टिप 1: विवर्तन झंझरी के स्पेक्ट्रम के सबसे बड़े क्रम का निर्धारण कैसे करें

मोहब्बत बड़े Kaam की चीज़ हाई-लता मंगेशकर, किशोर कुमार, येसुदास (जुलाई 2019).

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प्रकाश के विवर्तन झंझरी बीम के माध्यम से गुजरना कई अलग-अलग कोणों पर अपनी दिशा से भटकता है। नतीजतन, जाली के दूसरी तरफ हमें चमक वितरण की एक तस्वीर मिलती है, जिसमें उज्ज्वल क्षेत्र अंधेरे वाले के साथ वैकल्पिक होते हैं। इस पूरी तस्वीर को विवर्तन स्पेक्ट्रम कहा जाता है, और इसमें उज्ज्वल क्षेत्रों की संख्या स्पेक्ट्रम के क्रम को निर्धारित करती है

अनुदेश

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गणना में, सूत्र से आगे बढ़ें जो विवर्तन झंझरी, इसकी तरंग दैर्ध्य (λ), झंझरी अवधि (डी), विवर्तन कोण (φ) और स्पेक्ट्रम क्रम (के) पर प्रकाश की घटना (α) से संबंधित है। इस सूत्र में, विवर्तन और घटना कोणों की सीन्स के बीच अंतर द्वारा जाली अवधि का उत्पाद स्पेक्ट्रम के क्रम और मोनोक्रोमेटिक प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के उत्पाद के बराबर है: d * (sin (φ -sin (α)) = k * λ।

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स्पेक्ट्रम के क्रम को पहले चरण में दिए गए सूत्र से व्यक्त करें। नतीजतन, आपके पास एक समानता होनी चाहिए, जिसके बाईं ओर वांछित मूल्य बना रहेगा, और दाईं ओर जाली अवधि के उत्पाद का अनुपात प्रकाश के तरंग दैर्ध्य के लिए दो ज्ञात कोणों के साइन के अंतर पर होगा: k = d * (sin (φ) -sin (α) / λ

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चूंकि जाली अवधि, जिसके परिणामस्वरूप सूत्र में तरंग दैर्ध्य और कोण निरंतर हैं, स्पेक्ट्रम का क्रम केवल विवर्तन कोण पर निर्भर करता है। सूत्र में, यह साइन के माध्यम से व्यक्त किया जाता है और सूत्र के अंश में खड़ा होता है। इस से यह इस प्रकार है कि इस कोण की साइन जितनी अधिक होगी , स्पेक्ट्रम का क्रम उतना ही अधिक होगा। अधिकतम मूल्य जो साइन ले सकता है, एक है, इसलिए केवल सूत्र में पाप (s) को एक से बदलें: k = d * (1-sin (α)) / λ। विवर्तन स्पेक्ट्रम के आदेश के अधिकतम मूल्य की गणना के लिए यह अंतिम सूत्र है।

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समस्या की स्थितियों से संख्यात्मक मानों को प्रतिस्थापित करें और विवर्तन स्पेक्ट्रम की वांछित विशेषता के विशिष्ट मूल्य की गणना करें। प्रारंभिक स्थितियों में यह कहा जा सकता है कि विवर्तन झंझरी पर पड़ने वाला प्रकाश विभिन्न तरंगों के साथ कई रंगों से बना होता है। इस मामले में, उस मूल्य की गणना में उपयोग करें जिसका एक छोटा मूल्य है। यह मान सूत्र के अंश में है, इसलिए स्पेक्ट्रम की अवधि का सबसे बड़ा मूल्य तरंग दैर्ध्य के सबसे कम मूल्य पर प्राप्त किया जाएगा।

टिप 2: विवर्तन कोण का निर्धारण कैसे करें

जब छोटे छेद या समान छोटी बाधाओं से गुजरते हैं तो प्रकाश तरंगें अपने सीधे रास्ते से भटक जाती हैं। यह घटना तब होती है जब बाधाओं या छेदों का आकार तरंग दैर्ध्य के बराबर होता है, और इसे विवर्तन कहा जाता है। प्रकाश के विक्षेपण के कोण को निर्धारित करने का कार्य विवर्तन झंझरी के संबंध में सबसे अधिक बार हल किया जाना है - सतहों जिसमें एक ही आकार के पारदर्शी और अपारदर्शी हिस्से वैकल्पिक।

अनुदेश

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विवर्तन झंझरी की अवधि (डी) का पता लगाएं - यह है कि इसके बैंड की एक पारदर्शी (ए) और एक अपारदर्शी (बी) की कुल चौड़ाई को कैसे कहा जाता है: डी = ए + बी। इस जोड़ी को आमतौर पर जाली का एकल डैश कहा जाता है, और इसे प्रति मिलीमीटर स्ट्रोक की संख्या में मापा जाता है। उदाहरण के लिए, विवर्तन झंझरी में प्रति 1 मिमी में 500 स्ट्रोक हो सकते हैं, और फिर डी = 1/500।

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गणना के लिए, कोण (α), जिस पर प्रकाश विवर्तन झंझरी पर पड़ता है, महत्वपूर्ण है। यह सामान्य से जाली की सतह तक मापा जाता है, और इस कोण की साइन सूत्र में भाग लेता है। यदि समस्या की प्रारंभिक स्थितियों में यह कहा जाता है कि प्रकाश सामान्य (α = 0) के साथ आता है, तो इस मूल्य की उपेक्षा की जा सकती है, क्योंकि पाप (0 °) = 0।

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विवर्तन झंझरी पर प्रकाश घटना की तरंग दैर्ध्य (λ) का पता लगाएं। यह विवर्तन कोण को परिभाषित करने वाली सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं में से एक है। सामान्य सूर्य के प्रकाश में तरंग दैर्ध्य का एक पूरा स्पेक्ट्रम होता है, लेकिन सैद्धांतिक समस्याओं और प्रयोगशाला के काम में, एक नियम के रूप में, हम स्पेक्ट्रम के एक बिंदीदार हिस्से के बारे में बात कर रहे हैं - एक "मोनोक्रोमैटिक" प्रकाश। दृश्य क्षेत्र लगभग 380 से 740 नैनोमीटर की लंबाई से मेल खाता है। उदाहरण के लिए, हरे रंग के रंगों में से एक का तरंग दैर्ध्य 550 एनएम (λ = 550) है।

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विवर्तन झंझरी से गुजरने वाले प्रकाश को अलग-अलग कोणों पर विक्षेपित किया जाता है, इस प्रकार एक अधिकतम गैर-वितरण वितरण पैटर्न का निर्माण होता है, जिसमें अलौकिक मैक्सिमा और प्रदीप्ति का मिनीमा होता है - विवर्तन स्पेक्ट्रम। प्रत्येक अधिकतम अपने स्वयं के विवर्तन कोण से मेल खाता है। पता करें: जिसका अधिकतम कोण (k) गणना करने के लिए आवश्यक है। गिनती शून्य - केंद्रीय स्तर से आयोजित की जाती है। उदाहरण के लिए, शर्तों को विवर्तन स्पेक्ट्रम के अधिकतम (k = 2) के लिए वांछित मान की गणना की आवश्यकता हो सकती है।

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एक निश्चित क्रम की मैक्सिमा के विवर्तन कोण (of) के साथ विवर्तन झंझरी पर प्रकाश घटना की तरंग दैर्ध्य को जोड़ने वाले सूत्र का उपयोग करें: d * (sin (φ) -sin (α) = k * λ। इसे से कोण Der की परिभाषा को प्राप्त करें - आपको निम्नलिखित समानता मिलनी चाहिए: cs = arcsin (पाप (α) + (k * λ) / d)। इस सूत्र में पिछले चरणों में निर्धारित मूल्यों को प्रतिस्थापित करें और गणना करें।

टिप 3: ध्वनि तरंग की लंबाई का निर्धारण कैसे करें

ध्वनि तरंगें इतनी परिचित हैं कि लोग शायद ही कभी अपने स्वभाव के बारे में सोचते हैं, कि ध्वनि की धारणा आखिर क्यों संभव है। इस बीच, ध्वनि तरंगें कुछ कानूनों का पालन करती हैं - विशेष रूप से, उनके पास लंबाई के रूप में ऐसा पैरामीटर है। ध्वनि तरंग की लंबाई निर्धारित करने के लिए, सरल गणना करना आवश्यक है।

टिप 4: प्रकाश का स्पेक्ट्रम क्या है

भौतिक शब्द "स्पेक्ट्रम" लैटिन शब्द स्पेक्ट्रम से आता है, जिसका अर्थ है "दृष्टि, " या "भूत"। लेकिन इस तरह के एक उदास शब्द कहे जाने वाले विषय का इंद्रधनुष जैसे सुंदर प्राकृतिक घटना से सीधा संबंध है।

एक व्यापक अर्थ में, स्पेक्ट्रम एक विशेष भौतिक मात्रा के मूल्यों का वितरण है। एक विशेष मामला विद्युत चुम्बकीय विकिरण की आवृत्तियों का वितरण है। मानव आंख द्वारा माना जाने वाला प्रकाश भी विद्युत चुम्बकीय विकिरण का एक रूप है, और इसमें एक स्पेक्ट्रम है।

स्पेक्ट्रम की खोज


प्रकाश के स्पेक्ट्रम की खोज का सम्मान आई। न्यूटन का है। इस अध्ययन को शुरू करते हुए, वैज्ञानिक ने एक व्यावहारिक लक्ष्य का पीछा किया: दूरबीन के लिए लेंस की गुणवत्ता में सुधार करने के लिए। समस्या यह थी कि दूरबीन में देखे जा सकने वाले चित्र के किनारों को इंद्रधनुष के सभी रंगों में चित्रित किया गया था।

I. न्यूटन ने प्रयोग निर्धारित किया: प्रकाश की एक किरण एक छोटे से छेद के माध्यम से अंधेरे कमरे में प्रवेश करती है, जो स्क्रीन पर गिरती है। लेकिन इसके रास्ते में एक त्रिशाल ग्लास प्रिज्म स्थापित किया गया था। स्क्रीन पर, एक सफेद रोशनी की जगह, एक इंद्रधनुषी पट्टी थी। सफेद सूरज की रोशनी जटिल और जटिल हो गई।

वैज्ञानिक ने अनुभव को जटिल बना दिया है। उसने स्क्रीन में छोटे-छोटे छेद बनाने शुरू किए ताकि केवल एक रंग की बीम (उदाहरण के लिए, लाल) उनके बीच से गुजरे, और स्क्रीन के पीछे वह एक दूसरा प्रिज्म और दूसरी स्क्रीन स्थापित करेगा। यह पता चला कि रंगीन किरणें, जिस पर पहले प्रिज्म प्रकाश फैलाते हैं, उनके घटक भागों में विघटित नहीं होते हैं, दूसरे प्रिज्म से गुजरते हुए, वे केवल विचलन करते हैं। नतीजतन, ये प्रकाश किरणें सरल हैं, और उन्हें अलग-अलग तरीकों से एक प्रिज्म में अपवर्तित किया गया था, जिसने प्रकाश को भागों में "विघटित" होने दिया।

तो यह स्पष्ट हो गया कि अलग-अलग रंग "मिक्सिंग लाइट विद डार्क" के विभिन्न अंशों से नहीं आते हैं, जैसा कि आई। न्यूटन से पहले माना जाता था, लेकिन यह स्वयं प्रकाश के अभिन्न अंग हैं। इस रचना को प्रकाश का स्पेक्ट्रम कहा जाता था।

वर्णक्रमीय विश्लेषण


आई। न्यूटन की खोज अपने समय के लिए महत्वपूर्ण थी, इसने प्रकाश की प्रकृति के अध्ययन को बहुत कुछ दिया। लेकिन विज्ञान में सच्ची क्रांति, प्रकाश के स्पेक्ट्रम के अध्ययन से जुड़ी, XIX सदी के मध्य में हुई।

जर्मन वैज्ञानिक आर.डब्ल्यू.बुनज़ेन और जी। आर। किरचॉफ ने आग से उत्सर्जित प्रकाश के स्पेक्ट्रम का अध्ययन किया, जिसमें विभिन्न लवणों के वाष्पीकरण के साथ मिलाया जाता है। अशुद्धियों के साथ स्पेक्ट्रम विविध। इससे शोधकर्ताओं को यह विश्वास हो गया कि प्रकाश स्पेक्ट्रा का उपयोग सूर्य और अन्य सितारों की रासायनिक संरचना का न्याय करने के लिए किया जा सकता है। इस प्रकार वर्णक्रमीय विश्लेषण की विधि का जन्म हुआ।

यह खोज न केवल भौतिकी, रसायन विज्ञान और खगोल विज्ञान के लिए, बल्कि दर्शन के लिए भी महत्वपूर्ण थी - दुनिया के ज्ञान के मामले में। उस समय, कई दार्शनिकों का मानना ​​था कि दुनिया में ऐसी घटनाएं हैं जो एक व्यक्ति पूरी तरह से नहीं जान सकता है। एक उदाहरण के रूप में, सूर्य और तारे, जिन्हें देखा जा सकता है, दिए गए थे, हम उनके द्रव्यमान, आकार, उनसे दूरी की गणना कर सकते हैं, लेकिन उनकी रासायनिक संरचना का अध्ययन करना असंभव है। वर्णक्रमीय विश्लेषण के आगमन के साथ, सितारों की यह विशेषता अनजाने में समाप्त हो गई, जिसका अर्थ है कि दुनिया के अनजाने के विचार पर सवाल उठाया गया था।

  • प्रकाश का स्पेक्ट्रम। न्यूटन