صارف:EMTSeeker2024/تختۂ مشق
ترچھا واقعات میں عکاسی اور ترسیل: برقی مقناطیسی لہروں کی تلاش:
حدود میں برقی مقناطیسی لہروں کی عکاسی اور ترسیل آپٹکس، برقی مقناطیسیت، اور لہر کے مظاہر میں اہم کردار ادا کرتی ہے۔ جب ایک برقی مقناطیسی لہر کا سامنا دو مختلف ذرائع ابلاغ کے درمیان کسی زاویہ پر کھڑے ہوتے ہیں (ترچھا واقعات)، دلچسپ مظاہر رونما ہوتے ہیں، جو لہر کے رویے کے بنیادی اصولوں کے تحت چلتے ہیں۔ θi=0 کے ساتھ، عام واقعات واقعی ترچھا واقعات کا صرف ایک خاص معاملہ ہے۔
یک رنگی ہوائی جہازکی لہر(plane wave) کے لیے:
E(r, t)=E0e^((k.r-wt)) اور B(r, t)= 1/v(k^^× E)
یہ مساوات ایک ہی تعدد "w" والی واقعے، منعکس اور منتقلی لہر کے لیے ہیں۔
آپٹکس کے بنیادی قوانین:
پہلا قانون: واقعہ، منعکس اور منتقلی لہروں کے ویکٹر ایک طیارہ بناتے ہیں (جسے وقوع کا طیارہ کہا جاتا ہے)، جس میں سطح کا نارمل بھی شامل ہوتا ہے (یہاں z محور سمجھا جاتا ہے)۔
kiSinθi = krSinθr = ktSinθt
دوسرا قانون (عکاس):
انعکاس کا قانون کہتا ہے کہ واقعات کا زاویہ عکاسی کے زاویہ کے برابر ہے۔
θi=θr
θi: واقعات کا زاویہ (عام سے سطح تک ماپا جاتا ہے) θr : عکاسی کا زاویہ (عام سے سطح تک ماپا جاتا ہے)
تیسرا قانون (Snell's Law):
جب ایک برقی مقناطیسی لہر مختلف اضطراری انڈیکس کے ساتھ ایک میڈیم سے دوسرے میڈیم میں گزرتی ہے، تو یہ Snell کے قانون کے مطابق سمت بدلتی ہے:
n1 sinθi = n2 sinθt
جہاں n1 اور n2 بالترتیب پہلے اور دوسرے میڈیا کے ریفریکٹیو انڈیکس ہیں۔
Snell کا قانون بیان کرتا ہے کہ لہر کی رفتار کیسے تبدیل ہوتی ہے جب یہ ایک نئے میڈیم میں داخل ہوتی ہے، جس سے ترسیل کے زاویہ اور طول موج دونوں متاثر ہوتے ہیں۔ حدود کی شرائط:
باؤنڈری حالات بن جائیں گے:
ɛ1(E0i+ E0r)_z= ɛ2(E0t)_z
B0i+ B0r]_z = (B0t)_z]
E0i+ E0r]_(X,Y) = [E0t]_(X,Y)]
1/(µ1) (B0i+ B0r)_(X,Y )= 1/(µ2) (B0t)_(X,Y)
یہاں دوسری مساوات کچھ بھی نہیں جوڑتی ہے، کیونکہ مقناطیسی میدان کا کوئی z جزو نہیں ہے۔
فریسنل مساوات:
مندرجہ بالا باقی مساوات کی شکل میں ہم جو منعکس اور منتقلی طول و عرض حاصل کرتے ہیں وہ ہیں:
E0r = (α-β)/(β+α)× E0i
E0t = 2/(β+α)× E0i
جہاں
α = cosθt/cosθi اور β = (µ1n2)/(µ2n1)
ریفلیکشن اور ٹرانسمیشن گتانک:
R= ((α-β)/(β+α))^2
T = αβ( 2/(β+α))^2
نوٹ کریں کہ
R+T =1
عملی مضمرات اور اطلاقات:
آپٹیکل ریفلیکشن: آئینے اور عکاس سطحیں روشنی کی عکاسی کو کنٹرول کرنے کے لیے ان اصولوں کو استعمال کرتی ہیں۔
فائبر آپٹکس: یہ سمجھنا کہ روشنی ریشوں کے ذریعے کیسے پھیلتی ہے اس کا انحصار عکاسی اور ترسیل کے انتظام پر ہے۔
اینٹینا ڈیزائن: ریڈیو لہروں کا سامنا مختلف زاویوں پر ہوتا ہے جو سگنل کے پھیلاؤ کو متاثر کرتے ہیں۔
نتیجہ:
ترچھا واقعات میں عکاسی اور ترسیل برقی مقناطیسیت، آپٹکس، اور لہر نظریہ میں بنیادی مظاہر ہیں۔ فریسنل مساوات ایک مقداری تفہیم فراہم کرتی ہیں کہ کس طرح برقی مقناطیسی لہریں مختلف ذرائع ابلاغ کے درمیان حدود کے ساتھ تعامل کرتی ہیں، جبکہ باؤنڈری حالات انٹرفیس پر برقی مقناطیسی فیلڈ کے رویے میں مستقل مزاجی کو یقینی بناتے ہیں۔ یہ اصول آپٹیکل ڈیوائسز کو ڈیزائن کرنے، لہر کے رویے کو سمجھنے اور مختلف ایپلی کیشنز میں سگنل ٹرانسمیشن کو بہتر بنانے کے لیے ضروری ہیں۔
حوالہ:
- ↑ • Jackson, John D. Classical Electrodynamics. 3rd Edition, Wiley, 1998.
- ↑ • Born, Max, and Wolf, Emil. Principles of Optics: Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light. 7th Edition, Cambridge University Press, 1999.
- ↑ • Griffiths, David J. Introduction to Electrodynamics. 4th Edition, Pearson Education, 2013.