पारदर्शिता और पारभासकता

प्रकाशिकी के क्षेत्र में, पारदर्शिता (जिसे पेल्यूसिडिटी या डायफेनिटी भी कहा जाता है) प्रकाश की प्रशंसनीय प्रकीर्णन के बिना पदार्थ के माध्यम से प्रकाश को पारित करने की अनुमति देने की भौतिक गुण है। और स्थूल पैमाने पर (जिसमें आयाम प्रश्न में फोटोन की तरंग दैर्ध्य की तुलना में बहुत बड़ा है), फोटॉनों को स्नेल के नियम का पालन करने के लिए कहा जा सकता है। पारभासी (पारभासी या पारभासकता भी कहा जाता है) प्रकाश को निकलने की अनुमति देता है, किन्तु जरूरी नहीं कि (फिर से, मैक्रोस्कोपिक स्केल पर) स्नेल के नियम का पालन करें; फोटॉनों को दो इंटरफेस में से किसी पर या आंतरिक रूप से प्रकीर्णा किया जा सकता है, जहां अपवर्तन के सूचकांक में बदलाव होता है। दूसरे शब्दों में, पारभासी पदार्थ अपवर्तन के विभिन्न सूचकांकों वाले घटकों से बनी होती है। पारदर्शी पदार्थ अपवर्तन के समान सूचकांक वाले घटकों से बनी होती है। पारदर्शी पदार्थ एक रंग या किसी भी संयोजन के समग्र स्वरूप के साथ स्पष्ट दिखाई देती है जो हर रंग के शानदार स्पेक्ट्रम तक ले जाती है। पारदर्शिता की विपरीत गुण अस्पष्टता (ऑप्टिक्स) है।

जब प्रकाश किसी पदार्थ का सामना करता है, तो वह इसके साथ कई अलग-अलग विधियों से व्यवहार कर सकता है। ये इंटरैक्शन प्रकाश की तरंग दैर्ध्य और पदार्थ की प्रकृति पर निर्भर करते हैं। फोटॉन किसी वस्तु के साथ परावर्तन, अवशोषण और संचरण के कुछ संयोजन द्वारा परस्पर क्रिया करते हैं।

कुछ पदार्थ, जैसे कि प्लेट ग्लास और स्वच्छ जल, उन पर पड़ने वाले प्रकाश का अधिकांश भाग प्रसारित करते हैं और थोड़ा सा परावर्तित करते हैं; ऐसी पदार्थ को वैकल्पिक रूप से पारदर्शी कहा जाता है। कई तरल और जलीय घोल अत्यधिक पारदर्शी होते हैं। संरचनात्मक दोष (रिक्तता, दरारें, आदि) की अनुपस्थिति और अधिकांश तरल पदार्थों की आणविक संरचना अधिकांशतः उत्कृष्ट ऑप्टिकल ट्रांसमिशन के लिए जिम्मेदार होती है।

वे पदार्थ जो प्रकाश का संचारण नहीं करते हैं अपारदर्शिता (ऑप्टिक्स) कहलाते हैं। ऐसे कई पदार्थों की रासायनिक संरचना होती है जिसमें वे सम्मिलित होते हैं जिन्हें अवशोषण (विद्युत चुम्बकीय विकिरण) केंद्र कहा जाता है। कई पदार्थ सौर प्रकाश आवृत्तियों के अवशोषण में चयनात्मक होते हैं। वे दूसरों को प्रतिबिंबित करते समय दृश्यमान स्पेक्ट्रम के कुछ हिस्सों को अवशोषित करते हैं। स्पेक्ट्रम की आवृत्तियाँ जो अवशोषित नहीं होती हैं, वे हमारे भौतिक अवलोकन के लिए या तो परावर्तित होती हैं या प्रसारित होती हैं। यही रंग को जन्म देता है। सभी आवृत्तियों और तरंग दैर्ध्य के प्रकाश का क्षीणन अवशोषण और तरल पदार्थों और ठोस पदार्थों में प्रकाश के प्रकीर्णन के संयुक्त तंत्र के कारण होता है।

पारदर्शिता जानवरों के लिए लगभग पूर्ण छलावरण प्रदान कर सकती है इसे प्राप्त करने में सक्षम। यह अच्छी रोशनी की तुलना में कम रोशनी वाले या अशांत समुद्री जल में आसान होता है। जेलिफ़िश जैसे कई समुद्री जीव अत्यधिक पारदर्शी होते हैं।



व्युत्पत्ति

 * लेट मिडिल इंग्लिश: ओल्ड फ्रेंच से, मध्यकालीन लैटिन से ट्रांसपेरेंट- 'शाइनिंग थ्रू', लैटिन ट्रांसपेरे से, ट्रांस- 'थ्रू' + पारेरे 'बी विजिबल' से।
 * 16वीं शताब्दी के अंत में (लैटिन अर्थ में): लैटिन ट्रांसलूसेंट से- 'शाइनिंग थ्रू', क्रिया ट्रांसलूसेरे से, ट्रांस- 'थ्रू' + ल्यूसेरे 'टू शाइन' से।
 * लेट मिडिल इंग्लिश ओपेक, लैटिन ओपेकस 'डार्केन' से। वर्तमान वर्तनी (उन्नीसवीं शताब्दी से पहले दुर्लभ) फ्रांसीसी रूप से प्रभावित हुई है।

परिचय
प्रकाश के अवशोषण के संबंध में, प्राथमिक भौतिक विचारों में सम्मिलित हैं:
 * इलेक्ट्रॉनिक स्तर पर, स्पेक्ट्रम के पराबैंगनी और दृश्यमान (यूवी-विज़) भागों में अवशोषण इस बात पर निर्भर करता है कि क्या परमाणु कक्षीय के बीच की दूरी (या परिमाणित) हैं या नही, जिससे वे विशिष्ट आवृत्ति के प्रकाश (या फोटॉन) की मात्रा को अवशोषित कर सकें। और चयन नियमों का उल्लंघन नहीं करता है। उदाहरण के लिए, अधिकांश ग्लासों में, इलेक्ट्रॉनों के पास दृश्य प्रकाश से संबंधित सीमा में उनके ऊपर कोई ऊर्जा स्तर उपलब्ध नहीं होता है, या यदि वे करते हैं, तो वे चयन नियमों का उल्लंघन करते हैं, जिसका अर्थ है कि शुद्ध (अनोपेड) ग्लास में कोई सराहनीय अवशोषण नहीं होता है, जिससे वे इमारतों में खिड़कियों के लिए आदर्श पारदर्शी पदार्थ बन जाते हैं।
 * परमाणु या आणविक स्तर पर, स्पेक्ट्रम के इन्फ्रारेड हिस्से में भौतिक अवशोषण परमाणु या आणविक कंपन या रासायनिक बंधों की आवृत्तियों और चयन नियमों पर निर्भर करता है। नाइट्रोजन और ऑक्सीजन ग्रीनहाउस गैसें नहीं हैं क्योंकि कोई आणविक द्विध्रुवीय क्षण नहीं है।

तरल पदार्थ और ठोस पदार्थों में प्रकाश के प्रकीर्णन के संबंध में, सबसे महत्वपूर्ण कारक प्रकीर्ण हुआ प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के सापेक्ष इनमें से किसी या सभी संरचनात्मक विशेषताओं की लंबाई का पैमाना है। प्राथमिक पदार्थ विचारों में सम्मिलित हैं:


 * क्रिस्टलीय संरचना: क्या परमाणु या अणु क्रिस्टलीय ठोस में प्रमाणित 'दीर्घ-श्रेणी क्रम' प्रदर्शित करते हैं।
 * कांच की संरचना: प्रकीर्णन केंद्रों में घनत्व या संरचना में उतार-चढ़ाव सम्मिलित हैं।
 * सूक्ष्म संरचना: प्रकीर्णन केंद्रों में आंतरिक सतहें जैसे कण की सीमाएं, क्रिस्टलोग्राफिक दोष और सूक्ष्म छिद्र सम्मिलित हैं।
 * जैविक पदार्थ: प्रकीर्णन केंद्रों में फाइबर और कोशिका संरचनाएं और सीमाएं सम्मिलित हैं।

विसरित परावर्तन - सामान्यतः, जब प्रकाश (गैर-धात्विक और गैर-ग्लासी) ठोस पदार्थ की सतह से टकराता है, तो यह पदार्थ के अंदर सूक्ष्म अनियमितताओं (जैसे, पाली क्रिस्टलीय पदार्थ की कण की सीमाएँ या एक कार्बनिक पदार्थ की कोशिका या फाइबर की सीमाएँ) द्वारा कई परावर्तनों के कारण सभी दिशाओं में फैलता है। किसी कार्बनिक पदार्थ की सेल (जीव विज्ञान) या कार्बनिक पदार्थ की रेशा सीमाएं), और इसकी सतह से, यदि यह खुरदरा है। परावर्तन प्रसार सामान्यतः ओमनी-डायरेक्शनल रिफ्लेक्शन एंगल्स की विशेषता है। नग्न आंखों से दिखाई देने वाली अधिकांश वस्तुओं को विसरित परावर्तन के माध्यम से पहचाना जाता है। इस प्रकार के परावर्तन के लिए सामान्यतः उपयोग किया जाने वाला अन्य शब्द प्रकाश प्रकीर्णन है। वस्तुओं की सतहों से प्रकाश का प्रकीर्णन भौतिक अवलोकन का हमारा प्राथमिक तंत्र है।

तरल और ठोस पदार्थों में प्रकाश का प्रकीर्णन प्रकीर्णित प्रकाश की तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है। दृश्यता के स्थानिक पैमानों की सीमाएँ (सफेद प्रकाश का उपयोग करके) प्रकाश तरंग की आवृत्ति और प्रकीर्णन केंद्र के भौतिक आयाम (या स्थानिक पैमाने) के आधार पर उत्पन्न होती हैं। दृश्यमान प्रकाश में आधा माइक्रोमीटर के क्रम पर तरंग दैर्ध्य का पैमाना होता है। माइक्रोमीटर जितना छोटा प्रकीर्णन केंद्र (या कण) सीधे प्रकाश सूक्ष्मदर्शी (जैसे, प्रकार कि गति) में देखा गया है।

पारदर्शी चीनी मिट्टी की चीज़ें
पॉलीक्रिस्टलाइन पदार्थ में ऑप्टिकल पारदर्शिता प्रकाश की मात्रा से सीमित होती है जो उनके माइक्रोस्ट्रक्चरल फीचर्स से प्रकीर्ण होता है। प्रकाश का प्रकीर्णन प्रकाश की तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है। इसलिए प्रकाश तरंग की आवृत्ति और प्रकीर्णन केंद्र के भौतिक आयाम के आधार पर दृश्यता के स्थानिक पैमाने (सफेद प्रकाश का उपयोग करके) उत्पन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, चूंकि दृश्यमान प्रकाश में माइक्रोमीटर के क्रम पर तरंग दैर्ध्य का पैमाना होता है, प्रकीर्णन वाले केंद्रों के समान स्थानिक पैमाने पर आयाम होंगे। पॉलीक्रिस्टलाइन पदार्थ में प्राथमिक प्रकीर्णन वाले केंद्रों में माइक्रोस्ट्रक्चरल दोष जैसे छिद्र और कण की सीमाएं सम्मिलित हैं। छिद्रों के अतिरिक्त, विशिष्ट धातु या सिरेमिक वस्तु में अधिकांश इंटरफेस कण की सीमा के रूप में होते हैं जो क्रिस्टलीय क्रम के छोटे क्षेत्रों को अलग करते हैं। जब प्रकीर्णन केंद्र (या कण सीमा) का आकार प्रकीर्णन प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के आकार से कम हो जाता है, तो प्रकीर्णन किसी भी महत्वपूर्ण सीमा तक नहीं होता है।

पॉलीक्रिस्टलाइन पदार्थ (धातु और मिट्टी के पात्र) के निर्माण में क्रिस्टलीय कण का आकार मोटे तौर पर वस्तु के निर्माण (या दबाने) के समय कच्चे माल में उपस्थित क्रिस्टलीय कणों के आकार से निर्धारित होता है। इसके अतिरिक्त, कण की सीमाओं का आकार सीधे कण आकार के साथ होता है। इस प्रकार दृश्यमान प्रकाश की तरंग दैर्ध्य (प्रकाश तरंग दैर्ध्य का लगभग 1/15 या लगभग 600/15 = 40 नैनोमीटर) के नीचे मूल कण आकार में कमी से प्रकाश का बहुत अधिक प्रकीर्णन समाप्त हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप पारभासी या पारदर्शी पदार्थ बन जाती है।

पारभासी सिरेमिक एल्यूमिना के माध्यम से प्रकाश संचरण के कंप्यूटर मॉडलिंग ने दिखाया है कि कण की सीमाओं के पास फंसे सूक्ष्म छिद्र प्राथमिक प्रकीर्णन वाले केंद्र के रूप में कार्य करते हैं। उच्च-गुणवत्ता वाले ऑप्टिकल ट्रांसमिशन (सैद्धांतिक घनत्व का 99.99 प्रतिशत) के लिए सरंध्रता का आयतन अंश 1% से कम किया जाना था। इस लक्ष्य को आसानी से पूरा किया गया है और सोल-जेल केमिस्ट्री और नैनोटेक्नोलॉजी के विधियों से उभरती रासायनिक प्रसंस्करण विधियों का उपयोग करके दुनिया भर की प्रयोगशालाओं और अनुसंधान सुविधाओं में प्रदर्शित किया गया है।

पारदर्शी चीनी मिट्टी की चीज़ें उच्च ऊर्जा लेसरों, पारदर्शी कवच ​​खिड़कियों, गर्मी की मांग करने वाली मिसाइलों के लिए नोज कोन, गैर-विनाशकारी परीक्षण के लिए विकिरण डिटेक्टरों, उच्च ऊर्जा भौतिकी, अंतरिक्ष अन्वेषण, सुरक्षा और चिकित्सा इमेजिंग अनुप्रयोगों के लिए उनके अनुप्रयोगों में रुचि उत्पन्न करती हैं। पारदर्शी मिट्टी के पात्र से बने बड़े लेजर तत्वों का उत्पादन अपेक्षाकृत कम लागत पर किया जा सकता है। ये घटक आंतरिक तनाव (यांत्रिकी) या आंतरिक द्विप्रतिरोध से मुक्त हैं, और अपेक्षाकृत बड़े डोपिंग स्तरों या अनुकूलित कस्टम-डिज़ाइन किए गए डोपिंग प्रोफाइल की अनुमति देते हैं। यह उच्च-ऊर्जा लेज़रों के लिए सिरेमिक लेज़र तत्वों को विशेष रूप से महत्वपूर्ण बनाता है।

पारदर्शी पैनल उत्पादों के विकास में उच्च शक्ति, प्रभाव प्रतिरोधी पदार्थ सहित अन्य संभावित उन्नत अनुप्रयोग होंगे जिनका उपयोग घरेलू खिड़कियों और रोशनदानों के लिए किया जा सकता है। संभवतः अधिक महत्वपूर्ण यह है कि दीवारों और अन्य अनुप्रयोगों ने विशेष रूप से उच्च भूकंपीय और हवा के जोखिम में पाए जाने वाले उच्च कतरनी स्थितियों के लिए समग्र शक्ति में सुधार किया होगा। यदि यांत्रिक गुणों में अपेक्षित सुधार होता है, तो आज के भवन कोडों में ग्लेज़िंग क्षेत्रों पर देखी जाने वाली पारंपरिक सीमाएँ जल्दी से पुरानी हो सकती हैं यदि खिड़की क्षेत्र वास्तव में दीवार के अपरूपण प्रतिरोध में योगदान देता है।

वर्तमान में उपलब्ध इन्फ्रारेड पारदर्शी पदार्थ सामान्यतः ऑप्टिकल प्रदर्शन, यांत्रिक शक्ति और कीमत के बीच व्यापार-बंद प्रदर्शित करती है। उदाहरण के लिए, नीलम (क्रिस्टलीय अल्युमिना) बहुत शक्तिशाली है, किन्तु यह महंगा है और 3-5 माइक्रोमीटर मिड-इन्फ्रारेड रेंज में पूर्ण पारदर्शिता का अभाव है। येट्रिया 3-5 माइक्रोमीटर से पूरी तरह से पारदर्शी है, किन्तु उच्च प्रदर्शन वाले एयरोस्पेस अनुप्रयोगों के लिए पर्याप्त ताकत, कठोरता और थर्मल शॉक प्रतिरोध की कमी है। आश्चर्य की बात नहीं है कि, येट्रियम एल्यूमीनियम गार्नेट (वाईएजी) के रूप में इन दो पदार्थों का संयोजन क्षेत्र में शीर्ष प्रदर्शन में से है।

ठोस पदार्थों में प्रकाश का अवशोषण
जब प्रकाश किसी वस्तु से टकराता है, तो उसमें सामान्यतः केवल आवृत्ति (या तरंग दैर्ध्य) नहीं होती, किन्तु कई होती हैं। वस्तुओं में कुछ आवृत्तियों के प्रकाश को श्रेष्ठ रूप से अवशोषित करने, प्रतिबिंबित करने या प्रसारित करने की प्रवृत्ति होती है। अर्थात्, दृश्य प्रकाश की अन्य सभी आवृत्तियों को अवशोषित करते हुए वस्तु हरी रोशनी को प्रतिबिंबित कर सकती है। दृश्य प्रकाश की अन्य सभी आवृत्तियों को अवशोषित करते हुए अन्य वस्तु श्रेष्ठ नीले प्रकाश को प्रसारित कर सकती है। जिस प्रकार से दृश्यमान प्रकाश किसी वस्तु के साथ परस्पर क्रिया करता है, वह प्रकाश की आवृत्ति, वस्तु में परमाणुओं की प्रकृति और अधिकांश वस्तु के परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों की प्रकृति पर निर्भर करता है।

कुछ पदार्थ अपने ऊपर पड़ने वाले अधिकांश प्रकाश को परावर्तित किए बिना पदार्थ के माध्यम से प्रसारित करने की अनुमति देती हैं। वे पदार्थ जो अपने माध्यम से प्रकाश तरंगों के संचरण की अनुमति देते हैं, वैकल्पिक रूप से पारदर्शी कहलाते हैं। रासायनिक रूप से शुद्ध (अनडोप्ड) खिड़की का शीशा और साफ नदी या झरने का पानी इसके प्रमुख उदाहरण हैं।

पदार्थ जो किसी भी प्रकाश तरंग आवृत्तियों के संचरण की अनुमति नहीं देती है, अपारदर्शिता (ऑप्टिक्स) कहलाती है। ऐसे पदार्थों में रासायनिक संरचना हो सकती है जिसमें वे सम्मिलित होते हैं जिन्हें अवशोषण केंद्र कहा जाता है। अधिकांश पदार्थ ऐसी पदार्थों से बनी होती हैं जो प्रकाश आवृत्तियों के अवशोषण में चयनात्मक होती हैं। इस प्रकार वे दृश्यमान स्पेक्ट्रम के केवल कुछ अंशों को ही अवशोषित करते हैं। स्पेक्ट्रम की आवृत्तियाँ जो अवशोषित नहीं होती हैं, वे या तो वापस परावर्तित हो जाती हैं या हमारे भौतिक अवलोकन के लिए प्रेषित हो जाती हैं। वर्णक्रम के दृश्य भाग में, यही वह है जो रंग को जन्म देता है।

अवशोषण केंद्र हमारे चारों ओर दृश्यमान प्रकाश की विशिष्ट तरंग दैर्ध्य की उपस्थिति के लिए अधिक सीमा तक जिम्मेदार हैं। लंबी (0.7 माइक्रोमीटर) से छोटी (0.4 माइक्रोमीटर) तरंग दैर्ध्य की ओर बढ़ते हुए: लाल, नारंगी, पीला, हरा और नीला (ROYGB) सभी को विशिष्ट प्रकाश तरंग आवृत्तियों के चयनात्मक अवशोषण द्वारा रंग की उपस्थिति में हमारी इंद्रियों द्वारा पहचाना जा सकता है (या तरंग दैर्ध्य)। चयनात्मक प्रकाश तरंग अवशोषण के तंत्र में सम्मिलित हैं:


 * इलेक्ट्रॉनिक: परमाणु के अन्दर इलेक्ट्रॉन ऊर्जा स्तरों में संक्रमण (जैसे, वर्णक)। ये संक्रमण सामान्यतः पराबैंगनी (यूवी) और/या स्पेक्ट्रम के दृश्य भागों में होते हैं।
 * कंपन: परमाणु/आण्विक कंपन मोड में अनुनाद। ये संक्रमण सामान्यतः स्पेक्ट्रम के इन्फ्रारेड हिस्से में होते हैं।

यूवी-विज़: इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण
इलेक्ट्रॉनिक अवशोषण में, आने वाली प्रकाश तरंग की आवृत्ति पदार्थ बनाने वाले परमाणुओं के अन्दर इलेक्ट्रॉनों के ऊर्जा स्तर पर या उसके निकट होती है। इस स्थिति में, इलेक्ट्रॉन प्रकाश तरंग की ऊर्जा को अवशोषित करेंगे और अपनी ऊर्जा स्थिति को बढ़ाएंगे, अधिकांश परमाणु के परमाणु नाभिक से बाहरी आवरण या परमाणु कक्षीय में बाहर की ओर बढ़ते हैं।

किसी विशेष पदार्थ के अणुओं को बनाने के लिए जो परमाणु साथ जुड़ते हैं उनमें कई इलेक्ट्रॉन होते हैं (आवर्त चार्ट में परमाणु संख्या Z द्वारा दिए गए)। याद रखें कि सभी प्रकाश तरंगें मूल रूप से विद्युत चुम्बकीय होती हैं। इस प्रकार पदार्थ में ऋणात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रॉनों के संपर्क में आने पर वे दृढ़ता से प्रभावित होते हैं। जब फोटोन (प्रकाश ऊर्जा के अलग-अलग पैकेट) परमाणु के अणु की संयोजन क्षमता के संपर्क में आते हैं, तो कई चीजों में से हो सकता है और होगा:


 * अणु फोटॉन को अवशोषित करता है, कुछ ऊर्जा चमक, प्रतिदीप्ति और स्फुरदीप्ति के माध्यम से खो सकती है।
 * अणु फोटॉन को अवशोषित करता है जिसके परिणामस्वरूप परावर्तन या प्रकीर्णन होता है।
 * अणु फोटॉन की ऊर्जा को अवशोषित नहीं कर सकता और फोटॉन अपने पथ पर जारी रहता है। इसके परिणामस्वरूप संचरण होता है (बशर्ते कोई अन्य अवशोषण तंत्र सक्रिय न हो)।

अधिकांश समय, यह उपरोक्त का संयोजन होता है जो किसी वस्तु से टकराने वाले प्रकाश के साथ होता है। विभिन्न पदार्थों में राज्य ऊर्जा की उस सीमा में भिन्न होते हैं जिसे वे अवशोषित कर सकते हैं। अधिकांश चश्मा, उदाहरण के लिए, पराबैंगनी (यूवी) प्रकाश को अवरुद्ध करते हैं। क्या होता है कांच में इलेक्ट्रॉन दृश्यमान प्रकाश स्पेक्ट्रम में फोटॉनों की कमजोर ऊर्जा की अनदेखी करते हुए यूवी रेंज में फोटॉनों की ऊर्जा को अवशोषित करते हैं। किन्तु वर्तमान में विशेष प्रकार के ग्लास भी हैं, जैसे विशेष प्रकार के बोरोसिल ग्लास या क्वार्ट्ज जो यूवी-पारगम्य हैं और इस प्रकार अल्ट्रा वायलेट प्रकाश के उच्च संचरण की अनुमति देते हैं।

इस प्रकार, जब पदार्थ को रोशन किया जाता है, तो प्रकाश के अलग-अलग फोटॉन परमाणु के संयोजी इलेक्ट्रॉनों को उच्च इलेक्ट्रॉनिक ऊर्जा स्तर में परिवर्तित कर सकते हैं। प्रक्रिया में फोटॉन नष्ट हो जाता है और अवशोषित उज्ज्वल ऊर्जा विद्युत संभावित ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। तब अवशोषित ऊर्जा के लिए कई चीजें हो सकती हैं: इसे इलेक्ट्रॉन द्वारा उज्ज्वल ऊर्जा के रूप में फिर से उत्सर्जित किया जा सकता है (इस स्थिति में समग्र प्रभाव वास्तव में प्रकाश का प्रकीर्णन है), बाकी पदार्थ में फैल गया (अर्थात गर्मी में परिवर्तित हो गया) ), या इलेक्ट्रॉन को परमाणु से मुक्त किया जा सकता है (जैसा कि प्रकाश विद्युत प्रभाव और कॉम्पटन प्रभाव प्रभाव में)।

इन्फ्रारेड: बॉन्ड स्ट्रेचिंग
संघनित पदार्थ में गति की यांत्रिक ऊर्जा के भंडारण के लिए प्राथमिक भौतिक तंत्र ऊष्मा या तापीय ऊर्जा के माध्यम से होता है। ऊष्मीय ऊर्जा स्वयं को गति की ऊर्जा के रूप में प्रकट करती है। इस प्रकार, ऊष्मा परमाणु और आणविक स्तरों पर गति है। क्रिस्टलीय पदार्थों में गति का प्राथमिक विधि कंपन है। कोई भी परमाणु अपने निकटतम पड़ोसियों से घिरे क्रिस्टलीय संरचना के अन्दर किसी माध्य या औसत स्थिति (वेक्टर) के आसपास कंपन करेगा। दो आयामों में यह कंपन घड़ी के पेंडुलम के दोलन के बराबर है। यह कुछ माध्य या औसत (ऊर्ध्वाधर) स्थिति के बारे में सममित रूप से आगे और पीछे झूलता है। परमाणु और आणविक कंपन आवृत्तियों का औसत 1012 चक्र प्रति सेकंड (टेराहर्ट्ज़ विकिरण प्राकृतिक) के क्रम में हो सकता है।

जब किसी दी गई आवृत्ति की प्रकाश तरंग समान या (गुंजयमान) कंपन आवृत्तियों वाले कणों से टकराती है, तो वे कण प्रकाश तरंग की ऊर्जा को अवशोषित कर लेते हैं और इसे कंपन गति की तापीय ऊर्जा में बदल देते हैं। चूंकि अलग-अलग परमाणुओं और अणुओं में कंपन की अलग-अलग प्राकृतिक आवृत्तियां होती हैं, इसलिए वे इन्फ्रारेड प्रकाश के विभिन्न आवृत्तियों (या स्पेक्ट्रम के हिस्से) को श्रेष्ठ रूप से अवशोषित करेंगे। प्रकाश तरंगों का परावर्तन और संचरण इसलिए होता है क्योंकि प्रकाश तरंगों की आवृत्तियाँ वस्तुओं के कंपन की प्राकृतिक गुंजयमान आवृत्तियों से मेल नहीं खाती हैं। जब इन आवृत्तियों का अवरक्त प्रकाश किसी वस्तु से टकराता है, तो ऊर्जा परावर्तित या संचारित होती है।

यदि वस्तु पारदर्शी है, तो प्रकाश तरंगें बड़ी मात्रा में पदार्थ के माध्यम से पड़ोसी परमाणुओं तक जाती हैं और वस्तु के विपरीत दिशा में फिर से उत्सर्जित होती हैं। प्रकाश तरंगों की ऐसी आवृत्तियों को संचरित कहा जाता है।

इंसुलेटर में पारदर्शिता
वस्तु या तो पारदर्शी नहीं हो सकती है क्योंकि यह आने वाली रोशनी को दर्शाती है या क्योंकि यह आने वाली रोशनी को अवशोषित करती है। लगभग सभी ठोस भाग को परावर्तित करते हैं और आने वाले प्रकाश के भाग को अवशोषित करते हैं।

जब प्रकाश धातु के ब्लॉक पर गिरता है, तो यह परमाणुओं का सामना करता है जो नियमित जाली मॉडल (भौतिकी) में कसकर पैक होते हैं और परमाणुओं के बीच बेतरतीब ढंग से चलने वाले इलेक्ट्रॉनों का समुद्र होता है। धातुओं में, इनमें से अधिकांश गैर-बंधन वाले इलेक्ट्रॉन (या मुक्त इलेक्ट्रॉन) होते हैं, जो सामान्यतः सहसंयोजक बंध या आयनिक रूप से बंधे गैर-धातु (इन्सुलेटिंग) ठोस में पाए जाने वाले संबंध इलेक्ट्रॉनों के विपरीत होते हैं। धात्विक बंधन में, किसी भी संभावित बंधन वाले इलेक्ट्रॉनों को क्रिस्टलीय संरचना में परमाणुओं द्वारा आसानी से खोया जा सकता है। इस निरूपण का प्रभाव केवल इलेक्ट्रॉनों के समुद्र के प्रभाव को बढ़ा-चढ़ाकर प्रस्तुत करना है। इन इलेक्ट्रॉनों के परिणामस्वरूप, धातुओं में आने वाला अधिकांश प्रकाश वापस परावर्तित हो जाता है, यही कारण है कि हम परावर्तन (भौतिकी) धातु की सतह देखते हैं।

अधिकांश इन्सुलेटर (बिजली) (या ढांकता हुआ पदार्थ) आयोनिक बंध द्वारा साथ रखे जाते हैं। इस प्रकार, इन पदार्थों में मुक्त चालन इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं, और बंधन वाले इलेक्ट्रॉन घटना तरंग के केवल छोटे अंश को दर्शाते हैं। शेष आवृत्तियाँ (या तरंगदैर्ध्य) प्रसार (या संचरित होने) के लिए स्वतंत्र हैं। पदार्थ के इस वर्ग में सभी सिरेमिक पदार्थ और चश्मा सम्मिलित हैं।

यदि ढांकता हुआ पदार्थ में प्रकाश-अवशोषक योज्य अणु (वर्णक, रंजक, रंजक) सम्मिलित नहीं हैं, तो यह सामान्यतः दृश्य प्रकाश के स्पेक्ट्रम के लिए पारदर्शी होता है। परावैद्युत में रंग केंद्र (बहुविकल्पी) (या डाई अणु, या डोपेंट) आने वाले प्रकाश के हिस्से को अवशोषित करते हैं। शेष आवृत्तियाँ (या तरंगदैर्घ्य) परावर्तित या संचरित होने के लिए स्वतंत्र हैं। इस प्रकार रंगीन कांच का निर्माण होता है।

अधिकांश तरल पदार्थ और जलीय घोल अत्यधिक पारदर्शी होते हैं। उदाहरण के लिए, पानी, खाना पकाने का तेल, रबिंग अल्कोहल, हवा और प्राकृतिक गैस सभी स्पष्ट हैं। संरचनात्मक दोष (रिक्तता, दरारें, आदि) की अनुपस्थिति और अधिकांश तरल पदार्थों की आणविक संरचना उनके उत्कृष्ट ऑप्टिकल संचरण के लिए मुख्य रूप से जिम्मेदार हैं। चिपचिपा प्रवाह के माध्यम से आंतरिक दोषों को ठीक करने के लिए तरल पदार्थों की क्षमता कारण है कि कुछ रेशेदार पदार्थ (जैसे, कागज या कपड़े) गीला होने पर उनकी स्पष्ट पारदर्शिता बढ़ जाती है। तरल पदार्थ को अधिक संरचनात्मक रूप से सजातीय बनाने वाली कई आवाजों को भरता है।

आदर्श दोष-मुक्त क्रिस्टलीय (गैर-धात्विक) ठोस में प्रकाश का प्रकीर्णन जो आने वाली रोशनी के लिए कोई प्रकीर्णन केंद्र प्रदान नहीं करता है, मुख्य रूप से आदेशित जाली के अन्दर धार्मिकता के किसी भी प्रभाव के कारण होगा। प्रकाश संचरण गुणांक प्रकाशिकी क्रिस्टलीय पदार्थों की विशिष्ट असमदिग्वर्ती होने की दशा के कारण अत्यधिक दिशा (ज्यामिति) होगी, जिसमें उनके समरूपता समूह और ब्राविस जाली सम्मिलित हैं। उदाहरण के लिए, क्वार्ट्ज सिलिका के सात अलग-अलग क्रिस्टलीय रूप (सिलिकॉन डाइऑक्साइड, SiO2) सभी स्पष्ट, पारदर्शी पदार्थ हैं।

ऑप्टिकल वेवगाइड्स
वैकल्पिक रूप से पारदर्शी पदार्थ तरंग दैर्ध्य की श्रृंखला की आने वाली प्रकाश तरंगों के लिए पदार्थ की प्रतिक्रिया पर ध्यान केंद्रित करती है। फ़्रीक्वेंसी चयनात्मक वेवगाइड्स के माध्यम से निर्देशित प्रकाश तरंग संचरण में फाइबर ऑप्टिक्स के उभरते हुए क्षेत्र और कुछ ग्लासी रचनाओं की क्षमता साथ फ़्रीक्वेंसी की सीमा के लिए ऑप्टिकल माध्यम के रूप में कार्य करने की क्षमता (मल्टी-मोड ऑप्टिकल फाइबर) सम्मिलित होती है, जिसके बीच बहुत कम या कोई आसन्न-चैनल हस्तक्षेप नहीं होता है। प्रतिस्पर्धी तरंग दैर्ध्य या आवृत्तियों। विद्युत चुम्बकीय (प्रकाश) तरंग प्रसार के माध्यम से ऊर्जा और डेटा संचरण का यह अनुनाद मोड अपेक्षाकृत दोषरहित है। ऑप्टिकल फाइबर बेलनाकार ढांकता हुआ वेवगाइड है जो कुल आंतरिक प्रतिबिंब की प्रक्रिया द्वारा अपनी धुरी के साथ प्रकाश को प्रसारित करता है। फाइबर में कोर (ऑप्टिकल फाइबर) होता है जो क्लैडिंग (फाइबर ऑप्टिक्स) परत से घिरा होता है। कोर में ऑप्टिकल सिग्नल को सीमित करने के लिए, कोर का अपवर्तक सूचकांक क्लैडिंग से अधिक होना चाहिए। अपवर्तक सूचकांक पदार्थ में प्रकाश की गति को दर्शाने वाला पैरामीटर है। (अपवर्तक सूचकांक निर्वात में प्रकाश की गति और दिए गए माध्यम में प्रकाश की गति का अनुपात है। निर्वात का अपवर्तक सूचकांक इसलिए 1 है।) अपवर्तक सूचकांक जितना बड़ा होता है, प्रकाश उस माध्यम में उतनी ही धीमी गति से यात्रा करता है। ऑप्टिकल फाइबर के कोर और क्लैडिंग के लिए विशिष्ट मान क्रमशः 1.48 और 1.46 हैं।

जब प्रकाश सघन माध्यम में यात्रा करते हुए खड़ी कोण पर सीमा से टकराता है, तो प्रकाश पूरी तरह से परावर्तित हो जाएगा। यह प्रभाव, जिसे कुल आंतरिक प्रतिबिंब कहा जाता है, का उपयोग ऑप्टिकल फाइबर में कोर में प्रकाश को सीमित करने के लिए किया जाता है। प्रकाश सीमा के आगे और पीछे उछलते हुए फाइबर के साथ यात्रा करता है। क्योंकि प्रकाश को कुल आंतरिक प्रतिबिंब से अधिक कोण के साथ सीमा पर प्रहार करना चाहिए, केवल प्रकाश जो कोणों की निश्चित सीमा के अन्दर फाइबर में प्रवेश करता है, प्रचारित किया जाएगा। कोणों की इस श्रेणी को फाइबर की स्वीकृति शंकु कहा जाता है। इस स्वीकृति शंकु का आकार फाइबर के कोर और क्लैडिंग के बीच अपवर्तक सूचकांक अंतर का कार्य है। ऑप्टिकल वेवगाइड का उपयोग एकीकृत ऑप्टिकल परिपथ में (उदाहरण के लिए लेजर या प्रकाश उत्सर्जक डायोड, एलईडी के साथ संयुक्त) या स्थानीय और लंबी दूरी के ऑप्टिकल संचार प्रणालियों में संचरण माध्यम के घटकों के रूप में किया जाता है।

क्षीणन के तंत्र
प्रकाशित तंतु में क्षीणन, जिसे संचरण हानि के रूप में भी जाना जाता है, संचरण माध्यम के माध्यम से तय की गई दूरी के संबंध में प्रकाश किरण (या संकेत) की तीव्रता में कमी है। फाइबर ऑप्टिक्स में क्षीणन गुणांक सामान्यतः आधुनिक ऑप्टिकल ट्रांसमिशन मीडिया की पारदर्शिता की उच्च गुणवत्ता के कारण माध्यम से डीबी/किमी की इकाइयों का उपयोग करते हैं। माध्यम सामान्यतः सिलिका ग्लास का फाइबर होता है जो घटना प्रकाश किरण को अंदर तक सीमित कर देता है। बड़ी दूरी पर सिग्नल के संचरण को सीमित करने वाला क्षीणन महत्वपूर्ण कारक है। ऑप्टिकल फाइबर में मुख्य क्षीणन स्रोत अनाकार ठोस के संरचनात्मक विकार और संरचनागत उतार-चढ़ाव के कारण आणविक स्तर की अनियमितताओं (रेले स्कैटरिंग) से प्रकीर्ण हो रहा है। । इन्फ्रारेड मिसाइल गुंबदों की पारदर्शिता में इसी घटना को सीमित कारकों में से के रूप में देखा जाता है। आगे क्षीणन फाइबर कोर और आंतरिक आवरण के अन्दर अवशिष्ट पदार्थ, जैसे धातु या पानी के आयनों द्वारा अवशोषित प्रकाश के कारण होता है। और झुकने, जोड़ों, कनेक्टर्स, या अन्य बाहरी ताकतों के कारण हल्का रिसाव अन्य कारक हैं, जिसके परिणामस्वरूप क्षीणन होता है।

छलावरण के रूप में


कई समुद्री जानवर जो सतह के पास तैरते हैं अत्यधिक पारदर्शी होते हैं, जिससे उन्हें लगभग पूर्ण छलावरण मिलता है। चूंकि, समुद्री जल से अलग अपवर्तक सूचकांक वाली पदार्थों से बने निकायों के लिए पारदर्शिता कठिन है। कुछ समुद्री जानवरों जैसे जेलिफ़िश में जिलेटिनस शरीर होता है, जो मुख्य रूप से पानी से बना होता है; उनका मोटा मेसोग्लिया अकोशिकीय और अत्यधिक पारदर्शी है। यह आसानी से उन्हें उछाल देता है, किन्तु यह उन्हें अपनी मांसपेशियों के द्रव्यमान के लिए बड़ा बनाता है, इसलिए वे तेजी से तैर नहीं सकते हैं, छलावरण के इस रूप को गतिशीलता के साथ महंगा व्यापार-बंद बनाते हैं। जिलेटिनस प्लवक जानवर 50 से 90 प्रतिशत के बीच पारदर्शी होते हैं। 50 प्रतिशत की पारदर्शिता जानवर को शिकारी के लिए अदृश्य बनाने के लिए पर्याप्त है जैसे कॉड की गहराई पर 650 m; उथले पानी में अदृश्यता के लिए अच्छा पारदर्शिता की आवश्यकता होती है, जहां प्रकाश तेज होता है और शिकारी अच्छे से देख सकते हैं। उदाहरण के लिए, कॉड उथले पानी में इष्टतम प्रकाश व्यवस्था में 98 प्रतिशत पारदर्शी शिकार को देख सकता है। इसलिए, गहरे पानी में छलावरण के लिए पर्याप्त पारदर्शिता अधिक आसानी से प्राप्त की जाती है। उसी कारण से, हवा में पारदर्शिता प्राप्त करना और भी कठिन है, किन्तु आंशिक उदाहरण में पाया जाता है

दक्षिण अमेरिकी वर्षा वन के कांच के मेंढक, जिनकी पारदर्शी त्वचा और हल्के हरे रंग के अंग होते हैं। क्लियरविंग (इथोमाइन) तितलियों की कई मध्य अमेरिकी प्रजातियां और कई ड्रैगनफ्लाई और संबद्ध कीड़ों के भी पंख होते हैं जो अधिकांशतः पारदर्शी होते हैं, और क्रिप्सिस का रूप जो शिकारियों से कुछ सुरक्षा प्रदान करता है।

यह भी देखें

 * ब्रिलौइन बिखराव
 * स्पष्टता मीटर
 * कोलाइडल क्रिस्टल
 * धुंध (प्रकाशिकी)
 * प्रकाश बिखरना
 * पेलिकल मिरर
 * फोटोनिक क्रिस्टल
 * पारदर्शी धातुएँ
 * मैलापन

आगे की पढाई

 * Electrodynamics of continuous media, Landau, L. D., Lifshits. E.M. and Pitaevskii, L.P., (Pergamon Press, Oxford, 1984)
 * Laser Light Scattering: Basic Principles and Practice Chu, B., 2nd Edn. (Academic Press, New York 1992)
 * Solid State Laser Engineering, W. Koechner (Springer-Verlag, New York, 1999)
 * Introduction to Chemical Physics, J.C. Slater (McGraw-Hill, New York, 1939)
 * Modern Theory of Solids, F. Seitz, (McGraw-Hill, New York, 1940)
 * Modern Aspects of the Vitreous State, J.D.MacKenzie, Ed. (Butterworths, London, 1960)

बाहरी कड़ियाँ

 * UV stability
 * Properties of Light
 * UV-Vis Absorption
 * Infrared Spectroscopy
 * Brillouin Scattering
 * Transparent Ceramics
 * Bulletproof Glass
 * Transparent ALON Armor
 * Properties of Optical Materials
 * What makes glass transparent ?
 * Brillouin scattering in optical fiber
 * Thermal IR Radiation and Missile Guidance