نور و اپتیک (1)

نور نوعی انرژی است که ما را قادر می سازد تا ببینیم. بدون نور هیچ نوع زندگی‌ای بر روی زمین وجود نخواهد داشت. گیاهان سبز از نور خورشید برای رشد و تولید غذا استفاده می کنند. در این فرایند آنها اکسیژن تولید می کنند که ما باید تنفس کنیم. بدون گیاه هیچ حیوان یا غذایی وجود نخواهد داشت. نور یک موج الکترومغناطیسی است که از نیروهای الکتریکی و مغناطیسی تشکیل شده است که از طریق فضا با سرعت بسیار بالا حرکت می کنند. نور همچنین سوخت ما را فراهم می کند. انرژی‌ای که خورشید میلیون ها سال به زمین فرستاده است در گیاهان ذخیره شده است و سپس به زغال سنگ، نفت و گاز تبدیل می شود - انرژی که ما امروز برای استفاده از ماشین آلات و تولید برق و قدرت استفاده می کنیم.
ما همچنین گرما را از خورشید دریافت می کنیم. بدون آن سیاره ما خیلی سرد خواهد بود که هیچ چیز بر آن نمی تواند زندگی کند.

منابع نور

تمام نور از اتم ها می آید که ذرات کوچکی هستند که همه چیز را در جهان ما تشکیل می دهند. هنگامی که اتم ها انرژی را دریافت می کنند، آنها را به عنوان نور پس می دهند. به اتمی که چنین انرژی‌ای دارد، گفته می شود که برانگیخته است.
برخی از نورها طبیعی است مانند نور خورشید یا نور آمده از ستارگان. نورهای دیگر از چیزهایی است که مردم می سازند مانند نوری که از چراغ ها و چراغ قوه تولید می شود. چراغ برق روشن می شود چرا که برق یک سیم را داخل آن گرم می کند. شمع ها نور را از آتش می گیرند و شما نور آنها را می بینید. لیزرها دستگاه هایی هستند که پرتوهای قدرتمند نور را تولید می کنند که در آن تمام ذرات انرژی مشابه دارند و در یک جهت حرکت می کنند.
مواد خاصی وجود دارد که در تاریکی می درخشند. اتم های آنها برای یک زمان خاص برانگیخته می شوند و پس از آن نور را آزاد می کنند. بعضی حشرات مانند کرم شب تاب به طور طبیعی درخشش دارند.

بیشتر بخوانید:نظریه نور الکترومغناطیسی

 

طبیعت نور

دانشمندان مدتها بود که در مورد چگونگی حرکت نور از طریق فضا مطمئن نبودند. بعضی فکر می کردند که نور مثل یک موج رفتار می کند، بعضی دیگر ادعا می کردند که ذرات نور در یک خط مستقیم حرکت می کنند. امروزه دانشمندان بر این باورند که نور یک موج الکترومغناطیسی است که از نیروهای الکتریکی و مغناطیسی تشکیل شده است که از طریق فضا با سرعت بسیار بالا حرکت می کنند. با این حال، نور همچنین یک جریان ذرات به نام فوتون است، که مانند یک پرتو حرکت می کند.
امواج نور را می توان با امواج در آب مقایسه کرد. آنها طول موج، فرکانس و دامنه دارند. طول موج فاصله بین دو قسمت بالاتر از یک موج است، فرکانس تعداد دفعاتی است که یک موج از یک نقطه خاص در هر ثانیه عبور می کند و دامنه فاصله بین بالاترین و پایین ترین نقاط یک موج است.

امواج الکترومغناطیسی

همه امواج الکترومغناطیسی قابل مشاهده نیستند. نور، آن قسمت از امواج الکترومغناطیسی است که ما می بینیم.
نوری که از خورشید می آید اساسا سفید است. این نور از همه رنگ ها ساخته شده است. هنگامی که از شیشه ای به شکل خاص به نام منشور می گذرد، به رنگ های مختلف تقسیم می شود. هنگامی که خورشید بیرون می آید در حالی که هنوز هوا بارانی است، ما اغلب رنگین کمان را مشاهده می کنیم زیرا نور باید از طریق قطره های باران عبور کند. این قطرات آن را به تمام رنگ های طیف قابل مشاهده می شکند. نور بنفش در یک انتهای طیف قرار دارد، زیرا کوتاه ترین طول موج دارد، نور قرمز که طولانی ترین طول موج را دارد، در انتهای دیگر قرار دارد.
اشعه ماوراء بنفش امواج نامرئی با طول موج های کوتاه تر است. آنها باعث آفتاب سوختگی می شوند و ممکن است منجر به سرطان پوست شوند. در مقادیر کم، این اشعه ها بر روی پوست ما اثر خوبی دارند، زیرا ویتامین D را تولید می کند. اشعه های حتی کوتاهتر X می توانند به بدن انسان نفوذ کنند. پزشکان از آنها برای گرفتن عکس از استخوان ها و سایر اندام های داخلی استفاده می کنند.
امواج طولانی تر از نور قرمز به نام اشعه مادون قرمز می باشند. هنگامی که در مقابل آتش ایستاده اید، احساس گرما می کنید، عمدتا به دلیل اینکه نور مادون قرمز بر شما تابانده می شود. مایکروویو و امواج رادیویی حتی طولانی تر هستند. مایکروویو برای گرم کردن غذا استفاده می شود. در رادیو و تلویزیون پخش برنامه با ارسال امواج رادیویی، که ممکن است طول موجی تا چند متر داشته باشند، صورت می گیرد.