ठोस कोण: Difference between revisions
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[[ इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली ]] (एसआई) में, एक ठोस कोण | [[ इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली ]] (एसआई) में, एक ठोस कोण को एक आयामहीन इकाई में व्यक्त किया जाता है जिसे [[ steradian |steradian]] (प्रतीक: sr) कहा जाता है। एक स्टेरेडियन शीर्ष के चारों ओर [[ इकाई क्षेत्र |इकाई क्षेत्र]]पर एक इकाई क्षेत्र से मेल खाता है, इसलिए एक वस्तु जो शीर्ष से सभी किरणों को अवरुद्ध करती है, इकाई क्षेत्र के कुल सतह क्षेत्र के बराबर स्टेरेडियन की संख्या को कवर करेगी, <math>4\pi</math>। ठोस कोणों को डिग्री, मिनट और सेकंड जैसे कोणीय उपायों के वर्गों में भी मापा जा सकता है। | ||
पास की एक छोटी वस्तु दूर की बड़ी वस्तु के समान ठोस कोण अंतरित कर सकती है। उदाहरण के लिए, हालाँकि चंद्रमा सूर्य से बहुत छोटा है, यह पृथ्वी के बहुत करीब भी है। दरअसल, जैसा कि पृथ्वी पर किसी भी बिंदु से देखा जाता है, दोनों वस्तुओं में लगभग समान ठोस कोण और स्पष्ट आकार होता है। यह सूर्य ग्रहण के दौरान स्पष्ट होता है। | पास की एक छोटी वस्तु दूर की बड़ी वस्तु के समान ठोस कोण अंतरित कर सकती है। उदाहरण के लिए, हालाँकि चंद्रमा सूर्य से बहुत छोटा है, यह पृथ्वी के बहुत करीब भी है। दरअसल, जैसा कि पृथ्वी पर किसी भी बिंदु से देखा जाता है, दोनों वस्तुओं में लगभग समान ठोस कोण और स्पष्ट आकार होता है। यह सूर्य ग्रहण के दौरान स्पष्ट होता है। | ||
Revision as of 09:23, 17 January 2023
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| Solid angle | |
|---|---|
सामान्य प्रतीक | Ω |
| Si इकाई | steradian |
अन्य इकाइयां | Square degree |
| SI आधार इकाइयाँ में | m2/m2 |
| संरक्षित? | No |
अन्य मात्राओं से व्युत्पत्तियां | |
| आयाम | Script error: The module returned a nil value. It is supposed to return an export table. |
ज्यामिति में, एक ठोस कोण (प्रतीक: Ω)किसी विशेष बिंदु से देखने के क्षेत्र की मात्रा का एक माप है जो किसी दिए गए ऑब्जेक्ट को कवर करता है। अर्थात्, यह एक उपाय है कि उस बिंदु से देखने वाले पर्यवेक्षक को वस्तु कितनी बड़ी दिखाई देती है। जिस बिंदु से वस्तु को देखा जाता है उसे ठोस कोण का शीर्ष कहा जाता है, और कहा जाता है कि वस्तु उस बिंदु पर अपना ठोस कोण बनाती है।
इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली (एसआई) में, एक ठोस कोण को एक आयामहीन इकाई में व्यक्त किया जाता है जिसे steradian (प्रतीक: sr) कहा जाता है। एक स्टेरेडियन शीर्ष के चारों ओर इकाई क्षेत्रपर एक इकाई क्षेत्र से मेल खाता है, इसलिए एक वस्तु जो शीर्ष से सभी किरणों को अवरुद्ध करती है, इकाई क्षेत्र के कुल सतह क्षेत्र के बराबर स्टेरेडियन की संख्या को कवर करेगी, । ठोस कोणों को डिग्री, मिनट और सेकंड जैसे कोणीय उपायों के वर्गों में भी मापा जा सकता है।
पास की एक छोटी वस्तु दूर की बड़ी वस्तु के समान ठोस कोण अंतरित कर सकती है। उदाहरण के लिए, हालाँकि चंद्रमा सूर्य से बहुत छोटा है, यह पृथ्वी के बहुत करीब भी है। दरअसल, जैसा कि पृथ्वी पर किसी भी बिंदु से देखा जाता है, दोनों वस्तुओं में लगभग समान ठोस कोण और स्पष्ट आकार होता है। यह सूर्य ग्रहण के दौरान स्पष्ट होता है।
परिभाषा और गुण
स्टेरेडियन में एक वस्तु का ठोस कोण एक इकाई क्षेत्र के खंड के क्षेत्रफल (ज्यामिति) के बराबर होता है, जो शीर्ष पर केंद्रित होता है, जो कि वस्तु को कवर करता है। स्टेरेडियन में एक इकाई क्षेत्र के एक खंड का क्षेत्रफल देना रेडियन में एक इकाई वृत्त के एक चाप की लंबाई देने के समान है। जिस प्रकार रेडियन में एक समतलीय कोण एक चाप की लंबाई और उसकी त्रिज्या का अनुपात होता है, उसी तरह स्टेरेडियन में एक ठोस कोण किसी वस्तु द्वारा किसी गोले पर आच्छादित क्षेत्र का अनुपात उस क्षेत्र की त्रिज्या के वर्ग द्वारा दिए गए क्षेत्र से होता है। वृत्त। सूत्र है
जहाँ A गोलाकार सतह क्षेत्र है और r विचारित गोले की त्रिज्या है।
ठोस कोण अक्सर खगोल विज्ञान, भौतिकी और विशेष रूप से खगोल भौतिकी में उपयोग किए जाते हैं। किसी वस्तु का ठोस कोण जो बहुत दूर है, क्षेत्रफल से वर्ग दूरी के अनुपात के अनुपात में होता है। यहाँ क्षेत्र का अर्थ वस्तु का वह क्षेत्र है जब उसे देखने की दिशा में प्रक्षेपित किया जाता है।
एक गोले का ठोस कोण इसके आंतरिक भाग में किसी भी बिंदु से मापा जाता है 4Pi|πsr, और एक घन के केंद्र पर उसके एक फलक द्वारा अंतरित ठोस कोण उसका एक-छठा है, या 2π/3सीनियर ठोस कोणों को वर्ग डिग्री में भी मापा जा सकता है (1 sr = (180/π)2 वर्ग डिग्री), वर्ग मिनट और वर्ग सेकंड में, या गोले के अंशों में (1 sr = 1/4π आंशिक क्षेत्र), जिसे विवाद (इकाई) के रूप में भी जाना जाता है (1 एसपी = 4πएसआर)।
गोलाकार निर्देशांक में#एकीकरण_और_विभिन्नता_में_गोलाकार_निर्देशांक एक फ़ंक्शन के अंतर के लिए एक सूत्र है,
एक मनमाना उन्मुख सतह के लिए ठोस कोण S एक बिंदु पर घटाया गया P सतह के प्रक्षेपण के ठोस कोण के बराबर है S केंद्र के साथ इकाई क्षेत्र में P, जिसकी गणना सतह अभिन्न के रूप में की जा सकती है:
इस प्रकार एक सपाट सतह क्षेत्र वाले एक छोटे से पहलू द्वारा अंतरित ठोस कोण का अनुमान लगाया जा सकता है dS, अभिविन्यास , और दूरी r दर्शक के रूप में:
व्यावहारिक अनुप्रयोग
- [[ [[ चमक ]]दार तीव्रता ]] और चमक को परिभाषित करना, और संबंधित रेडियोमेट्रिक मात्राएं उज्ज्वल तीव्रता और चमक
- गोलाकार त्रिकोणमिति की गणना#क्षेत्रफल और गोलीय आधिक्य E एक गोलाकार त्रिभुज का
- सीमा तत्व विधि (बीईएम) का उपयोग करके क्षमता की गणना
- धातु परिसरों में लिगेंड ्स के आकार का मूल्यांकन, लिगैंड शंकु कोण देखें
- चार्ज वितरण के आसपास विद्युत क्षेत्र और चुंबकीय क्षेत्र की ताकत की गणना करना
- गॉस के नियम की व्युत्पत्ति
- गर्मी हस्तांतरण में उत्सर्जक शक्ति और विकिरण की गणना
- रदरफोर्ड बिखराव में क्रॉस सेक्शन की गणना करना
- रमन बिखरना में क्रॉस सेक्शन की गणना करना
- प्रकाशित तंतु के स्वीकृति शंकु का ठोस कोण
सामान्य वस्तुओं के लिए ठोस कोण
शंकु, गोलाकार टोपी, गोलार्ध
ठोस कोण के शीर्ष पर एक शंकु (ज्यामिति) का ठोस कोण, और शीर्ष (ज्यामिति) कोण 2 के साथθ, एक इकाई गोले पर एक गोलाकार टोपी का क्षेत्रफल है
यूनिट स्फेरिकल कोऑर्डिनेट सिस्टम#इंटीग्रेशन और डिफरेंशियल इन गोलाकार कोऑर्डिनेट का उपयोग करके निम्नलिखित दोहरा अभिन्न की गणना करके उपरोक्त पाया जाता है:
कब θ = π/2, गोलाकार टोपी एक ठोस कोण 2 वाला गोला बन जाता हैπ.
शंकु के पूरक का ठोस कोण है
कोण पर समतल द्वारा काटे गए गोलाकार टोपी के एक खंड द्वारा अंतरित ठोस कोण γ शंकु के अक्ष से और शंकु के शीर्ष से गुजरने की गणना सूत्र द्वारा की जा सकती है[2]
चतुर्पाश्वीय
माना कि OABC एक चतुष्फलक का शीर्ष है जिसका मूल O है और जो त्रिभुजाकार फलक ABC द्वारा अंतरित है। शीर्षों A, B और C की सदिश स्थितियाँ हैं। शीर्ष कोण को परिभाषित करें θa कोण BOC होना और परिभाषित करना θb, θc तदनुसार। होने देना चतुष्फलकीय फलक OAC और OBC वाले तलों के बीच द्वितल कोण हो और परिभाषित करें , तदनुसार। ठोस कोण Ω त्रिकोणीय सतह एबीसी द्वारा घटाया गया है
नकारात्मक या गलत ठोस कोणों से बचने के लिए यहां सावधानी बरतनी चाहिए। संभावित त्रुटियों का एक स्रोत यह है कि स्केलर ट्रिपल उत्पाद नकारात्मक हो सकता है यदि a, b, c गलत निर्धारक है। कम्प्यूटिंग एक पर्याप्त समाधान है क्योंकि समीकरण का कोई अन्य भाग वाइंडिंग पर निर्भर नहीं करता है। दूसरा नुकसान तब होता है जब स्केलर ट्रिपल उत्पाद धनात्मक होता है लेकिन विभाजक ऋणात्मक होता है। इस मामले में एक नकारात्मक मान देता है जिसे बढ़ाना चाहिए π.
पिरामिड
शीर्ष (ज्यामिति) कोणों के साथ चार भुजाओं वाले सम आयताकार पिरामिड (ज्यामिति) का ठोस कोण a और b (पिरामिड के विपरीत दिशा के चेहरों को मापा जाने वाला डायहेड्रल कोण) है
अक्षांश-देशांतर आयत
ग्लोब पर एक अक्षांश-देशांतर आयत का ठोस कोण होता है
अक्षांश-देशांतर आयत को आयताकार पिरामिड के ठोस कोण से भ्रमित नहीं होना चाहिए। एक आयताकार पिरामिड के सभी चार पक्ष बड़े वृत्त चाप में गोले की सतह को काटते हैं। अक्षांश-देशांतर आयत के साथ, देशांतर की केवल रेखाएँ ही वृहत वृत्त चाप होती हैं; अक्षांश रेखाएँ नहीं हैं।
आकाशीय पिंड
कोणीय व्यास की परिभाषा का उपयोग करके, आकाशीय वस्तु के ठोस कोण के सूत्र को वस्तु की त्रिज्या के संदर्भ में परिभाषित किया जा सकता है, , और प्रेक्षक से वस्तु की दूरी, :
मनमाने आयामों में ठोस कोण
पूर्ण द्वारा अंतरित ठोस कोण (d − 1)-यूक्लिडियन अंतरिक्ष में इकाई क्षेत्र की आयामी गोलाकार सतह |d-आयामी यूक्लिडियन स्थान को किसी भी संख्या में आयामों में परिभाषित किया जा सकता है d. गोलाकार समरूपता के साथ गणना में अक्सर इस ठोस कोण कारक की आवश्यकता होती है। यह सूत्र द्वारा दिया गया है
मनमाना आयाम में सदिश सूत्र का समकक्ष एओमोटो द्वारा प्राप्त किया गया था[10][11] और स्वतंत्र रूप से रिबांडो द्वारा।[12] यह उन्हें अनंत बहुभिन्नरूपी टेलर श्रृंखला के रूप में व्यक्त करता है:
संदर्भ
- ↑ "Archimedes on Spheres and Cylinders". Math Pages. 2015.
- ↑ 2.0 2.1 Mazonka, Oleg (2012). "Solid Angle of Conical Surfaces, Polyhedral Cones, and Intersecting Spherical Caps". arXiv:1205.1396 [math.MG].
- ↑ Hopf, Heinz (1940). "Selected Chapters of Geometry" (PDF). ETH Zurich: 1–2. Archived (PDF) from the original on 2018-09-21.
- ↑ "L'Huilier's Theorem – from Wolfram MathWorld". Mathworld.wolfram.com. 2015-10-19. Retrieved 2015-10-19.
- ↑ "Spherical Excess – from Wolfram MathWorld". Mathworld.wolfram.com. 2015-10-19. Retrieved 2015-10-19.
- ↑ Eriksson, Folke (1990). "On the measure of solid angles". Math. Mag. 63 (3): 184–187. doi:10.2307/2691141. JSTOR 2691141.
- ↑ Van Oosterom, A; Strackee, J (1983). "The Solid Angle of a Plane Triangle". IEEE Trans. Biomed. Eng. BME-30 (2): 125–126. doi:10.1109/TBME.1983.325207. PMID 6832789. S2CID 22669644.
- ↑ "Area of a Latitude-Longitude Rectangle". The Math Forum @ Drexel. 2003.
- ↑ Jackson, FM (1993). "Polytopes in Euclidean n-space". Bulletin of the Institute of Mathematics and Its Applications. 29 (11/12): 172–174.
- ↑ Aomoto, Kazuhiko (1977). "Analytic structure of Schläfli function". Nagoya Math. J. 68: 1–16. doi:10.1017/s0027763000017839.
- ↑ Beck, M.; Robins, S.; Sam, S. V. (2010). "Positivity theorems for solid-angle polynomials". Contributions to Algebra and Geometry. 51 (2): 493–507. arXiv:0906.4031. Bibcode:2009arXiv0906.4031B.
- ↑ Ribando, Jason M. (2006). "Measuring Solid Angles Beyond Dimension Three". Discrete & Computational Geometry. 36 (3): 479–487. doi:10.1007/s00454-006-1253-4.
आगे की पढाई
- Jaffey, A. H. (1954). "Solid angle subtended by a circular aperture at point and spread sources: formulas and some tables". Rev. Sci. Instrum. 25 (4): 349–354. Bibcode:1954RScI...25..349J. doi:10.1063/1.1771061.
- Masket, A. Victor (1957). "Solid angle contour integrals, series, and tables". Rev. Sci. Instrum. 28 (3): 191. Bibcode:1957RScI...28..191M. doi:10.1063/1.1746479.
- Naito, Minoru (1957). "A method of calculating the solid angle subtended by a circular aperture". J. Phys. Soc. Jpn. 12 (10): 1122–1129. Bibcode:1957JPSJ...12.1122N. doi:10.1143/JPSJ.12.1122.
- Paxton, F. (1959). "Solid angle calculation for a circular disk". Rev. Sci. Instrum. 30 (4): 254. Bibcode:1959RScI...30..254P. doi:10.1063/1.1716590.
- Khadjavi, A. (1968). "Calculation of solid angle subtended by rectangular apertures". J. Opt. Soc. Am. 58 (10): 1417–1418. doi:10.1364/JOSA.58.001417.
- Gardner, R. P.; Carnesale, A. (1969). "The solid angle subtended at a point by a circular disk". Nucl. Instrum. Methods. 73 (2): 228–230. Bibcode:1969NucIM..73..228G. doi:10.1016/0029-554X(69)90214-6.
- Gardner, R. P.; Verghese, K. (1971). "On the solid angle subtended by a circular disk". Nucl. Instrum. Methods. 93 (1): 163–167. Bibcode:1971NucIM..93..163G. doi:10.1016/0029-554X(71)90155-8.
- Gotoh, H.; Yagi, H. (1971). "Solid angle subtended by a rectangular slit". Nucl. Instrum. Methods. 96 (3): 485–486. Bibcode:1971NucIM..96..485G. doi:10.1016/0029-554X(71)90624-0.
- Cook, J. (1980). "Solid angle subtended by a two rectangles". Nucl. Instrum. Methods. 178 (2–3): 561–564. Bibcode:1980NucIM.178..561C. doi:10.1016/0029-554X(80)90838-1.
- Asvestas, John S..; Englund, David C. (1994). "Computing the solid angle subtended by a planar figure". Opt. Eng. 33 (12): 4055–4059. Bibcode:1994OptEn..33.4055A. doi:10.1117/12.183402. Erratum ibid. vol 50 (2011) page 059801.
- Tryka, Stanislaw (1997). "Angular distribution of the solid angle at a point subtended by a circular disk". Opt. Commun. 137 (4–6): 317–333. Bibcode:1997OptCo.137..317T. doi:10.1016/S0030-4018(96)00789-4.
- Prata, M. J. (2004). "Analytical calculation of the solid angle subtended by a circular disc detector at a point cosine source". Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 521 (2–3): 576. arXiv:math-ph/0305034. Bibcode:2004NIMPA.521..576P. doi:10.1016/j.nima.2003.10.098.
- Timus, D. M.; Prata, M. J.; Kalla, S. L.; Abbas, M. I.; Oner, F.; Galiano, E. (2007). "Some further analytical results on the solid angle subtended at a point by a circular disk using elliptic integrals". Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 580: 149–152. Bibcode:2007NIMPA.580..149T. doi:10.1016/j.nima.2007.05.055.
बाहरी कड़ियाँ
- HCR's Theory of Polygon(solid angle subtended by any polygon) from Academia.edu
- Arthur P. Norton, A Star Atlas, Gall and Inglis, Edinburgh, 1969.
- M. G. Kendall, A Course in the Geometry of N Dimensions, No. 8 of Griffin's Statistical Monographs & Courses, ed. M. G. Kendall, Charles Griffin & Co. Ltd, London, 1961
- Weisstein, Eric W. "Solid Angle". MathWorld.