نور و اپتیک (2)

مترجم: محمد علی آصفی پور
منبع:راسخون
 

نور چگونه رفتار می کند

هنگامی که امواج نور به یک شیء یورش می برند، ممکن است سه چیز اتفاق بیفتد. نور می تواند منعکس شود، جذب می شود و یا ممکن است جهت آن تغییر یابد. رنگ یک جسم بستگی به شیوه بازتاب و جذب نور دارد. یک شی می تواند برخی رنگ ها را جذب کند و دیگر رنگها را منعکس کند. این که چه اتفاقی برای نور می افتد بستگی دارد به نوع شی‌ء یا ماده که با آن مواجه می شود. اشیاء شفاف مانند شیشه، اجازه می دهند امواج نور از طریق آنها بدون مخلوط کردن آنها عبور کنند. شما می توانید داخل این مواد را ببینید. مواد نیمه شفاف نیز اجازه می دهند که اشعه ها از طریق آنها عبور کنند، اما آنها را مخلوط می کنند تا به وضوح داخل چنین اشیائی دیده نشود. مواد کدر اجازه عبور نور را نمیدهند.

بازتاب

اکثر اشیاء نور خود را تولید نمی کنند. شما می توانید این اشیا را ببینید زیرا نور از خورشید یا یک لامپ از آنها منعکس می شود و سپس به چشم شما می رسد.
بعضی از اشیاء نور کمی را منعکس می کنند، برخی دیگر، مانند آینه ها یا آب، تقریبا تمام نور را منعکس می کنند زیرا آنها صاف و تخت هستند. اشعه ها فقط در یک جهت پس می جهند. نور بازتاب شده باعث می شود همه چیز پر تلألو و درخشان باشد. هنگامی که نور بر روی یک شی طبیعی، مانند یک درخت، تابانده می شود، اشعه ها در جهات بسیاری پس می جهند.

انکسار

وقتی نور از طریق جسم عبور می کند، جسم سرعت آن را کند می کند، زیرا مولکول های یک جسم جامد بیشتر از مولکول های هوا به هم پکیده هستند. همچنین اگر نور انکسار یابد مسیر سفر خود را تغییر می دهد.
به عنوان مثال: استخرهای شنا به همان اندازه که واقعاً عمیقند به نظر عمیق نمی رسند زیرا نور خم می شد. در آب در حدود 25 درصد سرعت نور کاهش می یابد و شیشه ها حتی بیشتر سرعت نور را کم می کنند. امواج نور به سمت شیشه خم می شوند، سرعتشان کم می شود و در پشت شیشه سرعت عادی خود را به دست می آورند.
یک مثال دیگر برداشتن یک سنگ در آب است. سنگ جایی نیست که فکر می کنید. به نظر می رسد دورتر از آن است که واقعا وجود دارد.

بیشتر بخوانید:نور چگونه حرکت می‌کند؟

 

پراکندگی

پراکندگی به ما نشان می دهد وقتی که اشعه های نور به اتم ها، مولکول ها یا ذرات کوچک می رسند چه اتفاقی می افتد. این ذرات نور را در جهت های جدید و متفاوت مجدداً ارسال می کنند. بسیاری از قسمتهای آسمان آبی است چرا که مولکول های هوا اشعه های آبی بیشتری را نسبت به رنگ های دیگر در نور خورشید پراکنده می کنند. وقتی که خورشید به طرف افق در شب می رسد، به نظر می رسد نارنجی یا قرمز است زیرا نوری که به ما می رسد بسیاری از رنگ های دیگر را از طریق پراکندگی از دست داده است.

رنگ

رنگ یک جسم بستگی به شیوه بازتاب و جذب نور دارد. یک شی می تواند برخی رنگ ها را جذب کند و دیگر رنگها را منعکس کند. رنگی که می بینیم ترکیبی از تمام رنگ هایی است که منعکس می شود، ما نمی توانیم رنگ هایی که جذب می شوند را ببینیم. برای مثال، یک سیب به نظر می رسد قرمز است زیرا سطح آن رنگی از انتهای قرمز طیف را نشان می دهد و بقیه را جذب می کند.
اشیاء سفید منعکس کننده تمام رنگ های نور هستند، و اشیاء همه رنگها را جذب می کنند.
چگونه نور اندازه گیری شده است

سرعت نور

نور به سرعت در فضای خالی حرکت میکند، جایی که هیچ چیز نمیتواند مسیر آن را مسدود کند. سرعت آن در این حال همیشه یکسان است: حدود سی صد هزار کیلومتر در ثانیه. نور از خورشید که حدود 150 میلیون کیلومتر دور از زمین است، حدود 9 دقیقه طول می کشد تابه سیاره ما برسد.

روشنایی

روشنایی نور در واحد شمع ها اندازه گیری می شود، نامی که از زمان های قدیم شروع شد، زمانی که شمع موم تنها راه روشن کردن یک اتاق بود. میزان نوری که توسط یک شیء دریافت می شود بستگی دارد که منبع نور چقدر دور است. اگر یک شمع ساده به طور مستقیم بر روی یک سطح صاف که یک پا (حدود 30 سانتیمتر) دور است بتابد، نور دارای شدت یک شمع - پا است. به طور متوسط یک لامپ روشنایی 60 واتی در حدود 60 شمع - پا نور منتشر می کند. در سیستم متریک، شدت نور را در واحد لوکس اندازه گیری می کنیم. 1 لوکس نوری است که بر یک سطح تخت از یک متر فاصله تابیده می شود.

طول موج و فرکانس

دانشمندان طول موج را در واحد نانو متر اندازه گیری می کنند که برابر با یک میلیاردم یک متر است. نور قابل مشاهده از 400 نانومتر برای نور بنفش تا حدود 700 نانومتر برای نور قرمز است.
فرکانس ها در یک واحد به نام هرتز اندازه گیری می شوند. موج دارای یک فرکانس یک هرتزی است اگر تنها یک قله از موج از یک نقطه مشخص در هر ثانیه عبور کند. از آنجا که نور مرئی دارای طول موج کوتاه و سرعت بالایی است لذا دارای فرکانس بالایی است، به عنوان مثال نور بنفش دارای فرکانس 750 تریلیون هرتز است. امواج رادیویی، از سوی دیگر فرکانس های بسیار پایین دارند.