भौतिक प्रकाशिकी बनाम। ज्यामितीय प्रकाशिकी: परिभाषा और अंतर

ज्यामितीय और भौतिक प्रकाशिकी दोनों की समझ हमें प्रकाश के कण और तरंग दोनों पहलुओं के परिणामस्वरूप होने वाली घटनाओं का अध्ययन करने की अनुमति देती है।

प्रकाश अंतरिक्ष में विद्युत चुम्बकीय तरंगों के रूप में यात्रा करता है तथा कणों के रूप में। इसके चलते यह हुआ कण-लहर द्वैत, जब भौतिक विज्ञानी प्रकाशिकी (प्रकाश का अध्ययन) के साथ काम कर रहे होते हैं, तो उन्हें अनुप्रयोग के आधार पर, दो में से एक तरीके से प्रकाश के प्रसार के बारे में सोचना चाहिए।

हस्तक्षेप, ध्रुवीकरण या रंग के रूप में प्रकाश की ऐसी विशेषताओं के बारे में सोचते समय, प्रकाश को अनुप्रस्थ तरंग मोर्चों के रूप में वर्णित करने का तरीका है। लेकिन दूरबीन या सुधारात्मक लेंस का निर्माण करते समय और यह निर्धारित करते समय कि प्रकाश कैसे परावर्तित होगा, अपवर्तित होगा और संचारण के लिए सबसे अच्छा विकल्प है कि प्रकाश को सीधी रेखाओं में गतिमान कणों के एक पुंज के रूप में देखा जाए जिसे कहा जाता है किरणें।

भौतिक प्रकाशिकी का अध्ययन प्रकाश की तरंग प्रकृति का उपयोग ऐसी घटनाओं को समझने के लिए करता है जैसे कि विवर्तन झंझरी और स्पेक्ट्रोस्कोपी से गुजरने वाली प्रकाश तरंगों के कारण हस्तक्षेप पैटर्न। सर फ्रेडरिक विलियम हर्शल द्वारा दृश्यमान स्पेक्ट्रम के बाहर प्रकाश के अस्तित्व सहित कई प्रमुख खोजों के बाद 1800 के दशक में भौतिक प्रकाशिकी ने एक क्षेत्र के रूप में उड़ान भरी।

भौतिक प्रकाशिकी में, प्रकाश को एक अनुप्रस्थ तरंग मोर्चे के रूप में दर्शाया जाता है, जैसे साइनसॉइडल या "एस-वक्र" जो पानी के माध्यम से शिखर और गर्त (उच्च औरhigh) के साथ यात्रा करने वाली लहर का भी वर्णन करता है कम अंक)। इस मॉडल के साथ, प्रकाश तरंगें अन्य अनुप्रस्थ तरंगों के समान नियमों का पालन करती हैं - उनकी आवृत्तियों और तरंग दैर्ध्य हैं तरंग गति समीकरण के कारण व्युत्क्रमानुपाती होता है, और तरंग मोर्चे एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप करते हैं जहां वे प्रतिच्छेद करना

उदाहरण के लिए, दो शिखर (उच्च बिंदु) या दो कुंड (निम्न बिंदु) जो ओवरलैप करते हैं, हस्तक्षेप करते हैं रचनात्मक, समग्र शिखा को क्रमशः ऊंचा या समग्र गर्त को कम करना। जहां लहर मोर्चे चरण से बाहर मिलते हैं - एक शिखा और एक गर्त एक साथ - वे हस्तक्षेप करते हैं विध्वंस, या तो पूरी तरह या आंशिक रूप से एक दूसरे को रद्द करना।

एक तरंग के रूप में प्रकाश के बारे में सोचना भी विद्युत चुम्बकीय में प्रकाश के प्रकारों के बीच के अंतर को समझने की कुंजी है स्पेक्ट्रम, जैसे कि रेडियो, दृश्य और एक्स-रे के बीच का अंतर, क्योंकि उन प्रकारों को उनकी तरंग द्वारा वर्गीकृत किया जाता है गुण। इसका मतलब यह भी है कि रंग के भौतिक प्रकाशिकी में प्रकाश को तरंग के रूप में व्यवहार करना महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग का सबसेट है।

ज्यामितीय प्रकाशिकी में, भौतिक विज्ञानी प्रकाश की कण प्रकृति का उपयोग किरणों के रूप में ज्ञात सीधी रेखाओं में अपने पथ का प्रतिनिधित्व करने के लिए करते हैं। भौतिक प्रकाशिकी की तुलना में ज्यामितीय प्रकाशिकी लंबे समय से उपयोग में है, क्योंकि लोगों ने सीखा था कि उपकरणों को कैसे डिज़ाइन किया जाए design दूरबीन और सुधारात्मक लेंस बनाने जैसे उद्देश्यों के लिए प्रकाश को मोड़ें और फ़ोकस करें, इससे पहले कि वे समझ सकें कि प्रकाश क्या है था। 1600 तक, मानव दृष्टि की सहायता के उद्देश्य से लेंस पीसना आम बात थी।

प्रकाश किरणें प्रकाश स्रोत से निकलने वाली सीधी रेखाओं के रूप में खींची जाती हैं और प्रकाश की यात्रा की दिशा का संकेत देती हैं। कई प्रतिनिधि प्रकाश किरणों के पथ दिखाने के लिए एक किरण आरेख का उपयोग किया जाता है क्योंकि वे प्रतिबिंबित, अपवर्तित और संचारित होते हैं फोकल लंबाई और परिणामी के आकार और अभिविन्यास जैसे मापों को निर्धारित करने के लिए विभिन्न सामग्री छवि।

प्रकाश की किरणों के रास्तों का पता लगाकर, भौतिक विज्ञानी पतले लेंस और समतल दर्पण, ऑप्टिकल फाइबर और अन्य ऑप्टिकल उपकरणों में छवि निर्माण सहित ऑप्टिकल सिस्टम को बेहतर ढंग से समझ सकते हैं। एक क्षेत्र के रूप में इसके लंबे इतिहास को देखते हुए, ज्यामितीय प्रकाशिकी ने प्रकाश के बारे में कई प्रसिद्ध कानूनों को जन्म दिया है उछलता और झुकता है, शायद सबसे प्रसिद्ध अपवर्तन का नियम (स्नेल का नियम) और परावर्तन का नियम।