प्रकाश एक विद्युत चुम्बकीय तरंग की तरह है। प्रकाश की गति। प्रकाश का हस्तक्षेप: यंग का अनुभव; पतले फिल्मी रंग. प्रकाश भी विद्युत चुम्बकीय तरंगें है।
तरंग सिद्धांत के अनुसार प्रकाश एक विद्युत चुम्बकीय तरंग है।
दृश्यमान विकिरण(दृश्यमान प्रकाश) - विद्युत चुम्बकीय विकिरण जिसे सीधे मानव आंख द्वारा माना जाता है, जो 400 - 750 एनएम की सीमा में तरंग दैर्ध्य द्वारा विशेषता है, जो 0.75 10 15 - 0.4 10 15 हर्ट्ज की आवृत्ति रेंज से मेल खाती है। विभिन्न आवृत्तियों के प्रकाश विकिरण को एक व्यक्ति अलग-अलग रंगों के रूप में देखता है।
अवरक्त विकिरण- लाल सिरे के बीच वर्णक्रमीय क्षेत्र पर कब्जा करने वाला विद्युत चुम्बकीय विकिरण दृश्यमान प्रकाश(लगभग 0.76 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य के साथ) और लघु-तरंग रेडियो उत्सर्जन (1-2 मिमी की तरंग दैर्ध्य के साथ)। इन्फ्रारेड विकिरण गर्मी की अनुभूति पैदा करता है, यही कारण है कि इसे अक्सर थर्मल विकिरण कहा जाता है।
पराबैंगनी विकिरण- आंखों के लिए अदृश्य विद्युत चुम्बकीय विकिरण, दृश्यमान और के बीच वर्णक्रमीय क्षेत्र पर कब्जा कर लेता है एक्स-रे 400 से 10 एनएम तक तरंग दैर्ध्य के भीतर।
विद्युतचुम्बकीय तरंगें- विद्युत चुम्बकीय दोलन (विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र) माध्यम के गुणों के आधार पर एक सीमित गति के साथ अंतरिक्ष में फैलता है (वैक्यूम में - 3∙10 8 m/s)। विद्युत चुम्बकीय तरंगों की विशेषताएं, उनके उत्तेजना और प्रसार के नियम मैक्सवेल के समीकरणों द्वारा वर्णित हैं। विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रसार की प्रकृति उस माध्यम से प्रभावित होती है जिसमें वे फैलती हैं। विद्युत चुम्बकीय तरंगें अपवर्तन, फैलाव, विवर्तन, हस्तक्षेप, पूर्ण आंतरिक प्रतिबिंब और किसी भी प्रकृति की तरंगों में निहित अन्य घटनाओं का अनुभव कर सकती हैं। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र बनाने वाले आवेशों और धाराओं से दूर एक सजातीय और आइसोट्रोपिक माध्यम में, विद्युत चुम्बकीय (प्रकाश सहित) तरंगों के तरंग समीकरणों का रूप होता है:
जहां और क्रमशः माध्यम की विद्युत और चुंबकीय पारगम्यताएं हैं, और क्रमशः विद्युत और चुंबकीय स्थिरांक हैं, और विद्युत और की ताकत हैं चुंबकीय क्षेत्र, 
लाप्लास ऑपरेटर है. एक आइसोट्रोपिक माध्यम में, विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रसार का चरण वेग बराबर होता है 
समतल मोनोक्रोमैटिक विद्युत चुम्बकीय (प्रकाश) तरंगों के प्रसार को समीकरणों द्वारा वर्णित किया गया है:
क्र
; 
क्र
(6.35.2)
विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र के दोलनों के आयाम क्रमशः कहाँ और हैं, क
तरंग सदिश है, आर
बिंदु का त्रिज्या सदिश है,
- दोलनों की गोलाकार आवृत्ति,
निर्देशांक वाले बिंदु पर दोलनों का प्रारंभिक चरण है आर= 0. सदिश इ
और एच
एक ही चरण में दोलन करें. विद्युत चुम्बकीय (प्रकाश) तरंग अनुप्रस्थ होती है। वैक्टर इ
,
एच
,
क
एक-दूसरे के लंबवत हैं और सदिशों का एक दायीं त्रिक बनाते हैं। तात्कालिक मूल्य
और किसी भी बिंदु पर संबंध से संबंधित हैं 
यह देखते हुए कि आंखों पर शारीरिक प्रभाव पड़ता है विद्युत क्षेत्र, अक्ष की दिशा में प्रसारित होने वाली समतल प्रकाश तरंग का समीकरण इस प्रकार लिखा जा सकता है:
निर्वात में प्रकाश की गति होती है
. (6.35.4)
निर्वात में प्रकाश की गति और किसी माध्यम में प्रकाश की गति के अनुपात को माध्यम का निरपेक्ष अपवर्तनांक कहा जाता है:
(6.35.5)
एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाने पर तरंग प्रसार की गति और तरंग दैर्ध्य बदल जाती है, आवृत्ति अपरिवर्तित रहती है। पहले माध्यम के सापेक्ष दूसरे माध्यम का सापेक्ष अपवर्तनांक अनुपात है
पहले और दूसरे मीडिया के पूर्ण अपवर्तक सूचकांक कहां और हैं, और क्रमशः पहले और दूसरे मीडिया में प्रकाश की गति हैं।
1. प्रकाश - विद्युत चुम्बकीय तरंग
प्रकाश का विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत मैक्सवेल के कार्य से उत्पन्न हुआ है। प्रकाश का विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत इस तथ्य पर आधारित है कि प्रकाश की गति विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रसार की गति से मेल खाती है।
यह मैक्सवेल के सिद्धांत का अनुसरण करता है कि विद्युत चुम्बकीय तरंगें अनुप्रस्थ होती हैं। उस समय तक, प्रकाश तरंगों की गैर-परिधि प्रयोगात्मक रूप से सिद्ध हो चुकी थी। इसलिए, मैक्सवेल ने उचित रूप से विद्युत चुम्बकीय तरंगों की अनुप्रस्थता को प्रकाश के विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत की वैधता का एक और महत्वपूर्ण प्रमाण माना।
हर्ट्ज़ द्वारा प्रयोगात्मक रूप से विद्युत चुम्बकीय तरंगें प्राप्त करने और उनकी गति को मापने के बाद, प्रकाश के विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत की पहली बार प्रयोगात्मक पुष्टि की गई। यह साबित हो गया है कि प्रसार के दौरान, विद्युत चुम्बकीय तरंगें प्रकाश तरंगों के समान गुण प्रदर्शित करती हैं: प्रतिबिंब, अपवर्तन, हस्तक्षेप, ध्रुवीकरण, आदि। देर से XIXवी अंततः यह स्थापित हो गया कि प्रकाश तरंगें परमाणुओं में गतिमान आवेशित कणों से उत्तेजित होती हैं।
प्रकाश के विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत की मान्यता के साथ, एक काल्पनिक माध्यम - ईथर, को पेश करने की आवश्यकता से जुड़ी सभी कठिनाइयाँ, जिसे माना जाना था ठोस. प्रकाश तरंगें एक विशेष सर्व-मर्मज्ञ माध्यम - ईथर में यांत्रिक तरंगें नहीं हैं, बल्कि विद्युत चुम्बकीय तरंगें हैं। विद्युतचुम्बकीय प्रक्रियाएँयांत्रिकी के नियमों का नहीं, बल्कि विद्युत चुंबकत्व के नियमों का पालन करें। इन कानूनों को उनके अंतिम रूप में मैक्सवेल द्वारा स्थापित किया गया था।
विद्युत चुम्बकीय तरंग में, सदिश और एक दूसरे के लंबवत होते हैं। में प्राकृतिक प्रकाशविद्युत क्षेत्र की ताकत और चुंबकीय प्रेरण में उतार-चढ़ाव तरंग प्रसार की दिशा के लंबवत सभी दिशाओं में होता है। यदि प्रकाश ध्रुवीकृत है, तो सदिशों के दोलन सभी दिशाओं में नहीं, बल्कि दो विशिष्ट तलों में होते हैं। चित्र 7.1 में दिखाई गई विद्युत चुम्बकीय तरंग ध्रुवीकृत है।
एक स्वाभाविक प्रश्न उठता है: यदि हम बात कर रहे हैंएक प्रकाश तरंग में दोलनों की दिशा के बारे में, तो, वास्तव में, किस वेक्टर के दोलनों का मतलब है - या -? विशेष रूप से मंचित प्रयोगों ने साबित कर दिया कि एक विद्युत क्षेत्र रेटिना या फोटोग्राफिक इमल्शन पर कार्य करता है।
प्रकाश तरंग। इस संबंध में, विद्युत क्षेत्र शक्ति वेक्टर की दिशा को प्रकाश तरंग में दोलनों की दिशा के रूप में लिया जाता है।
प्रकाश के विद्युतचुंबकीय सिद्धांत की खोज कलम की नोक पर यानी सैद्धांतिक रूप से की गई कुछ खोजों में से एक है।
हालाँकि, विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत को इसकी प्रयोगात्मक पुष्टि के बाद ही सार्वभौमिक मान्यता प्राप्त हुई।
2. यांत्रिक तरंगों का हस्तक्षेप
तरंगों का योग.अक्सर कई अलग-अलग तरंगें एक साथ माध्यम में फैलती हैं। उदाहरण के लिए, जब एक कमरे में कई लोग बातें कर रहे हों ध्वनि तरंगेंएक दूसरे पर आरोपित हैं। क्या हो रहा है?
यांत्रिक तरंगों के सुपरपोज़िशन का अनुसरण करने का सबसे आसान तरीका पानी की सतह पर तरंगों का निरीक्षण करना है। यदि हम पानी में दो पत्थर फेंकते हैं, जिससे दो गोलाकार तरंगें बनती हैं, तो यह देखना संभव होगा कि प्रत्येक तरंग दूसरे से होकर गुजरती है और आगे ऐसा व्यवहार करती है जैसे कि दूसरी तरंग का अस्तित्व ही नहीं था। इसी प्रकार, किसी भी संख्या में ध्वनि तरंगें एक-दूसरे के साथ हस्तक्षेप किए बिना हवा में एक साथ फैल सकती हैं। गुच्छा संगीत वाद्ययंत्रकिसी आर्केस्ट्रा में या गायन मंडली की आवाज़ों से ध्वनि तरंगें उत्पन्न होती हैं जिन्हें एक साथ हमारे कान पकड़ लेते हैं। इसके अलावा, कान एक ध्वनि को दूसरे से अलग कर सकते हैं।
आइए अब करीब से देखें कि उन स्थानों पर क्या होता है जहां लहरें एक-दूसरे को ओवरलैप करती हैं। पानी में फेंके गए दो पत्थरों से पानी की सतह पर उठने वाली तरंगों को देखने से पता चलता है कि सतह के कुछ हिस्से परेशान नहीं हैं, जबकि अन्य स्थानों पर अशांति तेज हो गई है। यदि दो लहरें अपने शिखरों के साथ एक ही स्थान पर मिलती हैं, तो इस स्थान पर पानी की सतह की उथल-पुथल बढ़ जाती है। यदि, इसके विपरीत, एक लहर का शिखर दूसरे के गर्त से मिलता है, तो पानी की सतह परेशान नहीं होगी।
सामान्य तौर पर, माध्यम के प्रत्येक बिंदु पर, दो तरंगों के कारण होने वाले दोलन बस जुड़ जाते हैं। माध्यम में किसी भी कण के परिणामस्वरूप विस्थापन
जो विस्थापन हुए हैं उनका बीजगणितीय योग है
दूसरे की अनुपस्थिति में एक तरंग के प्रसार के दौरान।
दखल अंदाजी।तरंगों के स्थान में योग, जिसमें माध्यम के कणों के परिणामी दोलनों के आयामों का एक समय-निरंतर वितरण बनता है, कहलाता है दखल अंदाजी।
आइए जानें कि किन परिस्थितियों में तरंगों का हस्तक्षेप देखा जाता है। ऐसा करने के लिए, आइए पानी की सतह पर बनने वाली तरंगों के योग पर अधिक विस्तार से विचार करें।
एक छड़ पर लगे दो पैटारिकोव की मदद से स्नान में दो गोलाकार तरंगों को एक साथ उत्तेजित करना संभव है, जो हार्मोनिक दोलन करते हैं (चित्र 8.43)। पानी की सतह पर किसी भी बिंदु M पर (चित्र 8.44), दो तरंगों (स्रोत O 1 और O 2 से) के कारण होने वाले दोलन जुड़ जाएंगे। दोनों तरंगों द्वारा बिंदु M पर होने वाले दोलनों का आयाम, आम तौर पर भिन्न होगा, क्योंकि तरंगें अलग-अलग रास्तों d 1 और d 2 से यात्रा करती हैं। लेकिन यदि स्रोतों के बीच की दूरी I इन रास्तों से बहुत कम है, तो दोनों आयामों को व्यावहारिक रूप से समान माना जा सकता है।
बिंदु M पर आने वाली तरंगों के योग का परिणाम उनके बीच के चरण अंतर पर निर्भर करता है। विभिन्न दूरियाँ d 1 और d 2 पार करने के बाद, तरंगों में पथ अंतर d = d 2 - d 1 होता है। यदि पथ अंतर तरंग दैर्ध्य के बराबर है, तो दूसरी तरंग पहली की तुलना में एक अवधि तक विलंबित होती है (यह उस अवधि के दौरान होती है जब तरंग अपनी तरंग दैर्ध्य के बराबर पथ पर यात्रा करती है)। नतीजतन, इस मामले में, दोनों तरंगों के शिखर (साथ ही गर्त) मेल खाते हैं। 
अधिकतम स्थिति.चित्र 8.45 d = पर तरंगों द्वारा विस्थापन x 1 और x 2 की समय निर्भरता दर्शाता है। दोलनों का चरण अंतर शून्य के बराबर है (या, जो समान है, 2, क्योंकि साइन की अवधि 2 है)। इन दोलनों के योग के परिणामस्वरूप, दोगुने आयाम के साथ परिणामी दोलन उत्पन्न होते हैं। चित्र में परिणामी विस्थापन x में उतार-चढ़ाव
रंगीन धराशायी रेखा के साथ दिखाया गया है।
1 लैटिन शब्द इंटर से - परस्पर, मेरे और फेरियो के बीच मैं प्रहार करता हूं, मैं प्रहार करता हूं
ऐसा ही होगा यदि एक नहीं, बल्कि तरंग दैर्ध्य की कोई भी पूर्णांक संख्या खंड d पर फिट बैठती है।
किसी दिए गए बिंदु पर माध्यम के कणों के दोलनों का आयाम अधिकतम होता है यदि इस बिंदु पर दोलनों को उत्तेजित करने वाली दो तरंगों के पथ के बीच का अंतर तरंग दैर्ध्य की पूर्णांक संख्या के बराबर हो:
जहाँ k = 0, 1, 2, ... .
न्यूनतम शर्त.मान लीजिए अब तरंग दैर्ध्य का आधा भाग विज्ञापन खंड पर फिट बैठता है। जाहिर है, इस मामले में दूसरी लहर पहली लहर से आधे समय पीछे रह जाती है। चरण अंतर l के बराबर हो जाता है, यानी, दोलन एंटीफ़ेज़ में होंगे। इन दोलनों के योग के परिणामस्वरूप, परिणामी दोलनों का आयाम शून्य है, अर्थात, विचारित बिंदु पर कोई दोलन नहीं हैं (चित्र 8.46)। यदि किसी विषम संख्या में अर्ध-तरंगें खंड पर फिट होती हैं तो भी यही बात होगी।
किसी दिए गए बिंदु पर माध्यम के कणों के दोलनों का आयाम न्यूनतम होता है यदि इस बिंदु पर दोलनों को उत्तेजित करने वाली दो तरंगों के पथ के बीच का अंतर अर्ध-तरंगों की विषम संख्या के बराबर हो:
यदि पथ अंतर d 2 - d 1 के बीच एक मध्यवर्ती मान लेता है तो परिणामी दोलनों का आयाम दोगुने आयाम और शून्य के बीच कुछ मध्यवर्ती मान लेता है। लेकिन महत्वपूर्ण बात यह है कि किसी भी बिंदु पर दोलनों का आयाम समय के साथ नहीं बदलता है। पानी की सतह पर, दोलन आयामों का एक निश्चित, समय-अपरिवर्तनीय वितरण होता है, जिसे हस्तक्षेप पैटर्न कहा जाता है। चित्र 8.47 दो स्रोतों (काले घेरे) से दो गोलाकार तरंगों के लिए हस्तक्षेप पैटर्न की एक तस्वीर दिखाता है। फोटो के मध्य में सफेद क्षेत्र स्विंग हाई के अनुरूप हैं, जबकि अंधेरे क्षेत्र निम्न के अनुरूप हैं।
सुसंगत तरंगें.एक स्थिर हस्तक्षेप पैटर्न के निर्माण के लिए, यह आवश्यक है कि तरंग स्रोतों की आवृत्ति समान हो और उनके दोलनों का चरण अंतर स्थिर हो।
इन दोनों शर्तों को पूरा करने वाले स्रोत कहलाते हैं सुसंगत 1 . इनके द्वारा निर्मित तरंगों को सुसंगत भी कहा जाता है। जब सुसंगत तरंगें जोड़ी जाती हैं तभी एक स्थिर हस्तक्षेप पैटर्न बनता है।
यदि स्रोतों के दोलनों के चरणों में अंतर स्थिर नहीं रहता है, तो माध्यम के किसी भी बिंदु पर दो तरंगों से उत्तेजित दोलनों के चरणों में अंतर समय के साथ बदल जाएगा। इसलिए, परिणामी दोलनों का आयाम समय के साथ लगातार बदलता रहेगा। परिणामस्वरूप, मैक्सिमा और मिनिमा अंतरिक्ष में घूमते हैं, और हस्तक्षेप पैटर्न धुंधला हो जाता है।
हस्तक्षेप के दौरान ऊर्जा का वितरण.लहरें ऊर्जा लेकर चलती हैं। जब तरंगें एक-दूसरे द्वारा रद्द कर दी जाती हैं तो इस ऊर्जा का क्या होता है? शायद यह अन्य रूपों में बदल जाता है, और हस्तक्षेप पैटर्न के न्यूनतम में गर्मी जारी होती है? ऐसा कुछ नहीं!
हस्तक्षेप पैटर्न में किसी दिए गए बिंदु पर न्यूनतम की उपस्थिति का मतलब है कि ऊर्जा यहां बिल्कुल भी प्रवेश नहीं करती है। हस्तक्षेप के कारण
अंतरिक्ष में ऊर्जा का पुनर्वितरण हो रहा है। यह माध्यम के सभी कणों पर समान रूप से वितरित नहीं होता है, लेकिन इस तथ्य के कारण मैक्सिमा में केंद्रित होता है कि यह मिनिमा में बिल्कुल भी प्रवेश नहीं करता है।
1 लैटिन शब्द कोहेरियस से - जुड़ा हुआ।
हस्तक्षेप पैटर्न की खोज यह साबित करती है कि हम एक तरंग प्रक्रिया का अवलोकन कर रहे हैं। लहरें एक-दूसरे को रद्द कर सकती हैं, और टकराने वाले कण कभी भी एक-दूसरे को पूरी तरह से नष्ट नहीं करते हैं। केवल सुसंगत (सुमेलित) तरंगें ही हस्तक्षेप करती हैं।
यंग थॉमस (1773-1829) -वैज्ञानिक रुचियों की असामान्य चौड़ाई और प्रतिभा की बहुमुखी प्रतिभा वाले अंग्रेजी वैज्ञानिक। एक ही समय में, महान अंतर्ज्ञान के साथ एक प्रसिद्ध डॉक्टर और भौतिक विज्ञानी, एक खगोलशास्त्री और एक मैकेनिक, एक धातुविज्ञानी और एक मिस्रविज्ञानी, एक शरीर विज्ञानी और एक बहुभाषी, एक प्रतिभाशाली संगीतकार और यहां तक कि एक सक्षम जिमनास्ट भी। उनकी मुख्य खूबियाँ प्रकाश के हस्तक्षेप की खोज (उन्होंने भौतिकी में "हस्तक्षेप" शब्द की शुरुआत की) और तरंग सिद्धांत के आधार पर विवर्तन की घटना की व्याख्या है। वह प्रकाश की तरंग दैर्ध्य मापने वाले पहले व्यक्ति थे।
अंतरिक्ष में रोशनी के मैक्सिमा और मिनिमा के एक निश्चित वितरण के साथ कोई स्थिर तस्वीर नहीं देखी गई है।
पतली फिल्मों में हस्तक्षेप.फिर भी, प्रकाश का हस्तक्षेप देखा जा सकता है। हालाँकि यह बहुत लंबे समय से देखा जा रहा था, लेकिन उन्होंने इसे कोई महत्व नहीं दिया।
आपने भी कई बार हस्तक्षेप पैटर्न देखा होगा, जब बचपन में आप साबुन के बुलबुले उड़ाने का आनंद लेते थे या पानी की सतह पर मिट्टी के तेल या तेल की ऐसी फिल्म के रंगों के इंद्रधनुषी अतिप्रवाह को देखते थे।
“हवा में तैरता हुआ एक साबुन का बुलबुला... आसपास की वस्तुओं में निहित रंगों के सभी रंगों से जगमगाता है। साबुन का बुलबुला शायद प्रकृति का सबसे उत्तम चमत्कार है” (मार्क ट्वेन)। यह प्रकाश का हस्तक्षेप है जो बनाता है साबुन का बुलबुलाबहुत सराहनीय.
अंग्रेजी वैज्ञानिक थॉमस यंग तरंगों 1 और 2 (चित्र 8.48) को जोड़कर पतली फिल्मों के रंगों को समझाने की संभावना के बारे में एक शानदार विचार के साथ आने वाले पहले व्यक्ति थे, जिनमें से एक (1) बाहरी सतह से परिलक्षित होता है। फिल्म, और दूसरा (2) भीतर से। इस मामले में, प्रकाश तरंगों का हस्तक्षेप होता है - दो तरंगों का जोड़, जिसके परिणामस्वरूप समय में अंतरिक्ष में विभिन्न बिंदुओं पर परिणामी प्रकाश कंपन के प्रवर्धन या कमजोर होने का एक स्थिर पैटर्न देखा जाता है। हस्तक्षेप का परिणाम (परिणामी दोलनों को मजबूत करना या कमजोर करना) फिल्म पर प्रकाश की घटना के कोण, इसकी मोटाई और प्रकाश की तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है। प्रकाश का प्रवर्धन तब होगा जब अपवर्तित तरंग 2 परावर्तित तरंग 1 से तरंग दैर्ध्य की पूर्णांक संख्या से पीछे हो जाती है। यदि दूसरी तरंग पहली तरंग से आधी तरंगदैर्घ्य या विषम संख्या में अर्ध-तरंगों से पिछड़ जाती है, तो प्रकाश क्षीण हो जाएगा।
1 अपवाद क्वांटम प्रकाश स्रोत, लेजर हैं, जो 1960 में बनाए गए थे।
फिल्म की बाहरी और आंतरिक सतहों से परावर्तित तरंगों की सुसंगतता इस तथ्य से उत्पन्न होती है कि वे एक ही प्रकाश किरण के हिस्से हैं। प्रत्येक विकिरणित परमाणु से तरंगों की श्रृंखला को फिल्म द्वारा दो ट्रेनों में विभाजित किया जाता है, और फिर इन हिस्सों को एक साथ लाया जाता है और हस्तक्षेप किया जाता है।
जंग ने यह भी महसूस किया कि रंग में अंतर प्रकाश तरंगों की तरंग दैर्ध्य (या आवृत्ति) में अंतर के कारण होता है। विभिन्न रंगों की प्रकाश किरणें विभिन्न तरंग दैर्ध्य वाली तरंगों के अनुरूप होती हैं। तरंग दैर्ध्य (कोण) में एक दूसरे से भिन्न तरंगों के पारस्परिक प्रवर्धन के लिए
समान माना जाता है), विभिन्न फिल्म मोटाई की आवश्यकता होती है। नतीजतन, यदि फिल्म की मोटाई असमान है, तो जब इसे सफेद रोशनी से रोशन किया जाता है, विभिन्न रंग.
न्यूटन के छल्ले.एक साधारण हस्तक्षेप पैटर्न एक कांच की प्लेट और उस पर रखे एक प्लैनो-उत्तल लेंस के बीच हवा की एक पतली परत में होता है, जिसकी गोलाकार सतह में वक्रता का एक बड़ा त्रिज्या होता है। इस हस्तक्षेप पैटर्न में संकेंद्रित वलय का रूप होता है, जिसे न्यूटन के वलय कहा जाता है।
गोलाकार सतह की छोटी वक्रता वाला एक प्लैनो-उत्तल लेंस लें और इसे कांच की प्लेट पर उत्तल नीचे रखें।
लेंस की सपाट सतह (अधिमानतः एक आवर्धक कांच के माध्यम से) की सावधानीपूर्वक जांच करने पर, आप लेंस और प्लेट के बीच संपर्क के बिंदु पर पाएंगे काला धब्बाऔर इसके चारों ओर छोटे इंद्रधनुषी छल्लों का एक सेट है (रंग डालने पर चित्र III, 1 देखें)। ये न्यूटन के छल्ले हैं. न्यूटन ने उन्हें न केवल सफेद रोशनी में देखा और अध्ययन किया, बल्कि तब भी जब लेंस को एक-रंग (मोनोक्रोमैटिक) किरण से रोशन किया गया था। यह पता चला कि स्पेक्ट्रम के एफ-पोल छोर से लाल छोर तक जाने पर समान क्रमांक के छल्लों की त्रिज्या बढ़ जाती है; लाल छल्लों की त्रिज्या अधिकतम होती है। जैसे-जैसे उनकी त्रिज्या बढ़ती है, निकटवर्ती छल्लों के बीच की दूरी कम होती जाती है (रंग डालने पर चित्र III, 2, 3 देखें)।
न्यूटन संतोषजनक ढंग से यह नहीं बता सके कि छल्ले क्यों उत्पन्न होते हैं। जंग सफल हुआ. आइए उनके तर्क का अनुसरण करें। वे इस धारणा पर आधारित हैं कि प्रकाश तरंगें हैं। उस मामले पर विचार करें जब एक निश्चित तरंग दैर्ध्य की तरंग एक समतल-उत्तल लेंस पर लगभग लंबवत रूप से आपतित होती है (चित्र 8.49)। तरंग 1 ग्लास-एयर इंटरफ़ेस पर लेंस की उत्तल सतह से प्रतिबिंब के परिणामस्वरूप दिखाई देती है, और तरंग 2 - एयर-ग्लास इंटरफ़ेस पर प्लेट से प्रतिबिंब के परिणामस्वरूप दिखाई देती है। ये तरंगें सुसंगत हैं: उनकी तरंग दैर्ध्य समान है और एक स्थिर चरण अंतर है, जो इस तथ्य के कारण होता है कि तरंग 2 तरंग 1 की तुलना में लंबी दूरी तय करती है। यदि दूसरी तरंग तरंग दैर्ध्य की पूर्णांक संख्या से पहली से पीछे रहती है, तो, जोड़ने पर, तरंगें एक-दूसरे को बढ़ाती हैं। 
इसके विपरीत, यदि दूसरी तरंग विषम संख्या में अर्ध-तरंगों से पहली से पिछड़ जाती है, तो उनके कारण होने वाले दोलन विपरीत चरणों में घटित होंगे, और तरंगें एक-दूसरे को रद्द कर देंगी।
यदि लेंस की उत्तल सतह की वक्रता आर की त्रिज्या ज्ञात है, तो यह गणना करना संभव है कि ग्लास प्लेट के साथ लेंस के संपर्क बिंदु से कितनी दूरी पर पथ अंतर ऐसे होते हैं कि एक निश्चित तरंग दैर्ध्य की तरंगें प्रत्येक को रद्द कर देती हैं अन्य। ये दूरियाँ न्यूटन के काले वलयों की त्रिज्याएँ हैं। आख़िरकार, हवा की निरंतर मोटाई की रेखाएँ
परतें वृत्त हैं। वलयों की त्रिज्या को मापकर, तरंग दैर्ध्य की गणना की जा सकती है।
प्रकाश तरंग की लंबाई. माप के परिणामस्वरूप, यह पाया गया कि लाल बत्ती के लिए केपी = 8। 10 -7 मीटर, और बैंगनी के लिए - एफ \u003d 4। 10 7 मीटर स्पेक्ट्रम के अन्य रंगों के अनुरूप तरंगदैर्घ्य मध्यवर्ती मान लेते हैं। किसी भी रंग के लिए प्रकाश की तरंगदैर्घ्य बहुत कम होती है। आइये इसे समझाते हैं सरल उदाहरण. एक औसत की कल्पना करें समुद्र की लहरकई मीटर की तरंग दैर्ध्य, जो इतनी बढ़ गई कि इसने अमेरिका के तट से लेकर यूरोप तक पूरे अटलांटिक महासागर को अपने कब्जे में ले लिया। प्रकाश की तरंग दैर्ध्य, उसी अनुपात में बढ़ी, इस पृष्ठ की चौड़ाई से थोड़ी ही अधिक होगी।
निरंतर धाराओं या चार्ज वितरण के मामले में जो समय के साथ धीरे-धीरे बदलते हैं, मैक्सवेल के समीकरणों के निष्कर्ष व्यावहारिक रूप से बिजली और चुंबकत्व के उन समीकरणों के निष्कर्षों के समान होते हैं जो मैक्सवेल द्वारा विस्थापन धारा की शुरूआत से पहले मौजूद थे। हालाँकि, यदि धाराएँ या आवेश समय के साथ बदलते हैं, खासकर यदि वे बहुत तेज़ी से बदलते हैं, उदाहरण के लिए, दो गेंदों के मामले में, जहाँ आवेश एक गेंद से दूसरी गेंद की ओर बढ़ता है (चित्र 351), मैक्सवेल के समीकरण ऐसे समाधान की अनुमति देते हैं जो बदलते हैं पहले अस्तित्व में नहीं था.
किसी विद्युत धारा (मान लीजिए, किसी तार से प्रवाहित) द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र पर विचार करें। अब कल्पना कीजिए कि श्रृंखला टूट गई है। जब धारा कम हो जाती है, तो तार के आसपास का चुंबकीय क्षेत्र भी कम हो जाता है, और इसलिए, एक विद्युत क्षेत्र उत्तेजित होता है (फैराडे के नियम के अनुसार, एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र एक विद्युत क्षेत्र को उत्तेजित करता है)। जब चुंबकीय क्षेत्र के परिवर्तन की दर कम हो जाती है, तो विद्युत क्षेत्र कम होने लगता है। मैक्सवेलियन-पूर्व विचारों के अनुसार, और कुछ नहीं होता: जब धारा शून्य हो जाती है तो विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र गायब हो जाते हैं, क्योंकि ऐसा माना जाता था कि वैकल्पिक विद्युत क्षेत्र का कोई प्रभाव नहीं पड़ता था।
हालाँकि, मैक्सवेल के सिद्धांत से यह पता चलता है कि एक गिरता हुआ विद्युत क्षेत्र एक चुंबकीय क्षेत्र को उसी तरह उत्तेजित करता है जैसे एक गिरता हुआ चुंबकीय क्षेत्र एक विद्युत क्षेत्र को उत्तेजित करता है, और ये क्षेत्र इस तरह से संयुक्त होते हैं कि जब उनमें से एक घटता है, तो दूसरा उत्पन्न होता है।
स्रोत से थोड़ा आगे, और परिणामस्वरूप, संपूर्ण आवेग अंतरिक्ष में समग्र रूप से गति करता है। यदि B का मान E के मान के बराबर है और ये दोनों वैक्टर परस्पर लंबवत हैं, तो, मैक्सवेल के समीकरणों के अनुसार, आवेग को एक निश्चित गति से अंतरिक्ष में प्रसारित होना चाहिए।
इस संवेग में वे सभी गुण हैं जो हमने पहले तरंग गति की विशेषता बताई थी। यदि हमारे पास एक नहीं, बल्कि बहुत सारे आवेग हैं, जो उदाहरण के लिए, उतार-चढ़ाव के कारण होते हैं विद्युत शुल्कदो गेंदों के बीच, तो एक निश्चित तरंग दैर्ध्य को आवेगों के ऐसे सेट से जोड़ा जा सकता है, यानी, आसन्न शिखरों के बीच की दूरी। तरंगें एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक तरंग की तरह ही फैलती हैं। और, साथ ही, जो विशेष रूप से महत्वपूर्ण है मुख्य सिद्धांत, अर्थात् सुपरपोज़िशन का सिद्धांत, क्योंकि विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों में योगात्मक गुण होते हैं। इस प्रकार, विद्युत और चुंबकीय आवेगों की गति तरंग गुणों की विशेषता है।
आवेशित कणों की ग्रहीय प्रणाली पर फिर से विचार करें (चित्र 352)। मैक्सवेल के सिद्धांत के अनुसार, एक आवेशित कण (विशेष रूप से, एक इलेक्ट्रॉन) एक गोलाकार कक्षा में घूम रहा है (जैसे त्वरण के साथ कोई भी कण) एक विद्युत चुम्बकीय तरंग को उत्तेजित करता है।
इस तरंग की आवृत्ति इलेक्ट्रॉन की कक्षा की आवृत्ति के बराबर होती है। अध्याय में प्राप्त संख्यात्मक मानों का उपयोग करना। 19, खोजें
आवृत्ति और तरंग दैर्ध्य के बीच संबंध से, हमारे पास है
नतीजतन
उदाहरण के लिए, मान लें कि तरंग प्रसार की गति सेमी/सेकेंड है। तब
यह पराबैंगनी विकिरण की तरंग दैर्ध्य है, यानी बैंगनी प्रकाश की तुलना में कम तरंग दैर्ध्य वाला विकिरण। (दृश्यमान प्रकाश की न्यूनतम तरंगदैर्घ्य क्रम सेमी.)
आवेशित कणों की ग्रह प्रणाली विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उत्सर्जन करती है, अर्थात ऊर्जा खो देती है (तरंगें अपने साथ ऊर्जा ले जाती हैं, क्योंकि वे स्रोत से दूर के आवेशों पर काम करने में सक्षम हैं), और इसलिए, इसके स्थिर अस्तित्व के लिए, अतिरिक्त ऊर्जा का पंपिंग होता है बाहर से आवश्यक है.
जब मैक्सवेल को एहसास हुआ कि उनके समीकरण इस तरह के समाधान की अनुमति देते हैं, तो उन्होंने उस गति की गणना की जिस गति से तरंग को अंतरिक्ष में फैलना चाहिए। वह लिख रहा है:
"हमारे काल्पनिक माध्यम में अनुप्रस्थ तरंग दोलनों की गति की गणना की गई है विद्युत चुम्बकीय प्रयोगकोहलराउश और वेबर फ़िज़ौ के ऑप्टिकल प्रयोगों से गणना की गई प्रकाश की गति से इतनी सटीक रूप से मेल खाते हैं कि हम इस निष्कर्ष से इनकार नहीं कर सकते कि प्रकाश में एक ही माध्यम के अनुप्रस्थ कंपन होते हैं, जो विद्युत और चुंबकीय घटना का कारण है।
"प्रांतों में रहने के दौरान मुझे अपने समीकरण मिले और मुझे चुंबकीय प्रभावों के प्रसार की गति की प्रकाश की गति से निकटता पर संदेह नहीं था, इसलिए मुझे लगता है कि मेरे पास चुंबकीय और चमकदार मीडिया को एक मानने का हर कारण है और वही…" ।
[मैक्सवेल के लिए अपना प्रसिद्ध परिणाम प्राप्त करना जितना हमें लगता है उससे कहीं अधिक कठिन था। सुविधा के लिए, हमने प्रकाश की गति को दर्शाते हुए, चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन को उसके द्वारा उत्तेजित विद्युत क्षेत्र से जोड़ने के लिए, मान के साथ एक मनमानी संख्या को प्रतिस्थापित करते हुए, अक्षर c पेश किया। फिर हमने वर्णन करने के लिए उसी मान c का उपयोग किया चुंबकीय क्षेत्र और उसे उत्तेजित करने वाली धाराओं और चरों के बीच संबंध विद्युत क्षेत्र. एम्पीयर के नियम के अनुसार, मापा चुंबकीय क्षेत्र परिसंचरण सतह के माध्यम से बहने वाली धारा के मापा मूल्य के समानुपाती होना चाहिए। उदाहरण के लिए, यह निकला
जहां सीजीएस नंबर चुंबकीय क्षेत्र और सतह के माध्यम से बहने वाली धारा के वास्तविक माप से लिया जाता है। जब मैक्सवेल ने इन समीकरणों पर एक साथ विचार किया और विद्युत चुम्बकीय विकिरण पल्स के प्रसार के अनुरूप एक समाधान पाया,
उन्होंने इन मापी गई संख्याओं से एक और संख्या प्राप्त की, जिससे इस आवेग के प्रसार की गति प्राप्त हुई। और यह संख्या लगभग सेमी/सेकेंड निकली। लेकिन संख्या सेमी/सेकंड प्रकाश की गति का मापा मान है। इसीलिए मैक्सवेल ने विकिरण आवेग की पहचान प्रकाश से ही की। उन्होंने लिखा है:
"... हमारे पास यह निष्कर्ष निकालने का अच्छा कारण है कि प्रकाश स्वयं (उज्ज्वल गर्मी और अन्य विकिरण सहित) विद्युत चुंबकत्व के नियमों के अनुसार विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के माध्यम से फैलने वाली तरंगों के रूप में एक विद्युत चुम्बकीय गड़बड़ी है"।
अंजीर। 353. चित्र प्रकाश की गति से निर्वात में फैलने वाली तरंग के अनुरूप मैक्सवेल के समीकरणों का समाधान दिखाता है। सदिश E और B परस्पर लंबवत हैं और परिमाण में बराबर हैं। किसी दी गई लंबाई की तरंगों के अनुरूप स्पंदन और आवधिक समाधान दोनों संभव हैं। निर्वात बिना फैलाव वाला माध्यम है, यानी इसमें सभी आवधिक तरंगें समान गति से फैलती हैं।
आश्चर्य सार्वभौमिक था, लेकिन संदेह करने वाले भी थे। तो, मैक्सवेल को लिखे पत्रों में से एक में यह कहा गया था:
“प्रकाश की प्रेक्षित गति और आपके द्वारा अपने माध्यम में गणना की गई अनुप्रस्थ दोलनों की गति के बीच मेल जैसा दिखता है उत्कृष्ट परिणाम. हालाँकि, मुझे ऐसा लगता है कि ऐसे परिणाम वांछनीय नहीं हैं जब तक कि आप लोगों को यह विश्वास न दिला दें कि जब भी ऐसा होगा बिजली, घूमने वाले पहियों की दो पंक्तियों के बीच कणों की एक छोटी पंक्ति सिकुड़ जाती है।
विद्युत चुम्बकीय तरंग के साथ प्रकाश की पहचान होने के बाद [अलग-अलग रंग अलग-अलग आवृत्तियों (छवि 354), या विकिरण की तरंग दैर्ध्य के अनुरूप होते हैं, दृश्य प्रकाश के साथ विद्युत चुम्बकीय विकिरण के कुल स्पेक्ट्रम का केवल एक छोटा सा हिस्सा] और विद्युत और चुंबकीय की परस्पर क्रिया के बाद से आवेशित कणों वाले क्षेत्र ज्ञात थे (लोरेंत्ज़ सूत्र), पहली बार पदार्थ के साथ प्रकाश की अंतःक्रिया का एक सिद्धांत बनाना संभव हो गया (यह मानते हुए कि मीडिया में आवेशित कण होते हैं)। इसलिए, उदाहरण के लिए, मैक्सवेल के कार्यों के प्रकाशन के बाद, लोरेंत्ज़ और फिट्ज़गेराल्ड ने, विद्युत चुम्बकीय तरंग के व्यवहार और इसके प्रतिबिंब और अपवर्तन के दौरान प्रकाश के व्यवहार के बीच समानता दिखाने की कोशिश करते हुए, मार्ग के मामले की गणना की
दो मीडिया की सीमा के माध्यम से विद्युत चुम्बकीय तरंग; यह पता चला कि इस तरंग का व्यवहार प्रकाश के देखे गए व्यवहार से मेल खाता है।
भले ही मैक्सवेल प्रकाश के साथ विद्युत चुम्बकीय विकिरण की पहचान करने में विफल रहे हों, फिर भी उनकी खोज बहुत महत्वपूर्ण होगी। इसे देखने के लिए, हम याद करते हैं कि एक विद्युत क्षेत्र आवेश पर कार्य कर सकता है। इसलिए, अंतरिक्ष में एक बिंदु पर दोलन करने वाला चार्ज एक विद्युत चुम्बकीय आवेग उत्पन्न करता है जो गतिशील चार्ज से किसी भी वांछित दूरी तक फैल सकता है और जिसका विद्युत क्षेत्र वहां किसी अन्य चार्ज पर काम कर सकता है।
अंजीर। 354. विद्युत चुम्बकीय दोलनों का स्पेक्ट्रम। एक्स-रे, दृश्य प्रकाश, रेडियो तरंगें आदि सभी विभिन्न तरंग दैर्ध्य वाली विद्युत चुम्बकीय तरंगें हैं। दृश्यमान प्रकाश "अदृश्य" से केवल इस मायने में भिन्न है कि उत्तरार्द्ध को मानव आंख द्वारा नहीं देखा जा सकता है।
पहली बार तार द्वारा संचारण संभव होने के बाद से पुल के नीचे बहुत अधिक पानी नहीं बहा है विद्युतीय ऊर्जाकरंट पैदा करने वाले जनरेटर से दूर काम करने के लिए। अब मैक्सवेल ने दूर स्थित आवेशित पिंडों पर कार्य करने में सक्षम, बिना किसी तार की सहायता के लंबी दूरी तक ऊर्जा संचारित करने का प्रस्ताव रखा। इसके अलावा, ऐसी विद्युत चुम्बकीय तरंग में नियंत्रित परिवर्तनों की सहायता से ऐसी जानकारी प्रसारित करना संभव है जिसे किसी भी दूरस्थ बिंदु पर समझना मुश्किल नहीं है। इस निष्कर्ष के महत्वपूर्ण व्यावहारिक परिणाम नहीं हो सकते।
प्रकाश एक विद्युत चुम्बकीय तरंग है. 17वीं शताब्दी के अंत में प्रकाश की प्रकृति के बारे में दो वैज्ञानिक परिकल्पनाएँ सामने आईं - आणविकाऔर लहर. कणिका सिद्धांत के अनुसार, प्रकाश छोटे प्रकाश कणों (कोशिकाओं) की एक धारा है जो तीव्र गति से उड़ती है। न्यूटन का मानना था कि प्रकाश कणिकाओं की गति यांत्रिकी के नियमों का पालन करती है। इस प्रकार, प्रकाश के परावर्तन को एक समतल से लोचदार गेंद के परावर्तन के समान समझा गया। प्रकाश के अपवर्तन को एक माध्यम से दूसरे माध्यम में संक्रमण के दौरान कणों की गति में परिवर्तन द्वारा समझाया गया था। तरंग सिद्धांत प्रकाश को एक तरंग प्रक्रिया के समान मानता है यांत्रिक तरंगें. आधुनिक विचारों के अनुसार, प्रकाश की दोहरी प्रकृति होती है, अर्थात्। यह कणिका और तरंग दोनों गुणों द्वारा एक साथ पहचाना जाता है। हस्तक्षेप और विवर्तन जैसी घटनाओं में, प्रकाश के तरंग गुण सामने आते हैं, और फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव की घटना में, कणिका वाले। प्रकाशिकी में, प्रकाश को एक संकीर्ण सीमा की विद्युत चुम्बकीय तरंगों के रूप में समझा जाता है। अक्सर, प्रकाश को न केवल दृश्य प्रकाश के रूप में समझा जाता है, बल्कि इसके निकटवर्ती स्पेक्ट्रम के विस्तृत क्षेत्रों के रूप में भी समझा जाता है। ऐतिहासिक रूप से, "अदृश्य प्रकाश" शब्द प्रकट हुआ - पराबैंगनी प्रकाश, अवरक्त प्रकाश, रेडियो तरंगें। दृश्य प्रकाश की तरंग दैर्ध्य 380 से 760 नैनोमीटर तक होती है। प्रकाश की एक विशेषता यह है रंग, जो प्रकाश तरंग की आवृत्ति से निर्धारित होता है। श्वेत प्रकाश विभिन्न आवृत्तियों की तरंगों का मिश्रण है। इसे रंगीन तरंगों में विघटित किया जा सकता है, जिनमें से प्रत्येक की एक निश्चित आवृत्ति होती है। ऐसी तरंगें कहलाती हैं एकवर्णी.नवीनतम मापों के अनुसार, निर्वात में प्रकाश की गति निर्वात में प्रकाश की गति और पदार्थ में प्रकाश की गति के अनुपात को कहा जाता है निरपेक्ष अपवर्तनांकपदार्थ.
जब कोई प्रकाश तरंग निर्वात से पदार्थ की ओर गुजरती है, तो आवृत्ति स्थिर रहती है (रंग नहीं बदलता)। अपवर्तक सूचकांक वाले माध्यम में तरंग दैर्ध्य एनपरिवर्तन:
प्रकाश हस्तक्षेप- जंग का अनुभव. एक प्रकाश फिल्टर के साथ एक प्रकाश बल्ब से प्रकाश, जो लगभग मोनोक्रोमैटिक प्रकाश बनाता है, दो संकीर्ण, आसन्न स्लॉट से गुजरता है, जिसके पीछे एक स्क्रीन स्थापित होती है। स्क्रीन पर प्रकाश और अंधेरे बैंड - हस्तक्षेप बैंड - की एक प्रणाली देखी जाएगी। में इस मामले मेंएक एकल प्रकाश तरंग अलग-अलग छिद्रों से आते हुए दो भागों में विभाजित हो जाती है। ये दोनों तरंगें एक-दूसरे के साथ सुसंगत हैं और, जब एक-दूसरे पर आरोपित होती हैं, तो संबंधित रंग के गहरे और हल्के बैंड के रूप में प्रकाश की तीव्रता की मैक्सिमा और मिनिमा की एक प्रणाली देती हैं।
प्रकाश हस्तक्षेप- अधिकतम और न्यूनतम शर्तें। अधिकतम स्थिति: यदि अर्ध-तरंगों की एक सम संख्या या तरंगों की एक पूर्णांक संख्या तरंग पथ के ऑप्टिकल अंतर में फिट होती है, तो स्क्रीन पर दिए गए बिंदु पर, प्रकाश की तीव्रता (अधिकतम) में वृद्धि देखी जाती है। , जोड़ी गई तरंगों का चरण अंतर कहां है। न्यूनतम शर्त:यदि तरंग पथ के ऑप्टिकल अंतर में विषम संख्या में अर्ध-तरंगें फिट होती हैं, तो बिंदु पर न्यूनतम होता है।
मैक्सवेल ने विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र सिद्धांत विकसित किया। उन्होंने साबित किया कि विद्युत चुम्बकीय तरंगें प्रकृति में अवश्य मौजूद हैं। मैक्सवेल ने निर्वात और माध्यम में विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रसार की गति की गणना की: υ=с/। जहां c निर्वात में उनके प्रसार की गति है, ε और μ माध्यम की ढांकता हुआ और चुंबकीय पारगम्यता हैं। प्रकाश विद्युत चुम्बकीय तरंगें हैं।
इस प्रकार, तरंग सिद्धांतप्रकाश की प्रकृति के बारे में प्रकाश के विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत में विकसित हुआ। इस सिद्धांत के अनुसार प्रकाश एक निश्चित ऑप्टिकल रेंज की विद्युत चुम्बकीय तरंगें हैं। 760 एनएम से तरंग दैर्ध्य के भीतर ऑप्टिकल विकिरण 380 एनएम सीधे तौर पर मानव आंख में दृश्य संवेदना पैदा करने में सक्षम है। इसलिए, यह दिखाई दे रहा है. λ के साथ ऑप्टिकल विकिरण > 760 एनएम को इन्फ्रारेड कहा जाता है, और λ के साथ< 380 нм - ультрафиолетовым.Как любые электромагнитные волны, световые волны могут быть описаны с помощью вектора напряженности योतरंग के चुंबकीय क्षेत्र में विद्युत क्षेत्र और चुंबकीय प्रेरण वेक्टर। लेकिन जब प्रकाश किसी पदार्थ पर कार्य करता है, तो पदार्थ के परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनों पर कार्य करने वाले तरंग क्षेत्र का विद्युत घटक प्राथमिक महत्व का होता है, इसलिए प्रकाश तरंगों का वर्णन समीकरण द्वारा किया जाता है: E \u003d E 0 cos (ωt- 2πr / λ).आवृत्ति, λ-तरंग दैर्ध्य, आर-प्रकाश स्रोत से दूरी।
प्रकाश की गति
निर्वात में प्रकाश की गति सबसे महत्वपूर्ण भौतिक स्थिरांकों में से एक है। चूंकि प्रकाश की गति बहुत अधिक है, प्रकाश को बहुत बड़ी दूरी तय करने में ही काफी समय लगता है। इसलिए, प्रकाश की गति निर्धारित करने के लिए, किसी को या तो बहुत छोटे समय अंतराल या खगोलीय दूरियां निर्धारित करनी चाहिए। डेनिश खगोलशास्त्री रोमर ने 1676 में पहली बार प्रकाश की गति मापी थी। पहला अवलोकन ऐसे समय में किया गया था जब पृथ्वी घूम रही थी सूर्य के चारों ओर, बृहस्पति के सबसे निकट था। 6 महीने बाद किए गए एक पुन: अवलोकन से पता चला कि जब पृथ्वी अपनी कक्षा के व्यास के अनुसार बृहस्पति से दूर चली गई, तो पता चला कि आयो को बृहस्पति की छाया से निकलने में 22 मिनट की देरी हुई थी। यह देरी इस तथ्य के कारण होती है कि प्रकाश को पृथ्वी की कक्षा के व्यास के बराबर दूरी तय करने में 22 मिनट लगते हैं। इस दूरी को विलंब समय से विभाजित करते हुए, रोमर ने प्रकाश की गति (215,000 किमी/सेकेंड) पाई। इसके बाद, प्रकाश की गति के प्रयोगशाला माप के लिए अन्य अधिक सटीक तरीके विकसित किए गए।
1881 में, माइकलसन ने एक घूर्णन अष्टकोणीय दर्पण प्रिज्म का उपयोग करके प्रकाश की गति निर्धारित की। अपने माप के लिए, माइकलसन ने दो पर्वत चोटियों का उपयोग किया: एंटोनियो और विल्सन (कैलिफोर्निया में), जिनके बीच की दूरी (35.426 किमी) सावधानीपूर्वक मापी गई थी। माउंट विल्सन के शीर्ष पर एक मजबूत स्रोत 5 स्थापित किया गया था, जिसमें से प्रकाश, एक भट्ठा से गुजरते हुए, एक अष्टफलकीय दर्पण प्रिज्म पर गिरता था एक।प्रिज्म के दर्पण पृष्ठ से परावर्तित प्रकाश अवतल दर्पण पर पड़ा में,माउंट एंटोनियो के शीर्ष पर स्थापित। आगे, प्रकाश दर्पण पर पड़ा टी और, उससे प्रतिबिंबित होकर, दर्पण के दूसरे बिंदु पर गिर गया में,जिसके बाद यह दर्पण प्रिज्म के दूसरे पहलू से टकराया एऔर प्रतिबिंबित. परावर्तित प्रकाश को स्पॉटिंग स्कोप सी की मदद से कैप्चर किया गया था। स्लिट से निकलने वाली रोशनी स्पॉटिंग स्कोप में तभी प्रवेश कर सकती थी, जब एक पर्वत से दूसरे पर्वत तक और पीछे प्रकाश के प्रसार के दौरान दर्पणों के स्थान में कुछ भी नहीं बदला हो।
दर्पण प्रिज्म एएक मोटर के माध्यम से, इसे घुमाया गया, और मोटर की गति को नियंत्रित किया गया ताकि दूरबीन के माध्यम से स्लिट एस लगातार दिखाई दे सके। यह केवल इस शर्त पर हो सकता है कि प्रिज्म के 1/8 परिक्रमण के दौरान प्रकाश पर्वतों की चोटियों के बीच की दुगुनी दूरी के बराबर पथ तय करे। प्रति सेकंड दर्पण के चक्करों की संख्या और प्रकाश द्वारा तय किए गए पथ को जानकर माइकलसन ने पाया कि हवा में प्रकाश की गति
जैसा कि प्रयोगों से पता चलता है, विभिन्न पदार्थों में प्रकाश की गति समान नहीं होती है। उदाहरण के लिए, पानी में प्रकाश की गति लगभग 225,000 किमी/सेकेंड है; कांच में, लगभग 200,000 किमी/सेकेंड।
