కాంతి తీవ్రత ఎంత? ఇంట్లో తయారుచేసిన పరికరంతో సంబంధిత ప్రకాశాన్ని ఎలా కొలవాలి

1. సహజ కాంతి వనరుల నుండి కాంతి తరంగాల జోడింపు.

2. పొందికైన మూలాలు. కాంతి జోక్యం.

3. సహజ కాంతి యొక్క ఒక పాయింట్ మూలం నుండి రెండు పొందికైన మూలాలను పొందడం.

4. ఇంటర్ఫెరోమీటర్లు, జోక్యం సూక్ష్మదర్శిని.

5. సన్నని చిత్రాలలో జోక్యం. జ్ఞానోదయం చేసే ఆప్టిక్స్.

6. ప్రాథమిక భావనలు మరియు సూత్రాలు.

7. పనులు.

కాంతి ప్రకృతిలో విద్యుదయస్కాంతం, మరియు కాంతి యొక్క ప్రచారం విద్యుదయస్కాంత తరంగాల ప్రచారం. కాంతి వ్యాప్తి సమయంలో గమనించిన అన్ని ఆప్టికల్ ప్రభావాలు ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ స్ట్రెంగ్త్ వెక్టర్ E లో ఓసిలేటరీ మార్పుతో సంబంధం కలిగి ఉంటాయి, దీనిని అంటారు కాంతి వెక్టర్.అంతరిక్షంలోని ప్రతి బిందువుకు, కాంతి తీవ్రత I ఈ బిందువు వద్దకు వచ్చే వేవ్ యొక్క కాంతి వెక్టర్ యొక్క వ్యాప్తి యొక్క వర్గానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది: I ~ E m 2.

20.1 సహజ కాంతి వనరుల నుండి కాంతి తరంగాల జోడింపు

ఇంతకీ అవి వస్తే ఏం జరుగుతుందో తెలుసుకుందాం రెండుకాంతి తరంగాలు ఒకే పౌనఃపున్యాలు మరియు సమాంతర కాంతి వెక్టర్స్:

ఈ సందర్భంలో, కాంతి తీవ్రత కోసం వ్యక్తీకరణ పొందబడుతుంది

సూత్రాలు (20.1) మరియు (20.2) పొందినప్పుడు, E 1 మరియు E 2 డోలనాలను సృష్టించే కాంతి వనరుల భౌతిక స్వభావం యొక్క ప్రశ్నను మేము పరిగణించలేదు. ఆధునిక భావనల ప్రకారం, వ్యక్తిగత అణువులు కాంతి యొక్క ప్రాథమిక వనరులు. ఒక అణువు ద్వారా కాంతి ఉద్గారం అది ఒక శక్తి స్థాయి నుండి మరొకదానికి మారినప్పుడు సంభవిస్తుంది. అటువంటి రేడియేషన్ యొక్క వ్యవధి చాలా తక్కువగా ఉంటుంది (~10 -8 సె), మరియు రేడియేషన్ యొక్క క్షణం యాదృచ్ఛిక సంఘటన. ఈ సందర్భంలో, సుమారు 3 మీటర్ల పొడవుతో సమయ-పరిమిత విద్యుదయస్కాంత పల్స్ ఏర్పడుతుంది, అటువంటి పల్స్ అంటారు. ఒక రైలులో.

కాంతి యొక్క సహజ వనరులు అధిక ఉష్ణోగ్రతలకి వేడి చేయబడిన శరీరాలు. అటువంటి మూలం యొక్క కాంతి వివిధ సమయాల్లో వేర్వేరు అణువుల ద్వారా విడుదలయ్యే భారీ సంఖ్యలో రైళ్ల సమాహారం. అందువల్ల, సూత్రాలలో (20.1) మరియు (20.2) cosΔφ యొక్క సగటు విలువ సున్నాకి సమానంగా మారుతుంది మరియు ఈ సూత్రాలు క్రింది రూపాన్ని తీసుకుంటాయి:

అంతరిక్షంలోని ప్రతి బిందువు వద్ద సహజ కాంతి వనరుల తీవ్రతలు జోడించబడతాయి.

ఈ సందర్భంలో కాంతి తరంగ స్వభావం కనిపించదు.

20.2 పొందికైన మూలాలు. కాంతి జోక్యం

ఇచ్చిన పాయింట్ వద్దకు వచ్చే అన్ని రైళ్లకు దశ వ్యత్యాసం ఉంటే కాంతి తరంగాల జోడింపు ఫలితం భిన్నంగా ఉంటుంది స్థిరమైన విలువ.దీన్ని చేయడానికి, పొందికైన కాంతి వనరులను ఉపయోగించడం అవసరం.

పొందికైనఒకే పౌనఃపున్యం యొక్క కాంతి వనరులు, ఇవి అంతరిక్షంలో ఒక నిర్దిష్ట బిందువు వద్దకు వచ్చే తరంగాలకు స్థిరమైన దశ వ్యత్యాసాన్ని నిర్ధారిస్తాయి.

పొందికైన మూలాల ద్వారా వెలువడే కాంతి తరంగాలను కూడా అంటారు పొందికైన తరంగాలు.

అన్నం. 20.1పొందికైన తరంగాల జోడింపు

మూలాలు S 1 మరియు S 2 (Fig. 20.1) ద్వారా విడుదలయ్యే రెండు పొందికైన తరంగాల జోడింపును పరిశీలిద్దాం. ఈ తరంగాల జోడింపు పరిగణించబడే పాయింట్‌ను దూరం వద్ద ఉన్న మూలాల నుండి తీసివేయనివ్వండి లు 1మరియు లు 2తదనుగుణంగా, తరంగాలు ప్రచారం చేసే మాధ్యమం వేర్వేరు వక్రీభవన సూచికలను కలిగి ఉంటుంది n 1 మరియు n 2.

తరంగం మరియు మాధ్యమం యొక్క వక్రీభవన సూచిక (s*n) ద్వారా ప్రయాణించే మార్గం పొడవు యొక్క ఉత్పత్తిని అంటారు. ఆప్టికల్ మార్గం పొడవు.ఆప్టికల్ పొడవులలో వ్యత్యాసం యొక్క సంపూర్ణ విలువ అంటారు ఆప్టికల్ మార్గం తేడా:

పొందికైన తరంగాలను జోడించినప్పుడు, అంతరిక్షంలో ఇచ్చిన పాయింట్ వద్ద దశ వ్యత్యాసం యొక్క పరిమాణం స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు ఆప్టికల్ మార్గం వ్యత్యాసం మరియు తరంగదైర్ఘ్యం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. పరిస్థితి సంతృప్తి చెందిన ఆ పాయింట్ల వద్ద

cosΔφ = 1, మరియు ఫలిత తరంగం యొక్క తీవ్రత కోసం ఫార్ములా (20.2) రూపాన్ని తీసుకుంటుంది

ఈ సందర్భంలో, తీవ్రత గరిష్ట సాధ్యమైన విలువను తీసుకుంటుంది.

పరిస్థితి సంతృప్తి చెందిన పాయింట్ల కోసం

అందువలన, పొందికైన తరంగాలు జోడించబడినప్పుడు, శక్తి యొక్క ప్రాదేశిక పునఃపంపిణీ జరుగుతుంది - కొన్ని పాయింట్లలో తరంగ శక్తి పెరుగుతుంది మరియు ఇతరుల వద్ద అది తగ్గుతుంది. ఈ దృగ్విషయాన్ని అంటారు జోక్యం.

కాంతి జోక్యం -పొందికైన కాంతి తరంగాల జోడింపు, దీని ఫలితంగా శక్తి యొక్క ప్రాదేశిక పునఃపంపిణీ జరుగుతుంది, ఇది వాటి విస్తరణ లేదా బలహీనత యొక్క స్థిరమైన నమూనా ఏర్పడటానికి దారితీస్తుంది.

సమానతలు (20.6) మరియు (20.7) గరిష్ట మరియు కనిష్ట జోక్యానికి షరతులు. మార్గం తేడా ద్వారా వాటిని వ్రాయడం మరింత సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది.

గరిష్ట తీవ్రతఆప్టికల్ పాత్ తేడా తరంగదైర్ఘ్యాల పూర్ణాంకం సంఖ్యకు సమానంగా ఉన్నప్పుడు జోక్యం గమనించవచ్చు (కూడాసగం తరంగాల సంఖ్య).

పూర్ణాంకం kని జోక్యం గరిష్ట క్రమం అని పిలుస్తారు.

కనీస పరిస్థితి ఇలాగే పొందబడుతుంది:

కనిష్ట తీవ్రతఆప్టికల్ మార్గం వ్యత్యాసం సమానంగా ఉన్నప్పుడు జోక్యం సమయంలో గమనించవచ్చు బేసిసగం తరంగాల సంఖ్య.

తరంగ తీవ్రతలు దగ్గరగా ఉన్నప్పుడు తరంగ జోక్యం ప్రత్యేకంగా కనిపిస్తుంది. ఈ సందర్భంలో, గరిష్ట ప్రాంతంలో ప్రతి వేవ్ యొక్క తీవ్రత కంటే తీవ్రత నాలుగు రెట్లు ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు కనిష్ట ప్రాంతంలో తీవ్రత ఆచరణాత్మకంగా సున్నాగా ఉంటుంది. ఫలితంగా చీకటి ప్రదేశాలతో వేరు చేయబడిన ప్రకాశవంతమైన కాంతి చారల జోక్యం నమూనా.

20.3 సహజ కాంతి యొక్క ఒక పాయింట్ మూలం నుండి రెండు పొందికైన మూలాలను ఉత్పత్తి చేయడం

లేజర్ యొక్క ఆవిష్కరణకు ముందు, ఒక కాంతి తరంగాన్ని ఒకదానికొకటి జోక్యం చేసుకునే రెండు కిరణాలుగా విభజించడం ద్వారా పొందికైన కాంతి వనరులు సృష్టించబడ్డాయి. అలాంటి రెండు పద్ధతులను చూద్దాం.

యంగ్ పద్ధతి(Fig. 20.2). పాయింట్ మూలం S నుండి వచ్చే వేవ్ యొక్క మార్గంలో రెండు చిన్న రంధ్రాలతో అపారదర్శక అవరోధం వ్యవస్థాపించబడింది. ఈ రంధ్రాలు పొందికైన మూలాలు S1 మరియు S2. S 1 మరియు S 2 నుండి వెలువడే ద్వితీయ తరంగాలు ఒకే వేవ్ ఫ్రంట్‌కు చెందినవి కాబట్టి, అవి పొందికగా ఉంటాయి. ఈ కాంతి కిరణాలు అతివ్యాప్తి చెందుతున్న ప్రాంతంలో, జోక్యం గమనించవచ్చు.

అన్నం. 20.2యంగ్ పద్ధతి ద్వారా పొందికైన తరంగాలను పొందడం

సాధారణంగా, అపారదర్శక అవరోధంలో రంధ్రాలు రెండు ఇరుకైన సమాంతర చీలికల రూపంలో తయారు చేయబడతాయి. అప్పుడు తెరపై జోక్యం నమూనా చీకటి ప్రదేశాలతో వేరు చేయబడిన కాంతి చారల వ్యవస్థ (Fig. 20.3). లైట్ స్ట్రిప్ సంబంధిత

అన్నం. 20.3యంగ్ యొక్క పద్ధతికి అనుగుణంగా జోక్యం నమూనా, k - స్పెక్ట్రమ్ ఆర్డర్

గరిష్ట సున్నా క్రమం, స్లిట్‌లకు దూరాలు ఒకే విధంగా ఉండే విధంగా స్క్రీన్ మధ్యలో ఉంటుంది. దాని కుడి మరియు ఎడమ వైపున మొదటి-ఆర్డర్ గరిష్టం మొదలైనవి ఉన్నాయి. ఏకవర్ణ కాంతితో పగుళ్లను ప్రకాశిస్తున్నప్పుడు, కాంతి చారలు సంబంధిత రంగును కలిగి ఉంటాయి. వైట్ లైట్ గరిష్టంగా ఉపయోగించినప్పుడు సున్నా క్రమంఇది కలిగి ఉంది తెలుపు రంగు,మరియు మిగిలిన గరిష్టాలు ఉన్నాయి ఇంద్రధనస్సురంగు, వివిధ తరంగదైర్ఘ్యాల కోసం ఒకే క్రమంలో గరిష్టంగా వేర్వేరు ప్రదేశాల్లో ఏర్పడతాయి.

లాయిడ్స్ మిర్రర్(Fig. 20.4). ఒక పాయింట్ సోర్స్ S ఒక ఫ్లాట్ మిర్రర్ M. డైరెక్ట్ మరియు ప్రతిబింబించే కిరణాల ఉపరితలం నుండి ఒక చిన్న దూరంలో ఉంది. పొందికైన మూలాలు ప్రాథమిక మూలం S మరియు అద్దం S 1లో దాని వర్చువల్ ఇమేజ్. ప్రత్యక్ష మరియు ప్రతిబింబించే కిరణాలు అతివ్యాప్తి చెందుతున్న ప్రాంతంలో, జోక్యం గమనించవచ్చు.

అన్నం. 20.4లాయిడ్ అద్దం ఉపయోగించి పొందికైన తరంగాలను ఉత్పత్తి చేయడం

20.4 ఇంటర్ఫెరోమీటర్లు, జోక్యం

సూక్ష్మదర్శిని

చర్య కాంతి జోక్యం ఉపయోగంపై ఆధారపడి ఉంటుంది ఇంటర్ఫెరోమీటర్లు.ఇంటర్ఫెరోమీటర్లు పారదర్శక మాధ్యమం యొక్క వక్రీభవన సూచికలను కొలవడానికి రూపొందించబడ్డాయి; ఆప్టికల్ భాగాల ఉపరితలాల ఆకృతి, మైక్రోరిలీఫ్ మరియు వైకల్యాన్ని నియంత్రించడానికి; వాయువులలో మలినాలను గుర్తించడానికి (గదులు మరియు గనులలో గాలి స్వచ్ఛతను నియంత్రించడానికి సానిటరీ ఆచరణలో ఉపయోగిస్తారు). మూర్తి 20.5 జమిన్ ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్ యొక్క సరళీకృత రేఖాచిత్రాన్ని చూపుతుంది, ఇది వాయువులు మరియు ద్రవాల వక్రీభవన సూచికలను కొలవడానికి అలాగే గాలిలోని మలినాలను ఏకాగ్రతను నిర్ణయించడానికి రూపొందించబడింది.

తెల్లని కాంతి కిరణాలు రెండు రంధ్రాల గుండా వెళతాయి (యంగ్స్ మెథడ్), ఆపై రెండు ఒకేలాంటి క్యూవెట్‌ల ద్వారా K 1 మరియు K 2 వివిధ వక్రీభవన సూచికలతో కూడిన పదార్థాలతో నిండి ఉంటాయి, వాటిలో ఒకటి తెలిసినది. వక్రీభవన సూచికలు ఒకేలా ఉంటే, అప్పుడు తెలుపుజీరో-ఆర్డర్ జోక్యం గరిష్టం స్క్రీన్ మధ్యలో ఉంటుంది. వక్రీభవన సూచికలలో వ్యత్యాసం cuvettes గుండా వెళుతున్నప్పుడు ఆప్టికల్ మార్గం వ్యత్యాసం యొక్క రూపానికి దారితీస్తుంది. ఫలితంగా, సున్నా-క్రమం గరిష్టం (దీనిని అక్రోమాటిక్ అంటారు) స్క్రీన్ మధ్యలోకి సంబంధించి మార్చబడుతుంది. రెండవ (తెలియని) వక్రీభవన సూచిక స్థానభ్రంశం యొక్క పరిమాణం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. వక్రీభవన సూచికల మధ్య వ్యత్యాసాన్ని నిర్ణయించడానికి మేము ఫార్ములాను ఉత్పన్నం లేకుండా అందిస్తున్నాము:

ఇక్కడ k అనేది అక్రోమాటిక్ గరిష్టం మారిన బ్యాండ్ల సంఖ్య; ఎల్- cuvette పొడవు.

అన్నం. 20.5ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్‌లో కిరణాల మార్గం:

S - మూలం, మోనోక్రోమటిక్ లైట్‌తో ప్రకాశించే ఇరుకైన చీలిక; L - లెన్స్, దీని దృష్టి మూలం; K - ఒకేలా పొడవు cuvettes ఎల్; D - రెండు చీలికలతో డయాఫ్రాగమ్; ఇ-స్క్రీన్

జామిన్ ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్‌ను ఉపయోగించి, ఆరవ దశాంశ స్థానం వరకు ఖచ్చితత్వంతో వక్రీభవన సూచికలలో వ్యత్యాసాన్ని గుర్తించడం సాధ్యపడుతుంది. ఇటువంటి అధిక ఖచ్చితత్వం చిన్న వాయు కాలుష్య కారకాలను కూడా గుర్తించడం సాధ్యం చేస్తుంది.

జోక్యం సూక్ష్మదర్శినిఆప్టికల్ మైక్రోస్కోప్ మరియు ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్ (Fig. 20.6) కలయిక.

అన్నం. 20.6జోక్యం సూక్ష్మదర్శినిలో కిరణాల మార్గం:

M - పారదర్శక వస్తువు; D - డయాఫ్రాగమ్; O - మైక్రోస్కోప్ ఐపీస్ కోసం

జోక్యం చేసుకునే కిరణాల పరిశీలనలు; d - వస్తువు మందం

వస్తువు M మరియు మాధ్యమం యొక్క వక్రీభవన సూచికలలో వ్యత్యాసం కారణంగా, కిరణాలు మార్గ వ్యత్యాసాన్ని పొందుతాయి. ఫలితంగా, వస్తువు మరియు పర్యావరణం (మోనోక్రోమటిక్ లైట్‌తో) మధ్య కాంతి వ్యత్యాసం ఏర్పడుతుంది లేదా వస్తువు రంగు (తెల్లని కాంతితో) అవుతుంది.

ఈ పరికరం పొడి పదార్థం యొక్క ఏకాగ్రతను మరియు ప్రసారం చేయబడిన కాంతిలో విరుద్ధంగా ఉండే పారదర్శక, పెయింట్ చేయని సూక్ష్మ-వస్తువుల పరిమాణాన్ని కొలవడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.

స్ట్రోక్ వ్యత్యాసం వస్తువు యొక్క మందం d ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. ఆప్టికల్ పాత్ వ్యత్యాసాన్ని తరంగదైర్ఘ్యం యొక్క వందవ వంతు ఖచ్చితత్వంతో కొలవవచ్చు, ఇది జీవన కణం యొక్క నిర్మాణాన్ని పరిమాణాత్మకంగా అధ్యయనం చేయడం సాధ్యపడుతుంది.

20.5 సన్నని చిత్రాలలో జోక్యం. ఆప్టిక్స్ పూత

నీటి ఉపరితలంపై లేదా సబ్బు బుడగ ఉపరితలంపై గ్యాసోలిన్ మరకలు ఇంద్రధనస్సు రంగును కలిగి ఉంటాయని అందరికీ తెలుసు. డ్రాగన్‌ఫ్లైస్ యొక్క పారదర్శక రెక్కలు కూడా ఇంద్రధనస్సు రంగును కలిగి ఉంటాయి. రంగు యొక్క రూపాన్ని ప్రతిబింబించే కాంతి కిరణాల జోక్యం ద్వారా వివరించబడింది

అన్నం. 20.7సన్నని చలనచిత్రంలో కిరణాల ప్రతిబింబం

సన్నని చలనచిత్రం యొక్క ముందు మరియు వెనుక వైపుల నుండి. ఈ దృగ్విషయాన్ని మరింత వివరంగా పరిశీలిద్దాం (Fig. 20.7).

మోనోక్రోమటిక్ లైట్ యొక్క పుంజం 1 గాలి నుండి ఒక నిర్దిష్ట కోణం α వద్ద సోప్ ఫిల్మ్ యొక్క ముందు ఉపరితలంపై పడనివ్వండి. ప్రభావం యొక్క పాయింట్ వద్ద, కాంతి యొక్క ప్రతిబింబం మరియు వక్రీభవనం యొక్క దృగ్విషయాలు గమనించబడతాయి. ప్రతిబింబించిన పుంజం 2 గాలికి తిరిగి వస్తుంది. వక్రీభవన పుంజం చలనచిత్రం యొక్క వెనుక ఉపరితలం నుండి ప్రతిబింబిస్తుంది మరియు ముందు ఉపరితలంపై వక్రీభవనం చేయబడి, పుంజం 2కి సమాంతరంగా గాలిలోకి (బీమ్ 3) నిష్క్రమిస్తుంది.

కంటి యొక్క ఆప్టికల్ సిస్టమ్ గుండా వెళ్ళిన తరువాత, కిరణాలు 2 మరియు 3 రెటీనాపై కలుస్తాయి, ఇక్కడ వాటి జోక్యం జరుగుతుంది. గాలిలో సబ్బు ఫిల్మ్ కోసం, కిరణాలు 2 మరియు 3 మధ్య పాత్ వ్యత్యాసం సూత్రం ద్వారా లెక్కించబడుతుందని లెక్కలు చూపిస్తున్నాయి.

ఒక ఆప్టికల్ నుండి కాంతి ప్రతిబింబించినప్పుడు వ్యత్యాసం వాస్తవం మరింత దట్టమైనమీడియం, దాని దశ π ద్వారా మారుతుంది, ఇది λ/2 ద్వారా బీమ్ 2 యొక్క ఆప్టికల్ పాత్ పొడవులో మార్పుకు సమానం. తక్కువ దట్టమైన మాధ్యమం నుండి ప్రతిబింబించినప్పుడు, దశ మారదు. నీటి ఉపరితలంపై గ్యాసోలిన్ ఫిల్మ్ దట్టమైన మాధ్యమం నుండి ప్రతిబింబిస్తుంది రెండుసార్లు.అందువల్ల, రెండు అంతరాయం కలిగించే కిరణాలకు అదనంగా λ/2 కనిపిస్తుంది. మార్గం తేడా కనుగొనబడినప్పుడు, అది నాశనం చేయబడుతుంది.

గరిష్టంపరిస్థితిని సంతృప్తిపరిచే వీక్షణ కోణాల (α) కోసం జోక్యం నమూనా పొందబడుతుంది

మోనోక్రోమటిక్ లైట్‌తో ప్రకాశించే ఫిల్మ్‌ని మనం చూస్తే, చీకటి ప్రదేశాలతో వేరు చేయబడిన సంబంధిత రంగు యొక్క అనేక బ్యాండ్‌లను మనం చూస్తాము. చలనచిత్రం తెల్లటి కాంతితో ప్రకాశవంతం అయినప్పుడు, మేము వివిధ రంగుల జోక్యం గరిష్టాన్ని చూస్తాము. అదే సమయంలో, చిత్రం ఇంద్రధనస్సు రంగును పొందుతుంది.

సన్నని చలనచిత్రాలలో జోక్యం యొక్క దృగ్విషయం ఆప్టికల్ పరికరాలలో ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది ఆప్టికల్ సిస్టమ్స్ ద్వారా ప్రతిబింబించే కాంతి శక్తి యొక్క నిష్పత్తిని తగ్గిస్తుంది మరియు పెరుగుతుంది (శక్తి పరిరక్షణ చట్టం కారణంగా), కాబట్టి, రికార్డింగ్ వ్యవస్థలకు సరఫరా చేయబడిన శక్తి - ఫోటోగ్రాఫిక్ ప్లేట్, కన్ను.

జ్ఞానోదయం చేసే ఆప్టిక్స్.కాంతి జోక్యం యొక్క దృగ్విషయం ఆధునిక సాంకేతికతలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. అటువంటి అప్లికేషన్ ఆప్టిక్స్ యొక్క "పూత". ఆధునిక ఆప్టికల్ సిస్టమ్‌లు పెద్ద సంఖ్యలో ప్రతిబింబ ఉపరితలాలతో బహుళ-లెన్స్ లెన్స్‌లను ఉపయోగిస్తాయి. పరావర్తనం కారణంగా కాంతి నష్టం కెమెరా లెన్స్‌లో 25% మరియు మైక్రోస్కోప్‌లో 50%కి చేరుకుంటుంది. అదనంగా, బహుళ ప్రతిబింబాలు చిత్ర నాణ్యతను దిగజార్చుతాయి, ఉదాహరణకు, దాని కాంట్రాస్ట్‌ను తగ్గించే నేపథ్యం కనిపిస్తుంది.

ప్రతిబింబించే కాంతి యొక్క తీవ్రతను తగ్గించడానికి, లెన్స్ ఒక పారదర్శక చిత్రంతో కప్పబడి ఉంటుంది, దీని మందం దానిలోని కాంతి తరంగదైర్ఘ్యంలో 1/4కి సమానం:

ఇక్కడ λ П అనేది చలనచిత్రంలో కాంతి తరంగదైర్ఘ్యం; λ అనేది శూన్యంలో కాంతి తరంగదైర్ఘ్యం; n అనేది ఫిల్మ్ పదార్ధం యొక్క వక్రీభవన సూచిక.

సాధారణంగా అవి ఉపయోగించిన కాంతి వర్ణపటం మధ్యలో ఉండే తరంగదైర్ఘ్యంపై దృష్టి పెడతాయి. ఫిల్మ్ మెటీరియల్ ఎంపిక చేయబడింది, తద్వారా దాని వక్రీభవన సూచిక లెన్స్ గ్లాస్ కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. ఈ సందర్భంలో, మార్గ వ్యత్యాసాన్ని లెక్కించడానికి ఫార్ములా (20.11) ఉపయోగించబడుతుంది.

కాంతిలో ఎక్కువ భాగం తక్కువ కోణంలో లెన్స్‌పై పడుతుంది. కాబట్టి, మనం sin 2 α ≈ 0ని సెట్ చేయవచ్చు. అప్పుడు ఫార్ములా (20.11) క్రింది రూపాన్ని తీసుకుంటుంది:

ఈ విధంగా, చిత్రం యొక్క ముందు మరియు వెనుక ఉపరితలాల నుండి ప్రతిబింబించే కిరణాలు యాంటీఫేస్‌లోమరియు జోక్యం సమయంలో వారు దాదాపు పూర్తిగా ప్రతి ఇతర రద్దు. ఇది స్పెక్ట్రం యొక్క మధ్య భాగంలో సంభవిస్తుంది. ఇతర తరంగదైర్ఘ్యాల కోసం, ప్రతిబింబించే పుంజం యొక్క తీవ్రత కూడా తగ్గుతుంది, అయినప్పటికీ కొంత వరకు.

20.6 ప్రాథమిక భావనలు మరియు సూత్రాలు

పట్టిక ముగింపు

20.7 పనులు

1. పరమాణువు ప్రకాశించే సమయంలో ఏర్పడిన వేవ్ రైలు యొక్క ప్రాదేశిక పరిధి L ఎంత?

పరిష్కారం

L = c*t = 3x10 8 m/cx10 ​​-8 s = 3 m. సమాధానం: 3మీ.

2. రెండు పొందికైన కాంతి వనరుల నుండి తరంగ మార్గాలలో వ్యత్యాసం 0.2 λ. కనుగొనండి: ఎ) దశ వ్యత్యాసం ఏమిటి, బి) జోక్యం యొక్క ఫలితం ఏమిటి.

3. తెరపై ఒక నిర్దిష్ట బిందువు వద్ద రెండు పొందికైన కాంతి మూలాల నుండి వేవ్ పాత్‌లలో వ్యత్యాసం δ = 4.36 μm. తరంగదైర్ఘ్యం λ అయితే జోక్యం యొక్క ఫలితం ఏమిటి: a) 670; బి) 438; సి) 536 ఎన్ఎమ్?

సమాధానం:ఎ) కనిష్ట; బి) గరిష్ట; c) గరిష్ట మరియు కనిష్ట మధ్య మధ్యస్థ బిందువు.

4. తెల్లని కాంతి అనేది 45° కోణంలో ఒక సబ్బు పొరపై (n = 1.36) సంఘటన. కనిష్ట ఫిల్మ్ మందం h వద్ద అది పసుపు రంగును పొందుతుంది? (λ = 600 nm) ప్రతిబింబించే కాంతిలో చూసినప్పుడు?

5. h = 0.3 μm మందం కలిగిన సోప్ ఫిల్మ్ దాని ఉపరితలం (α = 0)కి లంబంగా ఉండే తెల్లటి కాంతి సంఘటన ద్వారా ప్రకాశిస్తుంది. చిత్రం ప్రతిబింబించే కాంతిలో వీక్షించబడుతుంది. సబ్బు ద్రావణం యొక్క వక్రీభవన సూచిక n = 1.33. సినిమా ఏ రంగులో ఉంటుంది?

6. ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్ మోనోక్రోమటిక్ లైట్‌తో ప్రకాశిస్తుంది λ = 589 nm. Cuvette పొడవు ఎల్= 10 సెం.మీ. ఒక సెల్‌లోని గాలిని అమ్మోనియాతో భర్తీ చేసినప్పుడు, ఆక్రోమాటిక్ గరిష్టం k = 17 బ్యాండ్‌ల ద్వారా మార్చబడింది. గాలి వక్రీభవన సూచిక n 1 = 1.000277. అమ్మోనియా n 1 యొక్క వక్రీభవన సూచికను నిర్ణయించండి.

n 2 = n 1 + kλ/ ఎల్ = 1,000277 + 17*589*10 -7 /10 = 1,000377.

సమాధానం: n 1 = 1.000377.

7. ఆప్టిక్స్‌ను క్లియర్ చేయడానికి సన్నని చలనచిత్రాలు ఉపయోగించబడతాయి. ప్రతిబింబం లేకుండా తరంగదైర్ఘ్యం λ = 550 nm కాంతిని ప్రసారం చేయడానికి ఫిల్మ్ ఎంత మందంగా ఉండాలి? చిత్రం యొక్క వక్రీభవన సూచిక n = 1.22.

సమాధానం: h = λ/4n = 113 nm.

8. ప్రదర్శన ద్వారా కోటెడ్ ఆప్టిక్స్‌ను ఎలా వేరు చేయాలి? సమాధానం:ఒకే సమయంలో అన్ని పొడవుల కాంతిని ఆర్పడం అసాధ్యం కనుక

తరంగాలు, అప్పుడు అవి స్పెక్ట్రమ్ మధ్యలో ఉండే కాంతి విలుప్తతను సాధిస్తాయి. ఆప్టిక్స్ వైలెట్ రంగును తీసుకుంటాయి.

9. పూత పదార్ధం యొక్క వక్రీభవన సూచిక అయితే గాజుకు వర్తించే λ/4 ఆప్టికల్ మందం కలిగిన పూత ఏ పాత్ర పోషిస్తుంది మరింతగాజు వక్రీభవన సూచిక?

పరిష్కారం

ఈ సందర్భంలో, ఫిల్మ్-ఎయిర్ ఇంటర్‌ఫేస్‌లో మాత్రమే సగం-వేవ్ నష్టం జరుగుతుంది. అందువల్ల, మార్గం వ్యత్యాసం λ/2కి బదులుగా λకి సమానంగా మారుతుంది. అదే సమయంలో, ప్రతిబింబించే తరంగాలు బలోపేతం,ఒకరినొకరు చల్లార్చుకోవడం కంటే.

సమాధానం:పూత ప్రతిబింబిస్తుంది.

10. α = 45° కోణంలో సన్నని పారదర్శక పలకపై పడే కాంతి కిరణాలు ప్రతిబింబించినప్పుడు ఆకుపచ్చ రంగులో ఉంటాయి. కిరణాల సంభవం కోణం మారినప్పుడు ప్లేట్ రంగు ఎలా మారుతుంది?

α = 45° వద్ద, అంతరాయ పరిస్థితులు ఆకుపచ్చ కిరణాల గరిష్ట స్థాయికి అనుగుణంగా ఉంటాయి. కోణం పెరుగుతుంది, ఎడమ వైపు తగ్గుతుంది. పర్యవసానంగా, కుడి వైపు కూడా తగ్గాలి, ఇది λ పెరుగుదలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది.

కోణం తగ్గినప్పుడు, λ తగ్గుతుంది.

సమాధానం:కోణం పెరిగేకొద్దీ, ప్లేట్ యొక్క రంగు క్రమంగా ఎరుపు వైపు మారుతుంది. కోణం తగ్గినప్పుడు, ప్లేట్ యొక్క రంగు క్రమంగా ఊదా రంగులోకి మారుతుంది.

ఒక వ్యక్తికి ఓరియంటేషన్ మరియు చీకటిలో ఏదైనా చర్యలను చేయడం కోసం మాత్రమే లైటింగ్ అవసరం, కానీ మానసిక ఆరోగ్యం మరియు సౌకర్యాన్ని కాపాడుకోవడానికి కూడా. అదనంగా, కృత్రిమ లైటింగ్ కార్మికులు సాయంత్రం మరియు రాత్రి వారి విధులను కొనసాగించడానికి అనుమతిస్తుంది. అయినప్పటికీ, మీరు వాటి లక్షణాల ఆధారంగా ల్యుమినైర్లు మరియు దీపాలను ఎన్నుకోవాలి, వీటిలో ముఖ్యమైనది ప్రకాశించే సామర్థ్యం, ​​ఇది వాట్ (lm / W) కు lumens లో కొలుస్తారు. గదిలోనే, ప్రకాశం స్థాయిని నియంత్రించడం కూడా అవసరం మరియు దీనిని పరిగణనలోకి తీసుకుని, దాని మూలాలను ఎంచుకోండి.

కాంతి రకాలు

అత్యంత ఉపయోగకరమైన మరియు సురక్షితమైన లైటింగ్, వాస్తవానికి, సహజమైనది. ఇది వెచ్చని రంగును కలిగి ఉంటుంది మరియు కళ్ళకు హాని కలిగించదు.

గమనిక!వారి పారామితుల పరంగా, ఈ రకానికి దగ్గరగా ఉన్న ప్రకాశించే దీపములు, ఇవి ఎర్రటి గ్లో ద్వారా వర్గీకరించబడ్డాయి. అవి కంటికి చికాకు కలిగించలేదు మరియు విడుదలయ్యే స్పెక్ట్రం పరంగా, కిటికీల ద్వారా ప్రాంగణంలోకి ప్రవేశించే సూర్యుడి నుండి వచ్చే సహజ కాంతికి దాదాపు సమానంగా ఉంటాయి.

సాంకేతికత అభివృద్ధి లైటింగ్ పరికరాల కోసం అనేక ఎంపికల ఆవిర్భావానికి దారితీసింది, కాబట్టి కొనుగోలు చేసేటప్పుడు, మీరు దీపం ప్యాకేజింగ్పై సూచించిన లక్షణాలకు శ్రద్ద ఉండాలి.

అదనపు సమాచారం.అందువల్ల, వెచ్చని కాంతిని అపార్ట్మెంట్లలో లేదా నివాస భవనాలలో ఉంచాలని సిఫార్సు చేయబడింది, లైటింగ్ కార్యాలయాలు మరియు ఉత్పత్తి వర్క్‌షాప్‌లకు తటస్థ కాంతి సిఫార్సు చేయబడింది. చల్లని - చిన్న భాగాలతో పని నిర్వహించబడే గదులలో సమర్థవంతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది తరచుగా ఉపఉష్ణమండల వాతావరణంలో కూడా ఉపయోగించబడుతుంది, ఇక్కడ ఈ నీడ చల్లదనాన్ని సృష్టిస్తుంది.

అందువల్ల, లైట్ బల్బ్ ఎంపిక స్థలం యొక్క ప్రకాశాన్ని మాత్రమే కాకుండా, పనిలో ఉన్న ఉద్యోగి లేదా అపార్ట్మెంట్లో ఉన్న వ్యక్తి యొక్క నైతిక మరియు మానసిక స్థితిని కూడా ప్రభావితం చేస్తుంది.

ప్రకాశించే ఫ్లక్స్ లక్షణాలు

లైట్ బల్బులను కొనుగోలు చేసేటప్పుడు, కొనుగోలుదారులు తరచుగా కాంతిని ఎలా కొలుస్తారు అనే ప్రశ్నకు సమాధానం తెలియదు లేదా ఆలోచించరు, ఇంకా అలాంటి సూచికలు చాలా ఉన్నాయి:

• కాంతి అవుట్పుట్;
• కాంతి శక్తి;
• తీవ్రత;
• ప్రకాశం.

ఇవన్నీ లైట్ ఫ్లక్స్ యొక్క భౌతిక లక్షణాలు, వీటిని ప్రత్యేక పరికరాలతో కొలవవచ్చు; గది యొక్క లైటింగ్‌ను ప్లాన్ చేసేటప్పుడు (ప్రతి గది లేదా కార్యాలయంలో అవసరమైన లైటింగ్ పరికరాల సంఖ్యను లెక్కించడం ద్వారా) వాటిని పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి, ఎందుకంటే ఇది ప్రభావితం చేస్తుంది కళ్ళు మరియు నాడీ వ్యవస్థ యొక్క ఆరోగ్యం.

ప్రకాశించే అవుట్పుట్

ప్రకాశించే అవుట్పుట్ అత్యంత ముఖ్యమైన పరామితి. ఇది లైట్ బల్బ్ లేదా ఇతర పరికరం ద్వారా విడుదలయ్యే ప్రకాశించే ఫ్లక్స్ యొక్క నిష్పత్తిని అది వినియోగించే శక్తికి ప్రతిబింబిస్తుంది. దీని ప్రకారం, దాని కొలత యూనిట్లు వాట్ (lm/W)కి lumens. ఈ పరామితి లైటింగ్ పద్ధతి యొక్క ఆర్థిక సామర్థ్యాన్ని అంచనా వేయడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది.

అధిక ప్రకాశించే సామర్థ్యం, ​​మరింత సమర్ధవంతంగా శక్తి ఉపయోగించబడుతుంది, అంటే యుటిలిటీ ఖర్చులు ఆప్టిమైజ్ చేయబడతాయి, ఇది నిరంతరం పెరుగుతున్న సుంకాల సందర్భంలో చాలా ముఖ్యమైనది. ఈ కారణంగా, అత్యధిక lm/W నిష్పత్తులలో ఒకదానిని అందించే శక్తి-పొదుపు దీపాలు బాగా ప్రాచుర్యం పొందాయి.

కాంతి శక్తి

రేడియేషన్ యొక్క లక్షణం కాంతి ఉత్పత్తి మాత్రమే కాదు, దాని శక్తి ఒక నిర్దిష్ట కాల వ్యవధిలో అంతరిక్షంలో ఒక బిందువు నుండి మరొకదానికి కదిలే శక్తి కూడా. ప్రవాహాన్ని ఉత్పత్తి చేసే పరికరం సెట్ చేసిన పరిస్థితులపై ఆధారపడి కాంతి తీవ్రత కదలిక దిశను మార్చగలదని పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి.

ఈ పరామితిని కొవ్వొత్తులలో కొలవవచ్చు.

ముఖ్యమైనది!దీపాన్ని ఎన్నుకునేటప్పుడు, మీరు వివరించిన పరామితికి కూడా శ్రద్ద ఉండాలి, ప్రకాశించే సామర్థ్యం విషయంలో సంబంధం మాత్రమే ప్రత్యక్షంగా ఉండదు. ప్రకాశించే ఉపరితలం యొక్క ప్రకాశం యొక్క యూనిట్ కలిగి ఉండవలసిన ప్రామాణిక విలువ ఆధారంగా బలం స్థాయిని ఎంచుకోవాలి. ఈ సూచిక వివిధ ప్రమాణాలలో, అలాగే బిల్డింగ్ కోడ్‌లలో చూడవచ్చు. ఇది గది యొక్క ఉద్దేశ్యం, దాని కాన్ఫిగరేషన్ మరియు మొదలైన వాటిపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

కాంతి తీవ్రత

ఈ లక్షణాన్ని తరచుగా ప్రకాశం లేదా సంతృప్తత అని పిలుస్తారు. ఇది పడే వస్తువు యొక్క ప్రాంతానికి ప్రకాశించే ప్రవాహం యొక్క నిష్పత్తిని సూచిస్తుంది. ప్రకాశించే ఉపరితలం యొక్క ప్రకాశం యొక్క ఈ యూనిట్ లక్స్‌లో కొలుస్తారు.

ప్రకాశం

ప్రకాశించే తీవ్రతను యూనిట్ వైశాల్యంతో విభజించడం ప్రకాశం అంటారు. ఇది చదరపు మీటరుకు కొవ్వొత్తులలో కొలుస్తారు. మూలం ఒక నిర్దిష్ట ప్రాంతాన్ని ప్రకాశించే రేడియేషన్‌ను పంపిణీ చేస్తుంది. ఎక్కువ ప్రాంతం, తదనుగుణంగా కాంతి యొక్క ప్రకాశం పెరుగుతుంది. ఈ పరామితి లైటింగ్ మూలం యొక్క సామర్థ్యాన్ని కూడా వర్ణిస్తుంది మరియు గదిలో అవసరమైన లైటింగ్ మ్యాచ్‌ల సంఖ్యను లెక్కించడానికి మరియు తదనుగుణంగా, వాటి స్థానం మరియు వైరింగ్‌ను రూపొందించడానికి దాని కొలత అవసరం.

అందువలన, ప్రకాశించే ఫ్లక్స్ అనేక పారామితులను కలిగి ఉంటుంది మరియు లైటింగ్ పరికరాలను కొనుగోలు చేసేటప్పుడు వాటిలో ఏది శ్రద్ధ వహించాలో ఎల్లప్పుడూ స్పష్టంగా తెలియదు. ప్రకాశించే సామర్థ్యం అంటే ఏమిటి, సంతృప్తత ప్రకాశం నుండి ఎలా భిన్నంగా ఉంటుంది మరియు మొదలైనవి అర్థం చేసుకోవడం సగటు వినియోగదారునికి కష్టం. అంతేకాకుండా, బాక్సులపై సూచించబడిన కొలత యూనిట్లు ప్రారంభించని వ్యక్తికి కూడా సమాచారం ఇవ్వవు: lm/W, cd, cd/sq.m, ఇవన్నీ హైరోగ్లిఫ్‌ల వలె కనిపిస్తాయి, వీటి నుండి ఎన్ని బల్బులు మరియు వాటితో ఉన్నాయో స్పష్టంగా తెలియదు. మీరు ఏ లక్షణాలను కొనుగోలు చేయాలి. అందువల్ల, లైటింగ్ పరికరాల సంఖ్యను లెక్కించడానికి, నిపుణుల సేవలను లేదా ఇంటర్నెట్‌లో కనుగొనగలిగే ప్రత్యేక కాలిక్యులేటర్‌ను ఉపయోగించమని సిఫార్సు చేయబడింది.

వీడియో

విస్తీర్ణంతో కూడిన ప్రాథమిక ప్రాంతాన్ని పరిశీలిద్దాం , వివిధ వనరుల నుండి రేడియేషన్‌తో నిండిన ప్రదేశంలో ఉంది. మేము దాని ఉపరితలంపై సాధారణ వెక్టర్ ద్వారా అంతరిక్షంలో సైట్ యొక్క విన్యాసాన్ని వర్గీకరిస్తాము.

తీవ్రత యొక్క ముఖ్యమైన ఆస్తి: ఈ పరిమాణం మూలం యొక్క రేడియేటివ్ లక్షణాలను వర్ణిస్తుంది మరియు దాని నుండి ఒక ప్రాథమిక ప్రాంతం ఉంచబడిన దూరంపై ఆధారపడి ఉండదు. ప్లాట్‌ఫారమ్‌ని కొంత దూరం కదిలిద్దాం. వాస్తవానికి, పెరుగుతున్న దూరంతో ఆర్మూలానికి, సైట్ గుండా వెళుతున్న రేడియేషన్ శక్తి ఇలా పడిపోతుంది r 2, కానీ అదే చట్టం ప్రకారం, మూలం కనిపించే ఘన కోణం కూడా తగ్గుతుంది. ప్రాథమిక వేదికను పరిశీలకుడితో కలపవచ్చు లేదా మూలం యొక్క ఉపరితలంపై ఉన్నట్లు ఊహించవచ్చు. తీవ్రత కూడా అలాగే ఉంటుంది.

నిర్వచనం.రేడియేషన్ తీవ్రత అనేది యూనిట్ ఘన కోణంలో ఎంచుకున్న దిశకు లంబంగా ఉన్న యూనిట్ క్రాస్-సెక్షన్ యొక్క ప్రాంతం గుండా వెళుతున్న కాంతి శక్తి యొక్క శక్తి (యూనిట్ సమయానికి రేడియేషన్ ఫ్లక్స్).

కాండెలా- (1970కి ముందు క్యాండిల్ ఇంటర్నేషనల్) విడుదల చేసే పాయింట్ సోర్స్ యొక్క ప్రకాశించే తీవ్రతకు సమానమైన తీవ్రత (ప్రకాశ తీవ్రత) యొక్క కొలత యూనిట్ ఒక యూనిట్ ఘన కోణం (స్టెరాడియన్) లోపల ఒక ల్యూమన్ యొక్క ప్రకాశించే ప్రవాహం, అంటే 1cd = 1lm/sr

రేడియంట్ ఎనర్జీ యొక్క తీవ్రత కొలతలు కలిగి ఉంటుంది - వాట్/ఎస్ఆర్, ఎర్గ్/సెకన్*ఎస్ఆర్

స్థలంలో సైట్ యొక్క విన్యాసాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకోవడం కూడా అవసరం. సాధారణంగా, సాధారణ మరియు ఎంచుకున్న దిశల మధ్య కోణం సమానంగా ఉంటే q,ఆ

where = అనేది ఘన కోణ మూలకం.

మూలం కనిపించే ఘన కోణం సమానత్వం ద్వారా వ్యక్తీకరించబడుతుంది:

ఇక్కడ S అనేది r వ్యాసార్థం యొక్క గోళంలో ఒక కోన్ ద్వారా కత్తిరించబడిన ప్రాంతం. ఘన కోణం 1కి సమానంగా ఉన్నప్పుడు.

ఈ పరిమాణాన్ని అంటారు స్టెరాడియన్. అన్ని స్థలం 4pకి సమానమైన ఘన కోణాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

ఈ విధంగా, మూల తీవ్రత అనేది స్టెరాడియన్‌కు సమానమైన ఘన కోణంలో ఉండే రేడియేషన్ ఫ్లక్స్.

నిర్వచనం. ఒక మూలం దాని తీవ్రత అంతరిక్షంలో దిశపై ఆధారపడి ఉండకపోతే దానిని ఐసోట్రోపికల్ ఎమిటింగ్ అంటారు.

(2.1) నుండి మనం ఒకే ప్రాంతం గుండా వెళుతున్న రేడియేషన్ శక్తిని పొందవచ్చు. దీన్ని చేయడానికి, మేము ఘన కోణంపై తీవ్రతను ఏకీకృతం చేస్తాము.

ఐసోట్రోపిక్ రేడియేషన్ ఫీల్డ్ కోసం, మేము ఫార్ములా = 0 ఉపయోగించి ప్రాంతం ద్వారా మొత్తం ఫ్లక్స్‌ను పొందుతాము. ఐసోట్రోపిక్‌గా ప్రసరించే అనంతమైన ప్రాంతం కోసం, అర్ధగోళంపై ఏకీకరణ ఫ్లక్స్‌ను ఇస్తుంది.

ప్రకాశం.

పరిశీలన ప్రదేశంలో మూలం నుండి ప్రవాహాన్ని పరిశీలిద్దాం. శోషణ లేనప్పుడు, మూలం కనిపించే ఘన కోణంలో తగ్గుదల కారణంగా దూరంతో ఫ్లక్స్ తగ్గుతుంది. అందువల్ల, మూలం సృష్టించిన పరిశీలన ప్రదేశంలో ఫ్లక్స్‌ను ప్రకాశంగా పరిగణించవచ్చు.

నిర్వచనం. ఇల్యూమినెన్స్ E అనేది యూనిట్ ప్రాంతానికి ప్రకాశించే ఫ్లక్స్.

పరిగణనలోకి తీసుకుంటే (2.2) మేము పొందుతాము:

కోన్‌ను పరిమితం చేసే ప్రాంతం q కోణంలో సాధారణ స్థితికి ఉంటే, అప్పుడు సాధారణ రూపంలో ప్రాంతం యొక్క ప్రకాశం కోసం వ్యక్తీకరణను రూపంలో వ్రాయవచ్చు:

ఒక లక్స్ ప్రకాశం యొక్క యూనిట్‌గా తీసుకోబడుతుంది - 1 ల్యూమన్‌కు సమానమైన ఫ్లక్స్ 1 మీ 2 విస్తీర్ణం గుండా వెళుతున్నప్పుడు. 1lx = 1lm/m2

శక్తి యూనిట్లలో ప్రకాశం - W/cm 2, erg/sec*cm 2

పాయింట్ సోర్స్ నుండి, టెలిస్కోప్ రేడియేషన్ ఫ్లక్స్‌ను మాత్రమే రికార్డ్ చేయగలదు, తీవ్రతను కాదు. వ్యాసార్థం ఉన్న నక్షత్రం నుండి వచ్చే రేడియేషన్‌ను పరిశీలిద్దాం ఆర్, ఇది r దూరంలో ఉన్న గోళాకార సౌష్టవ ఐసోట్రోపిక్ మూలంగా సూచించబడుతుంది. నక్షత్రం నుండి నేరుగా కొలిచిన ఫ్లక్స్ ఇలా ఉంటుంది:

రిసీవర్ పాయింట్ (టెలిస్కోప్) వద్ద తీవ్రత ఎక్కడ ఉంటుంది మరియు = నక్షత్రం కనిపించే ఘన కోణం. ఐసోట్రోపిక్ తీవ్రత కోసం నక్షత్రం నుండి యూనిట్ ఉపరితల వైశాల్యానికి ఫ్లక్స్ కేవలం = . శోషణం లేకపోవడంతో = . కాబట్టి, కొలిచిన పరిమాణం కోసం మేము కనుగొంటాము:

= (2.7)

నుండి , మూలం యొక్క కోణీయ వ్యాసం R/r తెలిసినట్లయితే, అంటే, అది ఒక బిందువుగా గుర్తించబడకపోతే, నేరుగా కొలవబడిన పరిమాణం నుండి తీవ్రతకు మారడం సాధ్యమవుతుంది.

శిక్షణ లక్ష్యాలు:విద్యుదయస్కాంత తరంగం యొక్క తీవ్రత, పీడనం మరియు ప్రేరణ యొక్క భావనలను పరిచయం చేయడం మరియు రూపొందించడం; సిద్ధాంతపరంగా మరియు ప్రయోగాత్మకంగా ఈ భావనలను రుజువు చేస్తాయి.

అభివృద్ధి లక్ష్యాలు:విమర్శనాత్మక ఆలోచన మరియు సారూప్యత ద్వారా తర్కించే సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడం; భౌతిక దృగ్విషయాలను వివరించడానికి సైద్ధాంతిక జ్ఞానాన్ని ఉపయోగించగల సామర్థ్యం.

విద్యా లక్ష్యాలు:దృఢ సంకల్పం, ప్రేరణ మరియు సహనం గల వ్యక్తిత్వ లక్షణాలను అభివృద్ధి చేయండి.

ఉపదేశ సాధనాలు:

1. మైకిషెవ్ జి.యా.భౌతిక శాస్త్రం: పాఠ్య పుస్తకం. 11వ తరగతికి సాధారణ విద్య సంస్థలు/ G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev.– M.: విద్య, 2004.
2. కస్యనోవ్ V.A.భౌతికశాస్త్రం. 11వ తరగతి: విద్యా. 11వ తరగతికి సాధారణ విద్య పాఠ్యపుస్తకం స్థాపనలు. – M.: బస్టర్డ్, 2002.
3. పాఠం సారాంశం యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ వెర్షన్; ప్రదర్శన ప్రయోగాల వీడియో క్లిప్‌లు.
4. విద్యుదయస్కాంత తరంగాలను అధ్యయనం చేయడానికి ఒక సెట్ (JSC NPK కంప్యూటర్‌లింక్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడింది), వోల్టమీటర్, మిల్లిఅమ్‌మీటర్, సర్దుబాటు చేయగల వోల్టేజ్ మూలం.

5.1 పరిచయం

టీచర్.ఈ రోజు మనం విద్యుదయస్కాంత తరంగం యొక్క అతి ముఖ్యమైన లక్షణాలతో మన పరిచయాన్ని పదార్థ వస్తువుగా కొనసాగిస్తాము. ఒక వేవ్ ద్వారా శక్తి బదిలీ అని పిలువబడే ప్రత్యేక పరిమాణంతో వర్గీకరించబడుతుంది తీవ్రత. ఒక అడ్డంకిపై పడే విద్యుదయస్కాంత తరంగం దానిపై ఒత్తిడిని కలిగిస్తుంది. ఈ సందర్భంలో, అడ్డంకి మొమెంటం పొందుతుంది; అందువలన, విద్యుదయస్కాంత వికిరణం కూడా మొమెంటం కలిగి ఉంటుంది. మనకు అందుబాటులో ఉన్న విద్యుదయస్కాంత తరంగం యొక్క ఒత్తిడి మరియు మొమెంటం చాలా తక్కువ, కాబట్టి మేము వాటిని విద్యా ప్రయోగాలలో కొలవలేము. అయినప్పటికీ, మేము వాటి ఉనికిని వివరించగలము మరియు సంబంధిత పరిమాణాల విలువలను అంచనా వేయగలుగుతాము.

5.2 విద్యుదయస్కాంత తరంగ తీవ్రత

టీచర్.హార్మోనిక్ వేవ్ గణితశాస్త్రంలో ఎలా వ్రాయబడిందో మరియు దాని శక్తి ఎలా వ్యక్తీకరించబడుతుందో గుర్తుంచుకోండి.

విద్యార్థులు.హార్మోనిక్ విద్యుదయస్కాంత తరంగంలో విద్యుత్ క్షేత్ర బలం యొక్క సమీకరణం రూపాన్ని కలిగి ఉంటుంది ఎక్కడ

మరియు దాని శక్తి సాంద్రత:

ω = ε 0 ε ఇ 2 . (5.2)

టీచర్.శక్తి సాంద్రత మరియు తరంగ వేగం యొక్క ఉత్పత్తిని అంటారు ఉపరితల శక్తి ప్రవాహం సాంద్రత j= ω υ .

విద్యార్థులు.ఈ దీర్ఘకాలాన్ని మనం నిజంగా గుర్తుంచుకోవాలా?!

టీచర్.అస్సలు కానే కాదు. కానీ కొన్ని కారణాల వల్ల, పాఠశాల పాఠ్యపుస్తకాల రచయితలు దీన్ని చాలా ఇష్టపడతారు, కాబట్టి మీరు ఉన్నత విద్యను పొందాలనుకుంటే, మీరు ఈ పదాన్ని మరియు దాని సుపరిచితమైన వేరియంట్ “శక్తి ప్రవాహ సాంద్రత” గుర్తుంచుకోవాలి, మీకు నచ్చినా, ఇష్టపడకపోయినా.

విద్యార్థులు.అప్పుడు అది ఎక్కడ నుండి వచ్చిందో మీరు కనీసం అర్థం చేసుకోవాలి.

టీచర్.ఒక తరంగం సాధారణంగా ఒక ప్రాంతం గుండా వెళుతుంది ఎస్సమయంలో t, వాల్యూమ్‌ను ఆక్రమిస్తుంది V = sυt(Fig. 5.1). శక్తి సాంద్రత యూనిట్ వాల్యూమ్‌కు శక్తికి సమానం కాబట్టి: ω = W/V, – అప్పుడు ఉపరితల శక్తి ఫ్లక్స్ సాంద్రత ఇలా వ్రాయవచ్చు:

వేవ్ ఎనర్జీ రేషియో Wసమయం లో tఇది ఉపరితలం గుండా వెళుతున్న సమయంలో అంటారు శక్తి ప్రవాహం.మరియు అది ప్రవహించే ఉపరితల వైశాల్యానికి శక్తి ప్రవాహం యొక్క నిష్పత్తిని సహజంగా పిలుస్తారు ఉపరితల శక్తి ప్రవాహం సాంద్రత.

విద్యార్థులు.ఇప్పుడు ఇది కేవలం ఒక యూనిట్ ప్రాంతం ద్వారా యూనిట్ సమయానికి ఒక వేవ్ ద్వారా బదిలీ చేయబడిన శక్తి లేదా యూనిట్ ప్రాంతం గుండా వెళుతున్న రేడియేషన్ శక్తి అని స్పష్టంగా తెలుస్తుంది.

టీచర్.విద్యుదయస్కాంత తరంగం యొక్క ఉపరితల శక్తి ఫ్లక్స్ సాంద్రత దాని ఫ్రీక్వెన్సీపై ఎలా ఆధారపడి ఉంటుందో కనుగొనండి.

విద్యార్థులు.సూత్రాల నుండి (5.1), (5.2) మరియు (5.3) మేము పొందుతాము:

ఇక్కడ కొసైన్ చతురస్రాకారంలో ఉన్నందున, విద్యుదయస్కాంత తరంగం యొక్క ఉపరితల శక్తి ఫ్లక్స్ సాంద్రత తరంగం యొక్క పౌనఃపున్యం కంటే రెండింతలు పౌనఃపున్యం వద్ద ఊగిసలాడుతుంది. ఈ విలువను ఎలా కొలవాలి?

టీచర్.అవి తక్షణమే కాదు, శక్తి ప్రవాహ సాంద్రత యొక్క సమయ-సగటు విలువను కొలుస్తాయి, దీనిని అంటారు తరంగ తీవ్రత. కొసైన్ స్క్వేర్ యొక్క సగటు విలువ 1/2 అని మీకు బాగా తెలుసు. మునుపటి ఫార్ములాలో దాన్ని భర్తీ చేయడం మరియు దాని కోసం వ్యక్తీకరణలను పరిగణనలోకి తీసుకోవడం ఇ ఎమ్(5.1) మరియు చిన్న పరివర్తనల తర్వాత హార్మోనిక్ వేవ్ యొక్క తీవ్రత సమానం అని పొందవచ్చు

ఎక్కడ కె- స్థిరమైన గుణకం. ఈ ఫలితాన్ని విశ్లేషించండి.

విద్యార్థులు.ఫార్ములా (5.4) నుండి, హార్మోనిక్ ఓసిలేటర్ ద్వారా విడుదలయ్యే విద్యుదయస్కాంత తరంగం యొక్క తీవ్రత, ఇతర విషయాలు సమానంగా ఉండటం, దాని పౌనఃపున్యం యొక్క నాల్గవ శక్తికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది మరియు తరంగం ప్రయాణించే దూరం యొక్క వర్గానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది.

టీచర్.తరంగ తీవ్రతను నిర్వచించడానికి మరొక ఎంపికను ఇవ్వండి మరియు విద్యుదయస్కాంత తరంగం యొక్క తీవ్రత దాని ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క నాల్గవ శక్తికి ఎందుకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుందో గుణాత్మకంగా వివరించండి.

విద్యార్థులు.వేవ్ తీవ్రత అనేది సమయ-సగటు శక్తి W cp యూనిట్ సమయానికి ఒక యూనిట్ ప్రాంతం గుండా వెళుతుంది:

దీనర్థం తీవ్రత తరంగ శక్తికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది జె ~ W cf మరియు శక్తి విద్యుత్ క్షేత్ర బలం యొక్క వర్గానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది Wబుధ ~ ఇ ఎమ్ 2. ప్రతిగా, విద్యుత్ క్షేత్ర బలం తరంగాన్ని విడుదల చేసే ఛార్జ్ యొక్క త్వరణానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది ఇ ఎమ్ ~ ఒక m, మరియు త్వరణం ఛార్జ్ డోలనం ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క వర్గానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది ఒక m~ ω 2 . ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క నాల్గవ శక్తికి తీవ్రత అనులోమానుపాతంలో ఉంటుందని ఇది అనుసరిస్తుంది:

జె ~ Wబుధ ~ ఇ ఎమ్ 2 ~ ఒక m 2 ~ ω 4. (5.6)

టీచర్.మీరు ఏ టెన్షన్ మరియు త్వరణం యొక్క విలువలను సూచిస్తున్నారో స్పష్టం చేయండి.

విద్యార్థులు.మేము విద్యుత్ క్షేత్ర బలం యొక్క వ్యాప్తి గురించి మాట్లాడుతున్నాము ఇ ఎమ్విద్యుదయస్కాంత తరంగం మరియు త్వరణం వ్యాప్తి ఒక mశ్రావ్యంగా డోలనం చేసే ఛార్జ్.

టీచర్.దూరం యొక్క చతురస్రానికి తీవ్రత ఎందుకు విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది?

విద్యార్థులు.ఎందుకంటే డోలనం చేసే ఛార్జ్ ద్వారా సృష్టించబడిన విద్యుదయస్కాంత తరంగం యొక్క విద్యుత్ క్షేత్ర బలం ఛార్జ్‌కు దూరానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది మరియు తరంగం యొక్క తీవ్రత తీవ్రత యొక్క వర్గానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.

5.3 డైపోల్ రేడియేషన్ యొక్క ప్రయోగాత్మక అధ్యయనం

టీచర్.రేడియేటింగ్ వైబ్రేటర్‌కు దూరంపై విద్యుదయస్కాంత తరంగం యొక్క తీవ్రత యొక్క ఆధారపడటాన్ని మేము ప్రయోగాత్మకంగా అధ్యయనం చేస్తాము. ఇది చేయుటకు, స్వీకరించే ద్విధ్రువ దీపం (2.5 V; 0.15 A) పక్కన మేము సరిగ్గా అదే ప్రకాశించే దీపాన్ని ఉంచుతాము, సర్దుబాటు చేయగల స్థిరమైన వోల్టేజ్ మూలానికి ఒక అమ్మీటర్ ద్వారా కనెక్ట్ చేయండి మరియు ఈ సూచన దీపంతో సమాంతరంగా వోల్టమీటర్ను ఆన్ చేస్తాము. ఉద్గార మరియు స్వీకరించే ద్విధ్రువాల మధ్య దూరాన్ని 10 సెం.మీకి సెట్ చేద్దాం మరియు సోర్స్ వోల్టేజ్‌ని సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా, రిఫరెన్స్ లాంప్ యొక్క ప్రకాశం స్వీకరించే దీపం యొక్క ప్రకాశానికి సమానంగా ఉండేలా చూసుకుందాం (Fig. 5.2, ఎ) అప్పుడు స్వీకరించే దీపం వలె రిఫరెన్స్ లాంప్‌లో అదే శక్తి విడుదల చేయబడిందని మనం చెప్పగలం. దానిని లెక్కించండి.

విద్యార్థులు.రిఫరెన్స్ లాంప్‌లోని కరెంట్ మరియు వోల్టేజ్ వరుసగా సమానంగా ఉన్నాయని సాధనాలు చూపుతాయి I 1 = 0.111 A మరియు యు 1 = 1.8 V, అంటే అవసరమైన శక్తి పి 1 = యు 1 I 1 = 0.20 W.

టీచర్.ఇప్పుడు స్వీకరించే ద్విధ్రువాన్ని ఉద్గార ద్విధ్రువ నుండి 20 సెంటీమీటర్ల దూరం వరకు తీసివేద్దాం, కొలతలను పునరావృతం చేసి ముగింపులను గీయండి.

విద్యార్థులు.జరిగింది I 2 = 0.087 A మరియు యు 2 = 1.2 V (Fig. 5.2, బి), అందుకే పి 2 = యు 2 I 2 = 0.10 W. వైఖరి పి 1 / పిమీరు ఊహించినట్లుగా 2 రెండుకి సమానం, నాలుగు కాదు! సిద్ధాంతంలో నిజంగా తప్పు ఉందా?

టీచర్.సిద్ధాంతాన్ని మార్చే ముందు, ప్రయోగాత్మక పరిస్థితులు దాని ప్రారంభ డేటాకు అనుగుణంగా ఉన్నాయో లేదో చూద్దాం. రేడియేటింగ్ డైపోల్ నుండి శక్తి యొక్క ప్రచారాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకున్నప్పుడు, అది అన్ని దిశలలో సమానంగా ప్రసరింపబడుతుందని మేము నిశ్శబ్దంగా భావించాము. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, డైపోల్ అని మేము భావించాము ఐసోట్రోపిక్ మూలం. ఈ సందర్భంలో, విద్యుదయస్కాంత శక్తి గోళాకార ఉపరితలంపై సమానంగా పంపిణీ చేయబడుతుంది. గోళం యొక్క ప్రాంతం నుండి ఎస్= 4π ఆర్ 2 దాని వ్యాసార్థం యొక్క చతురస్రానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది, ఆపై యూనిట్ ప్రాంతానికి శక్తి, అనగా. తరంగం యొక్క తీవ్రత దూరం యొక్క వర్గానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది.

విద్యార్థులు.డైపోల్ వివిధ దిశలలో ఎలా ప్రసరిస్తుంది అనేదానిని అధ్యయనం చేయడం అవసరం, ఆపై రేడియేషన్ యొక్క తీవ్రత గురించి ఒక తీర్మానాన్ని రూపొందించండి.

టీచర్.నేను స్వీకరించే ద్విధ్రువాన్ని ఉద్గార ద్విధ్రువానికి సమాంతరంగా ఉంచుతాను, తద్వారా దాని దీపం యొక్క ప్రకాశం గరిష్టంగా మారుతుంది మరియు ఉద్గార డైపోల్ (Fig. 5.3) మధ్యలో కేంద్రంతో ఒక వృత్తం చుట్టూ కదిలిస్తుంది. ప్రయోగం యొక్క ఫలితం నుండి ఒక తీర్మానాన్ని గీయండి.

విద్యార్థులు.సర్కిల్ యొక్క అన్ని పాయింట్ల వద్ద, స్వీకరించే ద్విధ్రువ దీపం అదే తీవ్రతతో కాలిపోతుంది. దీని అర్థం ప్రసరించే ద్విధ్రువానికి లంబంగా అన్ని దిశలలో, విద్యుదయస్కాంత తరంగం యొక్క తీవ్రత ఒకే విధంగా ఉంటుంది.

టీచర్.ఇప్పుడు నేను ఉద్గార ద్విధ్రువ (Fig. 5.4) గుండా వెళుతున్న విమానంలో స్వీకరించే ద్విధ్రువాన్ని తరలించి తిప్పుతాను. ఉద్గార ద్విధ్రువంలో కేంద్రంతో వృత్తంలో కదులుతున్న స్వీకరించే ద్విధ్రువం, ఈ సర్కిల్‌కు టాంజెన్షియల్‌గా మళ్లించేలా నేను దీన్ని చేస్తాను. మీరు ఏమి గమనిస్తారు మరియు మీరు ఏ నిర్ణయానికి వచ్చారు?

విద్యార్థులు.స్వీకరించే ద్విధ్రువం ఉద్గార ద్విధ్రువానికి సంబంధించి తిరుగుతున్నందున దీపం తక్కువగా మండుతుంది. దీనర్థం, జనరేటర్‌కు అనుసంధానించబడిన ద్విధ్రువ ద్విధ్రువానికి లంబంగా ఉన్న దిశలో గరిష్ట రేడియేషన్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు ద్విధ్రువ దిశలో అస్సలు ప్రసరించదు.

టీచర్.పోలార్ కోఆర్డినేట్ సిస్టమ్‌లో ద్విధ్రువానికి మరియు రేడియేషన్ దిశకు మధ్య కోణంపై విద్యుదయస్కాంత తరంగం యొక్క తీవ్రతపై ఆధారపడటాన్ని మేము ప్లాన్ చేస్తే, మేము అంజీర్‌లో చూపిన విధంగా సగం-వేవ్ డైపోల్ యొక్క రేడియేషన్ నమూనాను పొందుతాము. 5.4 (బాణాల పొడవు తీవ్రతకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది). ఇప్పుడు మేము దూరంపై విద్యుదయస్కాంత తరంగం యొక్క తీవ్రత యొక్క ఆధారపడటాన్ని కొలిచిన ప్రయోగానికి తిరిగి వెళ్లి, దాని ఫలితాన్ని వివరించడానికి ప్రయత్నించండి.

విద్యార్థులు.ద్విధ్రువ విద్యుదయస్కాంత తరంగం యొక్క ఐసోట్రోపిక్ మూలం కాదని ఇప్పుడే చేసిన ప్రయోగం చూపిస్తుంది: రేడియేషన్ ప్రధానంగా రేడియేటింగ్ డైపోల్‌కు లంబంగా మరియు దాని కేంద్రం గుండా వెళుతున్న ఒక విమానంలో వ్యాపిస్తుంది. దీనర్థం ద్విధ్రువ సమీపంలో ప్రసరించే శక్తి గోళాకారంపై కాకుండా స్థూపాకార ఉపరితలంపై వస్తుంది. సిలిండర్ యొక్క పార్శ్వ ఉపరితల వైశాల్యం దాని వ్యాసార్థానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. అందువల్ల, ద్విధ్రువ వికిరణం యొక్క తీవ్రత దూరం యొక్క చతురస్రానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది, కానీ మూలానికి ఉన్న దూరానికి మాత్రమే ఉంటుంది.

టీచర్.రిసీవర్ ఐసోట్రోపిక్ కాదని గమనించండి: దాని సున్నితత్వం కూడా వేవ్ దానిపై పడే దిశపై ఆధారపడి ఉంటుంది. సైద్ధాంతిక నమూనాలో, మూలం మరియు రిసీవర్ పాయింట్‌లాగా మరియు ఐసోట్రోపిక్‌గా ఉంటుందని మేము భావించాము. మూలం మరియు రిసీవర్ మధ్య దూరం గణనీయంగా వాటి పరిమాణాలను మించి ఉంటే ఈ మోడల్ యొక్క పరిస్థితులు నెరవేరుతాయని గ్రహించడం కష్టం కాదు.

5.4 విద్యుదయస్కాంత తరంగ పీడనం మరియు మొమెంటం

టీచర్.విద్యుదయస్కాంత తరంగం శక్తిని బదిలీ చేస్తుందని ప్రయోగాలు చూపిస్తున్నాయి, అంటే అడ్డంకుల మీద పడినప్పుడు, అది వాటిపై ఒత్తిడిని కలిగిస్తుంది. సంబంధిత సూత్రాన్ని సరిగ్గా పొందడం చాలా కష్టం, కాబట్టి మేము ఉపయోగిస్తాము హైడ్రోడైనమిక్ సారూప్యత. u (Fig. 5.5) వేగంతో క్రాస్-సెక్షనల్ ప్రాంతం S తో పైపు ద్వారా నీరు ప్రవహిస్తుంది అని ఊహించుకోండి. కదిలే నీటిలో శక్తి సాంద్రత స్పష్టంగా ω =కి సమానంగా ఉంటుంది W/V = ము 2 /(2వి) = ρ u 2/2, ఇక్కడ ρ అనేది నీటి సాంద్రత. అకస్మాత్తుగా పైప్ ఓపెనింగ్ ఒక వాల్వ్తో మూసివేయబడుతుంది. ఏం జరుగుతుంది?

విద్యార్థులు.వాల్వ్ దగ్గర నీరు ఆగి, కుదించబడుతుంది. కుదింపు ఫ్రంట్ సాగే వైకల్యం యొక్క వేగంతో ప్రచారం చేస్తుంది υ కదిలే నీటి వైపు. వేగం υ అనేది సాగే తరంగం యొక్క వేగం లేదా నీటిలో ధ్వని వేగం.

టీచర్.కుడి. పరిశీలనలో ఉన్న దృగ్విషయానికి మొమెంటం పరిరక్షణ చట్టాన్ని వర్తింపజేద్దాం. తక్కువ సమయంలో τ వాల్వ్ నీటి పరిమాణాన్ని నిలిపివేస్తుంది Sυτ ద్రవ్యరాశితో ρ Sυτ, ఇది డంపర్‌కు ప్రేరణ ρని ప్రసారం చేస్తుంది Sυτ u. ఈ సందర్భంలో, డంపర్‌పై ఒక శక్తి పనిచేస్తుంది ఎఫ్, దీని మొమెంటం సమానంగా ఉంటుంది ఎఫ్τ. చివరి రెండు వ్యక్తీకరణలను సమం చేయడం, సమయం τ ద్వారా తగ్గించిన తర్వాత మనం సమానత్వం ρని పొందుతాము Sυu = ఎఫ్. అందువల్ల అకస్మాత్తుగా ఆగిపోయిన నీటి ప్రవాహం యొక్క పీడనం సమానంగా ఉంటుంది P = F/S = ρ uυ.

విద్యార్థులు.కానీ నీటిలో ధ్వని వేగం 1500 మీ/సె, ఒత్తిడి నిజంగా అంతగా పెరుగుతుందా?

టీచర్.అది నిజం, మరియు ఈ దృగ్విషయాన్ని హైడ్రోడైనమిక్ షాక్ అంటారు. మార్గం ద్వారా, అతని సిద్ధాంతం మా స్వదేశీయుడు N.E. జుకోవ్స్కీచే సృష్టించబడింది. అయితే పరధ్యానంలో పడకు. పైపులోని నీరు సాగే తరంగం u = వేగంతో ప్రవహిస్తుందని మనం అనుకుందాం υ . దీని నుండి ఏమి అనుసరిస్తుంది?

విద్యార్థులు.అప్పుడు ఫలితంగా ఒత్తిడి ఉంటుంది పి = ρ uυ = ρ u 2. ప్రవహించే నీటిలో శక్తి సాంద్రత ω = ρ కాబట్టి u 2/2, అప్పుడు నీరు అకస్మాత్తుగా ఆగిపోయినప్పుడు ఒత్తిడి అని మనం నిర్ధారించాలి పి= 2ω.

టీచర్.మీరు దానిపై సాధారణంగా సాగే తరంగ సంఘటన ద్వారా పూర్తిగా ప్రతిబింబించే అడ్డంకిపై ఒత్తిడి చేసే ఫార్ములాను ఇప్పుడే కనుగొన్నారు. అయితే ఈ ఫార్ములా సాగే తరంగాలకు చెల్లుబాటు అయితే, అది విద్యుదయస్కాంత తరంగాలకు కూడా చెల్లుబాటు అవుతుందని ఎందుకు భావించకూడదు?

విద్యార్థులు.అప్పుడు విద్యుదయస్కాంత తరంగం అడ్డంకి లేదా అద్దంపై ప్రభావం చూపుతుందని భావించవచ్చు, ఇది సంఘటన తరంగం యొక్క శక్తి సాంద్రత కంటే రెట్టింపు పీడనాన్ని ప్రతిబింబిస్తుంది. ఒక వేవ్ వాక్యూమ్‌లో వ్యాపిస్తే, దాని వేగం υ = సిమరియు తీవ్రత కోసం వ్యక్తీకరణను పరిగణనలోకి తీసుకోవడం జె= ω సిఆర్ υ = ω సిఆర్ తో. (5.5) మనకు ఉన్నాయి:

పి= 2ω cR = 2 J/c. (5.7)

టీచర్.విద్యుదయస్కాంత తరంగం ఒత్తిడిని కలిగిస్తుంది కాబట్టి, దానికి మొమెంటం ఉండాలి. విద్యుదయస్కాంత వికిరణం యొక్క పల్స్ కోసం సూత్రాన్ని కనుగొనడానికి ప్రయత్నించండి. దీన్ని చేయడానికి, అద్దం నుండి విద్యుదయస్కాంత వికిరణం యొక్క చిన్న పేలుడు యొక్క ప్రతిబింబాన్ని పరిగణించండి.

విద్యార్థులు.విద్యుదయస్కాంత తరంగం యొక్క పల్స్ p అయితే, అది అద్దం నుండి సమయం tలో పూర్తిగా ప్రతిబింబించినప్పుడు, మొమెంటంలో మార్పు 2 p. అదే సమయంలో అద్దం tఊపందుకుంటుంది Ft = PSt = 2p. ఒత్తిడి నుండి పి = 2J/c(5.7), అప్పుడు, ఈ వ్యక్తీకరణను మునుపటి సూత్రంలోకి మార్చడం ద్వారా, మేము విద్యుదయస్కాంత తరంగం యొక్క ప్రేరణను పొందుతాము p = J/c St.

టీచర్.ఇంటెన్సిటీ కోసం ఎక్స్‌ప్రెషన్‌ని మరోసారి గుర్తుచేస్తోంది జె = W cf / St(5.5), మేము పొందుతాము

p = W cf / తో. (5.8)

అందువలన, శూన్యంలో వ్యాపించే విద్యుదయస్కాంత తరంగం యొక్క మొమెంటం, శూన్యంలో కాంతి వేగంతో భాగించబడిన వేవ్ యొక్క సమయ-సగటు శక్తికి సమానం.

5.5 విద్యుదయస్కాంత తరంగం ఎందుకు ఒత్తిడిని కలిగిస్తుంది?

టీచర్.విద్యుదయస్కాంత తరంగం ఒత్తిడిని ఎందుకు కలిగిస్తుందో మనం ఇప్పుడు భౌతిక కారణాన్ని స్థాపించాలి. ఉద్గార ద్విధ్రువానికి ఎదురుగా, నేను ప్రకాశించే దీపంతో స్వీకరించే ద్విధ్రువాన్ని ఉంచుతాను. విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రంలో తరంగ ప్రచారం దిశలో ద్విధ్రువంపై శక్తి పనిచేస్తుందని నిరూపించండి.

విద్యార్థులు.వేవ్ యొక్క విద్యుత్ క్షేత్రం ప్రభావంతో, స్వీకరించే ద్విధ్రువంలో ఎలక్ట్రాన్లు కంపించడం ప్రారంభిస్తాయి. ఈ సందర్భంలో, ఒక ప్రత్యామ్నాయ విద్యుత్ ప్రవాహం ద్విధ్రువ ద్వారా ప్రవహిస్తుంది, దీపం యొక్క గ్లో ద్వారా రుజువు చేయబడింది. కానీ బలం ఎక్కడ నుండి వస్తుంది?

టీచర్.విద్యుదయస్కాంత తరంగంలో, విద్యుత్తో పాటు, అయస్కాంత క్షేత్రం ఉందని మర్చిపోవద్దు.

విద్యార్థులు.దొరికింది! కండక్టర్‌లోని కరెంట్ అయస్కాంత క్షేత్రం వైపు నుండి ఆంపియర్ శక్తి ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది (Fig. 5.6). దాని దిశను నిర్ణయించడానికి, మేము ఎడమ చేతి నియమాన్ని వర్తింపజేస్తాము. ఇది బలం అని తేలింది ఎఫ్ద్విధ్రువ విద్యుదయస్కాంత తరంగం యొక్క ప్రచారం దిశలో పనిచేస్తుంది. ద్విధ్రువంలో ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ యొక్క తదుపరి సగం-చక్రంలో, ఇండక్షన్ యొక్క దిశ వ్యతిరేక దిశకు మారుతుంది, కానీ ఆంపియర్ ఫోర్స్ యొక్క దిశ మారదు.

టీచర్.మేము నిర్వహించని లెక్కలు, ప్రతిబింబించే కండక్టర్ యొక్క యూనిట్ ప్రాంతానికి ఉండే ఎలక్ట్రాన్‌లపై పనిచేసే లోరెంజ్ శక్తి యొక్క సమయ-సగటు విలువ వ్యక్తీకరణతో సరిగ్గా సరిపోతుందని చూపిస్తుంది (5.7). అందువల్ల, మేము సైద్ధాంతిక నమూనాలో ఉపయోగించిన హైడ్రోడైనమిక్ సారూప్యత (Fig. 5.5), చాలా సరైనది.

5.6 ముగింపు

టీచర్.ఈ పాఠంలో మీరు కొత్తగా ఏమి నేర్చుకున్నారు? మీరు ఏమి నేర్చుకున్నారు? మిమ్మల్ని బాగా ఆకట్టుకున్నది ఏది?

విద్యార్థులు.విద్యుదయస్కాంత తరంగం యొక్క తీవ్రత, పీడనం మరియు మొమెంటం ఏమిటో మరియు అవి ఒకదానితో ఒకటి ఎలా సంబంధం కలిగి ఉంటాయో మేము తెలుసుకున్నాము. వేవ్ ప్రయాణించే ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు దూరంపై తీవ్రత ఎలా ఆధారపడి ఉంటుందో మేము కనుగొన్నాము. విద్యుదయస్కాంత వికిరణం యొక్క తీవ్రతను ప్రయోగాత్మకంగా గుర్తించడం నేర్చుకున్నాము. నీటి ప్రవాహానికి మరియు తరంగ వ్యాప్తికి మధ్య సారూప్యత చాలా ఆసక్తికరంగా ఉంటుంది. ద్విధ్రువ నుండి విద్యుదయస్కాంత వికిరణం యొక్క తీవ్రత యొక్క ప్రాదేశిక పంపిణీని నిర్ణయించే ప్రయోగాలు నమ్మదగినవి.

టీచర్.ఎప్పటిలాగే, హోమ్‌వర్క్ చేయడానికి ఆసక్తి ఉన్నవారికి లేదా నేర్చుకున్న వాటిని పునరావృతం చేయాలనుకునేవారికి, కొత్త విషయాలను నేర్చుకోవాలనుకునేవారికి మరియు వారి జ్ఞానం మరియు నైపుణ్యాలను మరింతగా పెంచుకోవాలనుకునే వారికి ఇవ్వబడుతుంది. మీరు భౌతిక శాస్త్ర పాఠ్యపుస్తకాలలో మరియు పాఠం సారాంశం యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ వెర్షన్‌లో పనిని పూర్తి చేయడానికి మెటీరియల్‌ని కనుగొంటారు.

లెక్చర్ బ్యాంక్ www.Siblec.Ru మద్దతుతో వ్యాసం తయారు చేయబడింది. మీరు సైన్స్ మరియు టెక్నాలజీ యొక్క వివిధ రంగాలలో మీ జ్ఞానాన్ని పొందాలని లేదా విస్తరించాలని నిర్ణయించుకుంటే, www.Siblec.Ru వెబ్‌సైట్‌కి వెళ్లడం ఉత్తమ పరిష్కారం. లింక్‌పై క్లిక్ చేయడం ద్వారా: “భౌతికశాస్త్రంపై ఉపన్యాసాలు”, మీరు ఎక్కువ సమయం వెచ్చించకుండా, భౌతికశాస్త్రం మరియు ఇతర శాస్త్రీయ విభాగాలపై ఉపన్యాసాలకు ప్రాప్యతను పొందవచ్చు. ఉపన్యాసాల బ్యాంక్ www.Siblec.Ru నిరంతరం నవీకరించబడుతుంది, కాబట్టి మీరు ఎల్లప్పుడూ తాజా మరియు సంబంధిత విషయాలను కనుగొనవచ్చు.

1. ఉపరితల రేడియేషన్ ఫ్లక్స్ సాంద్రతను నిర్వచించండి. విద్యుదయస్కాంత వికిరణం యొక్క పాయింట్ మూలం అంటే ఏమిటి? రేడియేషన్ ఫ్లక్స్ సాంద్రత ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు మూలానికి దూరంపై ఎలా ఆధారపడి ఉంటుంది? [ G.Ya.Myakishev, § 50; V.A.కస్యనోవ్, § 49.]
2. విద్యుదయస్కాంత తరంగం యొక్క తీవ్రత ఎంత? వేవ్ ఫ్రీక్వెన్సీపై తీవ్రత ఎలా ఆధారపడి ఉంటుంది? పాయింట్ సోర్స్ ద్వారా విడుదలయ్యే విద్యుదయస్కాంత తరంగం యొక్క తీవ్రత ఏ చట్టం ప్రకారం తగ్గుతుంది? [ G.Ya.Myakishev, § 50; V.A.కస్యనోవ్, § 49.]
3. విద్యుదయస్కాంత తరంగం యొక్క పీడనం మరియు మొమెంటం ఎలా నిర్ణయించబడతాయి? కాంతి ఒత్తిడిని నిర్ణయించడానికి P.N. లెబెదేవ్ చేసిన ప్రయోగాల సారాంశం ఏమిటి? [ G.Ya.Myakishev, § 92; V.A.కస్యనోవ్, § 50.]
4. హార్మోనిక్ విద్యుదయస్కాంత తరంగం యొక్క తీవ్రత కోసం సూత్రం (5.4) పొందండి. [అలాగే.]
5. రేడియేటింగ్ డైపోల్ విద్యుదయస్కాంత తరంగం యొక్క ఐసోట్రోపిక్ మూలం కాదని ప్రయోగాత్మకంగా ఎలా నిరూపించాలి? [అలాగే.]
6. విద్యుదయస్కాంత తరంగం యొక్క పాయింట్ ఐసోట్రోపిక్ మూలం యొక్క రేడియేషన్ శక్తి 2 W. మూలం నుండి 1 మీ దూరంలో ఉన్న తీవ్రత ఎంత?
7. ఒక నిర్దిష్ట ప్రాంతంలో, విద్యుదయస్కాంత వికిరణం యొక్క తీవ్రత 1 W/m2. ఈ ప్రాంతంలో విద్యుత్ క్షేత్ర బలం మరియు అయస్కాంత క్షేత్ర ప్రేరణ ఏమిటి?

అందువలన, రేఖాగణిత ఆప్టిక్స్లో, ఒక కాంతి తరంగాన్ని కిరణాల పుంజం వలె పరిగణించవచ్చు. అయితే కిరణాలు ప్రతి బిందువు వద్ద కాంతి వ్యాప్తి దిశను మాత్రమే నిర్ణయిస్తాయి; అంతరిక్షంలో కాంతి తీవ్రత పంపిణీ గురించి ప్రశ్న మిగిలి ఉంది.

పరిశీలనలో ఉన్న పుంజం యొక్క ఏదైనా తరంగ ఉపరితలాలపై అనంతమైన మూలకాన్ని ఎంచుకుందాం. అవకలన జ్యామితి నుండి, ప్రతి ఉపరితలం ప్రతి బిందువు వద్ద రెండు, సాధారణంగా చెప్పాలంటే, వక్రత యొక్క విభిన్న ప్రధాన రేడియాలను కలిగి ఉంటుంది.

(Fig. 7) వేవ్ ఉపరితలం యొక్క ఇచ్చిన మూలకంపై గీసిన వక్రత యొక్క ప్రధాన వృత్తాల మూలకాలుగా ఉండనివ్వండి. అప్పుడు a మరియు c బిందువుల గుండా వెళ్ళే కిరణాలు సంబంధిత వక్రత కేంద్రంలో ఒకదానికొకటి కలుస్తాయి మరియు b మరియు d గుండా వెళ్ళే కిరణాలు మరొక వక్రత కేంద్రంలో కలుస్తాయి.

ఇచ్చిన ప్రారంభ కోణాల కోసం, విభాగాల పొడవు నుండి వెలువడే కిరణాలు వక్రత యొక్క సంబంధిత రేడియాలకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటాయి (అనగా, పొడవులు మరియు); ఉపరితల మూలకం యొక్క వైశాల్యం పొడవుల ఉత్పత్తికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది, అంటే, అనుపాతంలో ఉంటుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, నిర్దిష్ట సంఖ్యలో కిరణాల ద్వారా పరిమితం చేయబడిన తరంగ ఉపరితలం యొక్క మూలకాన్ని మనం పరిగణించినట్లయితే, వాటి వెంట కదిలేటప్పుడు, వైశాల్యం ఈ మూలకం దామాషా ప్రకారం మారుతుంది.

మరోవైపు, తీవ్రత, అంటే శక్తి ప్రవాహ సాంద్రత, ఇచ్చిన మొత్తంలో కాంతి శక్తి ప్రసరించే ఉపరితల వైశాల్యానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది. కాబట్టి, మేము తీవ్రత అని నిర్ధారణకు వచ్చాము

ఈ సూత్రాన్ని ఈ క్రింది విధంగా అర్థం చేసుకోవాలి. ఇచ్చిన ప్రతి కిరణంపై (Fig. 7లో AB) కొన్ని పాయింట్లు ఉన్నాయి మరియు , ఈ కిరణాన్ని కలుస్తున్న అన్ని తరంగ ఉపరితలాల వక్రత కేంద్రాలు. కిరణంతో తరంగ ఉపరితలం యొక్క ఖండన యొక్క పాయింట్ O నుండి పాయింట్ల వరకు ఉన్న దూరాలు పాయింట్ O వద్ద తరంగ ఉపరితలం యొక్క వక్రత యొక్క వ్యాసార్థం. అందువలన, సూత్రం (54.1) ఇచ్చిన కిరణంపై పాయింట్ O వద్ద కాంతి తీవ్రతను నిర్ణయిస్తుంది. ఈ కిరణంపై నిర్దిష్ట బిందువులకు దూరాల ఫంక్షన్. ఒకే వేవ్ ఉపరితలం యొక్క వివిధ పాయింట్ల వద్ద తీవ్రతలను పోల్చడానికి ఈ సూత్రం తగినది కాదని మేము నొక్కిచెబుతున్నాము.

ఫీల్డ్ మాడ్యులస్ యొక్క స్క్వేర్ ద్వారా తీవ్రత నిర్ణయించబడుతుంది కాబట్టి, కిరణం వెంట ఫీల్డ్‌ను మార్చడానికి మనం వ్రాయవచ్చు:

ఇక్కడ దశ కారకం R రెండింటినీ అర్థం చేసుకోవచ్చు మరియు పరిమాణాలు స్థిరమైన (ఇచ్చిన పుంజం కోసం) కారకం ద్వారా మాత్రమే ఒకదానికొకటి భిన్నంగా ఉంటాయి, ఎందుకంటే వ్యత్యాసం , రెండు వక్రత కేంద్రాల మధ్య దూరం స్థిరంగా ఉంటుంది.

తరంగ ఉపరితలం యొక్క వక్రత యొక్క రెండు వ్యాసార్థాలు సమానంగా ఉంటే, అప్పుడు (54.1) మరియు (54.2) రూపాన్ని కలిగి ఉంటాయి

ఇది ప్రత్యేకంగా, ఎల్లప్పుడూ పాయింట్ మూలం ద్వారా కాంతిని విడుదల చేసే సందర్భాలలో (తరంగ ఉపరితలాలు అప్పుడు కేంద్రీకృత గోళాలుగా ఉంటాయి మరియు R అనేది కాంతి మూలానికి దూరం).

(54.1) నుండి, బిందువుల వద్ద, అంటే తరంగ ఉపరితలాల వక్రత కేంద్రాల వద్ద తీవ్రత అనంతానికి వెళుతుందని మనం చూస్తాము. బీమ్‌లోని అన్ని కిరణాలకు దీన్ని వర్తింపజేస్తే, ఇచ్చిన పుంజంలోని కాంతి తీవ్రత అనంతానికి వెళుతుందని మేము కనుగొన్నాము, సాధారణంగా చెప్పాలంటే, రెండు ఉపరితలాలపై - తరంగ ఉపరితలాల వక్రత యొక్క అన్ని కేంద్రాల రేఖాగణిత స్థానం. ఈ ఉపరితలాలను కాస్టిక్స్ అంటారు. గోళాకార తరంగ ఉపరితలాలతో కిరణాల పుంజం యొక్క ప్రత్యేక సందర్భంలో, రెండు కాస్టిక్‌లు ఒక బిందువుగా (ఫోకస్) విలీనం అవుతాయి.

అవకలన జ్యామితి నుండి తెలిసిన ఉపరితలాల కుటుంబం యొక్క వక్రత కేంద్రాల లోకస్ లక్షణాల ప్రకారం, కిరణాలు కాస్టిక్‌లను తాకుతాయని గమనించండి.

(కుంభాకార తరంగ ఉపరితలాలతో) తరంగ ఉపరితలాల వక్రత కేంద్రాలు కిరణాలపై కాకుండా, అవి వెలువడే ఆప్టికల్ సిస్టమ్‌కు మించిన వాటి పొడిగింపులపై ఉండవచ్చని గుర్తుంచుకోవాలి. అటువంటి సందర్భాలలో మేము ఊహాత్మక కాస్టిక్స్ (లేదా ఊహాత్మక దృష్టి కేంద్రీకరిస్తుంది) గురించి మాట్లాడుతాము. ఈ సందర్భంలో, కాంతి తీవ్రత ఎక్కడైనా అనంతాన్ని చేరుకోదు.

తీవ్రతను అనంతంగా మార్చడం కోసం, వాస్తవానికి, కాస్టిక్ పాయింట్ల వద్ద తీవ్రత పెద్దదిగా మారుతుంది, కానీ పరిమితంగా ఉంటుంది (§ 59లో సమస్యను చూడండి). ఇన్ఫినిటీకి అధికారికంగా మార్చడం అంటే జ్యామితీయ ఆప్టిక్స్ ఉజ్జాయింపు కాస్టిక్స్ దగ్గర ఏ సందర్భంలోనూ వర్తించదు. అదే పరిస్థితి కిరణాల వెంట దశలో మార్పును ఫార్ములా (54.2) ద్వారా మాత్రమే నిర్ణయించవచ్చు అనే వాస్తవానికి సంబంధించినది కాస్టిక్స్‌తో సంపర్క బిందువులను కలిగి ఉండని కిరణంలోని విభాగాలలో మాత్రమే. క్రింద (§ 59లో) వాస్తవానికి, ఒక కాస్టిక్‌ను దాటుతున్నప్పుడు, ఫీల్డ్ దశ తగ్గుతుందని చూపబడుతుంది. దీనర్థం, కిరణం యొక్క విభాగంలో మొదటి కాస్టిక్‌ను తాకడానికి ముందు ఫీల్డ్ గుణకారానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటే - కిరణం వెంట ఉన్న కోఆర్డినేట్), కాస్టిక్‌ను దాటిన తర్వాత ఫీల్డ్ అనుపాతంలో ఉంటుంది. పాయింట్ దగ్గర అదే జరుగుతుంది. రెండవ కాస్టిక్ యొక్క పరిచయం, మరియు ఈ పాయింట్ దాటి ఫీల్డ్ అనుపాతంలో ఉంటుంది