ماهيت هاي نور
ماهیت ذرهای :
آیزاک نیوتن (Isaac Newton) در کتاب خود در رسالهای درباره نور نوشت پرتوهای نور ذرات کوچکی هستند که از یک جسم نورانی نشر میشوند. احتمالاً آیزاک 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 میشوند پدیدههای 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 الکترومغناطیسی به 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 400 نانومتر (آبی) تا 700 نانومتر (قرمز) گسترده است که در وسط آن طول موج 555 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.
درباره ماهيت نور سه نظريه قالب وجود دارد كه نظريات ديگر زير مجموعه ای از آن ميباشند ؛ نظريه نخست ديدگاه كلاسيك و سنتی نيوتن درباره نور است كه نور را متشكل از ذراتی با جرم و وزنی مشخص بنام فوتون معرفی ميكرد و انتشار نور در امتداد يك خط مستقيم را يكی از دلايل ذره ای بودن آن ميدانست ، ديدگاه دوم نظريه موجی بودن نور است كه پايه های اصلی آن بوسيله يانگ و فرنل پی ريزی شد آنها تلاش ميكردند با اشاره به پديده هايی مانند تداخل و پراش و قطبش نور ثابت كنند كه نور خاصيت موجی دارد ، اما اشكال كار در اين بود كه نور هم خاصيت ذره ای و هم خاصيت موجی بودن را از خود نشان ميداد ، پس موج سوم نور شناخت در قرن بيستم شروع شد ، در اين موج سوم كه انيشتين نيز از طرفدارانش بود ميخواستند ثابت كنند كه نور از بسته های انرژی به نام كوانتوم تشكيل شده است كه دارای خاصيت ذره ای و موجی به صورت توام هستند و جرم و وزن و فركانس دارند .
با پذيرفتن ديدگاه سوم درباره نور سعی ميكنم آنرا كاملتر نمايم و بخشهای ناگفته اش را روشنتر نمايم، در اين ديدگاه مطابق نظريه مكس پلانك هر كوانتوم نور با انرژی ( e=hv) انتشار می يابد كه –h- يك ثابت جهانی بوده و مقدار آن برابر است با( JS 6/6256×10̄⁻³⁴=h ) و ( v ) نيز فركانس كوانتوم نور ميباشد ، مشخص است كه هر چقدر فركانس بيشتر باشد مقدار انرژی كوانتوم نيز بيشتر ميشود ، اين كوانتومها ميتوانند مطابق ديدگاه پلانك با ضرايب مشخصی به الكترونهای اتم برخورد كرده و آنها را به مدارهايی بالاتر صعود بدهند ، از سوی ديگر در ديدگاه موجی نور گفته ميشود كه نور تركيبی از امواج الكتريكی E و مغناطيسی B ميباشد ،در ديدگاه من امواج الكتريكی و مغناطيسی نور كه با سرعت 300000 كيلومتر بر ثانيه حركت ميكنند ،در بازه های زمانی و مكانی مشخص در يكديگر به گونه عمود تداخل ميكنند ، در اين نقاط تداخل امواج كه لحظه ای و گذراست ، ذره يا همان فوتون متولد ميشود ، اما اين ذره ناپايدار است و با حركت امواج EوB ذره ناپديد و از نو در بازه زمانی و مكانی ديگری ظاهر ميشود ، پس نورهمواره در حال تبديل موج به ذره و ذره به موج ميباشد ، اين فوتونهاكه دارای جرم لختی يعنی جرم در حال حركت ميباشند و در سكون وجود ندارند جرمشان قابل اندازه گيری ميباشد و جرم اين فوتونها همان جرم بنيادی جهان است كه مقدار آن ربطی به فركانس نور نيز ندارد در واقع فرمول پلانك ( e=hv) كاملا درست ميباشد ، تنها برداشت ما از آن است كه اشتباه ميباشد ، بر خلاف تصور همگان ما به (e=hv)نميتوانيم مفهوم بسته ای بودن و كوانتومی بودن بدهيم و آنرا به صورت ذره تصور كنيم ، زيرا همانطور كه ميدانيم (v=⅟t ) و (t e=h ) ميشود پس ( e ) به زمان تناوب ( t ) نيز بستگی دارد پس (e=hv) نميتواند يك كوانتوم و يا يك ذره باشد چرا كه يك ذره و يا يك كوانتوم در يك لحظه به الكترون برخورد ميكند و آنرا به مدار بالاتر گسيل ميدارد و نيازی به زمان تناوب (t ) ندارد و اگر الكترون با كوانتوم ( e=hv) ميخواست به مدار بالاتر صعود كند مطابق فرمول (t e=h⁄ ) به يك ثانيه وقت نياز داشت تا انرژی كوانتوم را دريافت كرده و به مدار بالاتر برود و اين با مفهوم بسته ای بودن نور در تضاد است ، در حقيقت آنچه را كه ما ميتوانيم به عنوان يك كوانتوم ثابت در نظر بگيريم (e=h)ميباشد كه يك مفهوم ثابت و جهانی است و آنچه كه الكترون را از مدار خود حركت ميدهد نه ( e=hv) ميباشد و نه (e=h) ، بلكه الكترون برای گسيل به مدار بالاتر نياز به انرژی (e=nhv) دارد كه( n) ميتواند يك عدد درست و يا يك عدد كسری باشد ( ½́∙⅓∙⅔⅕∙⅗ …. ) ، اين مقدار انرژي ( e=nhv) برای گسيل الكترون به مدار بالاتر در مدارهای مختلف اتم تفاوت ميكند و ثابت نيست و الكترون در زمان ( t ) به مدار بالاتر جهش پيدا ميكند ، اين زمان بستگی به فركانس موج دارد هر چه فركانس موج بيشتر باشد زمان t ،( زمان گسيل الكترون به مدار بالاتر ) كوتاه تر خواهد بود ، فركانس نور در واقع تعداد فوتونها يی ميباشد كه در يك ثانيه منتشر شده و ميتوانند به الكترون برخورد كنند و آنرا به مدار بالاتر در اتم بفرستند جرم و انرژی همه اين فوتونها در همه امواج گوناگون نوريكسان و ثابت بوده و قابل اندازه گيری ميباشد ، از نگاهی ديگر ميتوانيم بگوئيم كه ( e=hv) هنگامي ميتواند به عنوان يك كوانتوم شناخته شود كه ( v=1 ) باشد در اين صورت ( e=h) را ميتوانيم به عنوان يك كوانتوم ثابت در نظر بگيريم كه از تر كيب يك ميدان الكتريكی E و يك ميدان مغناطيسیB ( عمود بر هم ) بوجود آمده است ، و به زمان تناوب ( t ) نيزبستگی ندارد و لذا ميتوانيم آنرا به عنوان يك ذره و يا بسته انرژی بدون زمان در نظر بگيريم .
(e=h) همانطور كه پلانك آنرا به دست آورده است يك مقدار ثابت و جهانی است و كوچكترين مقدار انرژي شناخته شده جهان ميباشد ، ما ميتوانيم مقادير ديگر انرژی را بر اساس آن و به عنوان مضرب درستی از آن تعيين كنيم ، ، جرم اين كوانتوم ثابت و جهانی ( يا فوتون )كه در حقيقت جرم بنيادی جهان نيز ميباشد مطابق رابطه انيشتين (e=mc²)بدينگونه بدست می آيد :
با فرض: v=1 داريم : e=h پس e=mc²=h
پس جرم يك فوتون كه از تركيب ميدان الكتريكی- Bو E- بدست مي آيد و جرم بنيادی جهان نيز ميباشد برابر است با :
M=h⁄c² kg ⁵⁹ 77 × 10 ⁻7361777 =10¹⁶9×÷ M=6/6256×10̄⁻³⁴
چرا امواج نور بدون اثر بر هم از هم عبور میکنند
منبع این مطالب چیه؟
بالاخره ینی چی اینا؟؟؟؟!!!!
اگ کسی ی تعربف ساده تر بلده ب من بگه…ممنون میشم…
Armanbikar5@gmail.com
اینم ایمیلم….ممنون
ماهیت نور:
نور دارای صفاتی از جمله شدت و رنگ می باشد و می توان نور را به عنوان هسته علم رنگ به حساب آورد. نور بی رنگ همان نوری است که در تلویزیون های قدیمی سیاه و سفید دیده می شود. منظور از واژه خاکستری مقدار اسکالر شدت است که از سیاه تا خاکستری و سفید است.
نور تک رنگ طیف الکترومغناطیس است که از 400 تا 700 نانومتر را شامل می شود. سه کمیت را می توان برای توصیف کیفیت منبع نور تک رنگ در نظر گرفت که عبارتند از: تشعشع (Radiance)، لومینانس (Luminance) و روشنی (Brightness)
1- تشعشع: مقدار کل انرژی که از منبع نور خارج می شود را می گویند و بر حسب وات (W) سنجیده می شود.
2- لومینانس: معیاری از انرژی است که بیننده از منبع نور دریافت می کند مثلاً نور خارج شده از منبعی که در ناحیه راه مادون قرمز کار می کند ممکن است انرژی (تشعشع) زیادی داشته باشد اما بیننده به سختی آن را دریافت می کند زیرا لومینانس آن تقریباً صفر می باشد. لومینانس بر حسب لومن (lm) سنجیده می شود.
3- روشنی: فرضیه غیر رنگی شدت نور را شامل می شود و اندازه گیری آن غیر ممکن است، همچنین از عوامل کلیدی توصیف حس کردن رنگ ها می باشد.
کی گفته که ثابت پلانک، h، کوچکترین مقدار انرژی شناخته شده در جهان میباشد؟؟!!!!! هنوز بزرگترین نظریه ها (ریسمان) هم نتونسته کمینه انرژی ممکن که مثلا انرژی یک گرویتون باشه رو حساب کنه!!!