ઓપ્ટિકલ રેડિયેશનના સ્ત્રોતો

ઓપ્ટિકલ રેડિયેશનના સ્ત્રોતો (બીજા શબ્દોમાં, પ્રકાશના સ્ત્રોત) એ ઘણી કુદરતી વસ્તુઓ છે, તેમજ કૃત્રિમ રીતે બનાવેલા ઉપકરણો છે જેમાં ચોક્કસ પ્રકારની ઊર્જા ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન 10 nm થી 1 mm ની તરંગલંબાઇ સાથે.

પ્રકૃતિમાં, આવા સ્ત્રોતો, જે આપણને લાંબા સમયથી જાણીતા છે, તે છે: સૂર્ય, તારા, વીજળી, વગેરે. કૃત્રિમ સ્ત્રોતો માટે, કઈ પ્રક્રિયા રેડિયેશનના દેખાવ તરફ દોરી જાય છે તેના આધારે, તે બળજબરીથી અથવા સ્વયંસ્ફુરિત છે, તે છે. ઓપ્ટિકલ રેડિયેશનના સુસંગત અને અસંગત સ્ત્રોતો પસંદ કરવાની શક્યતા.

સુસંગત અને અસંગત રેડિયેશન

લેસર સુસંગત ઓપ્ટિકલ રેડિયેશનના સ્ત્રોતોનો સંદર્ભ લો. તેમની વર્ણપટની તીવ્રતા ખૂબ ઊંચી છે, કિરણોત્સર્ગ ઉચ્ચ ડિગ્રી દિશાત્મકતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, તે મોનોક્રોમેટિટી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, એટલે કે, આવા કિરણોત્સર્ગની તરંગલંબાઇ સતત છે.

ઓપ્ટિકલ રેડિયેશનના મોટાભાગના સ્ત્રોતો અસંગત સ્ત્રોતો છે, જેનું રેડિયેશન ઘણા પ્રાથમિક ઉત્સર્જકોના જૂથ દ્વારા ઉત્સર્જિત મોટી સંખ્યામાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોના સુપરપોઝિશનનું પરિણામ છે.

ઓપ્ટિકલ અસંગત કિરણોત્સર્ગના કૃત્રિમ સ્ત્રોતોને કિરણોત્સર્ગના પ્રકાર અનુસાર, કિરણોત્સર્ગમાં રૂપાંતરિત ઊર્જાના પ્રકાર અનુસાર, આ ઊર્જાને પ્રકાશમાં રૂપાંતરિત કરવાની પદ્ધતિ અનુસાર, સ્ત્રોતના ઉદ્દેશ્ય અનુસાર, એક સાથે જોડાયેલા અનુસાર વર્ગીકૃત કરી શકાય છે. સ્પેક્ટ્રમનો ચોક્કસ ભાગ (ઇન્ફ્રારેડ, દૃશ્યમાન અથવા અલ્ટ્રાવાયોલેટ), બાંધકામના પ્રકાર, ઉપયોગની રીત વગેરેના આધારે.

પ્રકાશ પરિમાણો

ઓપ્ટિકલ રેડિયેશનની પોતાની પ્રકાશ અથવા ઊર્જા લાક્ષણિકતાઓ છે. ફોટોમેટ્રિક લાક્ષણિકતાઓમાં શામેલ છે: તેજસ્વી પ્રવાહ, તેજસ્વી પ્રવાહ, પ્રકાશની તીવ્રતા, તેજ, ​​તેજ, ​​વગેરે. સતત સ્પેક્ટ્રમ સ્ત્રોતો તેમની તેજ અથવા રંગ તાપમાન દ્વારા અલગ પડે છે.

કેટલીકવાર સ્ત્રોત દ્વારા ઉત્પાદિત રોશની અથવા કેટલીક બિન-માનક લાક્ષણિકતા, ઉદાહરણ તરીકે ફોટોન પ્રવાહને જાણવું મહત્વપૂર્ણ છે. પલ્સ સ્ત્રોતોમાં ઉત્સર્જિત પલ્સનો ચોક્કસ સમયગાળો અને આકાર હોય છે.

તેજસ્વી કાર્યક્ષમતા, અથવા સ્પેક્ટ્રલ કાર્યક્ષમતા, નિર્ધારિત કરે છે કે સ્રોતને પહોંચાડવામાં આવતી ઊર્જા પ્રકાશમાં કેટલી અસરકારક રીતે રૂપાંતરિત થાય છે. તકનીકી લાક્ષણિકતાઓ, જેમ કે ઇનપુટ પાવર અને ઉર્જા, તેજસ્વી શરીરના પરિમાણો, કિરણોત્સર્ગ પ્રતિકાર, અવકાશમાં પ્રકાશનું વિતરણ અને સેવા જીવનમાં, ઓપ્ટિકલ રેડિયેશનના કૃત્રિમ સ્ત્રોતોની લાક્ષણિકતા છે.

ઓપ્ટિકલ રેડિયેશનના સ્ત્રોતો સંતુલિત ગરમ લ્યુમિનસ બોડી સાથે કન્ડેન્સ્ડ સ્થિતિમાં થર્મલ હોઈ શકે છે, તેમજ કોઈપણ એકંદર સ્થિતિમાં બિન-સમાન રીતે ઉત્તેજિત શરીર સાથે લ્યુમિનેસન્ટ હોઈ શકે છે. એક વિશિષ્ટ પ્રકાર પ્લાઝ્મા સ્ત્રોતો છે, રેડિયેશનની પ્રકૃતિ જેમાં પ્લાઝ્માના પરિમાણો અને સ્પેક્ટ્રલ અંતરાલ પર આધાર રાખે છે, અને અહીં રેડિયેશન થર્મલ અથવા લ્યુમિનેસેન્ટ હોઈ શકે છે.

ઓપ્ટિકલ રેડિયેશનના થર્મલ સ્ત્રોતો સતત સ્પેક્ટ્રમ દ્વારા અલગ પડે છે, તેમની ઊર્જા લાક્ષણિકતાઓ થર્મલ રેડિયેશનના નિયમોનું પાલન કરે છે, જ્યાં મુખ્ય પરિમાણો તાપમાન અને તેજસ્વી શરીરની ઉત્સર્જન છે.

1 ના પરિબળ સાથે, કિરણોત્સર્ગ 6000 K તાપમાન સાથે સૂર્યની નજીકના સંપૂર્ણ કાળા શરીરના કિરણોત્સર્ગની સમકક્ષ છે. કૃત્રિમ ગરમીના સ્ત્રોતો ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ અથવા રાસાયણિક દહન પ્રતિક્રિયાની ઊર્જા દ્વારા ગરમ થાય છે.

વાયુયુક્ત, પ્રવાહી અથવા નક્કર જ્વલનશીલ પદાર્થને બાળતી વખતે જ્યોત એ ઘન ફિલામેન્ટ માઇક્રોપાર્ટિકલ્સની હાજરીને કારણે 3000 K સુધીના તાપમાન સાથે રેડિયેશનના સતત સ્પેક્ટ્રમ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. જો આવા કણો ગેરહાજર હોય, તો સ્પેક્ટ્રમ બેન્ડેડ અથવા રેખીય હશે, વાયુયુક્ત કમ્બશન ઉત્પાદનો અથવા રસાયણોની લાક્ષણિકતા સ્પેક્ટરલ વિશ્લેષણ માટે જ્યોતમાં ઇરાદાપૂર્વક દાખલ કરવામાં આવશે.

ગરમીના સ્ત્રોતોની ડિઝાઇન અને એપ્લિકેશન

સિગ્નલિંગ અથવા લાઇટિંગ આતશબાજી, જેમ કે રોકેટ, ફટાકડા વગેરે, ઓક્સિડાઇઝર સાથે જ્વલનશીલ પદાર્થો ધરાવતી સંકુચિત રચનાઓ ધરાવે છે. ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશનના સ્ત્રોતો સામાન્ય રીતે વિવિધ કદ અને આકારના સિરામિક અથવા ધાતુના પદાર્થો હોય છે જે જ્યોત દ્વારા અથવા ગેસના ઉત્પ્રેરક દહન દ્વારા ગરમ થાય છે.

ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રમના વિદ્યુત ઉત્સર્જકોમાં ટંગસ્ટન અથવા નિક્રોમ સર્પાકાર હોય છે, તેમાંથી પ્રવાહ પસાર કરીને ગરમ કરવામાં આવે છે અને ગરમી-પ્રતિરોધક આવરણમાં મૂકવામાં આવે છે અથવા તરત જ સર્પાકાર, સળિયા, સ્ટ્રીપ્સ, ટ્યુબ વગેરેના સ્વરૂપમાં બનાવવામાં આવે છે. - પ્રત્યાવર્તન ધાતુઓ અને એલોય, અથવા અન્ય રચનાઓમાંથી: ગ્રેફાઇટ, મેટલ ઓક્સાઇડ, પ્રત્યાવર્તન કાર્બાઇડ. આ પ્રકારના ઉત્સર્જકોનો ઉપયોગ સ્પેસ હીટિંગ માટે, વિવિધ અભ્યાસોમાં અને સામગ્રીના ઔદ્યોગિક હીટ ટ્રીટમેન્ટમાં થાય છે.

ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી માટે, સળિયાના સ્વરૂપમાં સંદર્ભ ઉત્સર્જકોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેમ કે નર્ન્સ્ટ પિન અને ગ્લોબાર, સ્પેક્ટ્રમના ઇન્ફ્રારેડ ભાગમાં તાપમાન પર ઉત્સર્જનની સ્થિર અવલંબન દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

મેટ્રોલોજીકલ માપમાં સંપૂર્ણ બ્લેકબોડી મોડલ્સમાંથી ઉત્સર્જનનો અભ્યાસ સામેલ છે જ્યાં સંતુલન ઉત્સર્જન તાપમાન પર આધાર રાખે છે; આવા મોડેલ એ 3000 K સુધીના તાપમાને ગરમ પોલાણ છે, જે નાના પ્રવેશદ્વાર સાથે ચોક્કસ આકારની પ્રત્યાવર્તન સામગ્રીથી બનેલું છે.

અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવા આજે દૃશ્યમાન સ્પેક્ટ્રમમાં રેડિયેશનના સૌથી લોકપ્રિય ઉષ્મા સ્ત્રોત છે. તેનો ઉપયોગ લાઇટિંગ, સિગ્નલિંગ, પ્રોજેક્ટર્સ, પ્રોજેક્ટરમાં થાય છે, વધુમાં, તેઓ ફોટોમેટ્રી અને પાયરોમેટ્રીમાં ધોરણો તરીકે કાર્ય કરે છે.

આજે બજારમાં 500 થી વધુ પ્રમાણભૂત કદના અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવાઓ છે, જેમાં લઘુચિત્રથી લઈને શક્તિશાળી ફ્લડલાઇટ લેમ્પ્સનો સમાવેશ થાય છે. ફિલામેન્ટ બોડી સામાન્ય રીતે ટંગસ્ટન ફિલામેન્ટ અથવા સર્પાકારના સ્વરૂપમાં બનાવવામાં આવે છે અને તે નિષ્ક્રિય ગેસ અથવા શૂન્યાવકાશથી ભરેલા ગ્લાસ ફ્લાસ્કમાં બંધ હોય છે. આવા લેમ્પની સર્વિસ લાઇફ સામાન્ય રીતે સમાપ્ત થાય છે જ્યારે ફિલામેન્ટ બળી જાય છે.

અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવા હેલોજન હોય છે, પછી બલ્બ આયોડિન અથવા અસ્થિર બ્રોમિન સંયોજનોના ઉમેરા સાથે ઝેનોનથી ભરેલો હોય છે, જે બલ્બમાંથી બાષ્પયુક્ત ટંગસ્ટનનું રિવર્સ ટ્રાન્સફર પૂરો પાડે છે - ફિલામેન્ટ બોડીમાં. આવા લેમ્પ્સ 2000 કલાક સુધી ટકી શકે છે.

ટંગસ્ટન ફિલામેન્ટ અહીં હેલોજન ચક્રને જાળવવા માટે ગરમ ક્વાર્ટઝ ટ્યુબની અંદર માઉન્ટ થયેલ છે. આ લેમ્પ્સ થર્મોગ્રાફી અને ઝેરોગ્રાફીમાં કામ કરે છે અને સામાન્ય અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવાઓ સેવા આપે છે તે લગભગ ગમે ત્યાં મળી શકે છે.

ઇલેક્ટ્રિક લાઇટ લેમ્પ્સમાં, ઓપ્ટિકલ રેડિયેશનનો સ્ત્રોત ઇલેક્ટ્રોડ છે, અથવા તેના બદલે, આર્ગોનથી ભરેલા લેમ્પ બલ્બમાં અથવા બહારના ભાગમાં આર્ક ડિસ્ચાર્જ દરમિયાન કેથોડનો અગ્નિથી પ્રકાશિત પ્રદેશ છે.

ફ્લોરોસન્ટ સ્ત્રોતો

ઓપ્ટિકલ રેડિયેશનના લ્યુમિનેસન્ટ સ્ત્રોતોમાં, વાયુઓ અથવા ફોસ્ફોર્સ ફોટોન, ઇલેક્ટ્રોન અથવા અન્ય કણોના પ્રવાહ દ્વારા અથવા ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની સીધી ક્રિયા દ્વારા ઉત્તેજિત થાય છે, જે આ સંજોગોમાં પ્રકાશના સ્ત્રોત બની જાય છે. ઉત્સર્જન સ્પેક્ટ્રમ અને ઓપ્ટિકલ પરિમાણો ફોસ્ફોર્સના ગુણધર્મો, તેમજ ઉત્તેજના ઊર્જા, ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની શક્તિ વગેરે દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

લ્યુમિનેસેન્સના સૌથી સામાન્ય પ્રકારોમાંનો એક ફોટોલ્યુમિનેસેન્સ છે, જેમાં પ્રાથમિક સ્ત્રોતનું રેડિયેશન સ્પેક્ટ્રમ દૃશ્યમાન બને છે. ડિસ્ચાર્જનું અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગ ફોસ્ફર સ્તર પર પડે છે, અને આ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ ફોસ્ફર દૃશ્યમાન પ્રકાશ અને નજીકના અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશને બહાર કાઢે છે.

ઊર્જા બચત લેમ્પ આ અસર પર આધારિત કોમ્પેક્ટ ફ્લોરોસન્ટ લેમ્પ છે. આવો 20 Wનો દીવો 100 W ના અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવાના તેજસ્વી પ્રવાહ જેટલો તેજસ્વી પ્રવાહ આપે છે.

કેથોડ-રે ટ્યુબ સ્ક્રીનો ઓપ્ટિકલ રેડિયેશનના કેથોડોલ્યુમિનેસન્ટ સ્ત્રોત છે. ફોસ્ફર કોટેડ સ્ક્રીન તેની તરફ ઉડતા ઇલેક્ટ્રોનના બીમ દ્વારા ઉત્સાહિત છે.

LEDs સેમિકન્ડક્ટર્સ પર ઇન્જેક્શન ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનેસેન્સના સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરે છે. આ ઓપ્ટિકલ રેડિયેશન સ્ત્રોતો ઓપ્ટિકલ તત્વો સાથે અલગ ઉત્પાદનો તરીકે ઉત્પાદિત થાય છે. તેનો ઉપયોગ સંકેત, સિગ્નલિંગ, લાઇટિંગ માટે થાય છે.

રેડિયોલ્યુમિનેસેન્સ દરમિયાન ઓપ્ટિકલ ઉત્સર્જન ક્ષીણ થતા આઇસોટોપ્સની ક્રિયા દ્વારા ઉત્તેજિત થાય છે.

કેમિલ્યુમિનેસેન્સ એ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓની ઊર્જાના પ્રકાશમાં રૂપાંતર છે (આ પણ જુઓ લ્યુમિનેસેન્સના પ્રકાર).

ઝડપી કણો, ક્ષણિક કિરણોત્સર્ગ અને વાવિલોવ-ચેરેનકોવ કિરણોત્સર્ગ દ્વારા ઉત્તેજિત સિન્ટિલેટરમાં પ્રકાશની ફ્લેશનો ઉપયોગ ચાર્જ થયેલા કણોને શોધવા માટે થાય છે.

પ્લાઝમા

ઓપ્ટિકલ રેડિયેશનના પ્લાઝ્મા સ્ત્રોતોને રેખીય અથવા સતત સ્પેક્ટ્રમ દ્વારા અલગ પાડવામાં આવે છે, તેમજ ઊર્જા લાક્ષણિકતાઓ કે જે પ્લાઝ્માના તાપમાન અને દબાણ પર આધાર રાખે છે, જે ઇલેક્ટ્રિક ડિસ્ચાર્જ અથવા પ્લાઝ્મા ઉત્પાદનની અન્ય પદ્ધતિમાં થાય છે.

ઇનપુટ પાવર અને પદાર્થની રચનાના આધારે રેડિયેશન પરિમાણો વિશાળ શ્રેણીમાં બદલાય છે (આ પણ જુઓ ગેસ ડિસ્ચાર્જ લેમ્પ્સ, પ્લાઝમા). પરિમાણો આ શક્તિ અને સામગ્રી પ્રતિકાર દ્વારા મર્યાદિત છે. સ્પંદનીય પ્લાઝ્મા સ્ત્રોતોમાં સતત કરતા વધારે પરિમાણો હોય છે.