प्रकाश का व्यतिकरण और विवर्तन| interference and diffraction

आज हम प्रकाश के व्यतिकरण और विवर्तन की घटना के बारे में पढ़ने वाले हैं |इससे पहले हम प्रकाश की महत्वपूर्ण घटनाएं परावर्तन(reflection) ,अपवर्तन(refraction) और वर्ण विक्षेपण(dispersion) के बारे में पढ़ चुके हैं|

व्यतिकरण किसे कहते हैं?(vyatikaran Kise Kahate Hain)

जब लगभग समान आयाम व समान आवृत्ति की दो प्रकाश तरंगें किसी माध्यम में एक साथ एक ही दिशा में गमन करती है, तो उनके अध्यारोपण के फलस्वरूप बनी परिणामी तरंग का आयाम मूल तरंगों के आयाम से भिन्न होता है |

प्रकाश की तीव्रता आयाम के वर्ग के अनुक्रमानुपाती होती है|
प्रकाश की तीव्रता ∝ (आयाम)²
अतः आयाम में परिवर्तन होने से प्रकाश की तीव्रता में भी परिवर्तन हो जाता है| कुछ स्थानों पर प्रकाश की तीव्रता अधिकतम तथा कुछ स्थानों पर न्यूनतम अथवा शून्य होती है| इस घटना को प्रकाश का व्यतिकरण कहते हैं|

प्रकाश का व्यतिकरण( interference of light)

“ जब समान आवृत्ति की दो प्रकाश तरंगें किसी माध्यम में एक ही दिशा में गमन करती है, तो उनके अध्यारोपण के फलस्वरुप प्रकाश की तीव्रता में परिवर्तन हो जाता है| इस घटना को प्रकाश का व्यतिकरण कहते हैं|”

व्यतिकरण की घटना के उदाहरण- साबुन के बुलबुले की पतली फिल्म या पानी की सतह पर तेल की बूंद की पतली फिल्म का रंगीन दिखाई देना|

व्यतिकरण के प्रकार(Types of Interference)

व्यतिकरण दो प्रकार के होते हैं-
1. संपोषी व्यतिकरण( constructive interference)
2. विनाशी व्यतिकरण( destructive interference)

1.संपोषी व्यतिकरण( constructive interference) – जब समान आयाम तथा समान आवृत्ति की दो तरंगे एक ही दिशा में चलकर किसी बिंदु पर सामान कला में मिलती है अर्थात दोनों तरंगों के श्रृंग एवं गर्त एक साथ पडते हैं तब प्रकाश की तीव्रता में वृद्धि हो जाती हैं| इस घटना को संतोषी व्यतिकरण कहते हैं|

$प्रकाश का व्यतिकरण और विवर्तन|interference and diffraction$

constructive interference

2.विनाशी व्यतिकरण( destructive Interference) – जब दो सामान आयाम और सामान आवृत्ति की तरंगे एक ही दिशा में चलकर किसी बिंदु पर विपरीत कला में मिलती है अर्थात एक तरंग के श्रृंग पर दूसरी तरंग का गर्त पड़ता है तो प्रकाश की तीव्रता में कमी आ जाती है| इस घटना को विनाशी व्यतिकरण कहते हैं|

$प्रकाश का व्यतिकरण और विवर्तन|interference and diffraction$

destructive interference

प्रकाश के व्यतिकरण के लिए आवश्यक प्रतिबंध( शर्तें) :
1. दोनों तरंगों के आयाम लगभग समान हो|
2. दोनों तरंगों की आवृतियाँ समान हो|
3. दोनों तरंगे एक ही दिशा में गमन करें|
4. दोनों प्रकाश- स्त्रोत एकवर्णी हो|
5. दोनों प्रकाश- स्त्रोत कला-सम्बद्ध हो|

प्रकाश का विवर्तन( diffraction of light)

जब तरंगों के मार्ग में कोई अवरोध आता है या तरंगे किसी छिद्र में से होकर गुजरती है, तो तरंगे छिद्र या अवरोध के किनारों पर आंशिक रूप से मुड़ जाती है| इस घटना को तरंगों का विवर्तन कहते हैं|
यदि एक कमरे में कोई व्यक्ति बोल रहा है तो उसकी आवाज कमरे में बैठे सभी व्यक्तियों को सुनाई देती हैं इसका कारण है ध्वनि तरंगों का विवर्तन| हम जानते हैं ध्वनि, तरंगों के रूप में आगे बढ़ती है और यदि उसके मार्ग में कोई अवरोध आ जाता है तो वह मुड़कर चलने लगती है|
विवर्तन की घटना प्रत्येक प्रकार की तरंग का एक गुण होती है|( अनुप्रस्थ हो या अनुदैर्ध्य)
प्रकाश भी एक तरंग है अतः उसमें भी विवर्तन का गुण होता है |

प्रकाश का विवर्तन( diffraction of light) –“ तीक्ष्ण धार वाले किनारों पर प्रकाश का मुड़ना तथा अवरोध द्वारा बनी ज्यामितीय छाया में प्रकाश के अतिक्रमण की घटना को प्रकाश का विवर्तन कहते हैं|

व्यतिकरण और विवर्तन में अंतर( difference between interference and diffraction ) :

व्यतिकरण( interference)
1. जब दो सामान आयाम और सामान आवृत्ति की तरंगे किसी माध्यम में एक ही दिशा में चलती है तो उनके अध्यारोपण के फलस्वरुप प्रकाश की तीव्रता में परिवर्तन हो जाता है इस घटना को प्रकाश का व्यतिकरण कहते हैं||
2. इसके लिए दो कला-सम्बद्ध स्त्रोतों की आवश्यकता होती है|
3. सभी दीप्त बैण्डों की तीव्रता एक समान होती है|
4. व्यतिकरण फ्रिंजों की चौड़ाई एकसमान होती है|
5. न्यूनतम तीव्रता के बिंदु पूर्णतः काले होते हैं|

विवर्तन ( diffraction) :
1. प्रकाश का तीक्ष्ण धार वाली वस्तु से मुड़ना विवर्तन कहलाता है|
2. इसके लिए केवल एक प्रकाश स्त्रोत की आवश्यकता होती है|
3. केंद्रीय उच्चिष्ठ की तीव्रता अधिक तथा शेष द्वितीयक उच्चिष्ठों की तीव्रता घटती जाती है|
4. केंद्रीय उच्चिष्ठ की चौड़ाई अन्य द्वितीयक उच्चिष्ठों की चौड़ाई की तुलना में अधिक होती है|
5. न्यूनतम तीव्रता के बिंदु पूर्णतः काले नहीं होते हैं|