पतली फिल्में और इंटरफेरोमेट्री
पतली-फिल्म का व्यतिकरण और इंटरफेरोमीटर प्रकाशीय पथ के अंतर को मापने योग्य फ्रिंजों में बदल देते हैं, जिनका उपयोग कोटिंग्स और लंबाई व आकार के सटीक माप के लिए किया जाता है।
Definition
पतली परतों की सतहों से परावर्तित तरंगों के बीच, या एक इंटरफेरोमीटर में बीमों के बीच, व्यतिकरण का उपयोग फ्रिंज पैटर्न उत्पन्न करने के लिए किया जाता है, जिनके परिवर्तन उच्च सटीकता के साथ प्रकाशीय पथ के अंतर को प्रकट करते हैं।
Scope
यह विषय पतली फिल्मों में आयाम के विभाजन और इंटरफेरोमीटर द्वारा उत्पन्न व्यतिकरण को शामिल करता है। इसमें साबुन की फिल्मों और तेल के धब्बों के रंग, एक ही फिल्म में रचनात्मक और विनाशकारी व्यतिकरण की स्थितियाँ, एंटी-रिफ्लेक्शन और उच्च-परावर्तन मल्टीलेयर कोटिंग्स, और माइकलसन, मच-ज़ेन्डर, सैग्नैक और फैब्री-पेरोट इंटरफेरोमीटर के सिद्धांत शामिल हैं। यह बताता है कि इंटरफेरोमीटर मेट्रोलॉजी, स्पेक्ट्रोस्कोपी और विस्थापन व अपवर्तनांक के संवेदन के लिए पथ की लंबाई में सूक्ष्म परिवर्तनों को फ्रिंजों के बदलाव में कैसे परिवर्तित करते हैं।
Core questions
- साबुन के बुलबुले जैसी पतली फिल्म में दिखने वाले रंगों का निर्धारण क्या करता है?
- मल्टीलेयर कोटिंग्स परावर्तन को कैसे दबाती या बढ़ाती हैं?
- एक इंटरफेरोमीटर पथ-लंबाई के परिवर्तन को मापने योग्य फ्रिंज बदलाव में कैसे परिवर्तित करता है?
- सामान्य इंटरफेरोमीटर विन्यास में क्या अंतर है?
Key concepts
- पतली-फिल्म व्यतिकरण
- एंटी-रिफ्लेक्शन कोटिंग
- परावर्तन पर चरण परिवर्तन
- माइकलसन इंटरफेरोमीटर
- मच-ज़ेन्डर इंटरफेरोमीटर
- फैब्री-पेरोट एटालॉन
- फ्रिंज बदलाव
- प्रकाशीय मेट्रोलॉजी
Key theories
- पतली-फिल्म व्यतिकरण
- एक पतली परत की सामने और पीछे की सतहों से परावर्तित प्रकाश व्यतिकरण करता है; पथ का अंतर, जिसमें परावर्तन पर चरण परिवर्तन शामिल हैं, यह निर्धारित करता है कि कौन सी तरंग दैर्ध्य प्रबलित होती हैं, जिससे विशिष्ट रंग और प्रकाशीय कोटिंग्स का आधार बनता है।
- इंटरफेरोमेट्रिक माप
- इंटरफेरोमीटर प्रकाश को दो पथों में विभाजित करते हैं और इसे फिर से जोड़ते हैं, ताकि एक पथ में तरंग दैर्ध्य के एक अंश से परिवर्तन फ्रिंजों को मापने योग्य रूप से बदल देता है, जिससे विस्थापन, सतह और अपवर्तनांक मेट्रोलॉजी सक्षम होती है।
Clinical relevance
एंटी-रिफ्लेक्शन कोटिंग्स माइक्रोस्कोप, एंडोस्कोप और चश्मे में लेंस के संचरण में सुधार करती हैं, जबकि इंटरफेरोमेट्रिक विधियाँ कॉर्नियल टोपोग्राफी और अक्षीय नेत्र लंबाई के सटीक माप को सक्षम बनाती हैं, जिनका उपयोग मोतियाबिंद सर्जरी की योजना में किया जाता है।
History
न्यूटन ने पतली फिल्मों के रंगीन छल्लों का अध्ययन किया, जो उनके नाम पर हैं, हालांकि उन्होंने उन्हें अपने कणिका सिद्धांत के भीतर व्याख्यायित किया। तरंग व्याख्या यंग और फ्रेस्नेल से आई, और 1880 के दशक में माइकलसन का इंटरफेरोमीटर, जिसका उपयोग माइकलसन-मॉर्ले प्रयोग में और बाद में मीटर को परिभाषित करने के लिए किया गया था, ने इंटरफेरोमेट्री को एक सटीक उपकरण के रूप में स्थापित किया।
Key figures
- Albert A. Michelson
- Ludwig Mach
- Isaac Newton
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Seminal works
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Frequently asked questions
- पानी पर एक पतली तेल की फिल्म इंद्रधनुषी रंग क्यों दिखाती है?
- फिल्म के ऊपर और नीचे से परावर्तित प्रकाश व्यतिकरण करता है; पथ का अंतर फिल्म की मोटाई और देखने के कोण पर निर्भर करता है, इसलिए विभिन्न स्थानों पर विभिन्न तरंग दैर्ध्य प्रबलित होते हैं, जिससे रंगों की बदलती पट्टियाँ उत्पन्न होती हैं।
- एंटी-रिफ्लेक्शन कोटिंग कैसे काम करती है?
- एक चौथाई-तरंग दैर्ध्य मोटी और एक मध्यवर्ती अपवर्तनांक वाली कोटिंग अपनी दो सतहों से परावर्तन को विनाशकारी रूप से व्यतिकरण कराती है, जिससे परावर्तित प्रकाश का अधिकांश भाग रद्द हो जाता है और संचरण बढ़ जाता है।