آپٹیکل تابکاری کے ذرائع
آپٹیکل ریڈی ایشن کے ذرائع (دوسرے لفظوں میں روشنی کے ذرائع) بہت سی قدرتی اشیاء ہیں، نیز مصنوعی طور پر بنائے گئے آلات جن میں توانائی کی کچھ اقسام توانائی میں تبدیل ہوتی ہیں۔ برقناطیسی تابکاری 10 nm سے 1 ملی میٹر کی طول موج کے ساتھ۔
فطرت میں، ایسے ذرائع، جو ہمیں طویل عرصے سے معلوم ہیں، یہ ہیں: سورج، ستارے، بجلی وغیرہ۔ جہاں تک مصنوعی ذرائع کا تعلق ہے، اس بات پر منحصر ہے کہ کون سا عمل تابکاری کی ظاہری شکل کا باعث بنتا ہے، چاہے یہ جبری ہو یا بے ساختہ، یہ ہے۔ آپٹیکل تابکاری کے مربوط اور غیر مربوط ذرائع کو منتخب کرنے کا ایک امکان۔
مربوط اور غیر مربوط تابکاری
لیزرز مربوط نظری تابکاری کے ذرائع سے رجوع کریں۔ ان کی سپیکٹرل شدت بہت زیادہ ہے، تابکاری اعلی درجے کی سمت کی طرف سے خصوصیات ہے، یہ یک رنگی کی طرف سے خصوصیات ہے، یعنی، اس طرح کی تابکاری کی طول موج مستقل ہے.
آپٹیکل ریڈی ایشن کے زیادہ تر ذرائع متضاد ذرائع ہیں، جن کی تابکاری بہت سے ابتدائی ایمیٹرز کے ایک گروپ کے ذریعے خارج ہونے والی برقی مقناطیسی لہروں کی ایک بڑی تعداد کے سپرپوزیشن کا نتیجہ ہے۔
آپٹیکل متضاد تابکاری کے مصنوعی ذرائع کو تابکاری کی قسم کے مطابق، تابکاری میں تبدیل ہونے والی توانائی کی قسم کے مطابق، اس توانائی کو روشنی میں تبدیل کرنے کے طریقہ کار کے مطابق، منبع کے مقصد کے مطابق، ایک سے تعلق رکھنے والے ذرائع کے مطابق درجہ بندی کیا جا سکتا ہے۔ سپیکٹرم کا کچھ حصہ (اورکت، مرئی یا بالائے بنفشی)، تعمیر کی قسم، استعمال کا طریقہ وغیرہ پر منحصر ہے۔
روشنی کے پیرامیٹرز
آپٹیکل تابکاری کی اپنی روشنی یا توانائی کی خصوصیات ہیں۔ فوٹومیٹرک خصوصیات میں شامل ہیں: دیپتمان بہاؤ، برائٹ فلوکس، روشنی کی شدت، چمک، چمک، وغیرہ۔ مسلسل سپیکٹرم کے ذرائع کو ان کی چمک یا رنگ کے درجہ حرارت سے ممتاز کیا جاتا ہے۔
بعض اوقات یہ ضروری ہوتا ہے کہ ماخذ سے پیدا ہونے والی روشنی، یا کچھ غیر معیاری خصوصیت، مثال کے طور پر فوٹون فلوکس۔ نبض کے ذرائع میں خارج ہونے والی نبض کی ایک خاص مدت اور شکل ہوتی ہے۔
چمکیلی کارکردگی، یا سپیکٹرل کارکردگی، اس بات کا تعین کرتی ہے کہ ماخذ تک پہنچائی جانے والی توانائی کو روشنی میں کتنی مؤثر طریقے سے تبدیل کیا جاتا ہے۔ تکنیکی خصوصیات، جیسے ان پٹ پاور اور انرجی، برائٹ جسم کے طول و عرض، تابکاری مزاحمت، خلا میں روشنی کی تقسیم اور سروس لائف، آپٹیکل ریڈی ایشن کے مصنوعی ذرائع کی خصوصیت کرتی ہیں۔
آپٹیکل ریڈی ایشن کے ذرائع ایک گاڑھی حالت میں متوازن گرم برائٹ جسم کے ساتھ تھرمل ہو سکتے ہیں، نیز کسی بھی مجموعی حالت میں غیر یکساں طور پر پرجوش جسم کے ساتھ چمکدار ہو سکتے ہیں۔ ایک خاص قسم پلازما کے ذرائع ہیں، تابکاری کی نوعیت جس میں پلازما کے پیرامیٹرز اور سپیکٹرل وقفہ پر منحصر ہے، اور یہاں تابکاری یا تو تھرمل یا چمکدار ہوسکتی ہے.
آپٹیکل ریڈی ایشن کے تھرمل ذرائع کو مسلسل سپیکٹرم سے پہچانا جاتا ہے، ان کی توانائی کی خصوصیات تھرمل ریڈی ایشن کے قوانین کی پابندی کرتی ہیں، جہاں اہم پیرامیٹرز درجہ حرارت اور چمکدار جسم کا اخراج ہیں۔
1 کے عنصر کے ساتھ، تابکاری 6000 K کے درجہ حرارت کے ساتھ سورج کے قریب ایک مطلق بلیک باڈی کی تابکاری کے مترادف ہے۔ مصنوعی حرارت کے ذرائع برقی رو سے یا کیمیائی دہن کے رد عمل کی توانائی سے گرم ہوتے ہیں۔
کسی گیسی، مائع یا ٹھوس آتش گیر مادے کو جلاتے وقت شعلے کی خصوصیت تابکاری کے مسلسل طیف سے ہوتی ہے جس کا درجہ حرارت 3000 K تک پہنچ جاتا ہے جس کی وجہ ٹھوس فلیمینٹ مائکرو پارٹیکلز ہوتے ہیں۔ اگر اس طرح کے ذرات موجود نہیں ہیں تو، سپیکٹرم بینڈڈ یا لکیری ہو گا، مخصوص گیسی دہن کی مصنوعات یا کیمیکلز کو شعلے میں جان بوجھ کر اسپیکٹرل تجزیہ کے لیے متعارف کرایا جاتا ہے۔
گرمی کے ذرائع کا ڈیزائن اور اطلاق
سگنلنگ یا لائٹنگ پائروٹیکنکس، جیسے راکٹ، آتشبازی وغیرہ، آکسیڈائزر کے ساتھ آتش گیر مادے پر مشتمل کمپریسڈ کمپوزیشن پر مشتمل ہوتی ہے۔ انفراریڈ تابکاری کے ذرائع عام طور پر مختلف سائز اور اشکال کے سیرامک یا دھاتی جسم ہوتے ہیں جو شعلے یا گیس کے کیٹلیٹک دہن سے گرم ہوتے ہیں۔
انفراریڈ سپیکٹرم کے الیکٹرک ایمیٹرز میں ٹنگسٹن یا نیکروم سرپل ہوتے ہیں، جو ان میں سے کرنٹ گزر کر گرم ہوتے ہیں اور گرمی سے بچنے والی میانوں میں رکھے جاتے ہیں، یا فوری طور پر سرپل، سلاخوں، پٹیوں، ٹیوبوں وغیرہ کی شکل میں بنائے جاتے ہیں۔ - ریفریکٹری دھاتوں اور مرکب دھاتوں، یا دیگر مرکبات سے: گریفائٹ، دھاتی آکسائیڈ، ریفریکٹری کاربائیڈز۔ اس قسم کے ایمیٹرز خلائی حرارت کے لیے، مختلف مطالعات میں اور مواد کی صنعتی گرمی کے علاج میں استعمال ہوتے ہیں۔
انفراریڈ سپیکٹروسکوپی کے لیے، چھڑیوں کی شکل میں ریفرنس ایمیٹرز، جیسے نرنسٹ پن اور گلوبار، استعمال کیے جاتے ہیں، جن کی خصوصیت سپیکٹرم کے انفراریڈ حصے میں درجہ حرارت پر اخراج کا مستحکم انحصار ہوتا ہے۔
میٹرولوجیکل پیمائش میں مطلق بلیک باڈی ماڈلز سے اخراج کا مطالعہ شامل ہوتا ہے جہاں توازن کا اخراج درجہ حرارت پر منحصر ہوتا ہے۔ اس طرح کا ماڈل 3000 K تک درجہ حرارت پر گرم کیا جانے والا گہا ہے، جو ایک چھوٹے داخلی دروازے کے ساتھ ایک مخصوص شکل کے ریفریکٹری مواد سے بنا ہے۔
تاپدیپت لیمپ آج مرئی سپیکٹرم میں تابکاری کے سب سے زیادہ مقبول گرمی کے ذرائع ہیں۔ ان کا استعمال لائٹنگ، سگنلنگ، پروجیکٹر، پروجیکٹر میں کیا جاتا ہے، اس کے علاوہ یہ فوٹوومیٹری اور پائرومیٹری میں معیارات کے طور پر کام کرتے ہیں۔
آج مارکیٹ میں 500 سے زیادہ معیاری سائز کے تاپدیپت لیمپ موجود ہیں، جن میں چھوٹے سے طاقتور فلڈ لائٹ لیمپ شامل ہیں۔ فلیمینٹ باڈی عام طور پر ٹنگسٹن فلیمینٹ یا سرپل کی شکل میں بنائی جاتی ہے اور اسے شیشے کے فلاسک میں بند کر دیا جاتا ہے جو انرٹ گیس یا ویکیوم سے بھرا ہوتا ہے۔ اس طرح کے لیمپ کی سروس لائف عام طور پر اس وقت ختم ہو جاتی ہے جب فلیمینٹ جل جاتا ہے۔
تاپدیپت لیمپ ہالوجن ہوتے ہیں، پھر بلب کو آئوڈین یا غیر مستحکم برومین مرکبات کے اضافے کے ساتھ زینون سے بھر دیا جاتا ہے، جو بلب سے بخارات والے ٹنگسٹن کی الٹ منتقلی فراہم کرتے ہیں — واپس فلیمینٹ باڈی میں۔ اس طرح کے لیمپ 2000 گھنٹے تک چل سکتے ہیں۔
ٹنگسٹن فلیمنٹ یہاں کوارٹج ٹیوب کے اندر نصب کیا جاتا ہے جو ہالوجن سائیکل کو برقرار رکھنے کے لیے گرم کیا جاتا ہے۔ یہ لیمپ تھرموگرافی اور زیروگرافی میں کام کرتے ہیں اور تقریباً کہیں بھی مل سکتے ہیں جہاں عام تاپدیپت لیمپ کام کرتے ہیں۔
برقی روشنی کے لیمپوں میں، آپٹیکل تابکاری کا ذریعہ الیکٹروڈ ہے، یا اس کے بجائے، آرگون سے بھرے لیمپ بلب یا باہر میں آرک ڈسچارج کے دوران کیتھوڈ کا تاپدیپت علاقہ ہے۔
فلوروسینٹ ذرائع
آپٹیکل تابکاری کے روشن ذرائع میں، گیسیں یا فاسفورس فوٹان، الیکٹران یا دیگر ذرات کے بہاؤ یا برقی میدان کے براہ راست عمل سے پرجوش ہوتے ہیں، جو ان حالات میں روشنی کے ذرائع بن جاتے ہیں۔ اخراج سپیکٹرم اور آپٹیکل پیرامیٹرز کا تعین فاسفورس کی خصوصیات کے ساتھ ساتھ اتیجیت توانائی، برقی میدان کی طاقت وغیرہ سے کیا جاتا ہے۔
luminescence کی سب سے عام قسموں میں سے ایک photoluminescence ہے، جس میں بنیادی ماخذ کا ریڈی ایشن سپیکٹرم نظر آتا ہے۔ خارج ہونے والی الٹرا وائلٹ تابکاری فاسفور کی تہہ پر پڑتی ہے، اور ان حالات کے تحت فاسفر مرئی روشنی اور قریب الٹرا وایلیٹ روشنی خارج کرتا ہے۔
توانائی کی بچت کے لیمپ اس اثر کی بنیاد پر صرف کمپیکٹ فلوروسینٹ لیمپ ہیں۔ اس طرح کا 20 W کا لیمپ 100 W تاپدیپت لیمپ کے برائٹ بہاؤ کے برابر برائٹ فلکس دیتا ہے۔
کیتھوڈ رے ٹیوب اسکرینیں آپٹیکل تابکاری کے کیتھوڈولومینسینٹ ذرائع ہیں۔ فاسفور لیپت اسکرین اس کی طرف اڑتے ہوئے الیکٹرانوں کی شہتیر سے پرجوش ہے۔
ایل ای ڈی سیمی کنڈکٹرز پر انجیکشن الیکٹرولیومینیسینس کا اصول استعمال کرتی ہے۔ یہ آپٹیکل تابکاری کے ذرائع آپٹیکل عناصر کے ساتھ مجرد مصنوعات کے طور پر تیار کیے جاتے ہیں۔ وہ اشارے، سگنلنگ، روشنی کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔
ریڈیولومینیسینس کے دوران آپٹیکل اخراج بوسیدہ آاسوٹوپس کے عمل سے پرجوش ہوتا ہے۔
Chemiluminescence کیمیائی رد عمل کی توانائی کی روشنی میں تبدیلی ہے (یہ بھی دیکھیں luminescence کی اقسام).
تیز ذرات، عارضی تابکاری، اور واویلوف-چیرنکوف تابکاری سے پرجوش سکنٹیلیٹرز میں روشنی کی چمک کو حرکت پذیر چارج شدہ ذرات کا پتہ لگانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
پلازما
آپٹیکل تابکاری کے پلازما ذرائع کو لکیری یا مسلسل سپیکٹرم کے ساتھ ساتھ توانائی کی خصوصیات جو پلازما کے درجہ حرارت اور دباؤ پر منحصر ہوتی ہیں، برقی خارج ہونے والے مادہ میں یا پلازما کی پیداوار کے کسی اور طریقے میں ہوتی ہیں۔
تابکاری کے پیرامیٹرز وسیع رینج میں مختلف ہوتے ہیں، ان پٹ پاور اور مادہ کی ساخت پر منحصر ہے (یہ بھی دیکھیں گیس خارج ہونے والے لیمپ, پلازما)۔ پیرامیٹرز اس طاقت اور مادی مزاحمت سے محدود ہیں۔ پلسڈ پلازما ذرائع میں مسلسل والے سے زیادہ پیرامیٹرز ہوتے ہیں۔