स्पेक्ट्रम(spectrum) विद्युत चुम्बकीय विकिरण की आवृत्तियों की एक श्रृंखला को संदर्भित करता है। विद्युत चुम्बकीय विकिरण एक प्रकार की ऊर्जा है जो अंतरिक्ष में यात्रा करती है और इसमें रेडियो तरंगें, माइक्रोवेव, दृश्य प्रकाश, पराबैंगनी प्रकाश, एक्स-रे और गामा किरणें शामिल हैं। प्रत्येक प्रकार के विद्युत चुम्बकीय विकिरण में आवृत्तियों की एक विशिष्ट श्रेणी होती है, जो विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम पर अपना स्थान निर्धारित करती है।
इलेक्ट्रोमैग्नेटिक स्पेक्ट्रम को आमतौर पर कई श्रेणियों में विभाजित किया जाता है, जिनमें रेडियो तरंगें, माइक्रोवेव, इन्फ्रारेड, दृश्य प्रकाश, पराबैंगनी, एक्स-रे और गामा किरणें शामिल हैं। ये श्रेणियां विद्युत चुम्बकीय विकिरण की आवृत्ति और ऊर्जा पर आधारित हैं। विकिरण की आवृत्ति जितनी कम होगी, तरंगदैर्घ्य उतना ही अधिक होगा और ऊर्जा कम होगी। उच्च आवृत्ति, कम तरंग दैर्ध्य और उच्च ऊर्जा।
स्पेक्ट्रम का उपयोग अक्सर विशेष रूप से संचार उद्देश्यों के लिए उपयोग की जाने वाली आवृत्तियों की सीमा को संदर्भित करने के लिए किया जाता है, जैसे कि रेडियो और टेलीविजन प्रसारण, सेल फोन संचार और उपग्रह संचार। सरकारें अपने-अपने देशों में स्पेक्ट्रम(spectrum) के उपयोग को विनियमित करती हैं ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि विभिन्न संचार प्रणालियाँ एक-दूसरे के साथ हस्तक्षेप न करें।
स्पेक्ट्रम कितने प्रकार के होते हैं?
कई प्रकार के विद्युत चुम्बकीय विकिरण हैं जिन्हें आमतौर पर “स्पेक्ट्रम” कहा जाता है। इलेक्ट्रोमैग्नेटिक स्पेक्ट्रम को आमतौर पर कई श्रेणियों में विभाजित किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:
1. रेडियो तरंगें (Radio waves):
इनमें सबसे लंबी तरंग दैर्ध्य और विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम पर सबसे कम आवृत्ति होती है। उनका उपयोग संचार उद्देश्यों जैसे रेडियो और टेलीविजन प्रसारण और जीपीएस जैसे नेविगेशन सिस्टम के लिए किया जाता है।
2. माइक्रोवेव (Microwaves):
इनमें रेडियो तरंगों की तुलना में कम तरंग दैर्ध्य और उच्च आवृत्ति होती है। उनका उपयोग संचार उद्देश्यों जैसे सेल फोन संचार और उपग्रह संचार के लिए किया जाता है।
3. इन्फ्रारेड विकिरण (Infrared radiation):
इस प्रकार के विद्युत चुम्बकीय विकिरण में माइक्रोवेव की तुलना में लंबी तरंग दैर्ध्य और कम आवृत्ति होती है। यह गर्म वस्तुओं द्वारा उत्सर्जित होता है और इसका उपयोग हीटिंग और खाना पकाने सहित विभिन्न उद्देश्यों के लिए किया जाता है।
4. दृश्य प्रकाश (Visible light):
यह विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम का वह भाग है जो मानव आँख को दिखाई देता है। इसमें इंद्रधनुष के रंग शामिल हैं और इसकी तरंग दैर्ध्य कम है और अवरक्त विकिरण की तुलना में उच्च आवृत्ति है।
5. पराबैंगनी विकिरण (Ultraviolet radiation):
इस प्रकार के विद्युत चुम्बकीय विकिरण में दृश्य प्रकाश की तुलना में कम तरंग दैर्ध्य और उच्च आवृत्ति होती है। यह सनबर्न के लिए जिम्मेदार है और इसका उपयोग विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में किया जाता है, जिसमें नसबंदी और टैनिंग बेड शामिल हैं।
6. एक्स-रे (X-rays):
इनमें पराबैंगनी विकिरण की तुलना में कम तरंग दैर्ध्य और उच्च आवृत्ति होती है। शरीर के अंदर देखने के लिए और हवाईअड्डे पर सामान की जांच जैसे अन्य अनुप्रयोगों में उनका उपयोग चिकित्सा इमेजिंग में किया जाता है।
7. गामा किरणें (Gamma rays):
इनमें सबसे कम तरंग दैर्ध्य और विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम पर उच्चतम आवृत्ति होती है। वे रेडियोधर्मी सामग्री द्वारा निर्मित होते हैं और कैंसर उपचार और अन्य चिकित्सा अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं।
तो, कुल सात प्रकार के स्पेक्ट्रम हैं।
स्पेक्ट्रम कैसे बनता है?
इलेक्ट्रोमैग्नेटिक स्पेक्ट्रम इलेक्ट्रोमैग्नेटिक रेडिएशन की फ्रीक्वेंसी की एक सतत रेंज है। विद्युत चुम्बकीय विकिरण एक प्रकार की ऊर्जा है जो प्रकाश की गति से अंतरिक्ष में यात्रा करती है और इसमें रेडियो तरंगें, माइक्रोवेव, दृश्य प्रकाश, पराबैंगनी प्रकाश, एक्स-रे और गामा किरणें शामिल हैं। प्रत्येक प्रकार के विद्युत चुम्बकीय विकिरण में आवृत्तियों की एक विशिष्ट श्रेणी होती है, जो विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम पर अपना स्थान निर्धारित करती है।
विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम विद्युत आवेशित कणों की गति के परिणामस्वरूप बनता है। जब एक विद्युत आवेशित कण को त्वरित किया जाता है, तो यह विद्युत चुम्बकीय विकिरण उत्सर्जित करता है। विकिरण की आवृत्ति उस दर से निर्धारित होती है जिस पर कण त्वरित होता है।
उदाहरण के लिए, जब एक इलेक्ट्रॉन को त्वरित किया जाता है, तो यह एक आवृत्ति के साथ विद्युत चुम्बकीय विकिरण का उत्सर्जन करता है जो इलेक्ट्रॉन के द्रव्यमान के व्युत्क्रमानुपाती होता है और इसे गति देने वाले विद्युत क्षेत्र की ताकत के सीधे आनुपातिक होता है। इसका मतलब यह है कि विद्युत क्षेत्र की ताकत जितनी अधिक होगी और इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान जितना कम होगा, उत्सर्जित होने वाले विद्युत चुम्बकीय विकिरण की आवृत्ति उतनी ही अधिक होगी।
इलेक्ट्रोमैग्नेटिक स्पेक्ट्रम भौतिकी में एक मौलिक अवधारणा है और इसका उपयोग विभिन्न प्रकार के इलेक्ट्रोमैग्नेटिक रेडिएशन और उनकी विशेषताओं का वर्णन करने के लिए किया जाता है। यह समझने के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण है कि विभिन्न प्रकार के विद्युत चुम्बकीय विकिरण पदार्थ के साथ कैसे संपर्क करते हैं और विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उनका उपयोग कैसे किया जा सकता है।
स्पेक्ट्रम का उदाहरण क्या है?
स्पेक्ट्रम का एक उदाहरण दृश्यमान प्रकाश स्पेक्ट्रम है, जो विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम का वह भाग है जो मानव आंखों को दिखाई देता है। दृश्यमान प्रकाश स्पेक्ट्रम में इंद्रधनुष के सभी रंग शामिल होते हैं और यह तब उत्पन्न होता है जब 400 नैनोमीटर (एनएम) और 700 एनएम के बीच तरंग दैर्ध्य के साथ विद्युत चुम्बकीय विकिरण एक वस्तु से टकराता है।
दृश्यमान प्रकाश स्पेक्ट्रम के रंग, घटते तरंग दैर्ध्य के क्रम में, लाल, नारंगी, पीले, हरे, नीले, नील और बैंगनी होते हैं। प्रत्येक रंग दृश्यमान प्रकाश स्पेक्ट्रम के भीतर तरंग दैर्ध्य की एक विशिष्ट श्रेणी से मेल खाता है।
उदाहरण के लिए, लाल प्रकाश की तरंग दैर्ध्य लगभग 700 एनएम होती है, जबकि बैंगनी प्रकाश की तरंग दैर्ध्य लगभग 400 एनएम होती है। जब सफेद प्रकाश, जो दृश्यमान प्रकाश स्पेक्ट्रम के सभी रंगों का मिश्रण होता है, किसी वस्तु से टकराता है, तो कुछ रंग अवशोषित हो जाते हैं और कुछ परावर्तित हो जाते हैं। जो रंग परावर्तित होते हैं वे वही होते हैं जो हम देखते हैं, यही कारण है कि वस्तुओं को प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के आधार पर अलग-अलग रंग दिखाई देते हैं जो वे प्रतिबिंबित करते हैं।
स्पेक्ट्रम के अन्य उदाहरणों में रेडियो फ्रीक्वेंसी स्पेक्ट्रम शामिल है, जो रेडियो और टेलीविजन प्रसारण जैसे संचार उद्देश्यों के लिए उपयोग की जाने वाली आवृत्तियों की श्रेणी है, और एक्स-रे स्पेक्ट्रम, जो शरीर के अंदर देखने के लिए चिकित्सा इमेजिंग में उपयोग की जाने वाली आवृत्तियों की सीमा है।
स्पेक्ट्रम क्यों दिखाई देता है?
इलेक्ट्रोमैग्नेटिक स्पेक्ट्रम सभी प्रकार के इलेक्ट्रोमैग्नेटिक रेडिएशन की श्रेणी है, जिसमें रेडियो तरंगें, माइक्रोवेव, दृश्य प्रकाश, पराबैंगनी प्रकाश, एक्स-रे और गामा किरणें शामिल हैं। इस प्रकार के विद्युत चुम्बकीय विकिरण हमारे चारों ओर हैं और विभिन्न उपकरणों का उपयोग करके इसका पता लगाया जा सकता है।
दृश्यमान प्रकाश स्पेक्ट्रम विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम का वह भाग है जो मानव आँख को दिखाई देता है। यह तब उत्पन्न होता है जब 400 नैनोमीटर (एनएम) और 700 एनएम के बीच तरंग दैर्ध्य के साथ विद्युत चुम्बकीय विकिरण किसी वस्तु से टकराता है। दृश्यमान प्रकाश स्पेक्ट्रम के रंग, घटते तरंग दैर्ध्य के क्रम में, लाल, नारंगी, पीले, हरे, नीले, नील और बैंगनी होते हैं।
हम दृश्यमान प्रकाश स्पेक्ट्रम को देख सकते हैं इसका कारण यह है कि हमारी आंखें प्रकाश की इन विशिष्ट तरंग दैर्ध्यों के प्रति संवेदनशील होती हैं। रेटिना, जो आंख के पीछे प्रकाश के प्रति संवेदनशील परत है, में फोटोरिसेप्टर कोशिकाएं होती हैं जिन्हें छड़ और शंकु कहा जाता है। छड़ें प्रकाश और अंधेरे के प्रति संवेदनशील होती हैं और कम रोशनी की स्थिति में देखने की हमारी क्षमता के लिए जिम्मेदार होती हैं। शंकु हमारी रंग दृष्टि के लिए जिम्मेदार होते हैं और प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्य के प्रति संवेदनशील होते हैं।
जब प्रकाश आंख में प्रवेश करता है, तो यह लेंस द्वारा रेटिना पर केंद्रित होता है। रेटिना में फोटोरिसेप्टर कोशिकाएं तब प्रकाश द्वारा उत्तेजित होती हैं और ऑप्टिक तंत्रिका के माध्यम से मस्तिष्क को संकेत भेजती हैं। मस्तिष्क इन संकेतों को दृश्य सूचना के रूप में व्याख्या करता है, जिससे हमें अपने आसपास की दुनिया को देखने की अनुमति मिलती है।
इसलिए, स्पेक्ट्रम हमें दिखाई देता है क्योंकि हमारी आंखें प्रकाश की विशिष्ट तरंग दैर्ध्य के प्रति संवेदनशील होती हैं जो दृश्यमान प्रकाश स्पेक्ट्रम बनाती हैं।
