ऑप्टिकल रेडिएशनचे स्त्रोत

ऑप्टिकल रेडिएशनचे स्त्रोत (दुसर्‍या शब्दात, प्रकाशाचे स्त्रोत) अनेक नैसर्गिक वस्तू आहेत, तसेच कृत्रिमरित्या तयार केलेली उपकरणे आहेत ज्यामध्ये विशिष्ट प्रकारच्या उर्जेचे उर्जेमध्ये रूपांतर केले जाते. इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक विकिरण 10 nm ते 1 mm च्या तरंगलांबीसह.

निसर्गात, असे स्त्रोत, जे आपल्याला बर्याच काळापासून ज्ञात आहेत, ते आहेत: सूर्य, तारे, वीज इ. कृत्रिम स्त्रोतांबद्दल, कोणत्या प्रक्रियेमुळे रेडिएशन दिसले यावर अवलंबून, ते सक्तीचे किंवा उत्स्फूर्त आहे. ऑप्टिकल रेडिएशनचे सुसंगत आणि विसंगत स्त्रोत निवडण्याची शक्यता.

सुसंगत आणि असंगत विकिरण

लेसर सुसंगत ऑप्टिकल रेडिएशनच्या स्त्रोतांचा संदर्भ घ्या. त्यांची वर्णक्रमीय तीव्रता खूप जास्त आहे, रेडिएशन उच्च प्रमाणात दिशात्मकतेद्वारे दर्शविले जाते, ते मोनोक्रोमॅटिकतेद्वारे दर्शविले जाते, म्हणजेच अशा रेडिएशनची तरंगलांबी स्थिर असते.

ऑप्टिकल रेडिएशनचे बहुतेक स्त्रोत विसंगत स्त्रोत आहेत, ज्याचे रेडिएशन अनेक प्राथमिक उत्सर्जकांच्या समूहाद्वारे उत्सर्जित मोठ्या संख्येने इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लहरींच्या सुपरपोझिशनचा परिणाम आहे.

ऑप्टिकल विसंगत किरणोत्सर्गाच्या कृत्रिम स्त्रोतांचे वर्गीकरण रेडिएशनच्या प्रकारानुसार, किरणोत्सर्गात रूपांतरित झालेल्या उर्जेच्या प्रकारानुसार, या उर्जेचे प्रकाशात रूपांतर करण्याच्या पद्धतीनुसार, स्त्रोताच्या उद्देशानुसार, अ. स्पेक्ट्रमचा काही भाग (इन्फ्रारेड, दृश्यमान किंवा अल्ट्राव्हायोलेट), बांधकामाच्या प्रकारावर अवलंबून, वापरण्याचा मार्ग इ.

प्रकाश मापदंड

ऑप्टिकल रेडिएशनची स्वतःची प्रकाश किंवा ऊर्जा वैशिष्ट्ये आहेत. फोटोमेट्रिक वैशिष्ट्यांमध्ये हे समाविष्ट आहे: तेजस्वी प्रवाह, चमकदार प्रवाह, प्रकाशाची तीव्रता, चमक, चमक इ. सतत स्पेक्ट्रम स्त्रोत त्यांच्या ब्राइटनेस किंवा रंग तापमानाद्वारे ओळखले जातात.

काहीवेळा स्त्रोताद्वारे तयार केलेली प्रदीपन किंवा काही गैर-मानक वैशिष्ट्य, उदाहरणार्थ फोटॉन फ्लक्स जाणून घेणे महत्वाचे आहे. नाडी स्त्रोतांमध्ये उत्सर्जित नाडीचा विशिष्ट कालावधी आणि आकार असतो.

प्रकाशमय कार्यक्षमता, किंवा वर्णक्रमीय कार्यक्षमता, स्त्रोताला दिलेली ऊर्जा प्रकाशात किती कार्यक्षमतेने रूपांतरित होते हे निर्धारित करते. तांत्रिक वैशिष्ट्ये, जसे की इनपुट पॉवर आणि ऊर्जा, प्रकाशमय शरीराची परिमाणे, किरणोत्सर्ग प्रतिरोध, अंतराळात प्रकाशाचे वितरण आणि सेवा जीवन, ऑप्टिकल रेडिएशनच्या कृत्रिम स्त्रोतांचे वैशिष्ट्य आहे.

ऑप्टिकल रेडिएशनचे स्त्रोत एका समतोल तापलेल्या प्रकाशमय शरीरासह घनरूप स्थितीत, तसेच कोणत्याही एकूण अवस्थेत एकसमान उत्तेजित नसलेल्या शरीरासह प्रकाशयुक्त असू शकतात. एक विशेष प्रकार म्हणजे प्लाझ्मा स्त्रोत, रेडिएशनचे स्वरूप ज्यामध्ये प्लाझ्माच्या पॅरामीटर्स आणि स्पेक्ट्रल मध्यांतरावर अवलंबून असते आणि येथे रेडिएशन थर्मल किंवा ल्युमिनेसेंट असू शकते.

ऑप्टिकल रेडिएशनचे थर्मल स्त्रोत सतत स्पेक्ट्रमद्वारे वेगळे केले जातात, त्यांची ऊर्जा वैशिष्ट्ये थर्मल रेडिएशनच्या नियमांचे पालन करतात, जेथे मुख्य मापदंड तापमान आणि प्रकाशमय शरीराची उत्सर्जन असते.

1 च्या घटकासह, किरणोत्सर्ग 6000 के तापमानासह सूर्याजवळील निरपेक्ष कृष्णवर्णाच्या किरणोत्सर्गाच्या समतुल्य आहे. कृत्रिम उष्णता स्त्रोत विद्युत प्रवाहाद्वारे किंवा रासायनिक ज्वलन अभिक्रियाच्या ऊर्जेद्वारे गरम केले जातात.

वायू, द्रव किंवा घन ज्वलनशील पदार्थ जळताना ज्वाला हे घन फिलामेंट मायक्रोकणांच्या उपस्थितीमुळे 3000 K पर्यंत तापमानासह रेडिएशनच्या सतत स्पेक्ट्रमद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहे. असे कण अनुपस्थित असल्यास, स्पेक्ट्रम बँडेड किंवा रेखीय असेल, विशिष्ट वायू ज्वलन उत्पादने किंवा रसायने स्पेक्ट्रल विश्लेषणासाठी जाणूनबुजून ज्योतमध्ये आणली जातात.

उष्णता स्त्रोतांची रचना आणि वापर

सिग्नलिंग किंवा लाइटिंग पायरोटेक्निक्स, जसे की रॉकेट, फटाके इ.मध्ये ऑक्सिडायझरसह दहनशील पदार्थ असलेल्या संकुचित रचना असतात. इन्फ्रारेड रेडिएशनचे स्त्रोत सामान्यतः सिरॅमिक किंवा धातूचे विविध आकार आणि आकार असतात जे ज्वालाने किंवा वायूच्या उत्प्रेरक ज्वलनाने गरम होतात.

इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रमच्या विद्युत उत्सर्जकांमध्ये टंगस्टन किंवा निक्रोम सर्पिल असतात, त्यांच्यामधून विद्युतप्रवाह देऊन गरम केले जाते आणि उष्णता-प्रतिरोधक आवरणांमध्ये ठेवले जाते किंवा लगेच सर्पिल, रॉड, पट्ट्या, नळ्या इत्यादींच्या स्वरूपात बनवले जाते. - रीफ्रॅक्टरी धातू आणि मिश्र धातु किंवा इतर रचनांमधून: ग्रेफाइट, मेटल ऑक्साइड, रीफ्रॅक्टरी कार्बाइड्स. या प्रकारचे उत्सर्जक स्पेस हीटिंगसाठी, विविध अभ्यासांमध्ये आणि सामग्रीच्या औद्योगिक उष्णता उपचारांमध्ये वापरले जातात.

इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपीसाठी, नेर्नस्ट पिन आणि ग्लोबार सारख्या रॉड्सच्या स्वरूपात संदर्भ उत्सर्जक वापरले जातात, जे स्पेक्ट्रमच्या इन्फ्रारेड भागामध्ये तापमानावरील उत्सर्जनाच्या स्थिर अवलंबनाद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहेत.

मेट्रोलॉजिकल मापनांमध्ये परिपूर्ण ब्लॅकबॉडी मॉडेल्समधून उत्सर्जनाचा अभ्यास केला जातो जेथे समतोल उत्सर्जन तापमानावर अवलंबून असते; असे मॉडेल 3000 के पर्यंत तापमानात गरम केलेले पोकळी आहे, लहान प्रवेशद्वारासह विशिष्ट आकाराच्या रीफ्रॅक्टरी सामग्रीपासून बनविलेले आहे.

इनॅन्डेन्सेंट दिवे आज दृश्यमान स्पेक्ट्रममध्ये रेडिएशनचे सर्वात लोकप्रिय उष्ण स्त्रोत आहेत. ते प्रकाशयोजना, सिग्नलिंग, प्रोजेक्टर, प्रोजेक्टरमध्ये वापरले जातात, याव्यतिरिक्त, ते फोटोमेट्री आणि पायरोमेट्रीमध्ये मानक म्हणून कार्य करतात.

आज बाजारात 500 पेक्षा जास्त मानक आकाराचे इनॅन्डेन्सेंट दिवे आहेत, ज्यात लघु ते शक्तिशाली फ्लडलाइट दिवे आहेत. फिलामेंट बॉडी सामान्यतः टंगस्टन फिलामेंट किंवा सर्पिलच्या स्वरूपात बनविली जाते आणि अक्रिय वायू किंवा व्हॅक्यूमने भरलेल्या काचेच्या फ्लास्कमध्ये बंद केली जाते. फिलामेंट जळून गेल्यावर अशा दिव्याचे सेवा आयुष्य सहसा संपते.

इनॅन्डेन्सेंट दिवे हॅलोजन असतात, नंतर बल्ब आयोडीन किंवा अस्थिर ब्रोमाइन संयुगेच्या सहाय्याने झेनॉनने भरले जातात, जे बल्बमधून बाष्पयुक्त टंगस्टनचे उलट हस्तांतरण प्रदान करतात - परत फिलामेंट बॉडीवर. असे दिवे 2000 तासांपर्यंत टिकू शकतात.

हॅलोजन चक्र राखण्यासाठी गरम केलेल्या क्वार्ट्ज ट्यूबमध्ये टंगस्टन फिलामेंट येथे बसवले जाते. हे दिवे थर्मोग्राफी आणि झेरोग्राफीमध्ये काम करतात आणि साधारण तप्त झाल्यावर प्रकाशमान होणारे दिवे कुठेही आढळतात.

इलेक्ट्रिक लाइट दिवे मध्ये, ऑप्टिकल रेडिएशनचा स्त्रोत इलेक्ट्रोड असतो, किंवा त्याऐवजी, आर्गॉनने भरलेल्या दिव्याच्या बल्बमध्ये किंवा घराबाहेर चाप डिस्चार्ज दरम्यान कॅथोडचा प्रदीप्त प्रदेश असतो.

फ्लोरोसेंट स्रोत

ऑप्टिकल रेडिएशनच्या ल्युमिनेसेंट स्त्रोतांमध्ये, वायू किंवा फॉस्फर फोटॉन, इलेक्ट्रॉन किंवा इतर कणांच्या प्रवाहाने किंवा विद्युत क्षेत्राच्या थेट क्रियेमुळे उत्तेजित होतात, जे या परिस्थितीत प्रकाशाचे स्रोत बनतात. उत्सर्जन स्पेक्ट्रम आणि ऑप्टिकल पॅरामीटर्स फॉस्फरच्या गुणधर्मांद्वारे तसेच उत्तेजित ऊर्जा, विद्युत क्षेत्राची ताकद इत्यादींद्वारे निर्धारित केले जातात.

ल्युमिनेसेन्सच्या सर्वात सामान्य प्रकारांपैकी एक म्हणजे फोटोल्युमिनेसेन्स, ज्यामध्ये प्राथमिक स्त्रोताचा रेडिएशन स्पेक्ट्रम दृश्यमान होतो. स्त्रावचे अतिनील किरणे फॉस्फरच्या थरावर पडतात आणि या स्थितीत फॉस्फर दृश्यमान प्रकाश आणि जवळचा अतिनील प्रकाश उत्सर्जित करतो.

या प्रभावावर आधारित ऊर्जा-बचत दिवे फक्त कॉम्पॅक्ट फ्लोरोसेंट दिवे आहेत. असा 20 W चा दिवा 100 W च्या इनॅन्डेन्सेंट दिव्याच्या ल्युमिनेसंट फ्लक्स सारखा ल्युमिनियस फ्लक्स देतो.

कॅथोड-रे ट्यूब स्क्रीन हे ऑप्टिकल रेडिएशनचे कॅथोडोल्युमिनेसेंट स्त्रोत आहेत. फॉस्फर लेपित स्क्रीन तिच्या दिशेने उडणाऱ्या इलेक्ट्रॉनच्या किरणाने उत्तेजित होते.

LEDs अर्धसंवाहकांवर इंजेक्शन इलेक्ट्रोल्युमिनेसन्सचे तत्त्व वापरतात. हे ऑप्टिकल रेडिएशन स्त्रोत ऑप्टिकल घटकांसह स्वतंत्र उत्पादने म्हणून तयार केले जातात. ते संकेत, सिग्नलिंग, लाइटिंगसाठी वापरले जातात.

रेडिओल्युमिनेसेन्स दरम्यान ऑप्टिकल उत्सर्जन क्षय झालेल्या समस्थानिकांच्या क्रियेमुळे उत्तेजित होते.

केमिल्युमिनेसन्स म्हणजे रासायनिक अभिक्रियांच्या ऊर्जेचे प्रकाशात रूपांतर (हे देखील पहा ल्युमिनेसेन्सचे प्रकार).

वेगवान कण, क्षणिक किरणोत्सर्ग आणि वाव्हिलोव्ह-चेरेन्कोव्ह रेडिएशनने उत्तेजित होणार्‍या सिंटिलेटरमधील प्रकाशाच्या फ्लॅशचा वापर चार्ज केलेले कण शोधण्यासाठी केला जातो.

प्लाझ्मा

ऑप्टिकल रेडिएशनचे प्लाझ्मा स्त्रोत रेषीय किंवा सतत स्पेक्ट्रमद्वारे ओळखले जातात, तसेच ऊर्जा वैशिष्ट्ये जी प्लाझ्माचे तापमान आणि दाब यावर अवलंबून असतात, इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज किंवा प्लाझ्मा उत्पादनाच्या दुसर्या पद्धतीमध्ये होतात.

इनपुट पॉवर आणि पदार्थाची रचना यावर अवलंबून, रेडिएशन पॅरामीटर्स विस्तृत श्रेणीत बदलतात (हे देखील पहा गॅस डिस्चार्ज दिवे, प्लाझ्मा). पॅरामीटर्स या शक्ती आणि सामग्रीच्या प्रतिकाराने मर्यादित आहेत. स्पंदित प्लाझ्मा स्त्रोतांमध्ये सतत असलेल्यांपेक्षा जास्त मापदंड असतात.