रेले प्रभाव

रेले स्कैटरिंग

पूरे इतिहास में, मनुष्य ने आकाश के प्रति गहरी प्रशंसा महसूस की है, न केवल चिंतनशील रातों के दौरान जो अस्तित्व संबंधी प्रतिबिंबों को उत्तेजित करती है, बल्कि दिन के उजाले के घंटों के दौरान भी, जब यह रंगों का एक जीवंत स्पेक्ट्रम प्रस्तुत करता है। अपने जीवन में कभी न कभी, हम सभी ने सोचा है कि सूर्यास्त के समय आकाश नीला क्यों दिखाई देता है या नारंगी और लाल रंग में क्यों बदल जाता है। इस प्रश्न को शुरुआत में लॉर्ड रेले, जिन्हें जॉन विलियम स्ट्रट के नाम से भी जाना जाता है, एक गणितज्ञ ने हल किया था, जिन्होंने 19वीं शताब्दी के अंत में यह खोज की थी।

इस लेख में हम आपको समझाने जा रहे हैं रेले प्रभाव, इसकी विशेषताएँ और आकाश नीला क्यों है।

रेले प्रभाव

रेले प्रभाव समझाया

सूर्य विद्युत चुम्बकीय विकिरण की एक विस्तृत श्रृंखला उत्सर्जित करता है, जिसमें दृश्य प्रकाश भी शामिल है, जिसे आमतौर पर सफेद रोशनी के रूप में जाना जाता है। दिलचस्प बात यह है कि सफेद रोशनी वास्तव में इंद्रधनुष के सभी रंगों का एक संयोजन है, जिसमें बैंगनी सबसे छोटी तरंग दैर्ध्य है और लाल सबसे लंबी है। जैसा सूर्य का प्रकाश वायुमंडल में घूमता है और गैसों, ठोस कणों और पानी के अणुओं जैसे विभिन्न पदार्थों के साथ संपर्क करता है. जब ये कण एक माइक्रोमीटर के दसवें हिस्से से छोटे होते हैं, तो वे सभी दिशाओं में सफेद प्रकाश के प्रकीर्णन का कारण बनते हैं, जिसमें नीले प्रकाश पर अधिक जोर होता है।

नीली रोशनी के लिए इस प्राथमिकता को फैलाव गुणांक द्वारा समझाया जा सकता है, जिसकी गणना सूत्र 1/λ4 द्वारा की जाती है, जहां λ तरंग दैर्ध्य का प्रतिनिधित्व करता है। चूंकि दृश्यमान स्पेक्ट्रम में बैंगनी और नीली रोशनी की तरंग दैर्ध्य सबसे कम होती है, इसलिए सूत्र में प्रतिस्थापित करने पर वे उच्चतम अनुपात उत्पन्न करते हैं, जो बिखराव की संभावना अधिक होती है। इस घटना को आमतौर पर रेले स्कैटरिंग के रूप में जाना जाता है।

परिणामस्वरूप, बिखरी हुई किरणें गैस कणों के साथ प्रतिच्छेद करती हैं जो परावर्तक सतह के रूप में कार्य करते हैं, जिससे वे एक बार फिर झुक जाते हैं और अपनी ताकत बढ़ा देते हैं।

आसमान नीला क्यों है?

रेलेइ प्रभाव

ऊपर उल्लिखित जानकारी को ध्यान में रखते हुए, कोई उम्मीद कर सकता है कि आकाश अपनी छोटी तरंग दैर्ध्य के कारण नीले के बजाय बैंगनी दिखाई देगा। हालाँकि, ऐसा नहीं है क्योंकि मानव आँख बैंगनी रंग के प्रति बहुत संवेदनशील नहीं है। अलावा, दृश्यमान प्रकाश में वास्तव में बैंगनी रंग की तुलना में नीले तरंग दैर्ध्य विकिरण का अनुपात अधिक होता है।

ऐसे मामलों में जहां कणों का आकार तरंग दैर्ध्य से अधिक होता है, अंतर प्रकीर्णन नहीं होता है। इसके बजाय, श्वेत प्रकाश के सभी घटक समान रूप से बिखरे हुए हैं। यह घटना बादलों के सफेद दिखने की व्याख्या करती है, क्योंकि उन्हें बनाने वाली पानी की बूंदें व्यास में एक माइक्रोमीटर के दसवें हिस्से से अधिक होती हैं। हालाँकि, जब ये पानी की बूंदें सघन रूप से सघन हो जाती हैं, प्रकाश उनके बीच से नहीं गुजर सकता, जिसके परिणामस्वरूप व्यापक बादल आवरण के साथ भूरा रंग दिखाई देता है।

हालाँकि, यह अवश्य माना जाना चाहिए कि आकाश निरंतर नीला रंग बनाए नहीं रखता है। परिणामस्वरूप, रेले प्रकीर्णन की घटना सूर्योदय और सूर्यास्त के दौरान लाल रंग के विभिन्न रंगों की उपस्थिति को पूरी तरह से स्पष्ट नहीं करती है। हालाँकि, इस तथ्य के लिए एक स्पष्टीकरण है।

जैसे ही सूर्य अस्त होता है और गोधूलि चरण में प्रवेश करता है, क्षितिज पर इसकी स्थिति के कारण प्रकाश को हम तक पहुंचने के लिए अधिक दूरी तय करनी पड़ती है, अब वह लंबवत नहीं रह जाती है। कोण में इस परिवर्तन के परिणामस्वरूप घटना कम हो जाती है, जिससे नीली रोशनी हमारी आँखों तक पहुँचने से पहले ही बिखर जाती है। बजाय, लंबी तरंग दैर्ध्य हावी होती है, जो लाल स्वर के रूप में प्रकट होती है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि रेले का प्रकीर्णन होता रहता है, लेकिन वायुमंडल के भीतर एक अलग स्थान पर जहां सूर्य अपने आंचल में होता है।

इतिहास

लॉर्ड रेले

पूरे इतिहास में, आकाश ने दिन और रात दोनों समय हमारा ध्यान आकर्षित किया है। इसने हमारी कल्पना के भटकने के लिए एक कैनवास के रूप में काम किया है। सहज रूप में, जिज्ञासा और वैज्ञानिक अनुसंधान भी इस आकर्षण से अछूते नहीं रहे हैं. अन्य रोजमर्रा की घटनाओं की तरह, जैसे पत्तों का रंग बदलना या बारिश की उत्पत्ति, शोधकर्ताओं ने आकाश के रहस्यों को खोजने की कोशिश की है। इसकी रहस्यमय अपील को कम करने के बजाय, इसकी खोजों ने हमारी समझ और प्रशंसा को और गहरा कर दिया है।

1869 में अपने अवरक्त प्रयोगों के दौरान, रेले को एक अप्रत्याशित खोज मिली: छोटे कणों द्वारा बिखरे हुए प्रकाश में हल्का नीला रंग था। इससे उन्हें यह अनुमान लगाने के लिए प्रेरित किया गया कि आकाश के नीले रंग के लिए सूर्य के प्रकाश का समान प्रकीर्णन जिम्मेदार था। हालाँकि, वह पूरी तरह से यह नहीं बता सके कि नीली रोशनी को क्यों प्राथमिकता दी गई या आकाश का रंग इतना तीव्र क्यों था, उन्होंने वायुमंडलीय धूल को एकमात्र स्पष्टीकरण के रूप में खारिज कर दिया।

का अभिनव कार्य आकाश से प्रकाश के रंग और ध्रुवीकरण पर लॉर्ड रेले की पुस्तक 1871 में प्रकाशित हुई थी. उनका उद्देश्य छोटे कणों की उपस्थिति और अपवर्तक सूचकांकों की मात्रा निर्धारित करके पानी की बूंदों में टिंडल प्रभाव को मापना था। जेम्स क्लर्क मैक्सवेल के प्रकाश की विद्युत चुम्बकीय प्रकृति के पहले प्रमाण पर आधारित, रेले ने 1881 में दिखाया कि उनके समीकरण विद्युत चुंबकत्व से प्राप्त हुए थे। 1899 में अपने निष्कर्षों का विस्तार करते हुए, उन्होंने कण मात्रा और अपवर्तक सूचकांकों से संबंधित शब्दों को आणविक ध्रुवीकरण की शर्तों से प्रतिस्थापित करते हुए, व्यक्तिगत अणुओं के लिए आवेदन का विस्तार किया।

झरझरा सामग्री में फैलाव

झरझरा सामग्री में रेले-प्रकार के बिखरने को प्रदर्शित करने की क्षमता होती है, जो λ-4 बिखरने वाले पैटर्न का अनुसरण करती है। यह घटना विशेष रूप से नैनोपोरस सामग्रियों में स्पष्ट है, जहां छिद्रों और पापयुक्त एल्यूमिना के ठोस भागों के बीच अपवर्तक सूचकांक में एक महत्वपूर्ण अंतर होता है। परिणामस्वरूप, प्रकाश का प्रकीर्णन अविश्वसनीय रूप से तीव्र हो जाता है, जिससे लगभग हर पांच माइक्रोमीटर पर इसकी दिशा बदल जाती है।

इस उल्लेखनीय फैलाव व्यवहार को सिंटरिंग प्रक्रिया के माध्यम से प्राप्त अद्वितीय नैनोपोरस संरचना के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है, जिसमें छिद्र आकार का एक संकीर्ण वितरण बनाने के लिए मोनोडिस्पर्सिव एल्यूमिना पाउडर का उपयोग शामिल होता है, आमतौर पर लगभग 70 एनएम।

मुझे आशा है कि इस जानकारी से आप रेले प्रभाव और इसकी विशेषताओं के बारे में अधिक जान सकते हैं।


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