تعریف واقعی نور چیست؟
تعریف دقیقی برای نور نداریم، جسم شناخته شده یا مدل مشخص که شبیه آن باشد وجود ندارد. ولی لازم نیست فهم هر چیز بر شباهت مبتنی باشد.نظریه الکترو مغناطیسی و نظریه کوانتومی با هم ایجاد یک نظریه نامتناقض و بدون ابهام می کنند که تمام پدیده ها ی نوری را می کنند.
نظریه ماکسول درباره انتشار نور و بحث می کند در حالیکه نظریه کوانتومی بر هم کنش نور و ماده یا جذب و نشر آن را شرح می دهد ازآمیختن این دو نظریه ،نظریه جامعی که کوانتوم الکترو دینامیک نام دارد،شکل می گیرد.
چون نظریه های الکترو مغناطیسی و کوانتومی علاوه بر پدیده های مربوط به تابش بسیاری از پدیده های دیگر را نیز تشریح می کنندمنصفانه می توان فرض کرد که مشاهدات تجربی امروز را لااقل در قالب ریاضی جوابگو است.طبیعت نور کاملاً شناخته شده است.
مقدمه:
نور دارای رنگهای گوناگون است. نمونه‌های رنگی نور را می‌توان با گذراندن دسته‌ای از پوتوهای نور خورشید یا نور چراغ از ماده شفاف رنگی مشاهده کرد. مثلا وقتی که دسته‌ای از پرتوهای نور سفید (نور سفید به مفهومی که ما از رنگ سفید واقعی داریم نیست، بلکه همان نور روز است) ، به یک صفحه شیشه‌ای قرمز رنگ بتابد، نوری که از شیشه خارج می‌شود، به رنگ قرمز است. اگر همین دسته پرتو به شیشه سبز رنگ بتابد، نوری که از آن خارج می‌شود به رنگ سبز است، بطور کلی ، نوری که از یک ماده شفاف رنگی خارج می‌شود، همواره به رنگ آن ماده است (عبور انتخابی).
وقتی نور سفید از منشور می‌گذرد، چه روی می‌دهد؟
هر کسی می‌تواند به آسانی این کار را انجام داده و نتیجه را مشاهده نماید. اگر منشوری را در مقابل پرتوهای خورشید قرار داده و در مقابل آن نیز پرده سفیدی را بگذاریم، وضعیتی بدون منشور بر روی پرده سفید مشاهده می‌شود. تصویر کشیده‌ای مشاهده می‌شود که بالای آن آبی کمرنگ است. از این مشاهده نتیجه می‌شود، که نور سفید خورشید ممکن است از اشعه‌ای به رنگهای گوناگون تشکیل شده باشد. از اشعه‌ای که بیشترین انکسار را دارد تا اشعه سرخ که کمترین انکسار را دارد (نور مرکب یا غیر تکفام).
اگر محدودیت جزئی در نور ورودی به منشور ، از طریق ایجاد یک سوراخ اعمال کرده و یک عدسی در مسیر پرتو نور وارد کرده که تصویر سوراخ کوچک را بر پرده متمرکز سازد، با رضایت خاطر نواری از رنگهای روشن به ترتیب: سرخ ، نارنجی ، سبز ، آبی و بنفش را مشاهده خواهیم کرد. در حقیقت یک طیف نما ساختیم که رنگهای مختلفی را که نور سفید از آنها تشکیل یافته و قابلیت انکسار متفاوت دارند، تجزیه و قابل مشاده می‌سازد.
چشم ما رنگهای مختلف را چطور حس می‌کند؟
شبکیه چشم انسان دارای سه نوع یاخته عصبی حساس به رنگ است، یاخته‌هایی که به نورهای سرخ ، سبز و آبی حساسند. این یاخته‌ها ، یاخته‌های استوانه‌ای و مخروطی هستند. وقتی که همه رنگهای طیفی به یک نسبت وجود دارند، یعنی چنانچه در نور خورشید هستند، که در طی صدها میلیون سال تکامل موجودات زنده ، عضو باصره تحت تاثیر آن تکامل یاخته است، احساس نور معمولی یا به بیان عادی نور سفید می‌کنیم. وقتی که تنها جزئی از طیف وجود دارد، رنگهای مختلف را احساس می‌کنیم.
آزمایش نیوتن:
منشا ء اولیه رنگها نور است.
در سال 1676(( اسحاق نیوتون )) با استفاده از منشوری مثلث القاعده، نور سفید خورشید را به رنگها تجزیه کرد. این طیف بجز رنگ ارغوانی، تمام رنگها را دارا می باشد .
آزمایش نیوتون به این صورت بوده است :
او در مقابل نور خورشید یک جسمی را قرار داد که دارای شکاف باشد تا نور از منشوری که در مقابل این شکاف قرار داده بود بتابد وقتی که نور سفیدی که از خورشید به منشور تابید به رنگهای طیف تجزیه می شود .
در آن سمت منشور رنگهایی تشکیل می شود که به تر تیب در این تصویر می بینید.
که می شود گفت بیشتر ین طول موج قرمز می باشد و کمترین طول موج رنگ بنفش است.
حال اگر بخواهیم عکس این عمل را انجام دهیم کافی است که این پرتوهای رنگی را از عدسی همگرا عبور دهیم که از ترکیب آنها با هم دوباره نور سفید بدست می آید .
اگر این رنگهای که از منشور به وسیله نور سفید ایجاد شد را به دو گروه تقسیم کنیم از ترکیب این دو گروه رنگ مکمل ایجاد می شود .
یعنی اینکه
رنگ قرمز و نارنجی و زرد را در گروه اول قرار دهیم و رنگ سبز و آبی و بنفش را در گروه دوم قرا دهیم و اینک رنگهای گروه اول را با کمک عدسی خاصی ترکیب می کنیم و رنگهای گروه دوم را نیز به همین ترتیب ……
از هر گروه یک رنگ ترکیبی حاصل می شود که از ترکیب این دو رنگ با یکدیگر دوباره نور سفید ایجاد می شود که به آن رنگ مکمل گویند.
رنگها دارای طول موج هستند و این طول موجها به وسیله واحد خاصی به نام میلی میکرون اندازه گیری می شود .و باید گفت که در طبیعت بی نهایت طول موج یافت می شود اما فقط چشم انسان قادر به دیدن پرتوهایی است که طول موج آنها بین 400 و 800 میلی میکرون باشد .
باید بدانید که هر میلی میکرون معادل یک میلینیوم میلیمتر است.
و این هم طول موج رنگها به ترتیب بر حسب دور در ثانیه است .
رنگ طول موج (میلی میکرون ) بسامد ( دور در ثانیه )
قرمز >>>>>>>>>>>>650-800>>>>>>>>>> 470 -400
نارنجی>>>>>>>>>>> 590-640>>>>>>>>>> 520-470
زرد>>>>>>>>>>>>>>550-580>>>>>>>>>> 590-520
سبز >>>>>>>>>>>>> 490-530>>>>>>>>>>>650-590
نیلی >>>>>>>>>>>>>440-450>>>>>>>>>>>760-700
بنفش>>>>>>>>>>>>>390-430>>>>>>>>>>>800-760
طول موج ها در درون خود رنگ ندارند و اگر ما آنها را با رنگهای مختلف می بینیم در اثر خطای چشم و مغز انسان است و باید گفت که کسی نتوانسته بین این طول موجها تفاوت بوجود آورد. و اگر در این فکر هستی که طول موجها داری رنگ هستند باید گفت که ذهنیت تو و دیگران از رنگهای مختلف، از تفاوتهای کیفی و میزان حساسیت به نور است که نشأت می گیرد.
کاربرد منشور در تجزیه نور:
نوری که از شیشه منشور می‌گذرد، به لحاظ بستگی ضریب شکست به طول موج و یا پاشندگی مواد ، به رنگهای تشکیل دهنده آن تجزیه می‌شود (تجزیه نور سفید). مثلا نور سفید به طیف وسیع هفت رنگ خود تجزیه می‌گردد. بنابراین در بحث منشورها از پاشندگی نور می‌گذریم و منشورهایی را بررسی می‌کنیم که پاشنده نیستند، یعنی ضریب شکست آنها بستگی طول موجی ندارد، منشورهایی که می‌توان از آنها در آرایش سطوح بازتابنده چندگانه استفاده کرد. مزیت منشور بر مجموعه چند آینه این است که منشورها پس از تعبیه شدن در سیستم ، سمتگیری طراحی شده را حفظ می‌کنند و نیازی به تنظیم در دستگاه نهایی را ندارند. به غیر از اینکه خود منشور به عنوان یک مجموعه کل تنظیم شده باشد.
توجیه پدیده رنگین کمان:
این تجلی زیبای رنگها وقتی در آسمان پدید می‌آید که خورشید به سمتی می‌درخشد، که ابرهای سنگین بارانی آسمان را پوشانیده است. در واقع اشعه خورشید بوسیله قطره‌های باران منکسر می‌شوند و به دنبال این انکسار ، یک انعکاس یا بازتاب درونی و سپس یک انکسار برای خروج از قطره‌های باران صورت می‌گیرد. نتیجه اینکه ، رنگهای مختلف نور ، در هنگام خروج از هم باز و گسترده می‌شوند و چشم ناظری که بر روی زمین پشت به خورشید ایستاده است، رنگهای مختلف را از جهات مختلف آسمان مشاهده می‌کند.
نتایج
نور سفید مخلوطی از نورهای رنگی است.
پرتوهای به رنگهای مختلف ، دارای قابلیت انکسار مختلف هستند.
یک ماده شفاف رنگی ، فقط نور همرنگ خود را عبور می‌دهد.
یافتن و تولید رنگهای مکمل طیفها.
منابع:
سایت رشد www.daneshnameh.roshd.ir
ویکی پدیا، دانشنامه آزاد
سایت تبیان www.edu.tebyan.net
کتاب درسی فیزیک
قیمت: 100 تومان
