ਅੰਗ 10 ਤਰੰਗ ਆਲੋਚਕਤਾ
ਅਭਿਆਸ
10.1 ਇੱਕ ਇਕਾਈ ਰੰਗ ਦੀ ਰੇਖਾ $589 \mathrm{~nm}$ ਦੀ ਦੂਰੀ ਦੇ ਹਵਾ ਨਾਲ ਹਵਾ ਦੀ ਤਲਾਕ ਤੋਂ ਪਾਣੀ ਦੀ ਤਲਾਕ ਉੱਤੇ ਪ੍ਰਬੰਧਿਤ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਰਿਫ੍ਰੈਕਟਿਵ ਨਿਰਡਰਨ ਦੀ ਗੁਣਾਂਕ ਪਾਣੀ ਦੀ 1.33 ਹੈ। ਤਰੰਗ ਦੀ ਦੂਰੀ, ਫਰਕਸ ਅਤੇ ਗਤੀ ਕੀ ਹੈ?
(a) ਪ੍ਰਤਿਫੁਟਨ ਦੇ ਤਰੰਗ ਅਤੇ (b) ਪ੍ਰਤਿਫੁਟਨ ਦੇ ਤਰੰਗ?
Show Answer
ਜਵਾਬ
$I_{1}$ ਅਤੇ $I_{2}$ ਦੋ ਤਰੰਗਾਂ ਦੀ ਤਾਕਤ ਹੋਵੇਗੀ। ਉਹਨਾਂ ਦੀ ਪ੍ਰਤੀਕ ਤਾਕਤ ਇਸ ਤਰੀਕੇ ਨਾਲ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ:
$I^{\prime}=I_{1}+I_{2}+2 \sqrt{I_{1} I_{2}} \cos \phi$
ਜਿੱਥੋ,
$\phi=$ ਦੋ ਤਰੰਗਾਂ ਵਿਚ ਫੇਜ਼ ਦੀ ਅਲੱਗਤਾ
ਇਕਾਈ ਰੰਗ ਦੀ ਰੇਖਾ ਦੀ ਤਰੰਗਾਂ ਲਈ,
$$ \begin{aligned} & I_{1}=I_{2} \\ & \begin{aligned} \therefore I^{\prime} & =I_{1}+I_{1}+2 \sqrt{I_{1} I_{1}} \cos \phi \\ & =2 I_{1}+2 I_{1} \cos \phi \end{aligned} \end{aligned} $$
ਫੇਜ਼ ਦੀ ਅਲੱਗਤਾ $=\frac{2 \pi}{\lambda} \times$ ਰਸਤਾ ਦੀ ਅਲੱਗਤਾ
ਕਿਉਂਕਿ ਰਸਤਾ ਦੀ ਅਲੱਗਤਾ $=\lambda$,
ਫੇਜ਼ ਦੀ ਅਲੱਗਤਾ, $\phi=2 \pi$
$\therefore I^{\prime}=2 I_{1}+2 I_{1}=4 I_{1}$
ਦਿੱਤਾ ਹੈ,
$I^{\prime}=K$
$\therefore I_{1}=\frac{K}{4}$
ਜਦੋਂ ਰਸਤਾ ਦੀ ਅਲੱਗਤਾ $=\frac{\lambda}{3}$,
ਫੇਜ਼ ਦੀ ਅਲੱਗਤਾ, $\phi=\frac{2 \pi}{3}$
ਇਸ ਲਈ, ਪ੍ਰਤੀਕ ਤਾਕਤ, $I_{R}^{\prime}=I_{1}+I_{1}+2 \sqrt{I_{1} I_{1}} \cos \frac{2 \pi}{3}$
$=2 I_{1}+2 I_{1}\left(-\frac{1}{2}\right)=I_{1}$
ਸਮੀਖਿਆ (1) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ, ਤੁਸੀਂ ਲਿਖ ਸਕਦੇ ਹੋ:
$I_{R}=I_{1}=\frac{K}{4}$
ਇਸ ਲਈ, ਜਦੋਂ ਰਸਤਾ ਦੀ ਅਲੱਗਤਾ $\frac{\lambda}{3}$ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਤਾਕਤ $\frac{K}{4}$ ਇਕਾਈਆਂ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।
10.2 ਹਰੇਕ ਹਲਕੇ ਵਿੱਚ ਤਰੰਗਵੱਲੀ ਦਾ ਆਕਾਰ ਕੀ ਹੈ:
(a) ਇੱਕ ਪੁਆਇੰਟ ਸੋਰਸ ਤੋਂ ਹਰਾਇਆ ਗਿਆ ਹਵਾ।
(b) ਇੱਕ ਪੁਆਇੰਟ ਸੋਰਸ ਨੂੰ ਆਪਣੇ ਫੋਕਸ ਉੱਤੇ ਰੱਖਣ ਨਾਲ ਇੱਕ ਕੋਣੀ ਲੈਨਜ਼ ਤੋਂ ਹਵਾ ਨਿਕਲ ਰਹੀ ਹੈ।
(c) ਇੱਕ ਦੂਰ ਤਾਰੇ ਤੋਂ ਹਵਾ ਦੀ ਤਰੰਗਵੱਲੀ ਦਾ ਭਾਗ ਧਰਤੀ ਦੁਆਰਾ ਕੱਟਿਆ ਗਿਆ ਹੈ।
Show Answer
ਜਵਾਬ
ਇੱਕ ਪੁਆਇੰਟ ਸੋਰਸ ਤੋਂ ਹਰਾਇਆ ਗਿਆ ਹਵਾ ਦੀ ਤਰੰਗਵੱਲੀ ਦਾ ਆਕਾਰ ਗੋਲੀ ਹੈ। ਇੱਕ ਪੁਆਇੰਟ ਸੋਰਸ ਤੋਂ ਜਾਂਦੀ ਤਰੰਗਵੱਲੀ ਦਾ ਆਕਾਰ ਦਿੱਤੀ ਗਈ ਤਸਵੀਰ ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ।
ਇੱਕ ਕੋਣੀ ਲੈਨਜ਼ ਤੋਂ ਹਵਾ ਨਿਕਲ ਰਹੀ ਹੈ ਜਦੋਂ ਇੱਕ ਪੁਆਇੰਟ ਸੋਰਸ ਆਪਣੇ ਫੋਕਸ ਉੱਤੇ ਰੱਖਿਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਤਾਕਤ ਦਾ ਆਕਾਰ ਇੱਕ ਸਮਾਂਤਰ ਗਰਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਨੂੰ ਦਿੱਤੀ ਗਈ ਤਸਵੀਰ ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ।
ਇੱਕ ਦੂਰ ਤਾਰੇ ਤੋਂ ਹਵਾ ਦੀ ਤਰੰਗਵੱਲੀ ਦਾ ਭਾਗ ਧਰਤੀ ਦੁਆਰਾ ਕੱਟਿਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਤਾਕਤ ਦਾ ਆਕਾਰ ਇੱਕ ਪਲੇਨ ਹੈ।
10.3 (a) ਲੱਗ ਦੀ ਪ੍ਰਤਿਫੁਟਨ ਦੀ ਗੁਣਾਂਕ 1.5 ਹੈ। ਲੱਗ ਵਿੱਚ ਹਵਾ ਦੀ ਗਤੀ ਕੀ ਹੈ? (ਵੈਕਸ ਵਿੱਚ ਹਵਾ ਦੀ ਗਤੀ $3.0 \times 10^{8} \mathrm{~m} \mathrm{~s}^{-1}$ ਹੈ)
(b) ਲੱਗ ਵਿੱਚ ਹਵਾ ਦੀ ਗਤੀ ਹਵਾ ਦੇ ਰੰਗ ਤੋਂ ਸੁਤੰਤਰ ਹੈ? ਜੇ ਨਾ ਹੈ, ਤਾਕਤ ਰੇਡ ਅਤੇ ਵਿਅੰਤ ਰੰਗ ਵਿੱਚੋਂ ਕਿਸਨੇ ਲੱਗ ਦੀ ਪ੍ਰਿੰਜ਼ ਵਿੱਚ ਧੀਮੇ ਪਾਸੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ?
Show Answer
ਜਵਾਬ ਲੱਗ ਦੀ ਪ੍ਰਤਿਫੁਟਨ ਦੀ ਗੁਣਾਂਕ, $\mu=1.5$
ਹਵਾ ਦੀ ਗਤੀ, $\mathrm{c}=3 \times 10^{8} \mathrm{~m} / \mathrm{s}$
ਲੱਗ ਵਿੱਚ ਹਵਾ ਦੀ ਗਤੀ ਇਸ ਸਬੰਧ ਵਿੱਚ ਦਿੱਤੀ ਗਈ ਸਬੰਧ ਦੁਆਰਾ ਦਿੱਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ,
$$ \begin{aligned} v & =\frac{c}{\mu} \\ & =\frac{3 \times 10^{8}}{1.5}=2 \times 10^{8} \mathrm{~m} / \mathrm{s} \end{aligned} $$
ਇਸ ਲਈ, ਲੱਗ ਵਿੱਚ ਹਵਾ ਦੀ ਗਤੀ $2 \times 10^{8} \mathrm{~m} / \mathrm{s}$ ਹੈ।
ਲੱਗ ਵਿੱਚ ਹਵਾ ਦੀ ਗਤੀ ਹਵਾ ਦੇ ਰੰਗ ਤੋਂ ਸੁਤੰਤਰ ਨਹੀਂ ਹੈ।
ਇੱਕ ਵਿਅੰਤ ਰੰਗ ਦੀ ਹਵਾ ਦੀ ਪ੍ਰਤਿਫੁਟਨ ਦੀ ਗੁਣਾਂਕ ਇੱਕ ਰੇਡ ਰੰਗ ਦੀ ਪ੍ਰਤਿਫੁਟਨ ਦੀ ਗੁਣਾਂਕ ਤੋਂ ਵੱਧ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, ਵਿਅੰਤ ਰੰਗ ਦੀ ਹਵਾ ਦੀ ਗਤੀ ਲੱਗ ਵਿੱਚ ਰੇਡ ਰੰਗ ਦੀ ਹਵਾ ਦੀ ਗਤੀ ਤੋਂ ਘੱਟ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, ਵਿਅੰਤ ਰੰਗ ਲੱਗ ਦੀ ਪ੍ਰਿੰਜ਼ ਵਿੱਚ ਰੇਡ ਰੰਗ ਤੋਂ ਧੀਮੇ ਪਾਸੇ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
10.4 ਇੱਕ ਯੌਂਗ ਦੀ ਡਬਲ-ਸਲਿਟ ਪਰੀਕ਼ਾ ਵਿੱਚ, ਸਲਿਟਾਂ ਨੂੰ $0.28 \mathrm{~mm}$ ਤੋਂ $1.4 \mathrm{~m}$ ਦੂਰੀ ਤੇ ਰੱਖਿਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਕੇਂਦਰੀ ਚਮਕੀ ਫਰਿੰਗ ਅਤੇ ਚੌਥੀ ਚਮਕੀ ਫਰਿੰਗ ਵਿੱਚ ਦੂਰੀ ਨੂੰ $1.2 \mathrm{~cm}$ ਮਾਪਿਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਪਰੀਕ਼ਾ ਵਿੱਚ ਵਰਤੀ ਗਈ ਹਵਾ ਦੀ ਰੇਖਾ ਦੀ ਦੂਰੀ ਨੂੰ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰੋ।
Show Answer
ਜਵਾਬ
ਸਲਿਟਾਂ ਵਿੱਚ ਦੂਰੀ, $d=0.28 \mathrm{~mm}=0.28 \times 10^{-3} \mathrm{~m}$
ਸਲਿਟਾਂ ਅਤੇ ਸਕਰੀਨ ਵਿੱਚ ਦੂਰੀ, $D=1.4 \mathrm{~m}$
ਕੇਂਦਰੀ ਫਰਿੰਗ ਅਤੇ ਚੌਥੀ $(n=4)$ ਫਰਿੰਗ ਵਿੱਚ ਦੂਰੀ,
$u=1.2 \mathrm{~cm}=1.2 \times 10^{-2} \mathrm{~m}$
ਇੱਕ ਸੰਖੇਪ ਪ੍ਰਤਿਫੁਟਨ ਦੀ ਹਲਕੇ ਵਿੱਚ, ਦੋ ਫਰਿੰਗਾਂ ਵਿੱਚ ਦੂਰੀ ਲਈ ਸਬੰਧ ਹੈ:
$u=n \lambda \frac{D}{d}$
ਜਿੱਥੋ,
$n=$ ਫਰਿੰਗਾਂ ਦਾ ਕ੍ਰਮ $=4$ $\lambda=$ ਵਰਤੀ ਗਈ ਹਵਾ ਦੀ ਰੇਖਾ
$$ \therefore=\frac{u d}{n D} $$
$=\frac{1.2 \times 10^{-2} \times 0.28 \times 10^{-3}}{4 \times 1.4}$
$=6 \times 10^{-7}$
$=600 \mathrm{~nm}$
ਇਸ ਲਈ, ਹਵਾ ਦੀ ਰੇਖਾ $600 \mathrm{~nm}$ ਹੈ।
10.5 ਇੱਕ ਯੌਂਗ ਦੀ ਡਬਲ-ਸਲਿਟ ਪਰੀਕ਼ਾ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਇਕਾਈ ਰੰਗ ਦੀ ਰੇਖਾ $\lambda$ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਜਿੱਥੇ ਰਸਤਾ ਦੀ ਅਲੱਗਤਾ $\lambda$ ਹੈ, ਤਾਕਤ ਦੀ ਤਾਕਤ $K$ ਇਕਾਈਆਂ ਹੈ। ਰਸਤਾ ਦੀ ਅਲੱਗਤਾ $\lambda / 3$ ਹੈ ਤਾਕਤ ਦੀ ਤਾਕਤ ਕੀ ਹੈ?
Show Answer
ਜਵਾਬ
$I_{1}$ ਅਤੇ $I_{2}$ ਦੋ ਤਰੰਗਾਂ ਦੀ ਤਾਕਤ ਹੋਵੇਗੀ। ਉਹਨਾਂ ਦੀ ਪ੍ਰਤੀਕ ਤਾਕਤ ਇਸ ਤਰੀਕੇ ਨਾਲ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ:
$I^{\prime}=I_{1}+I_{2}+2 \sqrt{I_{1} I_{2}} \cos \phi$
ਜਿੱਥੋ,
$\phi=$ ਦੋ ਤਰੰਗਾਂ ਵਿਚ ਫੇਜ਼ ਦੀ ਅਲੱਗਤਾ
ਇਕਾਈ ਰੰਗ ਦੀ ਰੇਖਾ ਦੀ ਤਰੰਗਾਂ ਲਈ,
$$ \begin{aligned} & I_{1}=I_{2} \\ & \begin{aligned} \therefore I^{\prime} & =I_{1}+I_{1}+2 \sqrt{I_{1} I_{1}} \cos \phi \\ & =2 I_{1}+2 I_{1} \cos \phi \end{aligned} \end{aligned} $$
ਫੇਜ਼ ਦੀ ਅਲੱਗਤਾ $=\frac{2 \pi}{\lambda} \times$ ਰਸਤਾ ਦੀ ਅਲੱਗਤਾ
ਕਿਉਂਕਿ ਰਸਤਾ ਦੀ ਅਲੱਗਤਾ $=\lambda$,
ਫੇਜ਼ ਦੀ ਅਲੱਗਤਾ, $\phi=2 \pi$
$\therefore I^{\prime}=2 I_{1}+2 I_{1}=4 I_{1}$
ਦਿੱਤਾ ਹੈ,
$I^{\prime}=K$
$\therefore I_{1}=\frac{K}{4}$
ਜਦੋਂ ਰਸਤਾ ਦੀ ਅਲੱਗਤਾ $=\frac{\lambda}{3}$,
ਫੇਜ਼ ਦੀ ਅਲੱਗਤਾ, $\phi=\frac{2 \pi}{3}$
ਇਸ ਲਈ, ਪ੍ਰਤੀਕ ਤਾਕਤ, $I_{R}^{\prime}=I_{1}+I_{1}+2 \sqrt{I_{1} I_{1}} \cos \frac{2 \pi}{3}$
$=2 I_{1}+2 I_{1}\left(-\frac{1}{2}\right)=I_{1}$
ਸਮੀਖਿਆ (1) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ, ਤੁਸੀਂ ਲਿਖ ਸਕਦੇ ਹੋ:
$I_{R}=I_{1}=\frac{K}{4}$
ਇਸ ਲਈ, ਜਦੋਂ ਰਸਤਾ ਦੀ ਅਲੱਗਤਾ $\frac{\lambda}{3}$ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਤਾਕਤ $\frac{K}{4}$ ਇਕਾਈਆਂ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।
10.6 ਇੱਕ ਹਵਾ ਦਾ ਬੀਮ ਦੋ ਰੇਖਾਵਾਂ, $650 \mathrm{~nm}$ ਅਤੇ $520 \mathrm{~nm}$, ਨੂੰ ਇੱਕ ਯੌਂਗ ਦੀ ਡਬਲ-ਸਲਿਟ ਪਰੀਕ਼ਾ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਤਿਫੁਟਨ ਫਰਿੰਗਾਂ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਵਰਤਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
(a) ਰੇਖਾ $650 \mathrm{~nm}$ ਲਈ ਕੇਂਦਰੀ ਮੈਕਸੀਮਮ ਤੋਂ ਸਕਰੀਨ ਤੇ ਤੀਸਰੀ ਚਮਕੀ ਫਰਿੰਗ ਦੀ ਦੂਰੀ ਨੂੰ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰੋ।
(b) ਦੋਵੇਂ ਰੇਖਾਵਾਂ ਦੀਆਂ ਚਮਕੀ ਫਰਿੰਗਾਂ ਦੇ ਕੇਂਦਰੀ ਮੈਕਸੀਮਮ ਤੋਂ ਘੱਟ ਦੂਰੀ ਕੀ ਹੈ?
Show Answer
ਜਵਾਬ
ਹਵਾ ਦੇ ਬੀਮ ਦੀ ਰੇਖਾ, $\lambda_{1}=650 \mathrm{~nm}$
ਹਵਾ ਦੇ ਦੂਸਰੇ ਬੀਮ ਦੀ ਰੇਖਾ, $\lambda_{2}=520 \mathrm{~nm}$
ਸਲਿਟਾਂ ਤੋਂ ਸਕਰੀਨ ਦੀ ਦੂਰੀ $=D$
ਦੋਵੇਂ ਸਲਿਟਾਂ ਵਿੱਚ ਦੂਰੀ $=d$
ਸਕਰੀਨ ਤੇ ਕੇਂਦਰੀ ਮੈਕਸੀਮਮ ਤੋਂ ਤੀਸਰੀ ਚਮਕੀ ਫਰਿੰਗ ਦੀ ਦੂਰੀ ਲਈ ਸਬੰਧ ਹੈ,
$x=n \lambda_{1}\left(\frac{D}{d}\right)$
ਤੀਸਰੀ ਚਮਕੀ ਫਰਿੰਗ ਲਈ, $n=3$
$\therefore x=3 \times 650 \frac{D}{d}=1950\left(\frac{D}{d}\right) \mathrm{nm}$
ਜਦੋਂ ਰੇਖਾ $\lambda_{2}$ ਲਈ $n^{\text {th }}$ ਚਮਕੀ ਫਰਿੰਗ ਅਤੇ ਰੇਖਾ $\lambda_{1}$ ਲਈ $(n-1)^{\text {th }}$ ਚਮਕੀ ਫਰਿੰਗ ਸਕਰੀਨ ਤੇ ਮੇਲ ਖਾਂਦੀ ਹੈ, ਤਾਕਤ ਦੀ ਸ਼ਰਤਾਂ ਲਈ ਚਮਕੀ ਫਰਿੰਗਾਂ ਦੀ ਸ਼ਰਤਾਂ ਨੂੰ ਬਣਾਈ ਰੱਖ ਸਕਦੇ ਹੋ। ਇਸ ਲਈ, ਕੇਂਦਰੀ ਮੈਕਸੀਮਮ ਤੋਂ ਘੱਟ ਦੂਰੀ ਨੂੰ ਇਸ ਸਬੰਧ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ:
$$ \begin{aligned} x & =n \lambda_{2} \frac{D}{d} \\ & =5 \times 520 \frac{D}{d}=2600 \frac{D}{d} \mathrm{~nm} \end{aligned} $$
ਨੋਟ: ਦੇਸ਼ $d$ ਅਤੇ $D$ ਦੇ ਮੁੱਲ ਪ੍ਰਸ਼ਨ ਵਿੱਚ ਦਿੱਤੇ ਨਹੀਂ ਗਏ ਹਨ।