نور چیست ؟ رفتار نور چگونه است ؟

-

جهان نور یا تاریکی است و ما می توانیم با یک سوئیچ بر روی دیوار

از محیط راازتاریکی به روشنایی تغییر دهیم. اما ما به زودی یاد می گیریم

که نور پیچیده تر از این است.منبع اصلی نور از قدیم نور خورشید بوده است

اکنون بیشتر به بحث نور خواهیم پرداخت

نور پس از یک سفر سریع از خورشید، 149 میلیون کیلومتر (93 میلیون مایل دورتر)

به سیاره ما وارد می شود. نور در 186000 مایل (300000 کیلومتر) در ثانیه حرکت می کند،

بنابراین نور که اکنون می بینید، حدود هشت دقیقه پیش در خورشید قرار داشت. ،

نور تا دو برابر طول می کشد تا از خورشید به زمین برسد،

عکس گرفته شده از شاتل فضایی از مرکز فضایی ناسا جانسون

نور یک نوع انرژی است

اما چرا نور به این سفر می آید ؟ همانطور که شما احتمالا می دانید،

خورشید انرژی سنگ آسمانی بزرگ هسته ای در تمام جهات است.

نور که آن را می بینیم به سادگی یک بخش از انرژی است که خورشید باعث می شود

چشمان ما بتوانند تشخیص دهند. وقتی نور بین دو مکان (از خورشید به زمین

یا از یک چراغ قوه به سوی پیاده رو در مقابل شما در یک شب تاریک) حرکت می کند،

انرژی بین این دو نقطه سفر می کند. انرژی در فرم امواج (شبیه به امواج در دریا،

اما حدود 100 میلیون بار کوچکتر) حرکت می کند-الگوی ارتعاشی الکتریکی و مغناطیسی است

که ما انرژی الکترومغناطیسی می نامیم.چشم ما می تواند برق و مغناطیسی را ببیند،

ممکن است هر اشعه نور را به عنوان یک موج الکتریکی ارتعاشی در یک جهت ببینیم

و موجی از مغناطیس که در حال چرخش به سمت راست است. این دو موج در گام

و با سرعت نور حرکت می کنند.

تصویر: انرژی نور , انفجار گاز و گرد و غبار به شکل حباب در طول 14 سال نوری

و در 4 میلیون مایل در ساعت (2000 کیلومتر در ثانیه) گسترش می یابد.

این بقای یک ابرنواختر (ستاره انفجاری) است. عکس از آزمایشگاه پیشرانۀ جت ناسا (NASA-JPL)

آیا نور یک ذره یا یک موج است؟

دانشمندان در صدها سال استدلال کرده اند که آیا نور واقعا یک موج است یا خیر.

در قرن 17 میلادی، دانشمند انگلیسی Sir Isaac Newton (1642-1727) یکی

از اولین افرادی بود که جریان "ذرات" را مطالعه کرد. اما رقیب بزرگش، به نام کریستیان هویگنس (1629-1695)، اهل هلند کاملا متقاعد شد که نور از امواج تشکیل شده است.

تصویر اسحاق نیوتن : ایساک نیوتون استدلال کرد که نور یک جریان ذرات است.

در بعضی موارد نور به درستی مثل یک موج رفتار می کند: نور از یک آینه بازتاب می دهد،

همان طور که امواج در دریا در هم می شکنند واز دیواره های ساحل "منعکس" می شوند

و دوباره بر می گردند نور رفتار بسیار شبیه یک جریان از ذرات گلوله های

شلیک شده از اسلحه است. در طول قرن بیستم، فیزیکدانان معتقد بودند

که نور میتواند همزمان یک ذره و یک موج باشد. (این ایده به نظر بسیار ساده است

اما با نام پیچیده ای از دوگانگی موج ایجاد می شود.)

پاسخ واقعی این مشکل بیشتر از فلسفه و روانشناسی نسبت به فیزیک است.

درک ما از جهان بر اساس چشمان و مغز ما تفسیر می شود. بعضی اوقات به نظر می رسد

که ما به عنوان موجی رفتار می کنیم؛ گاهی اوقات به نظر می رسد که نور یک جریان ذرات است.

نور چطور نور رفتار می کند

امواج نور رفتار در چهار روش های جالب و مفید عمل می کند

که ما به عنوان بازتاب، انکسار , تجزیه , انحراف و تداخل می شود.

بازتاب
واضح ترین چیز در مورد نور اینست که چیزها را بازتاب می دهد.

تنها دلیل اینکه ما می توانیم چیزهایی را که در اطراف ما است را ببینیم این است

که نور، یا از خورشید یا از چیزی مانند یک لامپ الکتریکی در اینجا بر روی زمین،

از آنها به چشم ما بازتاب می کند. منبع نور را از بین ببرید یا آن را از رسیدن

به چشمان خود بردارید و آن اشیاء را شما دیگر نمی توانید را مشاهده کنید.

بازتاب

بازتاب می تواند به دو روش کاملا متفاوت انجام شود. اگر سطح صاف و بسیار جلا داشته باشید

و یک پرتو باریک از نور را در آن می بینید، پرتو باریک نور را بازتاب می دهد. این یک انعکاس

درخشان است و اگر چه یک چراغ قوه یا لیزر را به یک آینه بتاباند این اتفاق می افتد:یک

پرتو روشن از نور به سمت شما می رسد . اکثر اشیا صاف نیستند بسیاری خشن هستند.

بنابراین، هنگامی که نور را روی آنها می بینید، نور در همه جای پراکنده می شود .

این انعکاس توزیع نامیده می شود و این باعث می شود ما اکثر اشیاء را در اطراف خود بینیم

اگر شما چهره خود را در چیزی می بینید، این انعکاس ظاهری یا specular است؛

اگر شما نمیتوانید چهره خود را ببینید، بازتاب گسترده ای است. شما تصویر خود

را در یک قاشق چایخوری می توانیدکاملا واضح ببینید. اما اگر قاشق کثیف باشد،

تمام ذره های خاک و گرد و غبار داشته داشد آین ذرات نور را در همه جهات پراکنده می کند

و صورت شما دیده نمی شود.

انعکاس

امواج نور از طریق فضای خالی (خلاء) در خطوط مستقیم حرکت می کنند،

اما وقتی در فضای دیگر حرکت می کنند چیزهای جالب تر اتفاق می افتند،

مخصوصا زمانی که آنها از یک ماده به یک ماده دیگر حرکت می کنند.

آیا شما متوجه شدید که حرکت شما در داخل از طریق آب چقدر کند می شود ؟

امادر ساحل با سرعت بالا می تواتید حرکت کنید مایع متراکم تر وسخت تر از هوا و جو است

بنابر این راه رفتن سختر می باشد دقیقا همین اتفاق در حرکت نور می افتد

اگر شما آن نور را به آب، شیشه، پلاستیکی بتابانید بسته به تراکم آن حرکت نور کند

می شود این باعث می شود تا امواج نور خم شوند - چیزی که ما معمولا به آن می گوئیم انعکاس

انعکاس بطور شگفت آوری مفید است. اگر شما عینک میزنید، احتمالا می دانید

که لنزهایی که در آنها وجود دارد، قطعات شیشه ای یا پلاستیکی منحنی شکل هستند

که نور را از اجسام( می شکنند ) خم می کنند (refract). شکست نور باعث نزدیک تر

یا دورتر (بسته به نوع لنز شما) شدن جسم می شود که مشکل با دید شمارا تصحیح می کند ،

بنابراین دوربین های دیجیتال، تلسکوپ ها، دوربین ها، دوربین های فیلمبرداری،

عینک دید در شب و بسیاری موارد دیگر با لنزها دقیقا به همان شیوه عمل می کنند.

اگرچه نور به طور معمول در خطوط مستقیم حرکت می کند، می توانید

آن را با زدن شیشه های نازک یا لوله های پلاستیکی به نام کابل فیبر نوری،

باعث شکست آن شوید

انکسار

تصویر:نور لیزر یک الگوی پراکندگی تولید می کند وقتی که آن را از طریق یک شکاف عبور می کند.

توضیح تصویر :هنگامی که نور از یک لیزر (1) عبور می کند از طریق یک شکاف باریک (2)،

امواج گسترش می یابد (3) و یک الگوی پراکندگی از نوارهای نور و تاریک (4) تشکیل می دهد.

اعداد، اشکال و اندازه های مختلف را تولید می کنند.

مانند نور، صدا به صورت امواج حرکت می کند امواج صوتی از چند سانتیمتر تا چند متر دامن می زنند و هنگامی که به یک بازه می رسند، مانند یک درگاه، می توانند گسترش پیدا کنند.

راهروی عمومی خانه شما با یک درب ورودی به اتاق که در آن نشسته اید باز می شود،

امواج صوتی از طریق درگاه عبور می کنند و به گوش شما می روند. همین کار با نور انجام نمی شود.

اما اگر نور آن را در یک بازه کوچک که تقریبا مشابه با طول موج آن است، نور به همان شیوه گسترش یابد.

شما ممکن است متوجه این اجسام شده باشید، که پراکندگی نامیده می شود،

تداخل

اگردر کنار یک حوضچه آرام (یا یک حمام پر از آب) ایستاده و انگشت خود را بشکنید

شما میبینید موجهایی تشکیلاز خارج از نقط می شوداگر این کار را در دو مکان مختلف انجام دهید،

دو مجموعه موجها به سمت یکدیگر حرکت می کنند، با یکدیگر تداخل پیدا می کنند

و یک الگوی جدید از موجها را به نام الگوی تداخل ایجاد می کنند. نور به همان شیوه رفتار می کند.

اگر دو منبع نور، موجهایی از نور را تولید کنند که با هم برخورد کنند

در بعضی از نقاط، رگه های امواج تقویت می شوند و بزرگتر می شوند،

و در بعضی متوقف می شوند اما در نقاط دیگر، یک موج موجب بروز موج دیگری خواهد شد و

این دو از بین خواهند رفت.

یک رنگین کمان طیف رنگی روی سطح یک حباب صابون تولید شده توسط تداخل نازک فیلم.

عکس: تداخل نازک فیلم باعث می شود که رنگ هایی که می بینید

روی سطح حباب های صابون چرخید.

تداخل باعث ایجاد اثرات مانند چرخش، الگوهای طیف رنگی روی سطح حباب های

صابون و اثر رنگین کمان مشابه می شود

یک موج نور از لایه بیرونی صابون که در اطراف حباب هوا پخش می شود،

انعکاس می یابد، در حالی که موج نور دوم از طریق صابون عبور می کند،

تنها به لایه داخلی آن منعکس می شود. دو موج نور، اندکی فاصله های مختلفی را طی می کنند

تا از مرحله خارج شوند. هنگامی که آنها دوباره در راه بازگشت از حباب با هم برخورد می کنند، .

این تغییر رنگ به گونه ای است که به ضخامت حباب صابون وابسته است.

وقتی صابون به تدریج از بین برود، مقدار تداخل تغییر می کند و رنگ نور منعکس نیز تغییر می کند.

تداخل بسیار رنگارنگ است، اما کاربرد عملی نیز دارد. تکنیک به نام تداخل سنجی

interferometry می تواند از پرتوهای لیزر تداخل برای اندازه گیری فاصله های بسیار کم استفاده کند.

بیشتر بخوانید :

مروری بر تاریخچه دماسنج

زمان چیست؟

چگونه بعضی اجسام روی آب شناور می مانند؟

اهرم قرقره و چرخ محور

ماشین های ساده گوه , پیچ ومهره

جرم چیست؟

جامدات مایعات و گازها

نور چیست ؟ رفتار نور چگونه است ؟





:: موضوعات مرتبط :

:: برچسب ها : مهدکودک , نقاشی , روانشناسی کودک , آموزشی ,
تاريخ : يکشنبه 23 ارديبهشت 1397 | 15:43 | نویسنده : دردانم |