पानी और बर्फ के प्रकाशिक गुणधर्म: Difference between revisions

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दृश्य प्रकाश के लिए 20 °C पर जल के गुणों का अपवर्तनांक 1.33 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 इन्फ्रारेड में अवशोषित हो जाते हैं और [[ अवरक्त खिड़की ]] को बंद कर देते हैं जिससे [[ग्रीनहाउस प्रभाव]] में योगदान होता है ...
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 भौतिकी]] द्वारा प्रकाश बिखरने और अवशोषण, [[इंद्रधनुष]] के सिद्धांत, [[एकल-प्रकीर्णन अल्बेडो]], समुद्र के रंग का निर्धारण और कई अन्य शामिल हैं।
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
== 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
0.2 माइक्रोन से 1.2 माइक्रोन तक की तरंग दैर्ध्य पर, और -12 डिग्री सेल्सियस से 500 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर, पानी के अपवर्तन के सूचकांक के वास्तविक भाग की गणना निम्नलिखित अनुभवजन्य अभिव्यक्ति द्वारा की जा सकती है:<ref>{{cite report
   | author = The International Association for the Properties of Water and Steam
   | 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)
   | title = Release on the Refractive Index of Ordinary Water Substance as a Function of Wavelength, Temperature, and Pressure (IAPWS R9-97)
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   | accessdate = 2008-10-08}}</ref>
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:<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>
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कहाँ:
जहाँ:
:<math>\overline T = \frac{T}{T^{\text{*}}}</math>,
:<math>\overline T = \frac{T}{T^{\text{*}}}</math>,
:<math>\overline \rho = \frac{\rho}{\rho^{\text{*}}}</math>, और
:<math>\overline \rho = \frac{\rho}{\rho^{\text{*}}}</math>, और
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और उचित स्थिरांक हैं
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.
<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 के,<math>\rho^{*}</math> = 1000 किग्रा/मी<sup>3</सुप>, <math>\lambda^{*}</math> = 589 एनएम, <math>\overline\lambda_{\text{IR}}</math> = 5.432937, और <math>\overline\lambda_{\text{UV}}</math> = 0.229202।


उपरोक्त अभिव्यक्ति में, T पानी का पूर्ण तापमान है (K में), <math>\lambda</math> एनएम में प्रकाश की तरंग दैर्ध्य है, <math>\rho</math> पानी का घनत्व किग्रा/मीटर में है<sup>3</sup>, और n पानी के अपवर्तन के सूचकांक का वास्तविक हिस्सा है।
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।


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


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


== तरल पानी के लिए अपवर्तक सूचकांक (वास्तविक और काल्पनिक भाग) ==
== तरल पानी के लिए द्रव सूचकांक (वास्तविक और काल्पनिक भाग) ==
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|+ Refractive Index of Liquid Water
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|-
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|}
|}
पानी का कुल अपवर्तनांक m = n + ik के रूप में दिया जाता है। अवशोषण गुणांक α' का उपयोग बीयर-लैंबर्ट कानून में किया जाता है, यहां प्रमुख [[प्राकृतिक]] लघुगणक सम्मेलन को दर्शाता है। मान 25 डिग्री सेल्सियस 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>
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 ==
== यह भी देखें ==
*[[अवशोषण (विद्युत चुम्बकीय विकिरण)]]
*[[अवशोषण (विद्युत चुम्बकीय विकिरण)]]
*[[वायुमंडलीय विकिरण अंतरण कोड]]
*वायुमंडलीय विकिरण अंतरण कोड
*[[पानी दा रंग]]
*पानी का रंग
* [[पानी द्वारा विद्युत चुम्बकीय अवशोषण]]
* [[पानी द्वारा विद्युत चुम्बकीय अवशोषण]]
* समुद्र का रंग
* समुद्र का रंग
* [[महासागर प्रकाशिकी]]
* महासागर प्रकाशिकी
* अपवर्तक सूचकांकों की सूची
* अपवर्तक सूचकांकों की सूची


Revision as of 00:57, 1 May 2023

दृश्यता प्रकाश के लिए 20°C पर पानी का अपवर्तनांक 1.33 होता है।[1] 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:[2]

जहाँ:

,
, और

और उचित स्थिरांक हैं = 0.244257733, = 0.00974634476, = −0.00373234996, = 0.000268678472, = 0.0015892057, = 0.00245934259, = 0.90070492, = −0.0166626219, = 273.15 K, = 1000 kg/m3, = 589 nm, = 5.432937, and = 0.229202.

उपरोक्त व्यंजक में, T पानी का पूर्ण तापमान है (K में), एनएम (nm) में प्रकाश की तरंग दैर्ध्य है, 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:[3][4]

साथ:

  • = -3.983035 °C
  • = 301.797 °C
  • = 522528.9 °C2
  • = 69.34881 °C
  • = 999.974950 kg / m3

तरल पानी के लिए द्रव सूचकांक (वास्तविक और काल्पनिक भाग)

द्रव पानी का अपवर्तक सूचकांक
तरंग दैर्ध्य (μm) तरंग संख्या (cm−1) आवृत्ति (THz) n k α' (cm−1)
0.200 5.00×104 1.50×103 1.396 1.1×10−7 0.069
0.225 4.44×104 1.33×103 1.373 4.9×10−8 0.027
0.250 4.00×104 1.20×103 1.362 3.35×10−8 0.0168
0.275 3.64×104 1.09×103 1.354 2.35×10−8 0.0107
0.300 3.33×104 999 1.349 1.6×10−8 6.7×10−3
0.325 3.08×104 922 1.346 1.08×10−8 4.18×10−3
0.350 2.86×104 857 1.343 6.5×10−9 2.3×10−3
0.375 2.67×104 799 1.341 3.5×10−9 1.2×10−3
0.400 2.50×104 749 1.339 1.86×10−9 5.84×10−4
0.425 2.35×104 705 1.338 1.3×10−9 3.8×10−4
0.450 2.22×104 666 1.337 1.02×10−9 2.85×10−4
0.475 2.11×104 631 1.336 9.35×10−10 2.47×10−4
0.500 2.00×104 600 1.335 1.00×10−9 2.51×10−4
0.525 1.90×104 571 1.334 1.32×10−9 3.16×10−4
0.550 1.82×104 545 1.333 1.96×10−9 4.48×10−4
0.575 1.74×104 521 1.333 3.60×10−9 7.87×10−4
0.600 1.67×104 500 1.332 1.09×10−8 2.28×10−3
0.625 1.60×104 480 1.332 1.39×10−8 2.79×10−3
0.650 1.54×104 461 1.331 1.64×10−8 3.17×10−3
0.675 1.48×104 444 1.331 2.23×10−8 4.15×10−3
0.700 1.43×104 428 1.331 3.35×10−8 6.01×10−3
0.725 1.38×104 414 1.330 9.15×10−8 0.0159
0.750 1.33×104 400 1.330 1.56×10−7 0.0261
0.775 1.29×104 387 1.330 1.48×10−7 0.0240
0.800 1.25×104 375 1.329 1.25×10−7 0.0196
0.825 1.21×104 363 1.329 1.82×10−7 0.0282
0.850 1.18×104 353 1.329 2.93×10−7 0.0433
0.875 1.14×104 343 1.328 3.91×10−7 0.0562
0.900 1.11×104 333 1.328 4.86×10−7 0.0679
0.925 1.08×104 324 1.328 1.06×10−6 0.144
0.950 1.05×104 316 1.327 2.93×10−6 0.388
0.975 1.03×104 307 1.327 3.48×10−6 0.449
1.0 1.0×104 300 1.327 2.89×10−6 0.36
1.2 8300 250 1.324 9.89×10−6 1.0
1.4 7100 210 1.321 1.38×10−4 12
1.6 6200 190 1.317 8.55×10−5 6.7
1.8 5600 170 1.312 1.15×10−4 8.0
2.0 5000 150 1.306 1.1×10−3 69
2.2 4500 136 1.296 2.89×10−4 17
2.4 4200 125 1.279 9.56×10−4 50.
2.6 3800 115 1.242 3.17×10−3 150
2.65 3770 113 1.219 6.7×10−5 318
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।[5]


यह भी देखें

टिप्पणियाँ

  1. ↑ Lide, David R. (2003-06-19). CRC Handbook of Chemistry and Physics, 84th Edition. CRC Handbook (in English). CRC Press. 8—Concentrative Properties of Aqueous Solutions: Density, Refractive Index, Freezing Point Depression, and Viscosity. ISBN 9780849304842.
  2. ↑ The International Association for the Properties of Water and Steam (September 1997). Release on the Refractive Index of Ordinary Water Substance as a Function of Wavelength, Temperature, and Pressure (IAPWS R9-97) (PDF) (Report). Retrieved 2008-10-08.
  3. ↑ "Calcul de la masse volumique de l'EAU".
  4. ↑ "पानी और तापमान का घनत्व - भौतिक विज्ञान, रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान". 10 February 2009.
  5. ↑ Hale, George; Querry, Marvin (1 March 1973). "Optical Constants of Water in the 200-nm to 200μm Wavelength Region". Applied Optics. Optical Society of America. 12 (3): 555–563. Bibcode:1973ApOpt..12..555H. doi:10.1364/AO.12.000555. PMID 20125343. Retrieved 8 January 2014.


संदर्भ

  • R. M. Pope and E. S. Fry, Absorption spectrum (380-700 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
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