જો તમને આ સંદેશ દેખાય, તો તેનો અર્થ એ કે અમારી વેબસાઇટ પર બાહ્ય સ્ત્રોત લોડ કરવામાં સમસ્યા આવી રહી છે.

If you're behind a web filter, please make sure that the domains *.kastatic.org and *.kasandbox.org are unblocked.

મુખ્ય વિષયવસ્તુ

વિદ્યુતચુંબકીય તરંગો અને વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટ

David SantoPietro દ્વારા નિર્મિત.

વિડિઓ ટ્રાન્સક્રિપ્ટ

જો તમારી પાસે આવકશમાં ધન વિધુતભાર હોય તો આ ધન વિધુતભાર વિધુતક્ષેત્ર ઉત્પ્ન્ન કરશે અને આ વિધુત ક્ષેત્રની દિશા બહારની તરફ આવે તે આ ધન વિધુત ભારથી દૂર જતું હોય તે કંઈક આ પ્રમાણે દેખાય અને જો તમારી પાસે કોઈ એક તાર હોય અને આ તાર માંથી વિધુત પ્રવાહ પસાર કરવામાં આવે તો તે ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પ્ન્ન કરશે તે ચુંબકીય ક્ષેત્ર વાયરની આસપાસ કંઈક આ પ્રમાણે જોવા મળે પરંતુ ત્યાર બાદ લોકોએ અનુભવ્યું કે આ વિધુત પ્રવાહનો ઉપયોગ કાર્ય સિવાય પણ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પ્ન્ન કરી શકાય તેવી જ રીતે આ વિધુત ભારનો ઉપયોગ કાર્ય સિવાય વિધુત ક્ષેત્ર પણ ઉત્પ્ન્ન કરી શકાય જો તમારી પાસે અવકાશમાના કોઈ વિસ્તાર આગળ વિધુત ક્ષેત્ર બદલાઈ રહ્યું હોય અને તેમાંથી કોઈ પણ પ્રકારનો વિધુત પસાર થતો ન હોવા છતાં વિધુત ક્ષેત્રમાં થતો ફેરફાર એ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પ્ન્ન કરશે તમારી પાસે અવકાશમાના કોઈ ક્ષેત્રમાં વિધુત ક્ષેત્રમાં ફેરફાર થાય છે તો તેનાથી આપણે ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પ્ન્ન કરી શકીએ જેમાં આપણને વિધુત પ્રવાહની જરૂર નથી તેના માટે ફક્ત કોઈ વિસ્તારમાં વિધુત ક્ષેત્રમાં થતો ફેરફાર જરૂરી છે તેવી જ રીતે લોકોએ અનુભવ્યું કે જો તમે ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફેરફાર કરો તો તે વિધુત ક્ષેત્ર ઉત્પ્ન્ન કરે સ્કોટલેન્ડના એક વૈજ્ઞાનિક જેમ્સ કલાડ મેક્સવેલે આની શોધ કરી હતી જો વિધુત ક્ષેત્રમાં થતો ફેરફાર એ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં થતો ફેરફાર ઉત્પ્ન્ન કરી શકે અને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં થતો ફેરફાર વિધુત ક્ષેત્રમાં થતો ફેરફાર ઉત્પ્ન્ન કરે જે ફરીથી ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં થતો ફેરફાર ઉત્પ્ન્ન કરે તો તમે તેને એક ચેઇન પ્રક્રિયા તરીકે જોઈ શકો અને તેને તરંગની જેમ પસાર કરી શકાય તમને વિધુત ક્ષેત્ર અને ચુંબકીય ક્ષેત્રના તરંગોના મળે તેઓ આ દિશામાં ગતિ કરે અને તે બંને સ્વતંત્ર અસ્તિત્વ ધરાવે હવે તમે વિધુત ક્ષેત્રમાં બદલાવ કઈ રીતે ઉત્પ્ન્ન કરી શકો તમે અહીં આ વિઘુતભરને ઝડપથી ઉપર નીચે કરી શકો જેના કારણે બદલાતું વિધુત ક્ષેત્ર ઉત્પ્ન્ન થાય અને તેના કારણે બદલાતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર ત્યાર બાદ તે આ પ્રમાણે બહારની તરફ પ્રસારિત થશે તેવી જ રીતે અહીં તમારી પાસે વિધુત પ્રવાહ છે તમે બદલાતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર કઈ રીતે ઉત્પ્ન્ન કરો જો તમે આ વિધુત પ્રવાહને આગળ અને પાછળ દોલનો કરવો તો બદલાતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પ્ન્ન થઇ શકે અને તેના કારણે બદલાતું વિધુત ક્ષેત્ર ત્યાર બાદ તમને આ રીતે તરંગ મળશે જે કોઈક ઝડપે આગળને આગળ ગતિ કરી શકે આપણે તેને વિધુત ચુંબકીય તરંગો કહીએ છીએ વિધુત ચુંબકીય તરંગો એટલે કે ઈલેક્ટ્રો મેગ્નેટિક વેવ્સ કારણ કે ચુંબકીય ક્ષેત્ર છે અને તરંગ કારણ કે તે તરંગના સમીકરણ મુજબ પ્રસારિત થાય છે પરંતુ અહીં એક તફાવત છે આ તંરંગને માધ્યમની જરૂર પડતી નથી આ તરંગો સીધા જ શૂન્યવકાશ માંથી પસાર થઇ શકે તમને અહીં કોઈકના કણોની જરૂર પડતી નથી તે શૂન્યવકાશ માંથી પસાર થાય છે અને આ થોડું વિચિત્ર છે કારણ કે અહીં જે કિંમતો દોલનો પામી રહી છે તે વિધુત ક્ષેત્ર અને ચુંબકીય ક્ષેત્રની કિંમતો છે માટે વિધુત ચુંબકીય તરંગોને આ પ્રમાણે દોરવામાં આવતા નથી તેઓ કંઈક આ પ્રમાણે દેખાય છે અહીં આ જે પીળું તરંગ તમને દેખાય છે તે ચુંબકીય ક્ષેત્ર છે તેની દિશા તે ઉપર અને નીચે દર્શાવે છે તે ફક્ત ઉપર અને નીચે જ રહેશે એવું જરૂરી નથી જેમ કે અહીં આ બિંદુ ચુંબકીય ક્ષેત્ર આ બિંદુ આગળ જ રહે એવું જરુરી નથી પરંતુ તે ઉપર અને નીચે થયા કરે છે હવે જો આપણે અહીં અક્ષ દોરીએ ધારો કે આ x અક્ષ તો અવકાશમાના આ બિંદુ આગળ ચુંબકીય ક્ષેત્રનો મૂલ્ય વધારે છે કારણ કે મેં તેને મોટા સદિશ વડે દર્શવ્યું છે અને તેની દિશા ઉપર છે અને અહીં આ જે લાલ તરંગ છે એ વિધુત ક્ષેત્ર દર્શાવે છે વિધુત ક્ષેત્ર હંમેશા આ ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે 90 અંશનો ખૂણો બનાવે છે તે બંને એક બીજાને લંબ છે અને આ પ્રક્રિયા પણ એજ પ્રમાણે થાય છે તે વિધુત ક્ષેત્ર અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પ્ન્ન કરશે જે એક બીજાને લંબ હોય છે માટે અહીં આ દિશામાં જે ચુંબકીય ક્ષેત્ર જાય છે તેને તમે તમારી કોમ્પયુટર સ્ક્રીન માંથી બહાર આવી રહ્યું હોય એવી રીતે વિચારો માટે અહીં આ જે ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા છે તેને તમે તમારા કોમ્યુટર સ્ક્રીનમાંથી બહાર આવી રહી હોય એ રીતે વિચારો અને આ જે વિધુત ક્ષેત્રની દિશા છે તેને તમે કોમ્પ્યુટર સ્ક્રીનની અંદર જય રહી હોય એ રીતે વિચારો આમ આ આખી પ્રક્રિયા ત્રણ પ્રરિમાણમાં થાય છે વિધુત ક્ષેત્ર તમારા કોમ્પ્યુટર સ્ક્રીનની અંદર અને બહાર દોલનો કરે છે ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉપર અને નીચે દોલનો કરે છે અને આ આખું જ તરંગ ડાબી દિશામાં ગતિ કરે છે આ ત્રોણેય અક્ષ એક બીજા સાથે 90 અંશનો ખૂણો બનાવે છે તેથી જો આપણે અહીં ત્રણ પરિમાણની કલ્પના કરીએ તો તે કંઈક આ પ્રમાણે દેખાશે x ,y અને z અહીં આ વેગની દિશા છે આ તરંગ ડાબી બાજુ ગતિ કરે છે પરંતુ તે હંમેશા ડાબી બાજુ જ ગતિ કરશે એવું જરૂરી નથી આપણે અહીં દર્શાવીએ કે તે જમણી બાજુ ગતિ કરે છે તે કોઈ પણ દિશા દર્શાવતું હોય પરંતુ x દિશામાં વેગ આવશે ચુંબકીય ક્ષેત્ર y દિશામાં આવશે અને વિધુત ક્ષેત્ર આ દિશામાં આ ત્રોણેય એક બીજાને લંબ છે આમ વિધુત ક્ષેત્ર એ ચુંબકીય ક્ષેત્રને લંબ છે ચુંબકીય ક્ષેત્ર એ વિધુત ક્ષેત્રને લંબ છે અને આ બંને ક્ષેત્ર તરંગ જે દિશામાં ગતિ કરી રહ્યું છે તેને લંબ હોય છે અને આ તરંગ જે ઝડપે ગતિ કરી રહ્યું હોય છે તે પ્રકાશની ઝડપ છે અને આ c ની કિંમત 3 ગુણ્યાં 10 ની 8 ઘાત મીટર પ્રતિ સેકેન્ડ છે પ્રકાશ એ વિધુત ચુંબકીય તરંગનું એક ઉદા છે આ વિધુત ચુંબકીય તરંગ કોઈ પણ તરંગ લંબાઈ ધરાવી શકે અવકાશમાં આ તરંગ પાસે કોઈ પણ તરંગ લંબાઈ હોઈ શકે અને તેની પાસે કોઈ પણ આવૃત્તિ પણ હોઈ શકે આવૃત્તિ એટલે આવૃત્તિ એટલે અહીં આ જે દરે બદલાઈ રહ્યું છે તે જો તમે આ સમયના અક્ષ તરીકે જુઓ તો આ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉપર જાય છે ત્યાર બાદ નીચે આવે છે ફરીથી ઉપર જાય છે અને આ જે દરે થાય છે તે 1 સેકેન્ડમાં આવું કેટલી વાર થાય છે તેને આપણે આવૃત્તિ કહીએ છીએ આ તરંગની કોઈ પણ આવૃત્તિ હોઈ શકે પરંતુ ત્યાં એક ચોક્કસ વિસ્તાર છે જેને આપણે દ્રશ્યમાન વર્ણપટ કહીએ છીએ જો વિધુત ચુંબકીય તરંગ પાસે તે વર્ણપટની આવૃત્તિ અને તરંગ લંબાઈ હોય તો આપણે તેને વિધુત ચુંબકીય વર્ણપટ એટલે કે ઈલેક્ટ્રો મેગ્નેટિક સ્પેક્ટ્રમ કરીશું અને વિધુત ચુંબકીય વર્ણપટ વિશે શીખવા જેવું ઘણું બધું છે આપણે તેને ઝડપથી જોઈશું ધારો કે આપણે અહીં આલેખ દોરી રહ્યા છીએ ધારો કે આપણે આ જમણી દિશામાં વધુ આવૃત્તિને માપીએ છીએ અથવા બીજા શબ્દમાં કહીએ તો વધારે હોડસ કારણ કે આવૃત્તિનું માપન હોર્ડ્સ એકમમાં થાય છે આપણે આ સૂત્ર પણ જાણીએ છીએ તરંગની ઝડપ બરાબર તરંગની તરંગ લંબાઈ ગુણ્યાં તરંગની આવૃત્તિ હવે જો તમારી પાસે આવૃત્તિ વધારે હોય તો તરંગ લંબાઈ ઓછી હોવી જોઈએ તેથી અહીં આ જમણી દિશા એ નાની તરંગ લંબાઈ દર્શાવે અને આપણે તરંગ લંબાઈનું માપન મીટરમાં કરીએ છીએ પરંતુ જયારે આપણે પ્રકાશ વિશે વાત કરી રહ્યા હોઈએ ત્યારે આ તરંગ લંબાઈ ખુબ જ નાની હોય છે તેથી સામાન્ય રીતે આપણે તેનો એકમ નેનો મીટર લઈએ છીએ હવે આ દ્રશ્યમાન વર્ણપટ ક્યાં હશે દ્રશ્યમાન વર્ણપટ અહીં આ પ્રમાણે નાના વિસ્તારમાં હશે અને તેને આપણે વિધુત ચુંબકીય વર્ણપટ કહીએ છીએ વિધુત ચુંબકીય વર્ણપટ એટલે કે ઈલેક્ટ્રો મેગ્નેટિક સ્પેક્ટ્રમ જેમાંથી દૃસ્યમાન વર્ણપટ આ છે આ દ્રશ્યમાન વર્ણપટ છે વિઝિબલ સ્પેટર્મ જે લાલ અને જાંબલીની વચ્ચે છે હવે જો હું તમને અહીં લાલ રંગની આવૃત્તિ પૂછું તો તે લગભગ 4 ગુણ્યાં 10 ની 14 ઘાત હોડસ છે અને આ જાંબલી તરંગની આવૃત્તિ 7 .5 ગુણ્યાં 10 ની 14 ઘાત હોડસ છે જો તમે તરંગ લંબાઈ વિશે જાણવા માંગો તો આ લાલ તરંગની તરંગ લંબાઈ 750 નેનો મીટર છે અને આ જાંબલી તરંગની તરંગ લંબાઈ 400 નેનો મીટર અહીં નેનો નો અર્થ 10 ની -9 ઘાત થશે આ ખુબ જ નેનો વિસ્તાર છે તમારી પાસે આ જાંબલી તરંગથી વધારે પણ આવૃતિઓ હોઈ શકે તમારી પાસે અહીં જાંબલી તરંગની આવૃત્તિથી વધારે પણ આવૃત્તિઓ હોઈ શકે અને આપણે તે વિસ્તારને શું કહીશું આપણે તેમને પારજાંબલી એટલે કે અલ્ટ્રા વાયોલેટ કહીશું આપણે જાણીએ છીએ કે આપણા માટે આ પારજાંબલી કિરણો નુકશાનકારક છે જેમ જેમ આપણે જમણી બાજુ આગળ વધીએ તેમ તેમ આપણને વધારેને વધારે આવૃત્તિ મળે છે અને વધુ આવૃત્તિનો અર્થ વધુ ઉર્જા વાળો પ્રકાશ થાય વધુ ઉર્જા ધરાવતો પ્રકાશ જો તમે ફોટોન વિશે વાત કરો જે પ્રકાશની રચના કરે છે અને જેમ જેમ તમે જમણી બાજુએ જતા જાઓ તેમ તેમ આ ફોટોન પાસે વધુ ઉર્જા હશે તેનો અર્થ તે થાય કે તેઓ આપણા માટે વધુ નુકસાનકારક છે તેઓ આપણને વધારે નુકશાન કરે છે કારણ કે તેમની પાસે વધારે ઉર્જા હોય છે અને જો આ ઉર્જા તમારા કોષમાં જાય તો તમારો કોષ મારી શકે છે માટે જેમ જેમ તમે આ બાજુએ જાઓ તેમ તેમ તે તમારા માટે વધુ નુકસાનકારક છે માટે જ આપણે આપણી જાતને પર જાંબલી કિરણોથી બચાવવા સંસ્ક્રીમ લગાડીએ છીએ પરંતુ આ મહત્તમ આવૃત્તિ નથી તમારી પાસે આના કરતા પણ વધારે આવૃત્તિઓ હોઈ શકે જેને આપણે ક્ષકિરણો એટલે કે x રેઈસ કહીએ છીએ ક્ષકિરણો પાસે આના કરતા પણ વધારે આવૃત્તિ છે જે ખુબ જ નુકસાનકારક છે તેથી જયારે તમે કોઈ જગ્યાએ એક્સરે કરાવવા જાઓ ત્યારે એક્સરે ટેકનિશીઅનશ દીવાલની પાછળ બેસે છે અને પછી તમારો એક્સરે પડે છે કારણ કે તેઓ રોજ જ આ પ્રકારનું કામ કરતા હોય છે જે તેમના માટે ખુબ જ નુકસાનકારક છે પરંતુ હજુ પણ આ મહત્તમ આવૃત્તિઓ નથી તમારી પાસે આના કરતા પણ વધારે આવૃતિઓ હોઈ શકે જેને આપણે ગેમ કિરણો કહીએ છીએ અને આ ગેમ કિરણો પાસે કલ્પી પણ ન શકાય એટલી વધારે ઉર્જા હોય છે આ કિરણો અવકાશ માંથી આવે છે અથવા ન્યુકલરિયાલમાં થતી કોઈક પ્રક્રિયા માંથી હવે જો આપણે આ લાલ તરંગની આવૃત્તિ કરતા ઓછી આવૃતિઓ વિશે વાત કરીએ તો તમારી પાસે અહીં ઇન્ફ્રારેડ છે આ વિસ્તાર ઇન્ફ્રારેડ છે આપણે તેને જોઈ શકતા નથી અને તેના કરતા પણ ઓછી આવૃત્તિઓની વાત કરીએ તો અહીં આ વિસ્તાર માઇક્રોવેવ છે અને જો આપણે આ માઈક્રો વિસ્તારની વાત કરીએ તો તે ખુબ જ ઉપયોગી છે તમે જે મોબાઇ ફોનેનો ઉપયોગ કરો છો તેના સિગ્નલ્સને આ માઇક્રોવેવ વિસ્તારમાં મોકલવામાં આવે છે તમે જે ટીવી જુઓ છો તેના સિગ્નલ્સને પણ આ માઇક્રોવેવ વિસ્તારમાં હવા માંથી પસાર કરવામાં આવૅ છે અને જો આપણે તેનાથી ઓછી આવૃત્તિઓની વાત કરીએ તો અહીં આ વિસ્તાર રેડિયો તરંગ છે મોટા ભાગના એફએમ રેડિયો તમે જે અત્યારે સાંભળી રહ્યા છો તે આ માઈક્રોવેવ વિસ્તારમાં આવશે જયારે સૌ પ્રથમ રેડિયો બનાવવાની શરૂઆત થઇ હતી જેને AM કહેવામાં આવે છે તે અહીં આ વિસ્તારમાં આવે ત્યારે તેઓ આ ઓછી આવૃત્તિઓનો ઉપયોગ કર્યો હતો આમ આ આખો જ વિધુત ચુંબકીય વર્ણપટ છે અને આ દ્રશ્યમાન વર્ણપટ એ ખુબ જ નેનો વિસ્તાર છે આપણે આ વિસ્તારની બહારનું કશું પણ જોઈ શકતા નથી પરંતુ આ બધા વિસ્તાર કોઈકને કોઈક પરિસ્થિતિમાં અગત્યના છે અને સાથે સાથે તેઓ નુકસાનકારક પણ છે