निम्नलिखित में से कौन-सी प्रकाशीय परिघटना यह प्रमाणित करती है कि प्रकाश एक अनुप्रस्थ तरंग है ?

सही — D, ध्रुवण। ध्रुवण अनुप्रस्थ तरंगों का एक गुणधर्म है, और यह दोलनों की ज्यामितीय दिशा निर्दिष्ट करता है। अनुप्रस्थ तरंग में दोलन गति की दिशा के लंबवत होता है, इसलिए एक ऐसा तल होता है जिसमें इसे सीमित किया जा सकता है, और कोई फ़िल्टर एक दिशा को पार होने दे सकता है जबकि दूसरी को रोक सकता है।

अनुदैर्घ्य तरंग को यह स्वतंत्रता नहीं होती — इसका विस्थापन सदैव गति की दिशा के अनुदिश होता है, इसलिए दिशा देने को कुछ नहीं होता और देखने को कोई ध्रुवण नहीं होता। गैस या द्रव में ध्वनि इसलिए बिल्कुल भी ध्रुवित नहीं हो सकती। चूँकि प्रकाश ध्रुवित हो सकता है, प्रकाश को अपनी यात्रा-रेखा के आर-पार दोलन करना ही चाहिए, और यही पूरा तर्क है। शेष तीन परिघटनाएँ हर प्रकार की तरंग में होती हैं इसलिए वे कुछ भी तय नहीं करतीं।

अन्य विकल्प क्यों गलत हैं

• (a)
  अपवर्तन — अपवर्तन किसी तरंग का मुड़ना है जब किसी सीमा पर उसकी चाल बदलती है, और यह ध्वनि के साथ भी उतनी ही सहजता से होता है जितना प्रकाश के साथ। यह स्थापित करता है कि प्रकाश एक सीमित चाल वाली तरंग है, परंतु यह इस बारे में कुछ नहीं कहता कि यह किस दिशा में दोलन करता है।
• (b)
  विवर्तन — विवर्तन किसी अवरोध के पार या किसी द्वारक से होकर तरंग का फैलना है। ध्वनि भी विवर्तित होती है, यही कारण है कि आप किसी कोने के आर-पार बिना देखे सुन सकते हैं। यह तरंग-व्यवहार को सिद्ध करता है, अनुप्रस्थ तरंग-व्यवहार को नहीं।
• (c)
  व्यतिकरण — व्यतिकरण दो सुसंगत तरंगों का अध्यारोपण है जो उजली और अंधेरी फ्रिंजें बनाता है, और यह भी अनुदैर्घ्य और अनुप्रस्थ दोनों तरंगों में समान रूप से पाया जाता है; दो लाउडस्पीकरों से सुनाई देने वाली धड़कनें और मृत-स्थान ध्वनि व्यतिकरण ही हैं। यंग के प्रयोग ने यह तय कर दिया कि प्रकाश एक तरंग है, परंतु उसने अनुप्रस्थ वाला प्रश्न खुला छोड़ दिया।

परावर्तन, अपवर्तन, विवर्तन और व्यतिकरण सभी तरंगों का साझा गुणधर्म है, इसलिए इनमें से कोई भी आपको बताएगा कि प्रकाश एक तरंग है, परंतु कोई भी यह नहीं बताएगा कि वह किस प्रकार की है। ध्रुवण वह एकमात्र परिघटना है जो दोनों परिवारों को अलग करती है, क्योंकि केवल अनुप्रस्थ तरंग में ही एक दोलन-दिशा होती है जिसे चुना और फ़िल्टर किया जा सकता है। प्रकाश एक विद्युत चुंबकीय तरंग है, जिसमें एक युग्मित दोलनशील विद्युत क्षेत्र और चुंबकीय क्षेत्र होता है जो सदैव एक-दूसरे के लंबवत रहते हैं, और दोनों गति की दिशा के लंबवत होते हैं — यही ठीक कारण है कि प्रकाश ध्रुवित हो सकता है।

मुख्य तथ्य

• ध्रुवण अनुप्रस्थ तरंगों का एक गुणधर्म है जो दोलनों की ज्यामितीय दिशा निर्दिष्ट करता है।
• द्रव या गैस में ध्वनि जैसी अनुदैर्घ्य तरंगों में, विस्थापन सदैव संचरण की दिशा के अनुदिश होता है, इसलिए ये तरंगें ध्रुवण नहीं दर्शातीं।
• प्रकाश एक विद्युत चुंबकीय तरंग है जिसमें एक युग्मित दोलनशील विद्युत क्षेत्र और चुंबकीय क्षेत्र होता है जो सदैव एक-दूसरे के लंबवत रहते हैं।
• परावर्तन, अपवर्तन, विवर्तन और व्यतिकरण अनुदैर्घ्य तरंगों में भी दिखाई देते हैं, इसलिए इनमें से कोई भी यह स्थापित नहीं कर सकता कि प्रकाश अनुप्रस्थ है।

सामान्य भ्रम

• व्यतिकरण या विवर्तन चुनना क्योंकि ये प्रकाश के तरंग होने के क्लासिक प्रमाण हैं; ये यह तय नहीं करते कि यह अनुप्रस्थ है या नहीं।
• यह मान लेना कि ध्वनि विवर्तित या व्यतिकृत नहीं हो सकती, जबकि यह दोनों करती है।
• यह भूल जाना कि अनुदैर्घ्य तरंग की कोई दिशा नहीं होती जिसे फ़िल्टर किया जा सके, जो ध्रुवण के निर्णायक होने का पूरा कारण है।

• अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं

  निम्नलिखित में से कौन-सी तरंग ध्रुवित नहीं की जा सकती ?

  • (a)रेडियो तरंगें
  • (b)एक्स-किरणें
  • (c)वायु में ध्वनि तरंगें
  • (d)दृश्य प्रकाश
  उत्तर(c) वायु में ध्वनि तरंगें — अनुदैर्घ्य होने के कारण, इनमें यात्रा-रेखा के आर-पार कोई दोलन नहीं होता जिसे दिशा दी जा सके।
• अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं

  ध्रुवण-रोधी धूप का चश्मा गीली सड़क से आने वाली चमक को मुख्यतः इसलिए कम करता है क्योंकि

  • (a)वे सभी तरंगदैर्घ्य को समान रूप से अवशोषित करते हैं
  • (b)किसी सतह से परावर्तित प्रकाश आंशिक रूप से ध्रुवित होता है और फ़िल्टर उस दिशा को रोक देता है
  • (c)वे आने वाले प्रकाश को आँख से दूर अपवर्तित कर देते हैं
  • (d)वे परावर्तित प्रकाश को एक चौड़े पुंज में विवर्तित कर देते हैं
  उत्तर(b) किसी सतह से परावर्तित प्रकाश आंशिक रूप से ध्रुवित होता है और फ़िल्टर उस दिशा को रोक देता है — यही कारण है कि चमक घटती है जबकि बाकी दृश्य दिखाई देता रहता है।