रोशनी

विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम के एक निश्चित भाग के भीतर प्रकाश विद्युत चुम्बकीय विकिरण है। शब्द आमतौर पर दृश्य प्रकाश को संदर्भित करता है, जो दृश्यमान स्पेक्ट्रम होता है जो मानवीय आंखों में दिखाई देता है और दृष्टि की भावना के लिए जिम्मेदार है। दृश्यमान प्रकाश आमतौर पर 400-700 नैनोमीटर (एनएम) की श्रेणी में तरंग दैर्ध्य के रूप में परिभाषित किया जाता है, या अवरक्त (अब तरंग दैर्ध्य के साथ) और पराबैंगनी (कम तरंग दैर्ध्य) के बीच 4.00 × 10-7 से 7.00 × 10-7 मीटर । यह तरंगदैर्ध्य लगभग 430-750 तेराहर्ट्ज (THz) की आवृत्ति रेंज का मतलब है।

पृथ्वी पर प्रकाश का मुख्य स्रोत सूर्य है। सूर्य की रोशनी ऊर्जा प्रदान करती है जो हरे पौधे ज्यादातर स्टार्च के रूप में शर्करा बनाने के लिए उपयोग करते हैं, जो उन्हें जीवित चीजों में ऊर्जा देता है जो उन्हें पचा जाता है प्रकाश संश्लेषण की यह प्रक्रिया जीवित चीजों द्वारा उपयोग की जाने वाली सभी ऊर्जा को प्रदान करती है। ऐतिहासिक रूप से, मनुष्यों के लिए प्रकाश का एक अन्य महत्वपूर्ण स्रोत आग लग गया है, प्राचीन कैंपों से लेकर आधुनिक केरोसीन लैंप तक। विद्युत रोशनी और बिजली प्रणालियों के विकास के साथ, बिजली के प्रकाश ने फायरलाईट को प्रभावी ढंग से प्रतिस्थापित किया है। जानवरों की कुछ प्रजातियां अपनी स्वयं की रोशनी उत्पन्न करती हैं, एक प्रक्रिया जिसे बिलोलिमिनेसिस कहा जाता है। उदाहरण के लिए, फायरफली दोस्तों का पता लगाने के लिए प्रकाश का उपयोग करती है, और पिशाच के स्क्वीड्स इसका उपयोग शिकार से छिपाने के लिए करते हैं।

दृश्यमान प्रकाश की प्राथमिक गुण तीव्रता, प्रचार दिशा, आवृत्ति या तरंगदैर्ध्य स्पेक्ट्रम और ध्रुवीकरण, जबकि एक निर्वात में इसकी गति, 299,792,458 प्रति सेकेंड की दूरी, प्रकृति के मौलिक स्थिरांकों में से एक है। सभी तरह के विद्युत चुम्बकीय विकिरण (ईएमआर) के साथ, दर्शनीय प्रकाश, प्रयोगात्मक रूप से हमेशा इस गति को एक निर्वात में स्थानांतरित करने के लिए पाया जाता है।

भौतिकी में, शब्द प्रकाश कभी-कभी किसी भी तरंग दैर्ध्य के विद्युत चुम्बकीय विकिरण को संदर्भित करता है, चाहे वह दृश्य या नहीं। इस अर्थ में, गामा किरण, एक्स-रे, माइक्रोवेव और रेडियो तरंग भी प्रकाश हैं। सभी प्रकार के ईएम विकिरण की तरह, दृश्य प्रकाश लहरों के रूप में फैलता है। हालांकि, लहरों द्वारा दी जाने वाली ऊर्जा एक स्थान पर अवशोषित की जाती है जिस तरह से कण अवशोषित होते हैं। ईएम तरंगों की अवशोषित ऊर्जा को एक फोटान कहा जाता है, और प्रकाश का क्वांटा दर्शाता है। जब प्रकाश की लहर को एक फोटान के रूप में तब्दील और अवशोषित किया जाता है, तो लहर की ऊर्जा तुरन्त एक ही स्थान पर गिर जाती है, और यह स्थान होता है जहां फोटॉन “आता है।” यह वही लहर फ़ंक्शन पतन कहा जाता है। प्रकाश की इस दोहरी लहर की तरह और कण जैसी प्रकृति को लहर-कण द्वैत के रूप में जाना जाता है। प्रकाश का अध्ययन, प्रकाशिकी के रूप में जाना जाता है, आधुनिक भौतिकी में एक महत्वपूर्ण अनुसंधान क्षेत्र है।

विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम और दृश्य प्रकाश
आम तौर पर, ईएम विकिरण, या ईएमआर (पदनाम “विकिरण” स्थिर इलेक्ट्रिक और चुंबकीय और पास के खेतों को शामिल नहीं करता है), को तरंग दैर्ध्य द्वारा रेडियो, माइक्रोवेव, अवरक्त, दृश्य क्षेत्र में वर्गीकृत किया जाता है जिसे हम प्रकाश, पराबैंगनी, एक्स-रे और गामा के रूप में देखते हैं किरणों।

ईएमआर का व्यवहार अपने तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है। उच्च आवृत्तियों में कम तरंग दैर्ध्य होते हैं, और कम आवृत्तियों में तरंग दैर्ध्य होते हैं। जब ईएमआर एकल परमाणुओं और अणुओं के साथ संपर्क करता है, तो इसका व्यवहार ऊर्जा की मात्रा प्रति क्वांटम पर निर्भर करता है।

दृश्यमान प्रकाश क्षेत्र में ईएमआर में क्वांटा (फोटोन कहा जाता है) होते हैं जो ऊर्जा के निचले छोर पर होते हैं जो अणुओं के भीतर इलेक्ट्रॉनिक उत्तेजना पैदा करने में सक्षम होते हैं, जो अणु के संबंध या रसायन विज्ञान में परिवर्तन की ओर जाता है। दृश्यमान हल्के स्पेक्ट्रम के निचले सिरे पर, ईएमआर मनुष्य (अवरक्त) के लिए अदृश्य हो जाता है क्योंकि इसके फोटॉनों के पास मानव रेटिना में दृश्य अणु रेटिनिन में स्थायी आणविक परिवर्तन (संरचना में परिवर्तन) का कारण होने के लिए पर्याप्त व्यक्तिगत ऊर्जा नहीं होती है परिवर्तन दृष्टि की सनसनी ट्रिगर

ऐसे जानवर मौजूद हैं जो विभिन्न प्रकार के अवरक्तों के प्रति संवेदनशील होते हैं, लेकिन क्वांटम-अवशोषण के माध्यम से नहीं। सांपों में इन्फ्रारेड सेंसिंग प्राकृतिक थर्मल इमेजिंग पर निर्भर करता है, जिसमें इंफ्रारेड विकिरण द्वारा तापमान में सेलुलर पानी के छोटे पैकेट बढ़ते हैं। ईएमआर इस श्रेणी में आणविक कंपन और हीटिंग प्रभाव का कारण बनता है, जो इन जानवरों को इसका पता लगाता है।

दृश्यमान प्रकाश की सीमा के ऊपर, पराबैंगनी प्रकाश मनुष्यों के लिए अदृश्य हो जाता है, ज्यादातर क्योंकि यह 360 नैनोमीटर के नीचे कॉर्निया और 400 से नीचे का आंतरिक लेंस द्वारा अवशोषित होता है। इसके अलावा, मानव आंखों की रेटिना में स्थित छड़ और शंकु बहुत ज्यादा लघु (नीचे 360 एनएम) पराबैंगनी तरंग दैर्ध्य और वास्तव में पराबैंगनी द्वारा क्षतिग्रस्त हैं। आंखों वाले कई जानवरों को लेंस (जैसे कीड़े और चिंराट) की आवश्यकता नहीं होती है, क्वांटम फोटॉन-अवशोषण तंत्र द्वारा पराबैंगनी का पता लगाने में सक्षम होते हैं, बहुत ही रासायनिक तरीके से कि मनुष्य दृश्यमान प्रकाश का पता लगाते हैं

विभिन्न स्रोतों को दृश्यमान प्रकाश को 420 से 680 रूप में बालू रूप से परिभाषित करता है, जो कि 380 से 800 एनएम के रूप में व्यापक रूप से है। आदर्श प्रयोगशाला परिस्थितियों में, लोग कम से कम 1050 एनएम तक अवरक्त देख सकते हैं; बच्चों और युवा वयस्कों को लगभग 310 से 313 एनएम तक पराबैंगनी तरंग दैर्ध्य का अनुभव हो सकता है।

संयंत्र की वृद्धि भी प्रकाश के रंगीन स्पेक्ट्रम से प्रभावित होती है, एक प्रक्रिया जिसे photomorphogenesis कहा जाता है

प्रकाश कि गति
वैक्यूम में प्रकाश की गति को 299,792,458 एम / एस (प्रति सेकंड लगभग 186,282 मील) के रूप में परिभाषित किया गया है। एसआई इकाइयों में प्रकाश की गति का निश्चित मूल्य इस तथ्य से निकलता है कि मीटर को अब प्रकाश की गति के रूप में परिभाषित किया गया है। सभी प्रकार के इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक विकिरण शून्य से बिल्कुल इसी गति पर चलते हैं।

विभिन्न भौतिकविदों ने पूरे इतिहास में प्रकाश की गति को मापने का प्रयास किया है। गैलीलियो ने सत्तरहवीं शताब्दी में प्रकाश की गति को मापने का प्रयास किया। प्रकाश की गति को मापने के लिए प्रारंभिक प्रयोग 1676 में डेनमार्क भौतिक विज्ञानी ओले रोमेर द्वारा किया गया था। एक दूरबीन का उपयोग करते हुए, रोमेर ने बृहस्पति के गति और उसके एक चंद्रमा, आईओ को देखा। आईओ की कक्षा की स्पष्ट अवधि में विसंगतियों को देखते हुए, उन्होंने गणना की कि प्रकाश पृथ्वी के कक्षा के व्यास के पार जाने में लगभग 22 मिनट लगते हैं। हालांकि, उस समय उसका आकार ज्ञात नहीं था। अगर रोमर पृथ्वी की कक्षा के व्यास को जानता था, तो वह 227,000,000 मी / एस की गति की गणना करेगा

एक और, अधिक सटीक, प्रकाश की गति के माप में प्रदर्शन किया गया था यूरोप 1849 में हिप्पोलिटे फ़िज़े द्वारा। फ़िइज़ू ने कई किलोमीटर दूर एक दर्पण में प्रकाश की बीम का निर्देशन किया। एक घूर्णन दांत का पहिया प्रकाश की किरण के रास्ते में रखा गया था, जैसा कि वह स्रोत से आया था, दर्पण तक और तब उसके मूल में वापस आ गया। फिजाऊ ने पाया कि रोटेशन के एक निश्चित दर पर, बीम के रास्ते में पहिया में एक अंतर से गुजरना होगा और पीछे के रास्ते पर अगले अंतर होगा। दर्पण के लिए दूरी को जानने के लिए, पहिये पर दांतों की संख्या और रोटेशन की दर, फ़ेएकेओ ने प्रकाश की गति की गणना 313, 00, 00, 00,000 मी /

लियॉन फौकाल्ट ने एक प्रयोग किया जो 1862 में 298,000,000 मी / एस के मूल्य को प्राप्त करने के लिए घूर्णन दर्पण का इस्तेमाल करता था। अल्बर्ट ए। माइकलसन ने 1877 से 1 9 31 में उसकी मौत के बाद प्रकाश की गति पर प्रयोग किया। उन्होंने सुधारित घूर्णन के उपयोग से 1 9 26 में फौकाल्ट के तरीकों को परिष्कृत किया दर्पण को माउंट विल्सन से एक गोल यात्रा करने के लिए प्रकाश लेते समय को मापने के लिए पर्वत सान अंटोनिओ में कैलिफोर्निया । सटीक माप में 299,796,000 मी / एस की गति हुई

साधारण पदार्थ युक्त विभिन्न पारदर्शी पदार्थों में प्रकाश की प्रभावी वेग, वैक्यूम से कम है। उदाहरण के लिए, पानी में प्रकाश की गति शून्य के लगभग 3/4 है।

भौतिकविदों के दो स्वतंत्र दल कहा गया कि यह रोशनी के लिए बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट के माध्यम से एक “पूरी स्थिति” को प्रकाश में लाने के लिए लाएगा, एक टीम हार्वर्ड विश्वविद्यालय और रॉललैंड इंस्टीट्यूट फॉर साइंस इन कैंब्रिज , मैसाचुसेट्स , और अन्य पर हार्वर्ड स्मिथसोनियन केंद्र खगोल भौतिकी के लिए, में भी कैंब्रिज । हालांकि, इन प्रयोगों में रोशनी के “रोके” का लोकप्रिय वर्णन केवल परमाणुओं के उत्साहित राज्यों में प्रकाश को संग्रहीत करने के लिए संदर्भित करता है, फिर बाद में एक मनमाने ढंग से उत्सर्जित होता है, जैसा कि एक दूसरे लेजर पल्स द्वारा प्रेरित होता है। उस समय के दौरान “रोका” था, यह रोशनी खत्म हो गया था।

प्रकाशिकी
प्रकाश का अध्ययन और प्रकाश और पदार्थ की बातचीत को प्रकाशिकी कहा जाता है इंद्रधनुष और अरोड़ा बोरेलिस जैसी ऑप्टिकल घटनाओं का अवलोकन और अध्ययन प्रकाश की प्रकृति के रूप में कई सुराग प्रदान करता है।

अपवर्तन

प्रकाश के अपवर्तन का एक उदाहरण प्रकाश के अपवर्तन के कारण भूसे से भूरे रंग में प्रवेश करने के कारण भूसे दिखाई देती हैं

अपवर्तन प्रकाश की किरणों का झुकाव है, जब एक पारदर्शी सामग्री के बीच एक सतह से गुजर रहा है और दूसरा यह स्नेल के कानून द्वारा वर्णित है:


जहां θ1 किरण के बीच का कोण और पहली माध्यम की सतह सामान्य है, θ2 किरण के बीच के कोण और दूसरी माध्यम में सामान्य सतह है, और एन 1 और एन 2 अपवर्तन के सूचक हैं, शून्य में शून्य = 1 और n> 1 पारदर्शी पदार्थ में

जब प्रकाश की बीम एक वैक्यूम और दूसरे माध्यम के बीच की सीमा को पार करती है, या दो अलग-अलग मीडिया के बीच, प्रकाश की तरंग दैर्ध्य बदलती है, लेकिन आवृत्ति स्थिर रहती है यदि प्रकाश की किरण सीमा से orthogonal (या बल्कि सामान्य) नहीं है, तो तरंग दैर्ध्य में परिवर्तन बीम की दिशा में परिवर्तन में होता है। दिशा में यह बदलाव अपवर्तन के रूप में जाना जाता है।

चित्रों के स्पष्ट आकार को बदलने के लिए लेंस की अपवर्तक गुणवत्ता को अक्सर प्रकाश में हेरफेर करने के लिए उपयोग किया जाता है। चश्मा, चश्मा, संपर्क लेंस, सूक्ष्मदर्शी और रीफ़्रैक्टिंग दूरबीनों की भव्यता इस हेरफेर के सभी उदाहरण हैं।

प्रकाश के स्रोत
प्रकाश के कई स्रोत हैं किसी दिए गए तापमान पर एक शरीर काली-शरीर विकिरण के एक विशिष्ट स्पेक्ट्रम का उत्सर्जन करता है। एक सरल थर्मल स्रोत सूर्य की रोशनी है, सूर्य के क्रोमोंफेयर द्वारा लगभग 6,000 केल्विंस (5,730 डिग्री सेल्सियस, 10,340 डिग्री फ़ारेनहाइट) में विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम के दृश्य क्षेत्र में चोटियों द्वारा उत्सर्जित विकिरण जब तरंग दैर्ध्य इकाइयों में प्लॉट किया जाता है और लगभग 44% सूर्योदय ऊर्जा जो पहुंचता है वह जमीन दिखाई दे रहा है। एक और उदाहरण में गरमागरम प्रकाश बल्ब है, जो कि उनकी ऊर्जा के लगभग 10% दृश्य प्रकाश के रूप में और बाकी को अवरक्त के रूप में छोड़ देता है। इतिहास में एक सामान्य थर्मल प्रकाश स्रोत आग की चमक में ठोस कण है, लेकिन ये अवरक्त में अपने विकिरण के अधिकांश उत्सर्जन करते हैं, और दृश्यमान स्पेक्ट्रम में केवल एक अंश।

ब्लैकबेन स्पेक्ट्रम का शिखर गहरे अवरक्त में है, लगभग 10 माइक्रोरेम्रे तरंग दैर्ध्य, अपेक्षाकृत शांत वस्तुओं जैसे मनुष्यों के लिए। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता जाता है, शिखर को तरंग दैर्ध्यों में बदल जाता है, पहले एक लाल चमक उत्पन्न करता है, फिर एक सफेद एक होता है, और अंत में एक नीला-सफेद रंग होता है क्योंकि चोटी स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग से और पराबैंगनी में निकल जाते हैं। ये रंग तब देखे जा सकते हैं जब धातु “लाल गर्म” या “सफेद गर्म” से गर्म होता है नीले-सफेद थर्मल उत्सर्जन अक्सर सितारों को छोड़कर नहीं देखा जाता है (आमतौर पर गैस की लौ में आमतौर पर शुद्ध-नीले रंग के रंग या वेल्डर की मशाल वास्तव में आणविक उत्सर्जन के कारण होती है, विशेषकर सीएच रडिकल्स द्वारा (425 एनएम के आसपास तरंग दैर्ध्य बैंड उत्सर्जित करते हुए) और सितारों या शुद्ध थर्मल विकिरण में नहीं देखा जाता है)।

परमाणु उत्सर्जित और विशिष्ट ऊर्जा पर प्रकाश को अवशोषित करते हैं। यह प्रत्येक परमाणु के स्पेक्ट्रम में “उत्सर्जन लाइनों” का उत्पादन करता है। उत्सर्जन स्वस्थ हो सकता है, जैसे कि प्रकाश उत्सर्जक डायोड, गैस डिस्चार्ज लैंप (जैसे कि नीयन लैंप और नीयन के संकेत, पारा वाष्प लैंप, आदि), और आग (गर्म गैस से प्रकाश-ही, उदाहरण के लिए, सोडियम में एक गैस लौ विशेषता पीला प्रकाश का उत्सर्जन करती है)। उत्सर्जन को भी लेजर या माइक्रोवेव माज़र के रूप में प्रेरित किया जा सकता है।

एक नि: शुल्क चार्ज कण के विकार, जैसे कि एक इलेक्ट्रॉन, दृश्य विकिरण का उत्पादन कर सकते हैं: साइक्लोट्रॉन विकिरण, सिंक्रोट्रॉन विकिरण, और ब्रेम्सस्ट्रालंग विकिरण इस सभी उदाहरण हैं उस मध्यम में प्रकाश की गति की तुलना में एक माध्यम के माध्यम से बढ़ते कण दृश्यमान चेरेनकोव विकिरण का उत्पादन कर सकते हैं। कुछ रसायनों केमोलुमिनेसिसेंस द्वारा दृश्य विकिरण का उत्पादन होता है। जीवित चीजों में, इस प्रक्रिया को बुलाइमिनिसेंस कहा जाता है। उदाहरण के लिए, फ़ायरफ़्लिज़ इस माध्यम से प्रकाश का उत्पादन करती है, और पानी के माध्यम से चलने वाली नौकाएं प्लवक को परेशान कर सकती हैं जो चमकदार जगा पैदा करती हैं।

कुछ पदार्थ प्रकाश उत्पन्न करते हैं, जब उन्हें अधिक ऊर्जावान विकिरण द्वारा प्रबुद्ध किया जाता है, प्रतिरक्षा के रूप में जाना जाने वाला एक प्रक्रिया कुछ ऊर्जा उत्तेजित होने के बाद अधिक ऊर्जावान विकिरण द्वारा हल्की प्रकाश का उत्सर्जन करती है। इसे फॉस्फोरसेंस कहा जाता है फास्फोरस सामग्री को भी उप-आकृति कणों के साथ बौछार करके भी उत्साहित किया जा सकता है। कैथोडोल्युमिनेसिसेंस एक उदाहरण है। यह तंत्र कैथोड रे ट्यूब टेलीविजन सेट और कंप्यूटर मॉनिटर में उपयोग किया जाता है।

कुछ अन्य तंत्र प्रकाश उत्पन्न कर सकते हैं:

bioluminescence
चेरेनकोव विकिरण
electroluminescence
जगमगाहट
sonoluminescence
Triboluminescence

जब प्रकाश की अवधारणा को बहुत-उच्च-ऊर्जा फोटॉनों (गामा किरणों) को शामिल करना है, तो अतिरिक्त पीढ़ी तंत्र में शामिल हैं:

कण-एंटीपर्टिकल विनाश
रेडियोधर्मी क्षय

हल्की दबाव
प्रकाश अपने रास्ते में वस्तुओं पर शारीरिक दबाव डालता है, एक घटना जिसे मैक्सवेल के समीकरणों द्वारा अनुमानित किया जा सकता है, लेकिन प्रकाश की कण प्रकृति द्वारा इसे आसानी से समझाया जा सकता है: फोटॉनों की हड़ताल और उनकी गति को स्थानांतरित करना प्रकाश का दबाव प्रकाश की बीम की शक्ति के बराबर होता है, जो प्रकाश की गति होती है। सी की परिमाण के कारण, रोज़मर्रा के ऑब्जेक्ट्स के लिए हल्के दबाव का असर कम होता है। उदाहरण के लिए, एक-मिलवीयट लेजर सूचक वस्तु को प्रकाशित किए जाने वाले वस्तु के बारे में 3.3 पिकॉनवेटन की एक शक्ति का प्रयोग करता है; इस प्रकार, एक लेज़र पॉइंटर्स के साथ एक यूएस पैनी को उठा सकता है, लेकिन ऐसा करने के लिए लगभग 30 अरब 1-एमडब्ल्यू लेजर पॉइंटर्स की आवश्यकता होगी हालांकि, नैनोमीटर-स्तरीय अनुप्रयोगों जैसे नैनोएलेक्ट्रोमेनिकल सिस्टम (| एनईएमएस) में, प्रकाश के दबाव का प्रभाव अधिक महत्वपूर्ण है, और एनईएमएस तंत्र को चलाने के लिए हल्के दबाव का शोषण करता है और एकीकृत सर्किटों में नैनोमीटर-स्तरीय भौतिक स्विच को फ्लिप करता है एक सक्रिय क्षेत्र अनुसंधान । बड़े पैमाने पर, हल्के दबाव से क्षुद्रग्रहों को तेजी से स्पिन करने का कारण बन सकता है, एक विंडमिल के वैन्स पर उनके अनियमित आकृतियों पर अभिनय कर सकता है। अंतरिक्ष में अंतरिक्ष यान को गति देने वाले सौर पाल बनाने की संभावना भी जांच में है।

हालांकि क्रूक रेडियोधोमीटर की गति को मूल रूप से हल्के दबाव के लिए जिम्मेदार माना गया था, यह व्याख्या गलत है; विशेषता Crookes रोटेशन आंशिक वैक्यूम का नतीजा है। यह निकोल्स रेडोमीटर के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए, जिसमें टोक़ की वजह से (मामूली) गति (हालांकि घर्षण के खिलाफ पूर्ण रोटेशन के लिए पर्याप्त नहीं) सीधे प्रकाश दबाव के कारण होता है। प्रकाश दबाव के परिणामस्वरूप, 1 9 0 9 में आइंस्टीन ने “विकिरण घर्षण” के अस्तित्व की भविष्यवाणी की, जो पदार्थ के आंदोलन का विरोध करेंगे। उन्होंने लिखा, “विकिरण प्लेट के दोनों किनारों पर दबाव डालेगा प्लेटों को आराम करने पर दोनों पक्षों पर दबाव की ताकत समान होती है हालांकि, यदि यह गति में है, तो अधिक विकिरण सतह पर दिखाई देगी जो आगे की सतह की तुलना में गति (सामने की सतह) के दौरान आगे है। पीठ पर अभिनय दबाव के बल से सामने की सतह पर लगाए गए दबाव की पिछड़े प्रक्रिया बल बड़ा है। इसलिए, दो बलों के परिणामस्वरूप, एक शक्ति बनी हुई है जो प्लेट की गति का प्रतिकार करती है और यह प्लेट की गति के साथ बढ़ जाती है हम संक्षेप में इस परिणामी ‘विकिरण घर्षण’ को कॉल करेंगे। ”

प्रकाश के बारे में ऐतिहासिक सिद्धांत, कालानुक्रमिक क्रम में
ईसा पूर्व के पांचवीं शताब्दी में, एम्पेडोकल्स ने कहा कि सब कुछ चार तत्वों से बना था; आग, हवा, पृथ्वी और पानी उनका मानना ​​था कि एफ़्रोडाइट ने चार तत्वों से मानवीय आंखें बनाई थी और उसने आंखों में आग को जलाया था जो आंखों से आंखों में दिखाई देने की दृष्टि से संभव है। अगर यह सच था, तो रात के दौरान और साथ ही दिन के दौरान ही कोई व्यक्ति देख सकता था, इसलिए एम्पेडोकलल्स ने सूरज जैसे स्रोत से किरणों और किरणों से किरणों के बीच एक बातचीत का आशय व्यक्त किया

लगभग 300 बीसी में, यूक्लिड Optica लिखा है, जिसमें उन्होंने प्रकाश के गुणों का अध्ययन किया। यूक्लिड ने कहा कि प्रकाश सीधे लाइनों में कूच किया और उन्होंने प्रतिबिंब के नियमों को वर्णित किया और उन्हें गणितीय अध्ययन किया। उन्होंने कहा कि दृष्टि आंखों से एक बीम का नतीजा है, क्योंकि वह पूछता है कि सितारों को तुरंत कैसे दिखता है, अगर कोई अपनी आंखों को बंद कर देता है, तो उन्हें रात में खुल जाता है अगर आंखों से बीम असीम रूप से यात्रा करता है तो यह कोई समस्या नहीं है।

55 ईसा पूर्व में, एक रोमन जो कि पहले ग्रीक परमाणुओं के विचारों को लेते थे, ल्यूकटरियस ने लिखा, “सूर्य की रोशनी और गर्मी; ये मिनिट परमाणुओं से बना होते हैं, जब वे झुक जाते हैं, सही शूटिंग में कोई समय नहीं खो देते हैं हवा की अंतराल को दिशा में दी गई दिशा में। (ब्रह्मांड की प्रकृति पर) बाद में कण सिद्धांतों के समान होने के बावजूद, लूक्रेटियस के विचार आम तौर पर स्वीकार नहीं किए गए थे। टॉलेमी (सी। 2 शताब्दी) ने अपनी पुस्तक ऑप्टिक्स में प्रकाश के अपवर्तन के बारे में लिखा

क्लासिक इंडिया
प्राचीन में इंडिया , सांख्य और सभ्यता के हिंदू स्कूल, प्रारंभिक शताब्दी के आसपास से, सिद्धांतों को प्रकाश में विकसित किया। सांख्य विद्यालय के अनुसार, प्रकाश पांच मूलभूत “सूक्ष्म” तत्वों (तनमात्र) में से एक है जिसमें से कुल तत्व उत्पन्न होते हैं। इन तत्वों की परमाणुता विशेष रूप से उल्लिखित नहीं है और ऐसा प्रतीत होता है कि उन्हें वास्तव में निरंतर होना था। दूसरी ओर, वैश्यशिका स्कूल भौतिक दुनिया के एक परमाणु सिद्धांत को आकाश, अंतरिक्ष और समय के गैर-परमाणु मैदान पर देता है। (भारतीय परमाणुवाद देखें।) बुनियादी परमाणु पृथ्वी (प्राधिवी), पानी (पानी), अग्नि (अग्नि), और वायु (वायु) प्रकाश किरणों को तेजज (अग्नि) परमाणुओं के उच्च वेग की एक धारा के रूप में ले जाते हैं। प्रकाश के कणों की गति और तेज परमाणुओं की व्यवस्था के आधार पर विभिन्न विशेषताओं का प्रदर्शन कर सकते हैं। विष्णु पुराण “सूरज की सात किरणों” के रूप में सूर्य के प्रकाश को दर्शाता है।

5 वीं शताब्दी में दिग्नागा और 7 वीं शताब्दी में धर्मकारिणी के रूप में भारतीय बौद्धों ने परमाणुवाद का एक प्रकार विकसित किया है जो वास्तविकता के बारे में एक दर्शन है जो परमाणु संस्थाओं से बना है जो प्रकाश या ऊर्जा के क्षणिक चमक हैं। उन्होंने प्रकाश को ऊर्जा के समान एक परमाणु इकाई के रूप में देखा

डेसकार्टेस
रेने डेसकार्टेस (15 9 6, 1650) ने कहा कि प्रकाश चमकीले शरीर की एक यांत्रिक संपत्ति थी, इब्न अल-हेंथम और विटेलो के “रूप” और साथ ही बेकन, ग्रॉस्सेटेस्टे, और केप्लर की “प्रजाति” को अस्वीकार कर दिया। 1637 में उन्होंने प्रकाश के अपवर्तन के एक सिद्धांत को प्रकाशित किया, जो ग़लत ढंग से लिखा, कि प्रकाश कम घने माध्यम की तुलना में एक घने मध्यम में तेजी से यात्रा करता था। डेकार्टेस इस निष्कर्ष पर ध्वनि तरंगों के व्यवहार के साथ सादृश्य द्वारा पहुंचे। हालांकि, डेसकार्ट्स ने सापेक्ष गति के बारे में गलत किया था, वह यह मानते हुए कि प्रकाश एक लहर की तरह व्यवहार किया गया था और यह निष्कर्ष निकाला था कि अपवर्तन विभिन्न मीडिया में प्रकाश की गति से समझाया जा सकता है।

डेकार्टेस मैकेनिकल एनालॉग्स का उपयोग करने वाला पहला नहीं है, लेकिन क्योंकि वह स्पष्ट रूप से दावा करता है कि प्रकाश केवल चमकदार शरीर की एक यांत्रिक संपत्ति है और ट्रांसमिटिंग माध्यम है, प्रकाश की डेसकार्टिस सिद्धांत को आधुनिक भौतिक प्रकाशिकी की शुरुआत के रूप में माना जाता है

कण सिद्धांत
पियरे गसेन्डी (15 9 2-1655), एक परमाणु, ने प्रकाश के कण सिद्धांत का प्रस्ताव रखा जो 1660 के दशक में मरणोपरांत प्रकाशित हुआ। आइजैक न्यूटन ने कम उम्र में गसेन्डी के काम का अध्ययन किया, और पूरे विचार के डेसकार्ट्स के सिद्धांत को अपना मान लिया। उन्होंने 1685 के प्रकाश की अपनी प्रस्तुति में कहा था कि प्रकाश को कणों (पदार्थ के कण) से बना था जो एक स्रोत से सभी दिशाओं में उत्सर्जित होता था। में से एक न्यूटन प्रकाश की लहर प्रकृति के खिलाफ तर्क है कि लहरों को बाधाओं के आसपास झुकना जाना जाता था, जबकि प्रकाश केवल सीधे लाइनों में यात्रा की थी हालांकि, प्रकाश प्रकाश के विवर्तन (जो कि फ्रांसेस्को ग्रिमाल्डी ने मनाया था) की घटना को समझाते हुए कहा कि प्रकाश कण एथर में एक स्थानीयकृत लहर पैदा कर सकता है।

न्यूटन के सिद्धांत का इस्तेमाल प्रकाश के प्रतिबिंब के भविष्यवाणी के लिए किया जा सकता है, लेकिन गहराई से यह मानते हुए कि प्रकाश एक घने माध्यम पर प्रवेश करने पर त्वरित रूप से अपवर्तन की व्याख्या कर सकता था क्योंकि गुरुत्वाकर्षण खींचने के कारण अधिक था। न्यूटन 1704 में अपनी ऑप्टिक्स के अपने सिद्धांत के अंतिम संस्करण को प्रकाशित किया। उनकी प्रतिष्ठा ने 18 वीं सदी के दौरान प्रकाश के कण सिद्धांत को प्रभावित करने में मदद की। प्रकाश के कण सिद्धांत का नेतृत्व किया लाप्लास यह तर्क देने के लिए कि एक शरीर इतना बड़ा हो सकता है कि प्रकाश इससे बच नहीं सकता है दूसरे शब्दों में, यह हो जाएगा कि अब एक ब्लैक होल कहा जाता है। लाप्लास बाद में उनके सुझाव वापस ले लिया, प्रकाश के एक लहर सिद्धांत प्रकाश के लिए मॉडल के रूप में मजबूती से स्थापित होने के बाद (जैसा कि समझाया गया है, न तो एक कण या लहर सिद्धांत पूरी तरह से सही है)। का अनुवाद न्यूटन स्टीफन हॉकिंग और जॉर्ज एफआर एलिस द्वारा, अंतरिक्ष के बड़े पैमाने पर संरचना में प्रकाश पर निबंध प्रकट होता है।

तथ्य यह है कि प्रकाश को ध्रुवीकृत किया जा सकता है, पहली बार गुणात्मक रूप से समझाया गया था न्यूटन कण सिद्धांत का उपयोग करना 1810 में एटिने-लुइस माल्सु ने ध्रुवीकरण के गणितीय कण सिद्धांत का निर्माण किया। 1812 में जीन-बैप्टिस्ट बायोट ने दिखाया कि इस सिद्धांत ने प्रकाश ध्रुवीकरण के सभी ज्ञात घटनाओं समझाया। उस समय में ध्रुवीकरण को कण सिद्धांत का प्रमाण माना जाता था।

वेव थ्योरी
रंगों की उत्पत्ति की व्याख्या करने के लिए, रॉबर्ट हुक (1635-1703) ने एक “पल्स थ्योरी” विकसित किया और उनकी 1665 कार्यप्रणाली Micrographia (“अवलोकन IX”) में पानी की तरंगों के प्रकाश की तुलना की। 1672 में हू ने सुझाव दिया कि प्रकाश की कंपन प्रसार की दिशा में लंबवत हो सकती है। क्रिस्टियान ह्यूजेन्स (1629-1695) ने 1678 में प्रकाश के गणितीय तरंग सिद्धांत को तैयार किया, और 16 9 0 में प्रकाश पर अपने ट्रीटेज़ में इसे प्रकाशित किया। उन्होंने प्रस्तावित किया कि प्रकाश सभी दिशाओं में एक माध्यम के तरंगों की एक श्रृंखला के रूप में उत्सर्जित किया गया, । जैसा कि लहरों को गुरुत्वाकर्षण से प्रभावित नहीं किया जाता है, यह माना जाता था कि वे एक घने माध्यम में प्रवेश करने पर धीमा हो गए थे

क्रिस्टियान ह्यूजेन्स
लहर सिद्धांत ने अनुमान लगाया था कि हल्के तरंगों में एक दूसरे के साथ-साथ ध्वनि तरंगों में हस्तक्षेप हो सकता है (जैसा कि थॉमस यंग द्वारा 1800 के आसपास उल्लेख किया गया था)। युवा को एक विवर्तन प्रयोग के माध्यम से दिखाया गया जो कि प्रकाश लहरों की तरह व्यवहार करता था। उन्होंने यह भी प्रस्ताव किया कि विभिन्न रंग प्रकाश के विभिन्न तरंग दैर्ध्य के कारण होते हैं, और आंखों में तीन रंगीय रिसेप्टर्स के संदर्भ में रंग दृष्टि समझाते हैं। लहर सिद्धांत का एक अन्य समर्थक लिनोहार्ड यूलर था। उन्होंने नोवा थोरिया लुईस एट कलम (1746) में तर्क दिया कि विवर्तन को आसानी से एक लहर सिद्धांत द्वारा समझाया जा सकता है। 1816 में एंड्रे-मैरी एम्पेरे ने अगस्तिन-जीन फ्रेसनल को एक विचार दिया कि प्रकाश के ध्रुवीकरण को लहर सिद्धांत द्वारा समझाया जा सकता है अगर प्रकाश एक अनुप्रस्थ लहर होता है।

बाद में, फ्रेसेनल ने स्वतंत्र रूप से प्रकाश की अपनी लहर सिद्धांत तैयार किया, और इसे 1817 में एकेडमी डेस साइंसेज में प्रस्तुत किया। सीमोन डेनिस पॉसॉन ने फ्रेशनल के गणितीय काम में जोड़कर लहर सिद्धांत के पक्ष में तर्कसंगत बहस पैदा किया, जिससे वह उलट गया न्यूटन है कॉर्पस्क्युलर सिद्धांत वर्ष 1821 तक, फ्रेस्नेल को गणितीय तरीकों के माध्यम से दिखाया जा सकता है कि ध्रुवीकरण को प्रकाश की लहर सिद्धांत द्वारा समझाया जा सकता है और केवल अगर प्रकाश पूरी तरह से अनुक्रमित होता है, जिसमें कोई अनुदैर्ध्य कंपन नहीं होता है।

लहर सिद्धांत की कमजोरी यह थी कि प्रकाश तरंगों जैसे ध्वनि तरंगों को ट्रांसमिशन के लिए एक माध्यम की आवश्यकता होगी। 1678 में हुयेजेंस द्वारा प्रस्तावित काल्पनिक पदार्थ ल्यूमिनेफ़ेरस एथेर का अस्तित्व मिशेलसन-मॉर्ले प्रयोग द्वारा उन्नीसवीं सदी के उत्तरार्ध में मजबूत संदेह में डाला गया था।

न्यूटन कॉर्पस्क्युलर सिद्धांत का अर्थ है कि प्रकाश एक घने माध्यम में तेजी से यात्रा करेगा, जबकि ह्यूजेन्स की लहर सिद्धांत और अन्य ने इसके विपरीत प्रयोग किया। उस समय, प्रकाश की गति को सही ढंग से मापा नहीं जा सका था कि कौन सा सिद्धांत सही था। 1850 में, लेऑन फौकाल्ट को पर्याप्त रूप से सटीक माप बनाने के लिए सबसे पहले, उनके परिणामस्वरूप लहर सिद्धांत का समर्थन किया गया और शास्त्रीय कण सिद्धांत को अंततः छोड़ दिया गया, केवल 20 वीं सदी में आंशिक रूप से उभरने के लिए।

विद्युतचुंबकीय सिद्धांत

समय-समय पर फ्रोजन किए गए रैखिक ध्रुवीकृत प्रकाश तरंगों के 3-आयामी रेंडरिंग और प्रकाश के दो oscillating घटकों को दिखा रहा है; एक विद्युत क्षेत्र और चुंबकीय क्षेत्र को एक दूसरे से और गति की दिशा (एक अनुप्रस्थ लहर) के लिए लंबवत है।
1845 में, माइकल फैराडे ने पता लगाया कि एक पारदर्शी ढांकता हुआ की उपस्थिति में जब प्रकाश किरण चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में यात्रा करते हैं, तो रैखिक ध्रुवीकृत प्रकाश के ध्रुवीकरण के विमान को घुमाया जाता है, जिसे अब फैराडे रोटेशन के रूप में जाना जाता है। यह पहला सबूत था कि प्रकाश विद्युत चुम्बकीयता से संबंधित था। 1846 में उन्होंने अनुमान लगाया कि रोशनी चुंबकीय क्षेत्र की रेखाओं के साथ प्रचार के कुछ प्रकार के अशांति हो सकती है। फैराडे ने 1847 में प्रस्तावित किया कि प्रकाश एक उच्च आवृत्ति विद्युत चुम्बकीय कंपन था, जो ईथर की तरह एक माध्यम की अनुपस्थिति में भी प्रचार कर सकता था।

फैराडे के काम से विद्युत तंत्रिकी विकिरण और प्रकाश का अध्ययन करने के लिए जेम्स क्लार्क मैक्सवेल को प्रेरित किया गया। मैक्सवेल ने पाया कि स्वयं-प्रचारित विद्युत चुम्बकीय तरंगें एक स्थिर गति से अंतरिक्ष के माध्यम से यात्रा करती हैं, जो प्रकाश की पहले मापा गति के बराबर होती थी। इस से, मैक्सवेल ने निष्कर्ष निकाला कि प्रकाश विद्युतचुंबकीय विकिरण का एक रूप था: उन्होंने पहली बार 1862 में फोर्स की फॉइलिक लाइन्स में यह परिणाम बताया था। 1873 में, उन्होंने विद्युत और चुंबकत्व पर एक ग्रंथ प्रकाशित किया, जिसमें इलेक्ट्रिकल और चुंबकीय क्षेत्र के व्यवहार का पूरा गणितीय विवरण था, जिसे अब भी मैक्सवेल के समीकरण के रूप में जाना जाता है। इसके तुरंत बाद हीनरिक हर्ट्ज़ ने प्रयोगशाला में रेडियो तरंगों का सृजन और पता लगाकर मैक्सवेल के सिद्धांत को प्रयोगात्मक रूप से पुष्ट किया, और यह दर्शाते हुए कि इन तरंगों का प्रदर्शन दृश्य प्रकाश की तरह ही हुआ, प्रतिबिंब, अपवर्तन, विवर्तन और हस्तक्षेप जैसे गुणों का प्रदर्शन करना। मैक्सवेल के सिद्धांत और हर्टज़ के प्रयोगों ने आधुनिक रेडियो, रडार, टेलीविजन, विद्युत चुम्बकीय इमेजिंग और बेतार संचार के विकास के लिए सीधे नेतृत्व किया।

क्वांटम सिद्धांत में, मैक्सवेल के शास्त्रीय सिद्धांत में वर्णित तरंगों के फोटॉनों को लहर पैकेट के रूप में देखा जाता है। विजुअल लाइट के साथ भी प्रभाव की व्याख्या करने के लिए क्वांटम सिद्धांत की आवश्यकता थी, मैक्सवेल का शास्त्रीय सिद्धांत (जैसे वर्णक्रमीय रेखाएं) नहीं कर सकता था।

क्वांटम सिद्धांत
1 9 00 मैक्स प्लैंक में, ब्लैक बॉडी विकिरण की व्याख्या करने का प्रयास करने का सुझाव दिया गया कि हालांकि प्रकाश एक लहर थी, ये लहरें केवल अपनी आवृत्ति से संबंधित सीमित मात्रा में ऊर्जा हासिल कर सकती हैं या खो सकती हैं। प्लैंक ने इन्हें लाइट एनर्जी “क्वांटा” (“कितना” के लिए लैटिन शब्द से) के “गांठ” कहा। 1 9 05 में, अल्बर्ट आइंस्टीन ने फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव को स्पष्ट करने के लिए प्रकाश क्वांटा के विचार का इस्तेमाल किया, और सुझाव दिया कि ये प्रकाश क्वांटा “वास्तविक” अस्तित्व था। 1 9 23 में आर्थर होली कॉम्पटन ने दिखाया कि तरंग दैर्ध्य शिफ्ट को देखा गया जब इलेक्ट्रॉनों (तथाकथित कॉम्प्टन बिखरने) से बिखरे हुए कम तीव्रता एक्स-रे को एक्स-रे के कण सिद्धांत द्वारा समझाया जा सकता है, लेकिन एक लहर सिद्धांत नहीं। 1 9 26 में गिल्बर्ट एन। लुईस ने इन प्रकाश क्वान कण फोटॉनों का नाम दिया।

आखिरकार, क्वांटम यांत्रिकी के आधुनिक सिद्धांत तस्वीर (जैसे कुछ अर्थों में) के रूप में एक कण और तरंग, और (एक अन्य अर्थ में) तस्वीर के रूप में आया, एक ऐसी घटना के रूप में, जो न तो एक कण है और न ही लहर (जो वास्तव में मैक्रोस्कोपिक घटनाएं हैं बेसबॉल या सागर लहरों के रूप में) इसके बजाय, आधुनिक भौतिकी प्रकाश को कुछ के रूप में देखता है जिसे कभी-कभी एक प्रकार के मैक्रोस्कोपिक रूपक (कण), और कभी-कभी एक अन्य मैक्रोस्कोपिक रूपक (पानी तरंगों) के लिए उपयुक्त गणित के साथ वर्णित किया जा सकता है, लेकिन वास्तव में ऐसा कुछ है जिसे पूरी तरह से कल्पना नहीं किया जा सकता है। जैसे कि रेडियो तरंगों और कॉम्प्टन बिखरने में शामिल एक्स-रे के मामले में, भौतिकविदों ने ध्यान दिया है कि विद्युत चुम्बकीय विकिरण कम आवृत्तियों पर एक शास्त्रीय लहर की तरह व्यवहार करते हैं, लेकिन अधिक आवृत्तियों पर एक शास्त्रीय कण की तरह व्यवहार करते हैं, लेकिन यह कभी भी पूरी तरह से खो नहीं जाता एक या दूसरे के गुण दृश्यमान प्रकाश, जो आवृत्ति में एक मध्य जमीन पर है, आसानी से प्रयोगों में दिखाया जा सकता है ताकि किसी लहर या कण मॉडल का उपयोग किया जा सके, या कभी-कभी दोनों।

फरवरी 2018 में, वैज्ञानिकों ने पहली बार, प्रकाश के एक नए रूप की खोज की, जिसमें पोलरिटोन शामिल हो सकते हैं, जो क्वांटम कंप्यूटर के विकास में उपयोगी हो सकते हैं।