صفحه 1 از 1

نور چیست؟ (ماهیت، چگونگی حرکت، دلیل سرعت)

ارسال شده: شنبه ۱۳۹۹/۵/۲۵ - ۱۳:۵۶
توسط azar23
اصل انعکاس: در بازتاب نور از سطح یک جسم، همواره زاویه تابش و بازتاب برابرند. نکته ۱: پرتو تابش: پرتو نوری که به سطح می تابد.(I)

نکته۲: پرتو بازتابش: پرتو بازگشته از سطح را می گویند.(R)

نکته۳: زاویه تابش: زاویه بین پرتو تابش و خط عمود را می گویند.(i)

نکته۴: زاویه بازتابش: زاویه بین پرتو بازتاب و خط عمود را گویند.(r)

نکته۵: زاویه آلفا ? : زاویه بین پرتو تابش و سطح آینه را گویند.

نکته۶: زاویه بتا ? : زوایه بین پرتو بازتاب و سطح آینه را گویند.

نکته۷: زاویه تابش متمم زاویه ? است. یعنی

نکته۸: زاویه باز تابش متمم زاویه ? است. یعنی انواع دسته اشعه (پرتو) نورانی:

۱- دسته پرتو موازی: این پرتوها همانطور که از اسمشان پیدا است با هم موازی هستند.

۲- دسته پرتو همگرا: پرتوهایی هستند که در آن شعاع های نور در جهت انتشار به هم نزدیک می شوند و در یک نقطه به هم می رسند.

۳- دسته پرتو واگرا: پرتوهایی که در آن شعاع های نور در جهت انتشار از هم دور می شوند.

پرتوهای حقیقی:

پرتوهای تابش و بازتابش که به چشم می رسند را پرتوهای حقیقی می گویند. پرتوهای مجازی:

امتداد پرتوهای واگرایی که از سطح آینه بازتاب می شوند(در پشت آینه) پرتوهای مجازی گفته می شود. تصویر حقیقی:

زمانی تشکیل می شود که پرتوهای تابش شده از یک نقطه شی پس از برخورد به آینه یا عدسی در نقطه ای دیگر به هم برسند. تصویر حقیقی بر روی پرده تشکیل می شود. تصویر مجازی:

تصویری که پرتوهای مجازی در پشت آینه به وجود می آورند را می گویند.تصویر مجازی بر روی پرده تشکیل نمی شود. آینه:

قطعات شیشه ای که پشت آنها نقره اندود یا جیوه اندود شده است و می توانند نور را بازتاب دهند بازتاب از سطح آینه منظم است. ویژگی های تصویر در آینه تخت

۱- تصویر مجازی

۲- تصویر مستقیم

۳- تصویر برگردان(وارون جانبی)

۴- طول تصویر با طول جسم برابر است.

۵- فاصله تصویر تا آینه با فاصله ی جسم تا آینه برابر است.
آدرمان درد سینه بعد از شیر گرفتن کودک+ نکات مهم

از ایده تا عمل برای آموزش دوختن مانتو (ویژه هنرجویان مبتدی خیاطی)

دادن نشاسته به نوزاد ۴ تا ۹ ماهه: مضرات و چند نکته مهم

چرا و چگونه باید خودمان را بشناسیم؟ (13 روش عملی)

بهترین روش یادگیری سریع زبان انگلیسی بصورت اصولی +دانلود رایگان منابع




کاربرد آینه ی تخت:

۱- استفاده از تصویر مستقیم آن در خانه و وسایل نقلیه

۲- استفاده از آینه برای ارسال علایم مخابراتی به فاصله دور

۳- استفاده از آینه ی تخت برای اندازه گیری سرعت نور و وسایل نور بازتابی (تلسکوپ بازتابی)

۴- پریسکوپ: این دستگاه از لوله ای تشکیل شده که در دو طرف آن دو آینه ی تخت موازی نصب شده که هر یک از این آینه ها با محور آینه زوایه ۴۵ درجه می سازد. هر تصویری که در یکی از این آینه ها دیده می شود در دیگری نیز مشاهده می شود.

انتقال آینه ی تخت:

هرگاه جسمی در برابر آینه ی تختی قرار گیرد، تصویر مجازی آن در آینه دیده می شود. چنانچه آینه به اندازه d جابه جا شود. تصویر به اندازه ۲d نسبت به جسم جابه جا می شود. اگر آینه ثابت باشد و جسم به اندازه d نسبت به آینه جا به جا شود تصویر نسبت به جسم به اندازه d جا به جا می شود. سرعت انتقال تصویر:

سرعت انتقال تصویر در آینه ی تخت در حالتی که آینه ثابت باشد و جسم با سرعت V در راستای عمود بر سطح آینه حرکت کند، نسبت به مکان اولیه اش برابر V است.

در حالی که جسم ساکن باشد و آینه در راستای عمود بر سطح آینه با سرعت V حرکت کند، سرعت انتقال تصویر در آینه نسبت به مکان اولیه اش برابر ۲V خواهد بود.

در حالی که جسم و آینه هر یک با سرعت V به طرف هم حرکت کنند، سرعت انتقال تصویر در آینه نسبت به مکان اولیه اش برابر ۳Vخواهد بود. تصویر در آینه های متقاطع:

هر گاه جسم روشنی در فضای بین دو آینه ی متقاطع قرار گیرد پرتوهایی از جسم به هر یک از دو آینه می تابد و دو تصویر مجازی به وجود می آورد. اگر پرتوها پس از باز تابش های متوالی به آینه برخورد کنند تصویرهای دیگری نمایان می شود. هر چه زاویه بین دوآینه ? کوچکتر باشد تعداد این تصویرها بیش تر است. تعداد تصویرها (n) از رابطه ی زیر به دست می آید. نکته: در حالتی که دو آینه موازی باشند ۰=? تعداد تصاویر بی نهایت زیاد است. آینه های کروی:

الف) آینه مقعر(کاو): اگر سطح داخلی آینه بازتاب کننده باشد، به آن آینه کاو می گویند.

نکته ۱: اگر یک دسته پرتو نور موازی به آینه کاو بتابد پرتوهای بازتابیده در یک نقطه به کانون حقیقی به هم می رسند.

کانون با حرف F نمایش داده می شود.

به فاصله کانون تا آینه، فاصله کانونی می گویند و با حرف f نمایش می دهند.

نکته۲: آینه های کاو می توانند از یک جسم هم تصویر مجازی و هم تصویر حقیقی ایجاد کنند.

تشکیل تصویر حقیقی یا مجازی، بستگی به فاصله جسم از آینه های کاو دارد. هر چه جسم به آینه نزدیک تر باشد، تصویر در فاصله ای دورتر ایجاد می شود و هرچه جسم را از آینه دور کنیم تصویر به آینه نزدیک تر می شود.ب) آینه ی کوژ: اگر سطح خارجی آینه بازتاب کننده باشد، آن را آینه ی کوژ می گویند.

نکته۱: هرگاه پرتوهای نور موازی محور اصلی به آینه محدب بتابد، طوری باز می تابد که امتداد پرتوهای بازتاب از یک نقطه روی محور اصلی می گذرند. این نقطه را کانون اصلی آینه ی محدب می ند. کانون آینه محدب مجازی است.

نکته ۲: تصویر در آینه ی محدب همواره مجازی، کوچک تر از جسم و مستقیم خواهد بود.



شکست نور:

وقتی نور به جسمی می تابد، مقداری از آن نور بازتاب می شود، مقداری نیز از جسم عبور می کند،

اما جسم های شفاف مانند هوا، آب، شیشه، طلق های پلاستیکی شفاف نور را به خوبی از خود عبور می دهند.

نور در یک محیط معین در مسیر مستقیم حرکت می کند.

اگر در مسیر نور یک قطعه جسم شفاف عمود در مسیر نور قرار گیرد، مسیر نور در هنگام عبور از جسم هم چنان مستقیم خواهد بود.

اما اگر نور در مسیر خود، با زوایه ای دیگر به یک جسم شفاف (مثلا شیشه) برخورد کند، هنگام ورود به شیشه مسیر حرکتش مقداری کج می شود. به این پدیده شکست نور می گویند.

نور در یک محیط معین، به صورت مستقیم و با سرعت ثابت حرکت می کند، هرگاه محیط تغییر کند، سرعت نور نیز تغییر کرده و نور منحرف می شود و در مسیر جدید به خط راست حرکت می کند.

تغییر مسیر پرتو نور به هنگام عبور از یک محیط شفاف به محیط شفاف دیگر را شکست نور می گویند. زاویه تابش: زاویه ای بین پرتو تابش و خط عمود (i)

زاویه شکست: زاویه ای بین پرتو شکست و خط عمود (r) رابطه ی زاویه تابش و زاویه ی شکست:

۱- اگر پرتو تابش عمود بر سطح مشترک بین دو محیط باشد،(یعنی زاویه آن با خط عمود برابر صفر باشد) در این صورت نور بدون شکست وارد محیط دوم شده و منحرف نمی شود. ۲- اگر پرتو تابش از محیط رقیق وارد محیط غلیظ شود در این حالت پرتو شکست به خط عمود نزدیک می شود یعنی زاویه شکست از زاویه ی تابش کوچک تر می شود. ۳- اگر پرتو تابش از محیط غلیظ وارد محیط رقیق شود، در این حالت پرتو شکست از خط عمود دورتر می شود و زاویه ی شکست از زاویه ی تابش بزرگ تر می شود.

علت شکست نور:

علت شکست نور، متفاوت بودن سرعت نور در محیط های مختلف است. سرعت نور در خلا یا هوا در حدود است اما وقتیکه وارد آب می شود، سرعت آن به حدود کیلومتر بر ثانیه می رسد. سرعت نور در شیشه(که غلیظ تر از آب است) کم تر و در حدود است. این تفاوت سرعت نور سبب می شود که راستای پرتوهای نور هنگام عبور از یک محیط به محیط دیگر، شکسته شود و پدیده شکست نور اتفاق بیفتد.



عمق ظاهری، عمق واقعی:

هنگامی که از هوا به جسمی در داخل آب نگاه کنیم آن جسم به سطح آب نزدیکتر و وقتی از داخل آب به جسمی در هوا نگاه کنیم، دورتر به نظر می رسد. وقتی نور به طور مایل از یک محیط شفاف وارد محیط شفاف دیگر می شود، در مرز مشترک دو محیط، تغییر می دهد(شکسته می شود) همین عامل سبب بالاتر دیده شدن جسم نسبت به سطح واقعی گردد. منشور:

قطعه ای مثلثی شکل است که از یک ماده شفاف مثل شیشه یا پلاستیک های بی رنگ ساخته می شود. وقتی پرتوهای نور به یکی از دیواره های منشور برخورد می کند و به آن وارد می شود، در اثر پدیده ی شکست مسیرش تغییر می کند. این پرتو هنگام خروج از دیواره ی دیگر منشور نیز، دچار تغییر می شود.

آزمایش نیوتن:

هرگاه شعاع نور سفیدی بر یک وجه منشور شیشه ای که قاعده ی آن به شکل مثلث است بتابانیم، نور سفید تجزیه شده و پرتوهای خروجی از منشور بر روی پرده طیف رنگینی از هفت رنگ قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی و بنفش را تشکیل می دهد. علت این پدیده آن است که میزان شکست نورهای رنگی مختلف، با هم یکسان نیست. هرگاه نور سفید وارد منشور شود، تغییر مسیر رنگ های تشکیل دهنده ی نور سفید از قرمز تا بنفش بیش تر شده و به هنگام خروج از منشور رنگ های مختلف نور سفید از یکدیگر جدا می شوند.

جداسازی رنگ های نور سفید به وسیله ی منشور را پاشیدگی نور (پاشیده شدن) می گویند. به مجموعه نورهای رنگی که از پاشیده شدن نور در منشور به وجود می آید طیف نور گفته می شود.

عدسی ها:

اگر دو منشور را مطابق شکل های مقابل به هم بچسبانیم و سطح آن ها را به صورت خمیده تراش دهیم، عدسی به وجود می آید.

عدسی ها مانند منشور می تواند جهت پرتوهای نور را تغییر دهد، همین امر سبب می شود اجسام از پشت عدسی به صورتهای مختلف دیده شوند.انواع عدسی:

۱- عدسی همگرا(محدب یا کوژ) ضخامت وسط این عدسی بیش تر از ضخامت کناره های آن است.

این نوع عدسی پرتوهای نور موازی را شکسته و در یک نقطه متمرکز می کند یا به عبارت دیگر پرتوهای نور را به یکدیگر نزدیک می کند.

۲- عدسی واگرا (مقعر یا کاو) ضخامت وسط این عدسی کم تر از ضخامت کناره های آن است.

این نوع عدسی پرتوهای نور موازی را شکسته و آنها را واگرا می نماید به عبارت دیگر پرتوهای نور را از یکدیگر دور می کند. عدسی همگرا:

این نقطه کانون عدسی(ذره بین)است. اگر فاصله ی بین عدسی تا صفحه ی کاغذ را اندازه بگیرید، این فاصله را فاصله کانونی عدسی گویند.

هرگاه یک دسته پرتو نور موازی با محور اصلی به عدسی همگرا بتابد پس از عبور از عدسی شکسته شده و پرتوها در یک نقطه یکدیگر را قطع می کنند. این نقطه کانون اصلی عدسی بوده و با F نمایش داده می شود.

فاصله ی بین کانون و مرکز نوری عدسی را فاصله ی کانونی عدسی می گویند و با علامت (f) نمایش می دهند.

نکته: عدسی های همگرا هم تصویر حقیقی و هم تصویر مجازی ایجاد می کنند.

ویژگی های تصویر در عدسی همگرا بستگی به فاصله شی از عدسی و فاصله ی کانونی دارد. عدسی واگرا:

هر گاه پرتوهایی موازی محور اصلی به عدسی واگرا بتابد پس از شکست و عبور از عدسی طوری از هم دور می شوند که امتداد آن ها از یک نقطه روی محور اصلی بگذرند. این نقطه را کانون عدسی واگرا می ند.

نکته: عدسی ها واگرا همواره تصویری مجازی، مستقیم، کوچک تر از جسم و نزدیک تر(در همان طرف شی) ایجاد می کند.



ماهیت ذر‌ه‌ای

اسحاق نیوتن (Isaac Newton) در کتاب خود در رساله‌ای درباره نور نوشت پرتوهای نور ذرات کوچکی هستند که از یک جسم نورانی نشر می‌شوند. احتمالاً اسحاق نیوتن نور را به این دلیل بصورت ذره در نظر گرفت که در محیطهای همگن به نظر می‌رسد در امتداد خط مستقیم منتشر می‌شوند که این امر را قانون می‌نامند و یکی از مثالهای خوب برای توضیح آن بوجود آمدن سایه است.



ماهیت موجی

همزمان با نیوتن، کریسیتان هویگنس (Christiaan Huygens) (1695-1629) طرفدار توضیح دیگری بود که در آن حرکت نور به صورت موجی است و از چشمه‌های نوری به تمام جهات پخش می‌شود به خاطر داشته باشید که هویگنس با بکار بردن امواج اصلی و موجکهای ثانوی قوانین بازتاب و شکست را تشریح کرد. حقایق دیگری که با تصور موجی بودن نور توجیه می‌شوندپدیده‌های تداخلی هستند مانند به وجود آمدن فریزهای روشن و تاریک در اثر بازتاب نور از لایه‌های نازک و یا پراش نور در اطراف مانع.



ماهیت الکترومغناطیس

بیشتر به خاطر نبوغ جیمز کلارک ماکسول(James Clerk Maxwell )(1879-1831) است که ما امروزه می‌دانیم نور نوعی انرژی الکترومغناطیسی است که معمولاً به عنوان امواج الکترومغناطیسی توصیف می‌شود. گسترده کامل امواج الکترومغناطیسی شامل: موج رادیویی ، تابش فرو سرخ ، نور مرئی از قرمز تا بنفش ، تابش فرابنفش ، اشعه ایکس و اشعه گاما می‌باشد.





ماهیت کوانتومی نور

طبق نظریه مکانیک کوانتومی نور، که در دو دهه اول قرن بیستم بوسیله پلانک و آلبرت انیشتین و بور برای اولین بار پیشنهاد شد، انرژی الکترومغناطیسی کوانتیده است، یعنی جذب یا نشر انرژی میدان الکترومغناطیسیبه مقادیر گسسته‌ای به نام "فوتون" انجام می‌گیرد.



نظریه مکملی

نظریه جدید نور شامل اصولی از تعاریف نیوتون و هویگنس است. بنابراین گفته می‌شود که نور خاصیت دو گانه‌ای دارد، برخی از پدیده‌ها مثل تداخل و پراش خاصیت موجی آنرا نشان می‌دهد و برخی دیگر مانند پدیده فوتوالکتریک ، پدیده کامپتون و … با خاصیت ذره‌ای نور قابل توضیح هستند.





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 الکترومغناطیسی و نظریه کوانتومی باهم ایجاد یک نظریه نامتناقض و بدون ابهام می‌کنند که تمام پدیده‌های نوری را می‌کنند. نظریه ماکسول درباره انتشار نور و بحث می‌کند در حالی که نظریه کوانتومی برهمکنش نور و ماده یا جذب و نشر آن را شرح می‌دهد ازآمیختن این دو نظریه ، نظریه جامعی که کوانتوم الکترودینامیک نام دارد، شکل می‌گیرد. چون نظریه‌های الکترومغناطیسی و کوانتومی علاوه بر پدیده‌های مربوط به تابش بسیاری از پدیده‌های دیگر را نیز تشریح می‌کنند منصفانه می‌توان فرض کرد که مشاهدات تجربی امروز را لااقل در قالب ریاضی جوابگو است. طبیعت نور کاملا شناخته شده است، اما باز هم این پرسش هست که واقعیت نور چیست؟



گسترده طول موجی نور

نور گستره طول موجی وسیعی دارد چون با نور مرئی کار می‌کنیم اغلب تصاویر و محاسبات در این ناحیه از گستره الکترومغناطیسی انجام می‌گیرد اما روشهای مورد بحث می‌تواند در تمام ناحیه الکترومغناطیسی مورد استفاده قرار گیرند. ناحیه نور مرئی بر حسب طول موج از حدود ۴۰۰ نانومتر (آبی) تا ۷۰۰ نانومتر (قرمز) گسترده است که در وسط آن طول موج ۵۵۵ نانومتر (نور زرد) که چشم انسان بیشترین حساسیت را نسبت به آن دارد یک ناحیه پیوسته که ناحیه مرئی را در بر می‌گیرد و تا فرو سرخ دور گسترش می‌یابد.





خواص نور و نحوه تولید

سرعت نور در محیطهای مختلف متفاوت است که بیشترین آن در خلاء و یا بطور تقریبی در هوا است، در داخل ماده به پارامترهای متفاوتی بر حسب حالت و خواص الکترومغناطیسی ماده وابسته است. بوسیله کاواک جسم سیاه می‌توان تمام ناحیه طول موجی نور را تولید نمود. در طبیعت در طول موجهای مختلف مشاهده شده اما مشهورترین آن نور سفید است که یک نور مرکبی از سایر طول موجها می‌باشد. تک طول موجها آنرا بوسیله لامپهای تخلیه الکتریکی که معرف طیفهای اتمی موادی هستند که داخلشان تعبیه شده می‌توان تولید کرد.

علم فیزیک یکی از شاخه های مهم علوم است تا آنجا که دانشمندان آن را زیر بنای بسیاری از علوم تجربی می دانند.تاکنون تعریف های زیادی ازاین شده است.برخی از دانشمندان در تعریف آن می گویند:علم فیزیک علم تحقیق در خواص اجسام وقوانینی است که به وسیله آن قوانین تغییر حالت وحرکت اجسام، بدون تغییر ماهیت آنها مورد مطالعه قرار می گیرد. برخی از دانشمندان آن را علمی می دانند که درباره اجزای اصلی تشکیل دهنده مواد و نیروهایی که آن اجزا بر یکدیگر اعمال می کنند و نیز نتایج حاصل از اعمال این نیروها بحث می کند.

علم فیزیک تحت عنوان قدیم ترش یعنی، فلسفه طبیعی تا نیمه دوم قرن بیستم میلادی طیف وسیعی از علوم شامل می شد ولی به تدریج که شاخه هایی به صورت علوم خاص (شیمی،نجوم،فلزات،هواشناسی و…)از آن جدا شدند،به مرزهای فعلی خود محدود شد.در حدود سال ۱۸۷۰٫م نام جدید فیزیک جایگزین نام قدیم تر این علم شد.برخی از دانشمندان علم فیزیک راعلم انرژی نیز نامیده اند.

تا نیمه دوم قرن بیستم علم فیزیک تنها به۳شاخه تقسیم می شد اما پیشرفتهای سریع و شگفت انگیز آن در نیمه دوم قرن بیستم بر تعداد شاخه های این علم افزود.گسترش دانش بشری در هر یک از شعبه های این علم آنچنان است که حتی انسان های بسیار هوشمند به سختی می توانند در هر یک از آنها به مرحله تخصصی برسند و تردیدی نیست که هر یک از این شاخه ها در آینده نزدیک، خود به شاخه های متعدد دیگر تقسیم می شوند.



پیدایش فیزیک نوین

سیر تحولات علم فیزیک تنها به رد شدن برخی از نظرات نیوتن درباره نور منجر نمی شد. در اواخر قرن نوزدهم،دانشمندان با پدیده های جدیدی روبه رو شدند که قوانین و اصول شناخته شده در فیزیک از حل بسیاری از آنها عاجز مانده بود و لازم بود که برای توجیه آنها طراحی جدید اعلام گردد.از همین رو دانشمندان علم فیزیک را به فیزیک کلاسیک و فیزیک نوین تقسیم کردند.اگر چه این بدان معنی نیست که همه قوانین فیزیک کلاسیک بی اعتبار بوده است اما اکتشافات انسان در اواخرقرن نوزدهم در زمینه سرعت نور،پدیده فوتو الکتریک،طیف تابشی و جذبی گازها،تابش مداوم اتم ها،خاصیت رادیو اکتیویته با معادلات و روابط موجود در فیزیک کلاسیک قابل توجیه نبود و لذا فیزیک نوین جای فیزیک کلاسیک را گرفت.فیزیک کلاسیک متضمن کشف هایی در الکتریسیته و مغناطیس بود. فارادی پی برد که از واکنش میان میدان های الکتریکی و مغناطیسی باید اختلالات الکتریکی متحرکی به صورت موج،نتیجه شود.ماکسول به اندیشه های فارادی قالبی ریاضی داد و توانست سرعت حرکت این امواج را حساب کند. معلوم شد که این سرعت همان سرعت سیر نور است.او به این ترتیب،ماهیت الکترومغناطیسی امواج نور و گرما را محقق ساخت.آزمایش های تامس یانگ درباره ی تداخل نور ،ثابت کرد که نور متشکل از امواج است نه ذرات .فرنل، ثابت کرد که وقتی نور از سوراخ های ریز می گذرد وموانع را دورمیزند،الگوهای تداخلی (آثار پراش)بوجود می آید.در آغاز قرن نوزدهم رامفورد نشان داد که گرما نوعی انرژی است و کارنو با سیکل کارنو، علم ترمودینامیک را بنیان نهاد.این مبانی به نظریه ی جنبشی گازها انجامیدوعلاوه بر این ،مفهوم آنتروپی از آنها زاده شد.

در اواخر قرن نوزدهم به نظر میرسید که دیگر چیزچندانی برای کشف کردن باقی نمانده است؛اما چند کشف بزرگ همه چیز را تغییر داد:کشف الکترون و پرتو رونتگن یا پرتوxو نظریه کوانتا موجب پدید آمدن فیزیک نوین گشت که در ادامه به شرح آن می پردازیم.

امروزه برای همه دانشمندان این موضوع روشن شده است که هیچ کس نمی تواند مانند گذشته خود را «علامه» یا «جامع العلوم» بداند و بخواهد در چندین رشته علمی متخصص وکارشناس شود.



فیزیک نور

از میان همه ی شاخه های فیزیک، بی گفتگو مبحث نور شاخه ای است که کار تحقیق در آن از همه بیشتر پیش رفته است.



ماکس پلانک

مطالعه ی نور از دوران تمدن یونان باستان آغاز شداما دانشمندان یونانی دستاوردهای چندانی در این زمینه نداشتند.نور شناسی در سده ی۱۷ بیش از همه ی رشته های فیزیک جز مکانیک پیشرفت کرد.در اوایل سده ی ۱۷ عینک سازان هلندی با آزمایش و روی هم نهادن عدسی ها سرانجام به اصول تلسکوپ و میکروسکوپ پی بردند.در دوران شکوفایی تمدن اسلامی چند تن از دانشمندان به پژوهش درباره ی نور پرداختند که مشهورترین آنان ابو علی حسن بن الحسن بن الهیثم بصری (۳۵۴-۴۳۰ه ق)مشهور به ابن هیثم، ریاضیدان،طبیب وفیزیکدان بصره ای است.ابن هیثم در بصره متولد شد و در همان جا به تحصیل علوم ریاضی و طبیعی پرداخت ودر رشته ی نور شناسی به مقام استادی رسید.

علاقه ی ابن هیثم به فنون مختلف و مهارت در ساختن و به کار بردن ابزار مکانیکی او را به شهرت رسانیدبه طوریکه خلفای فاطمی او را به مصر دعوت کردند تا با ارائه روش های فنی از طغیان هر ساله رود نیل که موجب ضررهای بسیار میشد جلوگیری کند.

تعداد آثار باقیمانده از ابن هیثم در فیزیک،نجوم وریاضیات بالغ بر دویست تالیف بوده است و علاوه بر تالیف های شخصی شرح هایی بر کتاب های ارسطو و جالینوس نوشته است.ابن هیثم در مهمترین کتابش در مورد نور شناسی،درکتاب المناظر ،پدیده های شکست ،بازتابش نور،سرعت نور در محیط های شفاف متفاوت ،اتاق تاریک و نیز رنگین کمان را مورد مطالعه قرار داده است.ابن هیثم در مورد آینه های سوزان مدور نوشته است:«اشعه ی خورشید ،به خط مستقیم پیش می آیندو بر هر سطح صیقلی به زاویه های مساوی انعکاس پیدا می کنند ،یعنی شعاع های تابش وانعکاس با خطی که در نقطه ی تابش بر سطح منعکس کننده مماس شده و درسطح انعکاس باشد،زاویه های مساوی می سازند».



شکست نور ونتایج حاصل از آن

یوهانس کپلر (۱۵۷۱-۱۶۳۰م)منجم وریاضیدان آلمانی ومؤسس واقعی علم نجوم تلاش زیادی برای پیدا کردن قوانین شکست نور انجام داد ولی چندان موفقیتی به دست نیاورد. رنه دکارت (۱۵۹۶-۱۶۵۰م) فیلسوف ،ریاضیدان و عالم فرانسوی در این مورد به کوشش هایی دست زد.دکارت با کشف قانون صحیح شکست نور،هلندی ها را به ساختن عدسی هایی با کیفیت های عالی توانا ساخت.

دکتر ابوالقاسم قلمسیاه درباره ی نظرات رنه دکارت راجع به قانون های شکست نور می نویسد:

«….[دانشمندان]،شکست نور را از مدت ها پیش می شناختند و تلاش زیادی برای پیدا کردن قوانین آن به عمل آمده بود ولی همیشه نا موفق بودند.الحسن دانشمند فیزیکدان اسلامی هم آزمایشهای نسبتأ دقیقی در این زمینه انجام دادو کار اندازه گیری را تا زاویه تابش ۱۸۰ درجه ادامه داد ونسبت بین زاویه های فرود و شکست را حساب کرد.کپلر نیز به این کار راغب شد،ولی هیچکدام نتوانستند رابطه ی مشخصی را بدست آورند.سرانجام دکارت در سال ۱۶۱۷م. قانون شکست نور(sini=nsinr )را که در کشور فرانسه به نام خود او معروف شد بیان کرد،او نور را متشکل از ذرات ریزی در نظر گرفت که در محیط چگالتر تندتر از هوا حرکت می کنند.ولی پیردوفرما (۱۶۰۱-۱۶۶۵م.)ریاضیدان فرانسوی ،این نظریه را مورد انتقاد قرار داد:فرما قانون را پذیرفت ولی توجیه آن را رد کرد(خیلی جالبه !…..)در مقابل،اصل مهمی را بیان کرد که به نام خود او اصل فرما نامیده می شود،و طبق این اصل، نور برای رفتن از یک نقطه به نقطه دیگر همواره مسیری را می پیماید که زمان آن مینیمم است.قانون شکست از این اصل با این شرط نتیجه گرفته شدکه نور برعکس نظریه دکارت،هوا را تندتر از آب سیر می کند.این اختلاف نظر بین دکارت وفرما نزاع سختی به وجود آوردو هر یک از آنان به شدت از نظریه خود دفاع می کردند.مردم می بایستی منتظر فرا رسیدن قرن نوزدهم میلادی می بودند تا با دادن حق به فرما به این اختلاف نظر خاتمه داده شود.

به هر صورت،دکارت به کمک قانونش توانست به درستی پدیده ی رنگین کمان را با تعقیب مسیر واقعی پرتوهای نور درون قطره های آب معلق در هوا تشریح کند.در آن زمان هنوز حساب دیفرانسیل طرح نشده بود .او روش شجاعانه ای بکار برد:از این قرار که ده هزار پرتو نور موازی که بطور منظم درجه بندی شده بودند روی یک قطره ی کروی تاباند و با تعقیب هر یک ازآنها همه ی زوایای خروجی را حساب کرد و پی برد که پرتوهای ورودی به ازای زاویه ۳۰و۴۱ در دانه باران انبار می شوند ودر نتیجه شکل و مقطع رنگین کمان اول را توضیح داد و همین کار را برای رنگین کمان دوم نیز کرد.این نتایج توسط نیوتن کامل شد و او تجزیه نور را تشریح کرد.

قانون شکست نور کم کم این امکان را به وجود آورد که طرز کار عدسی ها و در نتیجه اسباب های اپتیکی عدسی دار و همچنین اعمال چشم مورد دقت قرارگیرند.پدیده های رؤیت بهتر درک شدند.کپلر اطمینان حاصل کرد که قاعدتأ از یک شئ تصویری معکوس بر روی پرده شبکیه تشکیل می شود.این فکر توسط شینر به اثبات رسید،به این طریق که وی چشم گاو را گرفت و پوسته روی آن را تا شبکیه برداشت و آن را به طرف نور چرخاند و دید که تصویری واضح و معکوس تشکیل می شود .همین محقق پی بردکه تطابق با فاصله،در اثر تغییر تحدب عدسی چشم صورت می گیرد.ماریوت(۱۶۲۰-۱۶۸۴م.)نیز کشف کرد که محل ورود عصب بینایی یک نقطه کور است.

در نیمه قرن هفدهم میلادی تصور می رفت که همه چیز درباره ی شکست نور گفته شده است. ولی در سال۱۶۶۹م.یک نفر دانمارکی به نام پارتولین موضوع تازه ای را کشف کرد:وی ضمن امتحان یک بلور اسپات دیسلند،که توسط خریداران آن به کپنهاگ باز آورده شده بود،مشاهده کرد که از پشت آن تمام اشیاء مضاعف دیده می شوند.پدیده شکست مضاعف ،مورد سوال دانشمندان قرار گرفت و آنان را سخت مشغول داشت ولی تا قرن نوزدهم بدون جواب ماند».

از جمله تحقیقاتی که در زمینه ی فیزیک نور در آغاز قرن نوزدهم میلادی صورت پذیرفت پژوهشی بود که در سال ۱۸۰۲م. توسط ویلیام هرشل(۱۷۳۸-۱۸۲۲م.)انجام گرفت.هرشل مطالعات خود را بر روی طیف نوری امواج الکترومغناطیس انجام داد.البته این در حالی بود که او از ماهیت امواج الکترومغناطیس آگاهی نداشت و صرفأ تحقیق خود را بر روی نور خورشید که خود نوعی از امواج طیف نوری الکترومغناطیس می باشد متمرکز نمود.ولی مشاهدات خود را در زمینه ی تولید حرارت نور خورشید که ناشی از بخش مادون قرمز آن است انجام داد. مقارن همین اوقات دو دانشمند دیگر به نام های یوهان ویلهلم ریتر(۱۷۷۶-۱۸۱۰م.)وبعد از او ولستن(۱۷۶۶-۱۸۲۸م.)تحقیقاتی در زمینه ی اثرات شیمیایی بخش ماوراء بنفش نور خورشید انجام دادند.آنان دریافتند که اثر شیمیایی نور(مثلا سیاه کردن کلرور نقره) تا ناحیه ی فرابنفش ادامه دارد.

Re: نور چیست؟ (ماهیت، چگونگی حرکت، دلیل سرعت)

ارسال شده: یک‌شنبه ۱۳۹۹/۵/۲۶ - ۰۸:۴۱
توسط Mehdi 1386
:o :o smile139 تو که کلا فیزیک نور یا ایپتیک رو اوردی ها برادر من یا خواهرم