरण है

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यहाँ, u(\ n) उज्ज्वल ऊर्जा घनत्व है, \ n आवृत्ति है, टी kelvins में तापमान है, c प्रकाश की गति है, K बोल्ट्जमैन स्थिर है। (पराबैंगनी प्रलय)

ऊपर दिखाए गए अभिव्यक्ति के अनुसार, उज्ज्वल ऊर्जा घनत्व सीधे आवृत्ति के लिए आनुपातिक है, अर्थात आवृत्ति में वृद्धि के साथ, उज्ज्वल ऊर्जा को भी अनंतता की ओर मोड़ना चाहिए क्योंकि तरंगदैर्घ्य शून्य हो जाता है। इस कानून ने भौतिकी के शास्त्रीय सिद्धांत में एक बड़ी त्रुटि का प्रदर्शन किया।

रेले-जीन्स कानून के साथ समस्या

संतुलन पर सभी हार्मोनिक थरथरानवाला मोड या एक ब्लैकबॉडी सिस्टम की स्वतंत्रता की डिग्री के अनुसार के.टी. के अनुसार औसत ऊर्जा होनी चाहिए। उपसंहार प्रमेय शास्त्रीय सांख्यिकीय यांत्रिकी के। रेले-जीन्स कानून के अनुसार, तरंगदैर्घ्य के रूप में अनंत ऊर्जा का झुकाव अनंत की ओर होता है। इसका मतलब है कि एक निश्चित उच्च-आवृत्ति रेंज में विकिरणित शक्ति असीमित है। यह स्पष्ट रूप से भौतिकी के नियमों का उल्लंघन करता है जो बताता है कि एक वस्तु कभी भी अनंत शक्ति या ऊर्जा के अधिकारी नहीं हो सकती है, जैसा कि अल्बर्ट आइंस्टीन ने साबित किया है।

इसके अलावा, जब भौतिक रूप से मापा जाता है, तो प्राप्त ऊर्जा मूल्य अनुमानित मूल्यों से बहुत अलग थे। पूर्वानुमानित ऊर्जा विकिरण राशि और प्राप्त ऊर्जा विकिरण राशि के बीच की त्रुटि कम तरंग दैर्ध्य पर स्पष्ट होती है जो पराबैंगनी तबाही की ओर ले जाती है।

पराबैंगनी तबाही
ब्लैक कर्व रेले-जीन्स कानून द्वारा अनुमानित मूल्यों को दर्शाता है, यहाँ, नीले, हरे और लाल वक्र विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर प्लैंक के नियम द्वारा मापे गए मूल्यों को दर्शाते हैं। छवि स्रोत: डार्थ कुलेकाला शरीरसार्वजनिक डोमेन के रूप में चिह्नित किया गया है, और अधिक विवरण विकिमीडिया कॉमन्स (पराबैंगनी तबाही

यह रेले-जीन्स कानून की बहुत बड़ी खामी थी। पराबैंगनी तबाही का यह मुद्दा बाद में मैक्स प्लैंक और अल्बर्ट आइंस्टीन द्वारा क्रमशः प्लैंक के कानून और आइंस्टीन के समीकरण को बनाकर हल किया गया था।

प्लांक के नियम का कथन

1900 के दशक में, मैक्स प्लैंक ने विद्युत चुम्बकीय विकिरणों पर बड़े पैमाने पर काम किया और सदी के सबसे महत्वपूर्ण और विवादास्पद कानूनों में से एक बनाया। उनके अनुसार, विकिरण ऊर्जा क्वांटा नामक छोटे असतत पैकेट में आई जो विकिरण की आवृत्ति के समानुपाती है। उनका कथन था:

विद्युत चुम्बकीय विकिरण की ऊर्जा अविभाज्य पैकेट (जिसे 'क्वांटा' के रूप में जाना जाता है) तक सीमित है, प्रत्येक पैकेट में से एक में प्लैंक स्थिरांक के उत्पाद और विकिरण की आवृत्ति के समान ऊर्जा होती है।

~ मैक्स प्लैंक

तीव्रता स्पेक्ट्रल वितरण समारोह के प्लैंक के नियम का गणितीय समीकरण है

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h प्लैंक स्थिरांक है, \ n आवृत्ति है, c प्रकाश की गति है, λ तरंग दैर्ध्य है।

इससे लोकप्रिय वैज्ञानिक आइंस्टीन (वर्ष 1905 में) और सत्येंद्र नाथ बोस (वर्ष 1924 में) द्वारा अनुमानित वर्णक्रमीय वितरण कार्यों (जैसा कि नीचे दिखाया गया है) के सही रूप का निर्माण होता है। यह वितरण कारक पूरी तरह से आवृत्ति के अनुपात में निर्भर नहीं करता है। घातांक कारक के साथ व्युत्क्रम आनुपातिकता कम तरंग दैर्ध्य या लंबी आवृत्तियों पर प्राप्त ऊर्जा मूल्यों को सीमित करने में योगदान करती है। यह समीकरण वास्तव में किसी दिए गए तरंग दैर्ध्य पर विकिरण ऊर्जा के प्रयोगात्मक रूप से प्राप्त मूल्यों की भविष्यवाणी कर सकता है जो पराबैंगनी तबाही को समाप्त करता है।

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यहाँ, u(\ n) उज्ज्वल ऊर्जा घनत्व है, \ n आवृत्ति है, टी kelvins में तापमान है, c प्रकाश की गति है, K बोल्ट्जमैन स्थिर है, h प्लांक की स्थिरांक है।

प्लैंक के नियम ने आइंस्टीन द्वारा फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव के पीछे के सिद्धांत के निर्माण का भी नेतृत्व किया। निम्न ऊर्जा अवस्था में उपस्थित इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा अवस्था तक पहुँचने के लिए प्रकाश (फोटॉन) के रूप में बाहरी ऊर्जा को अवशोषित करता है और केवल तब होता है जब फोटॉन में मौजूद ऊर्जा दो स्तरों के बीच ऊर्जा के अंतर के समान होती है। .

प्रकाश के बारे में अधिक जानने के लिए यहाँ पर जाएँ

संचारी चक्रवर्ती के बारे में

पराबैंगनी तबाही | परिभाषा | समाधान | 2 महत्वपूर्ण कानूनमैं 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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