ذره بودن نور و توضیح شکست نور

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
افق رویداد

عضویت : دوشنبه ۱۳۹۸/۵/۱۴ - ۰۰:۳۸


پست: 104

سپاس: 8

ذره بودن نور و توضیح شکست نور

پست توسط افق رویداد »

سلام
دیدگاهی که میگه نور، ذره است، وقتی نور از داخل منشور عبور میکنه و به اجزای تشکیل دهنده اش تجزیه میشه رو چطوری توضیح میده؟! یعنی اینکه چطور توضیح میده که این ذه، هنگام گذشتن از منشور به رنگ های مختلف تجزیه میشه.
مرسی
آخرین ويرايش توسط 1 on افق رویداد, ويرايش شده در 0.

افق رویداد

عضویت : دوشنبه ۱۳۹۸/۵/۱۴ - ۰۰:۳۸


پست: 104

سپاس: 8

Re: دیدگاه نظری موج نور، چگونه شکست نور را توضیح می دهد؟!

پست توسط افق رویداد »

من پاسخ زیر رو از کتاب "تکامل فیزیک" پیدا کردم؛ حالا دیگه نمیدونم تا چه حدیه! اساتید محترم میتونن در این مورد نظر بدن.

زبان ذره ای: ذراتی که متعلق به رنگ های مختلف هستند، در خلاء سرعت واحدی دارند، ولی در شیشه سرعت هایشان متفاوت است.
نور سفید ترکیبی است از ذراتی که رنگ های گوناگون دارند. در طیف، این ذرات از یکدیگر جدا می شوند.


گویا دیدگاهی که فوتون ها رو به شکل ذره میدونه در مورد تجزیه نور معتقده که رنگ های مختلف، ذره های مختلف دارند که وقتی پرتو نور از داخل منشور عبور میکنه این ذره های مختلف از هم تفکیک میشن و طیف رو بوجود میارن. مثل همون دیدگاه موجی، که میگه رنگ های مختلف، طول موج های مختلف رو دارن.
پس دیدگاه ذره ای میگه که رنگ های مختلف، ذره های مختلف دارند؛ دیدگاه موجی میگه رنگ های مختلف، طول موج های مختلف دارن.

نمایه کاربر
ghm

عضویت : چهارشنبه ۱۳۹۲/۵/۹ - ۲۱:۰۸


پست: 162

سپاس: 134

جنسیت:

Re: ذره بودن نور و توضیح شکست نور

پست توسط ghm »

سلام با برداشتی که از تعریف بسته های نوری میشود اگر با یک فرض، نور به جای اینکه فرکانس ثابتی داشته باشد یک طیف پهنتر مثلا حالتی از سفید داشته باشد اما انرژی آن کافی نبوده یا مثلا کمتر از یک کوانتای فرکانس یکی از فرکانسهای همان طیف باشد در این صورت نمی تواند قابل اندازه گیری باشد یا به صورت فوتون انتشار پیدا کرده باشد.

و اگر طیف سفید انرژی کافی داشته باشد از نظر موجی کوانتاهای مختلفی از فرکانسهای مختلف خواهد بود که هر یک جداگانه از منشور می گذرند.
˙ ·٠•♥ السلام علی بقیه الله فی ارضه ♥•٠·˙

نمایه کاربر
رهام1380

نام: رهام حسامی

محل اقامت: تهران

عضویت : پنج‌شنبه ۱۳۹۹/۶/۲۰ - ۰۹:۴۸


پست: 97

سپاس: 14

جنسیت:

تماس:

Re: ذره بودن نور و توضیح شکست نور

پست توسط رهام1380 »

نور به عنوان نوعی موج الکترومغناطیسی توصیف می شود. میدان الکترومغناطیسی توسط معادلات ماکسول توصیف می شود ، که پیش بینی می کند سرعت c با انتشار امواج الکترومغناطیسی (مانند نور) از طریق خلا مربوط به ثابت الکتریکی و ثابت مغناطیسی است
فقط ممکن است که بتوانیم m = 0 را مجاز کنیم ، به شرطی که ذره همیشه با سرعت نور c حرکت کند. در این حالت معادله فوق برای تعریف E و P عمل نمی کند. چه چیزی حرکت و انرژی یک ذره بدون جرم را تعیین می کند؟ نه جرم (که با فرض صفر است) ؛ نه سرعت (که همیشه c است). نسبیت هیچ پاسخی برای این سوال نمی دهد ، اما مکانیک کوانتومی به اندازه کافی جالب توجه ، در قالب فرمول پلانک ، این پاسخ را می دهد.
همانطور که میدانید نظریه ذره‌ای نور در توضیح پدیده‌هایی همانند پراش یا انکسار، تداخل و قطبیت نور ناتوان است. هویگنس برای توضیح این پدیده‌ها، پیشنهاد کرد که نور ذره نیست بلکه موج است.
هویگنسر این نقطه متوقف نشد. (Huygens’ Principle) بیان می‌کند که هر جبهه موج از تعداد بیشماری نقطه تشکیل شده است و هر نقطه از این جبهه موج، خود می‌تواند منبع جدیدی برای انتشار موج یا موجک(Wavelet) باشد. این بیان، نظریه هویگنس برای انتشار نور استموجک‌های موجود در یک انتهای جبهه موج می‌توانند رفتاری مستقل از موجک‌ها در انتهای دیگر جبهه موج داشته باشند. اگر یک جبهه موج به یک شیء‌ برخورد کند، ممکن است موج اطراف آن خم شود یا انکسار صورت بگیرد. انکسار یا پراش به صورتی است که تنها آن قسمت از جبهه موج خم می‌شود که به شیء برخورد می‌کند و دیگر قسمت‌های جبهه موج به مسیر اصلی خود ادامه می‌دهند.

اصل هویگنس بیان می‌کند که چرا وقتی نور به یک جسم برخورد می‌کند دچار خم یا شکست می‌شود. نظریه هویگنس به قدری خوب و قوی بود که امروزه نیز در توصیف برخی از پدیده‌ها استفاده می‌شود. البته در آن زمان نیوتن بنا بر دلایل و توجیهات علمی که ارائه کرد آن نظریه را نپذیرفت.

اثر هویگنس درباره برخورد نور از یک محیط به محیط دیگر، به این صورت بیان می‌شود که ابتدا یک پرتو نور را در نظر می‌گیریم که از هوا عبور می‌کند. فرض کنیم این اشعه به یک ماده عایق برخورد کند. برای اندازه‌گیری زاویه‌ها، خط عمود بر سطح مشترک این دو محیط رسم می‌شود. فرض کنیم در این حالت، نور به خط عمود نزدیکتر شده و دچار شکست می‌شود.
جبهه موج شکست
حال وقتی جبهه موج وارد شی می‌شود، چه اتفاقی می‌افتد؟ به یاد می‌آوریم وقتی که نور از یک محیط به محیط دیگر وارد می‌شود، نه تنها جهت آن بلکه سرعت آن نیز تغییر می‌کند. بنابراین بخشی از موج که داخل ماده عایق منتشر می‌شود، نسبت به بقیه موج که در هوا حرکت می‌کند،‌ سرعت متفاوتی دارد.

سرعت موج در ماده عایق، به تفاوت در چگالی نوری یا ضریب انعکاس دو ماده وابسته است. در مثال ما نور به سمت خط عمود کج می‌شود. بنابراین:

با توجه به «قانون اسنل» (Snell’s Law)، داریم:
ضریب انعکاس
، ضریبی است که از آن می‌توان برای اندازه‌گیری سرعت نور در یک ماده نسبت به خلأ استفاده کرد. پس می‌توان گفت:
که، c سرعت نور در خلأ و یک عدد ثابت است. اگر عدد n بزرگ باشد، به این معنی است که v (سرعت نور در ماده)، کوچک است. از آنجایی که در مثال ما نور از محیط 1 وارد محیط 2 می‌شود،
است. به زبان ساده هنگامی که نور به یک جسم عایق برخورد می‌کند،‌ کند می‌شود.
حال، یک خط جبهه موج ثانویه را در نظر می‌گیریم. نور در عایق کند می‌شود، پس آن قسمت از جبهه موج که داخل عایق است کندتر از آن قسمتی است که از هوا عبور می‌کند. بنابراین خط سبز رنگ، کج می‌شود. این پدیده به این خاطر اتفاق می‌افتد که جبهه موج از تعداد بی‌نهایت منابع نقطه‌ای از موجک‌های کوچک تشکیل شده است که می‌توانند مستقل از یکدیگر عمل کنند. کم شدن سرعت نور هنگام برخورد به عایق، نشان‌دهنده آن است که نور دچار شکست شده است. در این حالت،‌ نور به سمت بردار عمود کج می‌شود.حال سوال اینجاست وقتی ازمحیط با ضریب شکست بیشتر وارد کمتر میشه چطور در ان واحد سرعت نور بیشتر میشه تصویر
آخرین ويرايش توسط 1 on رهام1380, ويرايش شده در 0.

عبدالرضا علي پور

نام: عبدالرضا علي پور

محل اقامت: بوشهر

عضویت : شنبه ۱۳۹۴/۷/۱۸ - ۰۰:۲۷


پست: 591

سپاس: 106

جنسیت:

Re: ذره بودن نور و توضیح شکست نور

پست توسط عبدالرضا علي پور »

رهام1380 نوشته شده:
جمعه ۱۳۹۹/۷/۱۸ - ۱۱:۱۱
نور به عنوان نوعی موج الکترومغناطیسی توصیف می شود. میدان الکترومغناطیسی توسط معادلات ماکسول توصیف می شود ، که پیش بینی می کند سرعت c با انتشار امواج الکترومغناطیسی (مانند نور) از طریق خلا مربوط به ثابت الکتریکی و ثابت مغناطیسی است
فقط ممکن است که بتوانیم m = 0 را مجاز کنیم ، به شرطی که ذره همیشه با سرعت نور c حرکت کند. در این حالت معادله فوق برای تعریف E و P عمل نمی کند. چه چیزی حرکت و انرژی یک ذره بدون جرم را تعیین می کند؟ نه جرم (که با فرض صفر است) ؛ نه سرعت (که همیشه c است). نسبیت هیچ پاسخی برای این سوال نمی دهد ، اما مکانیک کوانتومی به اندازه کافی جالب توجه ، در قالب فرمول پلانک ، این پاسخ را می دهد.
همانطور که میدانید نظریه ذره‌ای نور در توضیح پدیده‌هایی همانند پراش یا انکسار، تداخل و قطبیت نور ناتوان است. هویگنس برای توضیح این پدیده‌ها، پیشنهاد کرد که نور ذره نیست بلکه موج است.
هویگنسر این نقطه متوقف نشد. (Huygens’ Principle) بیان می‌کند که هر جبهه موج از تعداد بیشماری نقطه تشکیل شده است و هر نقطه از این جبهه موج، خود می‌تواند منبع جدیدی برای انتشار موج یا موجک(Wavelet) باشد. این بیان، نظریه هویگنس برای انتشار نور استموجک‌های موجود در یک انتهای جبهه موج می‌توانند رفتاری مستقل از موجک‌ها در انتهای دیگر جبهه موج داشته باشند. اگر یک جبهه موج به یک شیء‌ برخورد کند، ممکن است موج اطراف آن خم شود یا انکسار صورت بگیرد. انکسار یا پراش به صورتی است که تنها آن قسمت از جبهه موج خم می‌شود که به شیء برخورد می‌کند و دیگر قسمت‌های جبهه موج به مسیر اصلی خود ادامه می‌دهند.

اصل هویگنس بیان می‌کند که چرا وقتی نور به یک جسم برخورد می‌کند دچار خم یا شکست می‌شود. نظریه هویگنس به قدری خوب و قوی بود که امروزه نیز در توصیف برخی از پدیده‌ها استفاده می‌شود. البته در آن زمان نیوتن بنا بر دلایل و توجیهات علمی که ارائه کرد آن نظریه را نپذیرفت.

اثر هویگنس درباره برخورد نور از یک محیط به محیط دیگر، به این صورت بیان می‌شود که ابتدا یک پرتو نور را در نظر می‌گیریم که از هوا عبور می‌کند. فرض کنیم این اشعه به یک ماده عایق برخورد کند. برای اندازه‌گیری زاویه‌ها، خط عمود بر سطح مشترک این دو محیط رسم می‌شود. فرض کنیم در این حالت، نور به خط عمود نزدیکتر شده و دچار شکست می‌شود.
جبهه موج شکست
حال وقتی جبهه موج وارد شی می‌شود، چه اتفاقی می‌افتد؟ به یاد می‌آوریم وقتی که نور از یک محیط به محیط دیگر وارد می‌شود، نه تنها جهت آن بلکه سرعت آن نیز تغییر می‌کند. بنابراین بخشی از موج که داخل ماده عایق منتشر می‌شود، نسبت به بقیه موج که در هوا حرکت می‌کند،‌ سرعت متفاوتی دارد.

سرعت موج در ماده عایق، به تفاوت در چگالی نوری یا ضریب انعکاس دو ماده وابسته است. در مثال ما نور به سمت خط عمود کج می‌شود. بنابراین:

با توجه به «قانون اسنل» (Snell’s Law)، داریم:
ضریب انعکاس
، ضریبی است که از آن می‌توان برای اندازه‌گیری سرعت نور در یک ماده نسبت به خلأ استفاده کرد. پس می‌توان گفت:
که، c سرعت نور در خلأ و یک عدد ثابت است. اگر عدد n بزرگ باشد، به این معنی است که v (سرعت نور در ماده)، کوچک است. از آنجایی که در مثال ما نور از محیط 1 وارد محیط 2 می‌شود،
است. به زبان ساده هنگامی که نور به یک جسم عایق برخورد می‌کند،‌ کند می‌شود.
حال، یک خط جبهه موج ثانویه را در نظر می‌گیریم. نور در عایق کند می‌شود، پس آن قسمت از جبهه موج که داخل عایق است کندتر از آن قسمتی است که از هوا عبور می‌کند. بنابراین خط سبز رنگ، کج می‌شود. این پدیده به این خاطر اتفاق می‌افتد که جبهه موج از تعداد بی‌نهایت منابع نقطه‌ای از موجک‌های کوچک تشکیل شده است که می‌توانند مستقل از یکدیگر عمل کنند. کم شدن سرعت نور هنگام برخورد به عایق، نشان‌دهنده آن است که نور دچار شکست شده است. در این حالت،‌ نور به سمت بردار عمود کج می‌شود.حال سوال اینجاست وقتی ازمحیط با ضریب شکست بیشتر وارد کمتر میشه چطور در ان واحد سرعت نور بیشتر میشه
به نظر من محیط چگال تر جرم بیشتری داره در واحد حجم و این باعث میشه که دامنه موج بیشتر و طول موج کمتر بشه و در نتیجه سرعت نور از محیط خلا و یا با چگالی کمتری که نور ازش اومده کمتر بشه -- و همین قضیه میتونه به صورت معکوس هم اتفاق بیفته یعنی زمانی که نور از محیط چگال تری به خلا وارد میشه به دلیل اینکه مقاومت جرم در جلوش برداشته میشه دامنه کم بشه و طول موج بیشتر بشه در حدی که به سرعت نور برسه

ارسال پست