प्रकाश की गति कितनी होती है | लाइट की स्पीड कितनी होती है

प्रकाश हमारे चारों ओर मौजूद है। बिना प्रकाश के हमारी ज़िंदगी न के बराबर है। प्रकाश की वजह से ही हमें वस्तुएँ दिखाई देती है, जिस कारण हम अपने आप को अनेक आपदाओं से सुरक्षित रख पाते हैं।

चाहे हम अंधेरे में हो चाहे उजाले में, लाइट हमेशा हमारे आस-पास मौजूद रहती है। प्रकाश एक इलेक्ट्रोमैग्नेटिक रेडियशन (विद्युत चुम्बकीय विकिरण) है। विद्युत चुम्बकीय विकिरण, जैसा कि नाम से पता चलता है, विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के उतार-चढ़ाव का वर्णन करता है।

प्रकाश को फोटॉनों की एक धारा के रूप में भी वर्णित किया जा सकता है। एक फोटॉन ऊर्जा की सबसे छोटी मात्रा (क्वांटम) है। माना जाता है, कि प्रकाश असतत क्वांटा में यात्रा करता है जो क्वांटम थ्योरी का मूल आधार था।

प्रकाश किससे बना होता है? यह कोई आसान सवाल नहीं है। प्रकाश का कोई द्रव्यमान नहीं होता है और वास्तव में इसे पदार्थ नहीं माना जाता है। तो क्या इसका अस्तित्व भी है? तो इसका अस्तित्व है! हम रोशनी के बिना नहीं रह सकते।

आज वैज्ञानिक कहते हैं कि प्रकाश फोटॉन से बनी ऊर्जा का एक रूप है। प्रकाश इस मायने में अद्वितीय है कि यह कण और तरंग दोनों की तरह व्यवहार करता है। मतलब प्रकाश के प्रकार का कण भी है और एक प्रकार की तरंग भी।

यह जिस प्रकार के पदार्थ के संपर्क में आता है, उसके आधार पर प्रकाश अलग तरह से व्यवहार करेगा। कभी-कभी प्रकाश सीधे पदार्थ से गुजरेगा, जैसे हवा या पानी से। इस प्रकार के पदार्थ को पारदर्शी कहा जाता है।

अन्य वस्तुएँ पूरी तरह से प्रकाश को दर्शाती हैं, जैसे कोई जानवर या किताब। इन वस्तुओं को अपारदर्शी कहा जाता है। तीसरे प्रकार की वस्तु दोनों तरह से व्यवहार करती है और प्रकाश को बिखेरती है। इन वस्तुओं को पारभासी वस्तुएँ कहते हैं।

प्रकाश क्या है: परिभाषा

प्रकाश एक प्रकार की ऊर्जा है जो हमारे लिए हमारे चारों ओर की दुनिया को देखना संभव बनाती है। हमें देखने के लिए रोशनी चाहिए। प्रकाश विभिन्न स्रोतों से आता है जिन्हें प्रकाश स्रोत कहा जाता है; हमारा मुख्य प्राकृतिक प्रकाश स्रोत सूर्य है।

अन्य स्रोतों में आग, तारे और मानव निर्मित प्रकाश स्रोत जैसे प्रकाश-बल्ब और मशालें आदि हैं। प्रकाश की मदद से हम जीवन को शानदार रंग में देखते हैं। हमारी आंखें प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्य को अलग-अलग रंगों के रूप में देखती हैं।

प्रकाश एक प्रकार की ऊर्जा है। यह एक तरंग दैर्ध्य के विद्युत चुम्बकीय विकिरण का एक रूप है जिसे मानव आँख से पता लगाया जा सकता है। प्रकाश सूर्य जैसे तारों द्वारा छोड़े गए विद्युत चुम्बकीय स्पैक्ट्रम और रेडियशन का एक छोटा सा हिस्सा है।

जानवर भी प्रकाश देख सकते हैं। प्रकाश छोटे-छोटे पैकेटों में मौजूद होता है जिन्हें फोटॉन कहा जाता है। यह तरंगों और कणों दोनों के गुणों को प्रदर्शित करता है। प्रकाश का अध्ययन (जिसे optics के रूप में जाना जाता है) आधुनिक भौतिकी में एक महत्वपूर्ण रिसर्च का क्षेत्र है।

प्रकाश इलेक्ट्रोमैग्नेटिक रेडियशन है जो एक तरंग (वेव) के रूप में मौजूद है। प्रत्येक तरंग की एक तरंग दैर्ध्य या आवृत्ति होती है। मानव आँख प्रत्येक तरंग दैर्ध्य (वेवलेंथ) को एक अलग रंग के रूप में देखती है।

इन्द्रधनुष दृश्यमान प्रकाश के पूरे स्पेक्ट्रम को दर्शाता है। बाहरी किनारों से आने वाले अलग-अलग रंगों को आमतौर पर लाल, नारंगी, पीला, हरा, नीला, नील और बैंगनी के रूप में सूचीबद्ध किया जाता है।

अन्य रंग केवल विशेष कैमरों या उपकरणों के साथ देखे जाते हैं। लाल रंग की आवृत्ति के नीचे तरंग दैर्ध्य को इन्फ्रारेड कहा जाता है, और वायलेट से अधिक को अल्ट्रावायलेट कहा जाता है।

प्रकाश के अन्य मुख्य गुण तीव्रता, ध्रुवीकरण, फेज और ओरबिटल एंगुलर मोमेंटम हैं। भौतिकी में प्रकाश कभी-कभी किसी भी तरंग दैर्ध्य के विद्युत चुम्बकीय विकिरण को संदर्भित करता है, चाहे वह दिखाई दे या न दे।

प्रकाश के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी

निर्वात में प्रकाश अपनी मूल गति से चलता है; जो 299,792,458 मीटर या लगभग 186,282 मील प्रति सेकंड है। इसका मतलब है कि प्रकाश को सूर्य से पृथ्वी तक पहुंचने में करीब 8 मिनट का समय लगता है। कांच में यह लगभग दो-तिहाई गति से यात्रा करता है।

प्रकाश एक सीधी रेखा में चलता है, प्रकाश का मार्ग अवरुद्ध होने पर यह छाया बनाता है। अधिक ठोस चीजों की छाया अधिक गहरी होगी, जो चीजें अधिक स्पष्ट हैं उनकी छाया हल्की होगी और पारदर्शी चीजों की कोई छाया नहीं होगी या बहुत कम होगी।

प्रकाश पारदर्शी चीजों से आसानी से गुजर जाता है। जब प्रकाश निर्वात में नहीं होता है, तो अधिक धीमी गति से यात्रा करता है। अब तक का रिकॉर्ड किया गया सबसे धीमा प्रकाश 38 मील प्रति घंटा है।

हमारी आंखें प्रकाश पर प्रतिक्रिया करती हैं। जब हम कुछ देखते हैं, तो हम उस प्रकाश को देखते हैं जो वह वस्तु प्रतिबिंबित करती है, या वह प्रकाश जो वह उत्सर्जित करती है। उदाहरण के लिए एक दीपक प्रकाश देता है, इसलिए वह हमें दिखाई देता है, एवं उससे निकलने वाले प्रकाश से हमें अन्य वस्तुएँ दिखाई देती है।

प्रकाश के प्रत्येक रंग की तरंग दैर्ध्य अलग-अलग होती है। तरंग दैर्ध्य जितना कम होगा, प्रकाश में उतनी ही अधिक ऊर्जा होगी। प्रकाश किस गति से चलता है यह उसकी ऊर्जा पर निर्भर नहीं करता है।

आंशिक रूप से स्पष्ट वस्तुओं के माध्यम से जाने पर प्रकाश बहुत कम मात्रा में धीमा होता है। सफेद रोशनी (व्हाइट लाइट) एक साथ जोड़े गए कई अलग-अलग रंगों के प्रकाश से बनी होती है।

जब सफेद प्रकाश एक प्रिज्म के माध्यम से चमकता है, तो यह अलग-अलग रंगों में विभाजित होता है, जिससे एक स्पेक्ट्रम बनता है। स्पेक्ट्रम में प्रकाश के वे सभी तरंगदैर्घ्य होते हैं जिन्हें हम देख सकते हैं।

लाल प्रकाश की तरंगदैर्ध्य सबसे लंबी होती है, और बैंगनी (वायलेट) प्रकाश की सबसे छोटी होती है। वायलेट से कम तरंगदैर्ध्य वाले प्रकाश को पराबैंगनी प्रकाश कहा जाता है। एक्स-रे और गामा किरणें भी पराबैंगनी की तुलना में कम तरंग दैर्ध्य वाले प्रकाश के रूप हैं।

लाल से अधिक तरंगदैर्ध्य वाले प्रकाश को इन्फ्रारेड प्रकाश कहा जाता है। रेडियो तरंगें विद्युत चुम्बकीय विकिरण का एक रूप हैं जिनकी तरंगदैर्ध्य इन्फ्रारेड प्रकाश से भी लंबी होती है।

माइक्रोवेव ओवन में भोजन गर्म करने के लिए उपयोग किए जाने वाले माइक्रोवेव भी विद्युत चुम्बकीय विकिरण का एक रूप हैं। हमारी आंखें उस प्रकार की ऊर्जा को नहीं देख सकतीं, लेकिन कुछ कैमरे हैं जो उन्हें देख सकते हैं।

प्रकाश के विभिन्न रूप, दृश्य और अदृश्य दोनों ही विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम हैं। जब प्रकाश वर्षा की बूंदों में अपवर्तित होता है तो इंद्रधनुष बनता है।

इस दौरान बारिश की बूंद एक प्रिज्म की तरह काम करती है और प्रकाश को तब तक अपवर्तित करती है जब तक हम स्पेक्ट्रम के रंगों को नहीं देख पाते।

a) रंग (color)

प्रकाश और रंग अनैलॉग इन्फॉर्मेशन के रूप हैं। इलेक्ट्रॉनिक कैमरे और कंप्यूटर डिस्प्ले डिजिटल इन्फॉर्मेशन के साथ काम करते हैं। इसलिए इलेक्ट्रॉनिक कैमरे या डॉक्युमेंट्स स्कैनर पूर्ण रंगीन इमेज को अलग-अलग लाल, हरे और नीले रंग की इमेजस में अलग करके एक रंगीन इमेज का डिजिटल संस्करण बनाते हैं।

बाद में एक डिजिटल डिस्प्ले केवल उन तीन रंगों के पिक्सेल का उपयोग करता है। कंप्यूटर डिस्प्ले विभिन्न ब्राइटनेस लेवल्स में केवल इन तीन रंगों का उपयोग करते हैं। इमेज में अन्य सभी रंगों को देखने के लिए मस्तिष्क उन्हें जोड़ता है।

लोग वस्तुओं को रंग के रूप में सोचते हैं। वैज्ञानिक इसकी व्याख्या इसलिए करते हैं क्योंकि वस्तु को बनाने वाले अणु कुछ प्रकाश तरंगों को अवशोषित करते हैं, जिससे अन्य प्रकाश तरंगें उछल जाती हैं।

मानव आँख उन सभी प्रकाश की तरंग दैर्ध्य को देखती है जो अवशोषित नहीं हुई थी और उनका संयोजन मस्तिष्क को एक रंग की छाप छोड़ देता है। मतलब हमें हमारी आँख से प्रकाश के बहुत कम रंग दिखाई देते हैं।

लाइट की स्पीड कितनी होती है?

निर्वात में प्रकाश की गति 29,97,92,458 m/s (लगभग 186,282 मील प्रति सेकंड) के रूप में परिभाषित की गई है। SI इकाइयों में प्रकाश की गति का निश्चित मूल्य इस तथ्य का परिणाम है कि मीटर को अब प्रकाश की गति के संदर्भ में परिभाषित किया गया है।

विद्युत चुम्बकीय विकिरण (इलेक्ट्रोमैग्नेटिक रेडियशन) के सभी रूप निर्वात में ठीक इसी गति से चलते हैं। विभिन्न भौतिकविदों ने पूरे इतिहास में प्रकाश की गति को मापने का प्रयास किया है। गैलीलियो ने सत्रहवीं शताब्दी में प्रकाश की गति को मापने का प्रयास किया।

लाइट की स्पीड को मापने के लिए प्रारंभिक प्रयोग 1676 में एक डेनिश भौतिक विज्ञानी ओले रोमर द्वारा किया गया था। एक दूरबीन का उपयोग करते हुए रोमर ने बृहस्पति और उसके चंद्रमाओं में से एक, लो की गतियों का अवलोकन किया।

लो की कक्षा की स्पष्ट अवधि में विसंगतियों को ध्यान में रखते हुए, उन्होंने गणना की कि प्रकाश को पृथ्वी की कक्षा के व्यास को पार करने में लगभग 22 मिनट लगते हैं। हालांकि उस समय इसके आकार का पता नहीं चल पाया था।

यदि रोमर को पृथ्वी की कक्षा के व्यास का पता होता, तो उसके अनुसार लाइट की स्पीड 22,70,00,000 m/s होती। एक और अधिक सटीक प्रकाश की गति का माप यूरोप में 1849 में हिप्पोलीटे फ़िज़ियो द्वारा किया गया था।

फ़िज़ियो ने कई किलोमीटर दूर एक दर्पण पर प्रकाश की किरण निर्देशित की। प्रकाश पुंज के मार्ग में एक घूमने वाला कोग व्हील रखा गया था, क्योंकि यह स्रोत से दर्पण तक जाता और फिर अपने मूल स्थान पर लौट आता था।

इस तरह Fizeau ने पाया कि रोटेशन की एक निश्चित दर पर, प्रकाश की किरण व्हील में जाने और बाहर निकलने में कितना टाइम लेती है। फिर दर्पण की दूरी और घूमने की दर को जानने के बाद, फ़िज़ाऊ ने लाइट की स्पीड की गणना 31,30,00,000 m/s की।

लियोन फौकॉल्ट ने एक प्रयोग किया, जिसमें 1862 में 29,80,00,000 m/s का मान प्राप्त करने के लिए घूर्णन दर्पण का उपयोग किया गया। अल्बर्ट ए. माइकलसन ने 1877 से 1931 में अपनी मृत्यु तक प्रकाश की गति पर प्रयोग किए।

उन्होंने 1926 में कैलिफोर्निया में माउंट विल्सन से माउंट सैन एंटोनियो तक एक राउंड ट्रिप करने में लगने वाले समय को मापने के लिए बेहतर घूर्णन दर्पणों का उपयोग करके फौकॉल्ट के तरीकों को परिष्कृत किया। सटीक मापन से 29,97,96,000 m/s की गति प्राप्त हुई।

साधारण पदार्थ युक्त विभिन्न पारदर्शी पदार्थों में प्रकाश का प्रभावी वेग (लाइट की स्पीड) निर्वात की तुलना में कम होता है। उदाहरण के लिए पानी में प्रकाश की गति निर्वात में प्रकाश की गति का लगभग 3/4 है।

प्रकाशिकी (Optics) क्या है?

प्रकाश के अध्ययन और प्रकाश और पदार्थ की परस्पर क्रिया को प्रकाशिकी कहा जाता है। इंद्रधनुष और उरोरा बोरेलिस जैसी ऑप्टिकल घटनाओं का अवलोकन और अध्ययन प्रकाश की प्रकृति के बारे में कई सुराग प्रदान करता है।

a) अपवर्तन

अपवर्तन एक पारदर्शी सामग्री की सतह से गुजरने पर प्रकाश की किरणों का झुकना या मुड़ना है। जब प्रकाश की एक किरण निर्वात और दूसरे माध्यम के बीच या दो अलग-अलग माध्यमों के बीच की सीमा को पार करती है, तो प्रकाश की तरंग दैर्ध्य बदल जाती है, लेकिन आवृत्ति स्थिर रहती है।

यदि प्रकाश की किरण सीमा के लिए ओर्थोगोनल (या बल्कि सामान्य) नहीं है, तो तरंग दैर्ध्य में परिवर्तन से किरण की दिशा में परिवर्तन होता है। दिशा के इस परिवर्तन को अपवर्तन के रूप में जाना जाता है।

इमेजस के स्पष्ट आकार को बदलने के लिए लेंस की अपवर्तक गुणवत्ता का उपयोग अक्सर प्रकाश को manipulate करने के लिए किया जाता है। Magnifying चश्मा, चश्मा, contact लेंस, माइक्रोस्कोप और रिफ्रेक्टिंग टेलीस्कोप इस manipulation के सभी उदाहरण हैं।

b) प्रकाश के स्रोत

प्रकाश के अनेक स्रोत हैं। किसी भी तापमान पर एक पिंड ब्लैक-बॉडी रेडिएशन के एक विशिष्ट स्पेक्ट्रम का उत्सर्जन करता है। एक साधारण थर्मल सोर्स सूर्य का प्रकाश है।

लगभग 6,000 केल्विन पर सूर्य के क्रोमोस्फीयर द्वारा उत्सर्जित रेडियशन विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के दृश्य क्षेत्र में पीक पर होती है। लेकिन जब तरंग दैर्ध्य इकाइयों में प्लॉट किया जाता है, तो जमीन तक पहुंचने वाली लगभग 44% सूर्य की ऊर्जा दिखाई देती है।

एक अन्य उदाहरण गरमागरम प्रकाश का बल्ब हैं, जो अपनी ऊर्जा का केवल लगभग 10% विजिबल लाइट के रूप में और शेष इन्फ्रारेड के रूप में उत्सर्जित करता है।

इतिहास में एक सामान्य तापीय प्रकाश स्रोत आग की लपटों में चमकते ठोस कण हैं, लेकिन ये भी अपने अधिकांश रेडियशन इन्फ्रारेड में उत्सर्जित करते हैं, और दृश्यमान स्पेक्ट्रम में केवल एक अंश।

मानव जैसी अपेक्षाकृत ठंडी वस्तुओं के लिए ब्लैकबॉडी स्पेक्ट्रम का पीक लगभग 10 माइक्रोमीटर तरंग दैर्ध्य पर गहरे इन्फ्रारेड में होता है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, तो पीक छोटी तरंग दैर्ध्य में बदल जाता है।

पहले यह एक लाल चमक पैदा करता है, फिर एक सफेद और अंत में एक नीला-सफेद रंग जैसा कि पीक स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग से बाहर निकलता है और पराबैंगनी में जाता है। इन रंगों को तब देखा जाता है जब धातु को “लाल गर्म” या “सफेद गर्म” गर्म किया जाता है।

ब्लू-व्हाइट थर्मल उत्सर्जन अक्सर नहीं देखा जाता है। तारों को छोड़कर ब्लू-व्हाइट तापीय उत्सर्जन प्राय: नहीं देखा जाता है। गैस की लौ या वेल्डर की मशाल में आमतौर पर देखा जाने वाला शुद्ध-नीला रंग वास्तव में आणविक उत्सर्जन के कारण होता है, विशेष रूप से CH रेडिकल्स द्वारा।

• परमाणु विशिष्ट ऊर्जाओं पर प्रकाश उत्सर्जित और अवशोषित करते हैं। यह प्रत्येक परमाणु के स्पेक्ट्रम में “emission lines” उत्पन्न करता है।
• उत्सर्जन spontaneous होता है। जैसे प्रकाश उत्सर्जक डायोड, गैस डिस्चार्ज लैंप (जैसे नियॉन लैंप), लपटें। उत्सर्जन को stimulated भी किया जा सकता है, जैसा कि लेजर या माइक्रोवेव मेसर में होता है।
• एक मुक्त आवेशित कण, जैसे कि एक इलेक्ट्रॉन का अवमंदन विजिबल रेडियशन उत्पन्न करता है। जैसे, साइक्लोट्रॉन रेडियशन, सिंक्रोट्रॉन रेडियशन और ब्रेम्सस्ट्रालंग रेडियशन इसके सभी उदाहरण हैं।
• किसी माध्यम में प्रकाश की गति से भी तेज चलने वाले कण दृश्यमान चेरेंकोव रेडियशन उत्पन्न करते हैं। कुछ रसायन chemoluminescence द्वारा विजिबल रेडियशन उत्पन्न करते हैं। जीवित चीजों में इस प्रक्रिया को बायोल्यूमिनेसेंस कहा जाता है।
• उदाहरण के लिए जुगनू इस माध्यम से प्रकाश उत्पन्न करते हैं, और पानी के माध्यम से चलने वाली नावें प्लैंकटन को डिस्टर्ब कर एक चमकदार जाग पैदा करती हैं।
• कुछ पदार्थ प्रकाश उत्पन्न करते हैं जब वे अधिक ऊर्जावान रेडियशन द्वारा प्रकाशित होते हैं। इस प्रक्रिया को को प्रतिदीप्ति (fluorescence) के रूप में जाना जाता है।
• कुछ पदार्थ अधिक ऊर्जावान रेडियशन द्वारा उत्तेजन के बाद धीरे-धीरे प्रकाश उत्सर्जित करते हैं। इसे स्फुरदीप्ति (phosphorescence) कहते हैं।
• स्फुरदीप्त सामग्री को उप-परमाण्विक कणों से bombarding करके भी उत्तेजित किया जा सकता है। कैथोडोल्यूमिनेसेंस एक उदाहरण है। इस तंत्र का उपयोग कैथोड रे ट्यूब टेलीविजन सेट और कंप्यूटर मॉनीटर में किया जाता है।

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निष्कर्ष:

तो ये था प्रकाश की गति कितनी होती है, हम उम्मीद करते है की इस आर्टिकल को पढ़ने के बाद आपको लाइट की स्पीड कितनी होती है इसके बारे में पूरी जानकारी मिल गयी होगी।

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