View source for पानी और बर्फ के प्रकाशिक गुणधर्म

दृश्यता प्रकाश के लिए 20°C पर पानी का अपवर्तनांक 1.33 होता है।<ref>{{cite book|url=https://books.google.com/books?id=kTnxSi2B2FcC|title=CRC Handbook of Chemistry and Physics, 84th Edition|last=Lide|first=David R.|date=2003-06-19|publisher=[[CRC Press]]|isbn=9780849304842|series=[[CRC Handbook]]|at=8—Concentrative Properties of Aqueous Solutions: Density, Refractive Index, Freezing Point Depression, and Viscosity|language=en}}</ref> सामान्य बर्फ का अपवर्तक सूचकांक 1.31 है (अपवर्तक सूचकांकों की सूची से)। सामान्य तौर पर, अपवर्तन का एक सूचकांक वास्तविक और काल्पनिक भागों के साथ एक [[जटिल संख्या]] है, जहां उत्तरार्द्ध एक विशेष तरंग दैर्ध्य पर अवशोषण हानि की ताकत को इंगित करता है। विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम के दृश्य भाग में, अपवर्तक सूचकांक का काल्पनिक भाग बहुत छोटा होता है। हालाँकि, पानी और बर्फ अवरक्त को अवशोषित करते हैं और अवरक्त वायुमंडलीय गवाक्ष को बंद कर देते हैं जिससे ग्रीनहाउस प्रभाव में योगदान होता है ...

शुद्ध पानी के अवशोषण स्पेक्ट्रम का उपयोग कई अनुप्रयोगों में किया जाता है, जिसमें बर्फ के क्रिस्टल और बादल की पानी की बूंदों द्वारा प्रकाश का बिखराव और अवशोषण, इंद्रधनुष के सिद्धांत, एकल-बिखरने वाले अल्बेडो का निर्धारण, समुद्र का रंग और कई अन्य सम्मिलित हैं।

== अपवर्तन सूचकांक का मात्रात्मक विवरण ==
तरंग दैर्ध्य पर 0.2 μm से 1.2 μm तक, और -12 °C से 500 °C के तापमान पर, पानी के अपवर्तन के सूचकांक का वास्तविक भाग निम्नलिखित अनुभवजन्य अभिव्यक्ति द्वारा गणना किया जा सकता है:<ref>{{cite report
  | author = The International Association for the Properties of Water and Steam
  | title = Release on the Refractive Index of Ordinary Water Substance as a Function of Wavelength, Temperature, and Pressure (IAPWS R9-97)
  | date= September 1997
  | url= http://www.iapws.org/relguide/rindex.pdf
  | accessdate = 2008-10-08}}</ref>
:<math>\frac{n^{2}-1}{n^{2}+2}(1/\overline{\rho })=a_{0}+a_{1}\overline{\rho}+a_{2}\overline{T}+a_{3}{\overline{\lambda}}^{2}\overline{T}+\frac{a_{4}}{{\overline{\lambda}}^{2}}+\frac{a_{5}}{{\overline{\lambda }}^{2}-{\overline{\lambda}}_{\mathit{UV}}^{2}}+\frac{a_{6}}{{\overline{\lambda}}^{2}-{\overline{\lambda }}_{\mathit{IR}}^{2}}+a_{7}{\overline{\rho}}^{2}</math>
जहाँ:
:<math>\overline T = \frac{T}{T^{\text{*}}}</math>,
:<math>\overline \rho = \frac{\rho}{\rho^{\text{*}}}</math>, और
:<math>\overline \lambda = \frac{\lambda}{\lambda^{\text{*}}}</math>
और उचित स्थिरांक हैं <math>a_0</math> = 0.244257733, <math>a_1</math> = 0.00974634476, <math>a_2</math> = −0.00373234996, <math>a_3</math> = 0.000268678472, <math>a_4</math> = 0.0015892057, <math>a_5</math> = 0.00245934259, <math>a_6</math> = 0.90070492, <math>a_7</math> = −0.0166626219, <math>T^{*}</math> = 273.15 K,<math>\rho^{*}</math> = 1000&nbsp;kg/m<sup>3</sup>, <math>\lambda^{*}</math> = 589&nbsp;nm, <math>\overline\lambda_{\text{IR}}</math> = 5.432937, and <math>\overline\lambda_{\text{UV}}</math> = 0.229202.

उपरोक्त व्यंजक में, T पानी का पूर्ण तापमान है (K में), <math>\lambda</math> एनएम (nm) में प्रकाश की तरंग दैर्ध्य है, <math>\rho</math> पानी का घनत्व kg/m3 में है, और n पानी के अपवर्तन के सूचकांक का वास्तविक भाग है।

==पानी का आयतन द्रव्यमान==
उपरोक्त सूत्र में, पानी का घनत्व भी तापमान के साथ बदलता रहता है और इसे निम्न द्वारा परिभाषित किया जाता है:<ref>{{Cite web|url=https://metgen.pagesperso-orange.fr/metrologiefr19.htm|title=Calcul de la masse volumique de l'EAU}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://www.econology.info/masse-volumique-eau-temperature/|title = पानी और तापमान का घनत्व - भौतिक विज्ञान, रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान|date = 10 February 2009}}</ref>

<math>\rho(t) = a_5 \left( 1-\frac{(t+a_1)^2(t+a_2)}{a_3(t+a_4)} \right)</math>

साथ:

* <math>a_1</math> = -3.983035 °C
* <math>a_2</math> = 301.797 °C
* <math>a_3</math> = 522528.9 °C<sup>2
* <math>a_4</math> = 69.34881 °C
* <math>a_5</math> = 999.974950 kg / m<sup>3</sup>

== तरल पानी के लिए द्रव सूचकांक (वास्तविक और काल्पनिक भाग) ==
{| class="wikitable sortable" border="1"
|+ द्रव पानी का अपवर्तक सूचकांक
|-
! scope="col" | तरंग दैर्ध्य (μm)
! scope="col" | तरंग संख्या (cm<sup>−1</sup>)
! scope="col" | आवृत्ति (THz)
! scope="col" class="unsortable" | ''n''
! scope="col" class="unsortable" | ''k''
! scope="col" class="unsortable" | α' (cm<sup>−1</sup>)
|-
| 0.200 || {{val|5.00|e=4}} || {{val|1.50|e=3}} || 1.396 || {{val|1.1|e=-7}} || 0.069
|-
| 0.225 || {{val|4.44|e=4}} || {{val|1.33|e=3}} || 1.373 || {{val|4.9|e=-8}} || 0.027
|-
| 0.250 || {{val|4.00|e=4}} || {{val|1.20|e=3}} || 1.362 || {{val|3.35|e=-8}} || 0.0168
|-
| 0.275 || {{val|3.64|e=4}} || {{val|1.09|e=3}} || 1.354 || {{val|2.35|e=-8}} || 0.0107
|-
| 0.300 || {{val|3.33|e=4}} || 999              || 1.349 || {{val|1.6|e=-8}} || {{val|6.7|e=-3}}
|-
| 0.325 || {{val|3.08|e=4}} || 922              || 1.346 || {{val|1.08|e=-8}} || {{val|4.18|e=-3}}
|-
| 0.350 || {{val|2.86|e=4}} || 857              || 1.343 || {{val|6.5|e=-9}} || {{val|2.3|e=-3}}
|-
| 0.375 || {{val|2.67|e=4}} || 799              || 1.341 || {{val|3.5|e=-9}} || {{val|1.2|e=-3}}
|-
| 0.400 || {{val|2.50|e=4}} || 749              || 1.339 || {{val|1.86|e=-9}} || {{val|5.84|e=-4}}
|-
| 0.425 || {{val|2.35|e=4}} || 705              || 1.338 || {{val|1.3|e=-9}} || {{val|3.8|e=-4}}
|-
| 0.450 || {{val|2.22|e=4}} || 666              || 1.337 || {{val|1.02|e=-9}} || {{val|2.85|e=-4}}
|-
| 0.475 || {{val|2.11|e=4}} || 631              || 1.336 || {{val|9.35|e=-10}} || {{val|2.47|e=-4}}
|-
| 0.500 || {{val|2.00|e=4}} || 600              || 1.335 || {{val|1.00|e=-9}} || {{val|2.51|e=-4}}
|-
| 0.525 || {{val|1.90|e=4}} || 571              || 1.334 || {{val|1.32|e=-9}} || {{val|3.16|e=-4}}
|-
| 0.550 || {{val|1.82|e=4}} || 545              || 1.333 || {{val|1.96|e=-9}} || {{val|4.48|e=-4}}
|-
| 0.575 || {{val|1.74|e=4}} || 521              || 1.333 || {{val|3.60|e=-9}} || {{val|7.87|e=-4}}
|-
| 0.600 || {{val|1.67|e=4}} || 500              || 1.332 || {{val|1.09|e=-8}} || {{val|2.28|e=-3}}
|-
| 0.625 || {{val|1.60|e=4}} || 480              || 1.332 || {{val|1.39|e=-8}} || {{val|2.79|e=-3}}
|-
| 0.650 || {{val|1.54|e=4}} || 461              || 1.331 || {{val|1.64|e=-8}} || {{val|3.17|e=-3}}
|-
| 0.675 || {{val|1.48|e=4}} || 444              || 1.331 || {{val|2.23|e=-8}} || {{val|4.15|e=-3}}
|-
| 0.700 || {{val|1.43|e=4}} || 428              || 1.331 || {{val|3.35|e=-8}} || {{val|6.01|e=-3}}
|-
| 0.725 || {{val|1.38|e=4}} || 414              || 1.330 || {{val|9.15|e=-8}} || 0.0159
|-
| 0.750 || {{val|1.33|e=4}} || 400              || 1.330 || {{val|1.56|e=-7}} || 0.0261
|-
| 0.775 || {{val|1.29|e=4}} || 387              || 1.330 || {{val|1.48|e=-7}} || 0.0240
|-
| 0.800 || {{val|1.25|e=4}} || 375              || 1.329 || {{val|1.25|e=-7}} || 0.0196
|-
| 0.825 || {{val|1.21|e=4}} || 363              || 1.329 || {{val|1.82|e=-7}} || 0.0282
|-
| 0.850 || {{val|1.18|e=4}} || 353              || 1.329 || {{val|2.93|e=-7}} || 0.0433
|-
| 0.875 || {{val|1.14|e=4}} || 343              || 1.328 || {{val|3.91|e=-7}} || 0.0562
|-
| 0.900 || {{val|1.11|e=4}} || 333              || 1.328 || {{val|4.86|e=-7}} || 0.0679
|-
| 0.925 || {{val|1.08|e=4}} || 324              || 1.328 || {{val|1.06|e=-6}} || 0.144
|-
| 0.950 || {{val|1.05|e=4}} || 316              || 1.327 || {{val|2.93|e=-6}} || 0.388
|-
| 0.975 || {{val|1.03|e=4}} || 307              || 1.327 || {{val|3.48|e=-6}} || 0.449
|-
| 1.0   || {{val|1.0|e=4}}  || 300              || 1.327 || {{val|2.89|e=-6}} || 0.36
|-
| 1.2   || 8300             || 250              || 1.324 || {{val|9.89|e=-6}} || 1.0
|-
| 1.4   || 7100             || 210              || 1.321 || {{val|1.38|e=-4}} || 12
|-
| 1.6   || 6200             || 190              || 1.317 || {{val|8.55|e=-5}} || 6.7
|-
| 1.8   || 5600             || 170              || 1.312 || {{val|1.15|e=-4}} || 8.0
|-
| 2.0   || 5000             || 150              || 1.306 || {{val|1.1|e=-3}}  || 69
|-
| 2.2   || 4500             || 136              || 1.296 || {{val|2.89|e=-4}} || 17
|-
| 2.4   || 4200             || 125              || 1.279 || {{val|9.56|e=-4}} || 50.
|-
| 2.6   || 3800             || 115              || 1.242 || {{val|3.17|e=-3}} || 150
|-
| 2.65  || 3770             || 113              || 1.219 || {{val|6.7|e=-5}}  || 318
|-
| 2.70  || 3700             || 111              || 1.188 || 0.019             || 880
|-
| 2.75  || 3640             || 109              || 1.157 || 0.059             || 2700
|-
| 2.80  || 3570             || 107              || 1.142 || 0.115             || 5160
|-
| 2.85  || 3510             || 105              || 1.149 || 0.185             || 8160
|-
| 2.90  || 3450             || 103              || 1.201 || 0.268             || 11600
|-
| 2.95  || 3390             || 102              || 1.292 || 0.298             || 12700
|-
| 3.00  || 3330             || 100.             || 1.371 || 0.272             || 11400
|-
| 3.05  || 3280             || 98.3             || 1.426 || 0.240             || 9990
|-
| 3.10  || 3230             || 96.7             || 1.467 || 0.192             || 7780
|-
| 3.15  || 3170             || 95.2             || 1.483 || 0.135             || 5390
|-
| 3.20  || 3120             || 93.7             || 1.478 || 0.0924            || 3630
|-
| 3.25  || 3080             || 92.2             || 1.467 || 0.0610            || 2360
|-
| 3.30  || 3030             || 90.8             || 1.450 || 0.0368            || 1400
|-
| 3.35  || 2990             || 89.5             || 1.432 || 0.0261            || 979
|-
| 3.40  || 2940             || 88.2             || 1.420 || 0.0195            || 721
|-
| 3.45  || 2900             || 86.9             || 1.410 || 0.0132            || 481
|-
| 3.50  || 2860             || 85.7             || 1.400 || 0.0094            || 340
|-
| 3.6   || 2780             || 83               || 1.385 || 0.00515           || 180
|-
| 3.7   || 2700             || 81               || 1.374 || 0.00360           || 120
|-
| 3.8   || 2630             || 79               || 1.364 || 0.00340           || 110
|-
| 3.9   || 2560             || 77               || 1.357 || 0.00380           || 120
|-
| 4.0   || 2500             || 75               || 1.351 || 0.00460           || 140
|-
| 4.1   || 2440             || 73               || 1.346 || 0.00562           || 170
|-
| 4.2   || 2380             || 71               || 1.342 || 0.00688           || 210
|-
| 4.3   || 2330             || 70.              || 1.338 || 0.00845           || 250
|-
| 4.4   || 2270             || 69               || 1.334 || 0.0103            || 290
|-
| 4.5   || 2220             || 67               || 1.332 || 0.0134            || 370
|-
| 4.6   || 2170             || 65               || 1.330 || 0.0147            || 400
|-
| 4.7   || 2130             || 64               || 1.330 || 0.0157            || 420
|-
| 4.8   || 2080             || 62               || 1.330 || 0.0150            || 390
|-
| 4.9   || 2040             || 61               || 1.328 || 0.0137            || 350
|-
| 5.0   || 2000             || 60.              || 1.325 || 0.0124            || 310
|-
| 5.1   || 1960             || 59               || 1.322 || 0.0111            || 270
|-
| 5.2   || 1920             || 58               || 1.317 || 0.0101            || 240
|-
| 5.3   || 1890             || 57               || 1.312 || 0.0098            || 230
|-
| 5.4   || 1850             || 56               || 1.305 || 0.0103            || 240
|-
| 5.5   || 1820             || 55               || 1.298 || 0.0116            || 380
|-
| 5.6   || 1790             || 54               || 1.289 || 0.0142            || 320
|-
| 5.7   || 1750             || 53               || 1.277 || 0.0203            || 450
|-
| 5.8   || 1720             || 52               || 1.262 || 0.0330            || 710
|-
| 5.9   || 1690             || 51               || 1.248 || 0.0622            || 1300
|-
| 6.0   || 1670             || 50.              || 1.265 || 0.107             || 2200
|-
| 6.1   || 1640             || 49               || 1.319 || 0.131             || 2700
|-
| 6.2   || 1610             || 48.4             || 1.363 || 0.0880            || 1800
|-
| 6.3   || 1590             || 47.6             || 1.357 || 0.0570            || 1100
|-
| 6.4   || 1560             || 46.8             || 1.347 || 0.0449            || 880
|-
| 6.5   || 1540             || 46.1             || 1.339 || 0.0392            || 760
|-
| 6.6   || 1520             || 45.4             || 1.334 || 0.0356            || 680
|-
| 6.7   || 1490             || 44.7             || 1.329 || 0.0337            || 630
|-
| 6.8   || 1470             || 44.1             || 1.324 || 0.0327            || 600
|-
| 6.9   || 1450             || 43.4             || 1.321 || 0.0322            || 590
|-
| 7.0   || 1430             || 42.8             || 1.317 || 0.0320            || 570
|}
पानी का कुल अपवर्तक सूचकांक m = n + ik के रूप में दिया गया है। अवशोषण गुणांक α' का उपयोग बीयर-लैंबर्ट कानून में किया जाता है, यहां प्रधान आधार E सभागम को दर्शाता है। मान 25 °C पर पानी के लिए हैं, और उद्धृत साहित्य समीक्षा में विभिन्न स्रोतों के माध्यम से प्राप्त किए गए थे।<ref>{{cite journal |last1=Hale |first1=George |last2=Querry |first2=Marvin |date=1 March 1973 |title=Optical Constants of Water in the 200-nm to 200μm Wavelength Region |url=https://www.osapublishing.org/ao/fulltext.cfm?uri=ao-12-3-555 |journal=Applied Optics |publisher=[[Optical Society of America]] |volume=12 |issue=3 |pages=555–563 |doi=10.1364/AO.12.000555 |pmid=20125343 |accessdate=8 January 2014|bibcode=1973ApOpt..12..555H}}</ref>



== यह भी देखें ==
*[[अवशोषण (विद्युत चुम्बकीय विकिरण)]]
*वायुमंडलीय विकिरण अंतरण कोड
*पानी का रंग
* [[पानी द्वारा विद्युत चुम्बकीय अवशोषण]]
* समुद्र का रंग
* महासागर प्रकाशिकी
* अपवर्तक सूचकांकों की सूची

==टिप्पणियाँ==
{{Reflist}}


==संदर्भ==
{{refbegin}}
*R. M. Pope and E. S. Fry, Absorption spectrum (380-700&nbsp;nm) of pure water. II. Integrating cavity measurements, Appl. Opt., 36, 8710-8723, 1997.
*Mobley, Curtis D., Light and water: radiative transfer in natural waters; based in part on collaborations with Rudolph W. Preisendorfer, San Diego, Academic Press, 1994, 592 p., {{ISBN|0-12-502750-8}}
{{refend}}
[[Category: वायुमंडलीय विकिरण]] [[Category: ऑप्टिकल सामग्री | पानी]] [[Category: भौतिकी से संबंधित सूचियाँ]] [[Category: बिखराव, अवशोषण और विकिरण स्थानांतरण (प्रकाशिकी)]] [[Category: जल भौतिकी]] [[Category: एप्लाइड और अंतःविषय भौतिकी]] 



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