विकिरणिकी: किरण विकिरणिकी और ऑप्टिकल उपकरण

परिचय

विकिरणिकी भौतिकी की वह शाखा है जो प्रकाश और उसकी पदार्थ के साथ अंतःक्रियाओं का अध्ययन करती है। किरण विकिरणिकी, जिसे ज्यामितीय विकिरणिकी भी कहा जाता है, किरणों के रूप में प्रकाश के प्रसार पर केंद्रित है। यह लेख किरण विकिरणिकी के सिद्धांतों, जिसमें परावर्तन, अपवर्तन, और विभिन्न ऑप्टिकल उपकरणों का कार्य शामिल है, का अन्वेषण करता है।

प्रकाश का परावर्तन

परावर्तन वह परिवर्तन है जब प्रकाश किसी सतह से टकराकर दिशा बदलता है। परावर्तन का नियम बताता है कि आपतन कोण परावर्तन कोण के बराबर होता है। दर्पण ऐसे सामान्य उपकरण हैं जो परावर्तन के सिद्धांत का उपयोग करते हैं।

उदाहरण:

जब प्रकाश 30 डिग्री के कोण पर एक समतल दर्पण से टकराता है, तो यह दर्पण से 30 डिग्री के समान कोण पर परावर्तित होता है।

प्रकाश का अपवर्तन

अपवर्तन वह मोड़ है जब प्रकाश एक माध्यम से दूसरे माध्यम में प्रवेश करता है जिसमें विभिन्न घनत्व होते हैं। अपवर्तन का नियम, या स्नेल का नियम, बताता है कि आपतन और अपवर्तन के कोणों के साइन का अनुपात स्थिर होता है और दो माध्यमों के अपवर्तनांक के अनुपात के बराबर होता है।

स्नेल का नियम: n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)

उदाहरण:

जब प्रकाश हवा (n1 = 1) से पानी (n2 = 1.33) में प्रवेश करता है, तो यह सामान्य की ओर मुड़ता है। यदि आपतन कोण 45 डिग्री है, तो अपवर्तन कोण की गणना स्नेल के नियम का उपयोग करके की जा सकती है।

sin(θ2) = (n1/n2) * sin(θ1) = (1/1.33) * sin(45) ≈ 0.53

θ2 ≈ 32 डिग्री

लेंस

लेंस पारदर्शी वस्तुएं होती हैं जिनकी घुमावदार सतहें प्रकाश को संकेंद्रित या विकेंद्रित करने के लिए अपवर्तित करती हैं। मुख्य रूप से दो प्रकार के लेंस होते हैं: उत्तल (संकेंद्रित) और अवतल (विकेंद्रित)। लेंस का उपयोग विभिन्न ऑप्टिकल उपकरणों में प्रकाश को केंद्रित करने और छवियों को बनाने के लिए किया जाता है।

उदाहरण:

एक उत्तल लेंस का उपयोग सूर्य के प्रकाश को एक बिंदु पर संकेंद्रित करने के लिए किया जा सकता है, जिससे एक उज्ज्वल बिंदु बनता है जो कागज को जला सकता है।

ऑप्टिकल उपकरण

ऑप्टिकल उपकरण लेंस और दर्पण का उपयोग करके प्रकाश को नियंत्रित करते हैं और छवियों को बनाते हैं। कुछ सामान्य ऑप्टिकल उपकरणों में शामिल हैं:

• सूक्ष्मदर्शी: लेंस का उपयोग करके छोटे वस्तुओं को बड़ा करता है।
• दूरदर्शी: लेंस और दर्पण का उपयोग करके दूरस्थ वस्तुओं को देखता है।
• कैमरा: लेंस का उपयोग करके प्रकाश को एक फोटोसंवेदनशील सतह पर केंद्रित करता है ताकि छवियों को कैप्चर किया जा सके।
• चश्मे: लेंस का उपयोग करके दृष्टि को सुधारता है, प्रकाश किरणों को संकेंद्रित या विकेंद्रित करता है ताकि छवियां रेटिना पर केंद्रित हों।

उदाहरण:

एक सूक्ष्मदर्शी पर विचार करें जो किसी वस्तु को बड़ा करने के लिए एक उत्तल लेंस का उपयोग करता है। लेंस वस्तु से प्रकाश को केंद्रित करता है ताकि एक बड़ी छवि बनाई जा सके जिसे आईपीस के माध्यम से देखा जा सके।

प्रकाश का प्रकीर्णन

प्रकीर्णन वह विभाजन है जब प्रकाश अपने घटक रंगों में बंट जाता है, विभिन्न तरंगदैर्ध्यों के लिए भिन्न अपवर्तनांकों के कारण। यह घटना प्रिज्म और इंद्रधनुष में देखी जाती है।

उदाहरण:

जब सफेद प्रकाश एक कांच के प्रिज्म से गुजरता है, तो यह रंगों के स्पेक्ट्रम में विभाजित हो जाता है, जिसमें प्रत्येक रंग अपने तरंगदैर्ध्य के कारण भिन्न कोण पर मुड़ता है।

निष्कर्ष

किरण विकिरणिकी के सिद्धांतों और ऑप्टिकल उपकरणों के कार्य को समझना प्रकाश के व्यवहार और प्रौद्योगिकी में इसके अनुप्रयोगों का अन्वेषण करने के लिए आवश्यक है। परावर्तन, अपवर्तन, लेंस, और प्रकीर्णन मौलिक अवधारणाएं हैं जो कई ऑप्टिकल उपकरणों का आधार बनती हैं जिनका हम दैनिक उपयोग करते हैं।

अंग्रेजी में और पढ़ें: Optics: Ray Optics and Optical Instruments