حرفی کوتاه درباره‌ی نور و کاربردهایش
ظهر که می‌شود، آفتاب از پشت پنجره، می‌افتد روی قالی قرمز و اگر ابری در آسمان رد شود، سایه‌اش بین نورهای افتاده روی قالی دیده می‌شود. در ظهر می‌شود تیله‌ها یا قطعات کریستالی را در برابر نور گرفت و به تماشای رنگ‌های زیادی که روی دیوار یا زمین تشکیل می‌شود، نگاه کرد.
همین اتفاقات روزمره و ساده، یکی از بزرگترین معماهای علمی است و بحث‌های بسیاری را به خود اختصاص داده است. دانشجویان زیادی در دانشگاه‌های سراسر جهان مشغول به تحصیل در رشته‌ی فیزیک نور هستند و اختراعات بسیاری بر پایه‌ی خواص نور انجام شده است. هنرمندان هم به نور علاقه مندند؛ در عکاسی، صنعت سینما، تئاتر و حتی نقاشی توجه به نور و رعایت نکات مربوط به روشنایی و سایه‌ها بسیار پر اهمیت است. هر کسی به نوعی درباره‌ی نور فکر می‌کند. شما درباره‌ی نور چه فکر می‌کنید؟ به نظرتان چه کارهایی با نور می‌شود انجام داد؟
کی درباره‌ی نور چی گفته؟
نیوتون: وقتی یک اشعه‌ی نور خورشید به یک منشور وارد شود، رنگ‌های مختلفی از قبیل قرمز، نارنجی، سبز، زرد، آبی و بنفش پراکنده می‌شوند. نیوتون این نوارهای رنگی را طیف نور نامید. او فکر می‌کرد نور ذرات پر سرعتی هستند.
هویگنس: بر خلاف نیوتون که فکر می‌کرد نور ذره است، هویگنس نور را موجی می‌دانست که از یک منبع نور به همه طرف پخش می‌شود.
هرشل: بخش قرمز نور را جدا کرد، و در آن بخش یک دماسنج گذاشت. او مشاهده کرد دما در طیف قرمز بالا می‌رود. او بخشی از نور به نام مادون قرمز را کشف کرد.
یانگ: یک دسته نور روشن را از دو سوراخ کنار هم عبور داد. روی دیوار روبروی سوراخ‌ها، نوارهای روشن و تاریک ایجاد شدند. یعنی در بعضی جاها نورها همدیگر را تقویت و در بعضی جاهای دیگر اثر یکدیگر را خنثی کرده بودند. او به وجود فاز (زاویه) در نورهای موجی پی برد.
ماکسول: نور نوعی موج است که هم خواص الکتریکی و هم خواص مغناطیسی دارد. این امواج را امواج الکترومغناطیسی می‌نامند. ماکسول این امواج را از روی تاثیر یک جریان الکتریکی بر روی قطب نما فهمید. نوری که ما می‌بینیم، بخش بسیار کوچکی از امواج الکترومغناطیسی است.
انیشتن: نور هم موج است، هم ذره! این خاصیت دوگانگی نور برای علم کارهای زیادی کرده است.
چی با نور چی کار می‌کنه؟
سلول‌های خورشیدی:
دنیایی را تصور کنید که گاز و بنزین نداشته باشیم. یعنی ماشین‌ها دود نکنند و شارژ لپ تاپ‌ها در جایی که به برق دسترسی نداریم تمام نشود و برای تولید برق، هزینه‌های بسیار بالا پرداخت نشود.
چیزی که همیشه و همه جا وجود دارد، نور خورشید است. صفحه‌های خورشیدی می‌توانند نور خورشید را به جریان الکتریکی تبدیل کنند و آن را ذخیره نمایند. به این روش آبگرمکن‌ها، بخاری‌ها، ماشین‌ها و باطری‌ها همه شارژ شده و به سوخت‌های فسیلی نیاز ندارند.
البته استفاده از انرژی خورشیدی کاملا هم رایگان نیست. ساخت سلول‌های خورشیدی هزینه بر است اما آسیبی به محیط زیست نزده و در مدت طولانی قیمت‌ها را کاهش می‌دهد.
اشعه‌ی ایکس نوعی نور است. در دستگاه اشعه‌ی ایکس پشت قسمتی از بدن که تصویربرداری می‌شود، یک صفحه‌ی حساس قرار می‌دهند. اشعه‌ی ایکس به بدن تابیده می‌شود، بخشی از آن توسط بافت‌ها و استخوان جذب شده و بقیه‌ی آن به صفحه‌ی حساس می‌رسد. با مشاهده و چاپ این صفحه می‌شود اندام‌های درونی بدن را مشاهده کرد
لیزر:
شاید اسم عمل لیزیک چشم را شنیده باشید. کسانی که از عینک استفاده می‌کنند، با استفاده از عملی که با لیزر است دیگر نیازی به عینک نخواهند داشت. لیزر در درمان بیماری‌های سرطان و در صنعت برای برش‌های دقیق به کار می‌رود. کاربردهای لیزر آن قدر زیاد است که هرچه بنویسیم هم کم نوشته‌ایم.
لیزر بر اساس ساختار اتم‌ها و ایجاد نور کار می‌کند. حتما دیده‌اید که وقتی جسمی را داغ می‌کنیم، به رنگ قرمز در می‌آید (نور قرمز تولید می‌کند). تغییر انرژی الکترون‌های اتم، نور با رنگ‌های مختلف را تولید می‌کند. لیزر هم نوعی نور است که با استفاده از اتم‌های پر انرژی تولید شده است. اما تفاوتش با نور مرئی در تک رنگ و متمرکز بودن است. یعنی لیزر فقط یک طول موج (رنگ) دارد و فقط در یک سمت می‌تواند حرکت کند. لیزرها می‌توانند از مواد جامد مثل یاقوت ساخته شوند، یا از گاز و مایع.
دستگاه اشعه‌ی ایکس:
اگر بخشی از بدن دچار شکستگی شده یا درد داشته باشد اما پزشک نتواند از روی ظاهر محل دقیق ناراحتی را مشخص کند، باید توسط دستگاه‌های عکس برداری پزشکی، عکس تهیه شود. دستگاه اشعه ایکس یکی از انواع دستگاه‌های تصویربرداری پزشکی است که می‌توان به وسیله‌ی آن از استخوان‌ها، رگ‌ها، غده‌ها و... عکس گرفت. قبل از اختراع اشعه‌ی ایکس برای فهمیدن مشکل بیمار باید از عمل جراحی استفاده می‌کردند.
اشعه‌ی ایکس نوعی نور است. در دستگاه اشعه‌ی ایکس پشت قسمتی از بدن که تصویربرداری می‌شود، یک صفحه‌ی حساس قرار می‌دهند. اشعه‌ی ایکس به بدن تابیده می‌شود، بخشی از آن توسط بافت‌ها و استخوان جذب شده و بقیه‌ی آن به صفحه‌ی حساس می‌رسد. با مشاهده و چاپ این صفحه می‌شود اندام‌های درونی بدن را مشاهده کرد.
حرف آخر
چشم ما به وسیله‌ی نور همه چیز را می‌بیند، پوست ما با نور زنده و شفاف است. گیاهان با نور زنده اند. نور است که به زمین حیات بخشیده. طبیعت از نور استفاده‌های فراوان کرده است و انسان‌ها با دیدن نور چیزهای زیادی را یاد گرفته و اختراع کرده اند. چند نمونه‌ی مهم و مشخص را با هم مرور کردیم. شما همه به دور و برتان نگاه کنید. ببینید چه چیزی با نور و اساس فیزیکی و علمی نور کار می‌کند. تلویزیون، مایکروفر، مهتابی و چراغ‌ها و هزار دستگاه و وسیله‌ی دیگر. علم نور، علم وسیعی است.
همین اتفاقات روزمره و ساده، یکی از بزرگترین معماهای علمی است و بحث‌های بسیاری را به خود اختصاص داده است. دانشجویان زیادی در دانشگاه‌های سراسر جهان مشغول به تحصیل در رشته‌ی فیزیک نور هستند و اختراعات بسیاری بر پایه‌ی خواص نور انجام شده است. هنرمندان هم به نور علاقه مندند؛ در عکاسی، صنعت سینما، تئاتر و حتی نقاشی توجه به نور و رعایت نکات مربوط به روشنایی و سایه‌ها بسیار پر اهمیت است. هر کسی به نوعی درباره‌ی نور فکر می‌کند. شما درباره‌ی نور چه فکر می‌کنید؟ به نظرتان چه کارهایی با نور می‌شود انجام داد؟
کی درباره‌ی نور چی گفته؟
نیوتون: وقتی یک اشعه‌ی نور خورشید به یک منشور وارد شود، رنگ‌های مختلفی از قبیل قرمز، نارنجی، سبز، زرد، آبی و بنفش پراکنده می‌شوند. نیوتون این نوارهای رنگی را طیف نور نامید. او فکر می‌کرد نور ذرات پر سرعتی هستند.
هویگنس: بر خلاف نیوتون که فکر می‌کرد نور ذره است، هویگنس نور را موجی می‌دانست که از یک منبع نور به همه طرف پخش می‌شود.
هرشل: بخش قرمز نور را جدا کرد، و در آن بخش یک دماسنج گذاشت. او مشاهده کرد دما در طیف قرمز بالا می‌رود. او بخشی از نور به نام مادون قرمز را کشف کرد.
یانگ: یک دسته نور روشن را از دو سوراخ کنار هم عبور داد. روی دیوار روبروی سوراخ‌ها، نوارهای روشن و تاریک ایجاد شدند. یعنی در بعضی جاها نورها همدیگر را تقویت و در بعضی جاهای دیگر اثر یکدیگر را خنثی کرده بودند. او به وجود فاز (زاویه) در نورهای موجی پی برد.
ماکسول: نور نوعی موج است که هم خواص الکتریکی و هم خواص مغناطیسی دارد. این امواج را امواج الکترومغناطیسی می‌نامند. ماکسول این امواج را از روی تاثیر یک جریان الکتریکی بر روی قطب نما فهمید. نوری که ما می‌بینیم، بخش بسیار کوچکی از امواج الکترومغناطیسی است.
انیشتن: نور هم موج است، هم ذره! این خاصیت دوگانگی نور برای علم کارهای زیادی کرده است.
چی با نور چی کار می‌کنه؟
سلول‌های خورشیدی:
دنیایی را تصور کنید که گاز و بنزین نداشته باشیم. یعنی ماشین‌ها دود نکنند و شارژ لپ تاپ‌ها در جایی که به برق دسترسی نداریم تمام نشود و برای تولید برق، هزینه‌های بسیار بالا پرداخت نشود.
چیزی که همیشه و همه جا وجود دارد، نور خورشید است. صفحه‌های خورشیدی می‌توانند نور خورشید را به جریان الکتریکی تبدیل کنند و آن را ذخیره نمایند. به این روش آبگرمکن‌ها، بخاری‌ها، ماشین‌ها و باطری‌ها همه شارژ شده و به سوخت‌های فسیلی نیاز ندارند.
البته استفاده از انرژی خورشیدی کاملا هم رایگان نیست. ساخت سلول‌های خورشیدی هزینه بر است اما آسیبی به محیط زیست نزده و در مدت طولانی قیمت‌ها را کاهش می‌دهد.
اشعه‌ی ایکس نوعی نور است. در دستگاه اشعه‌ی ایکس پشت قسمتی از بدن که تصویربرداری می‌شود، یک صفحه‌ی حساس قرار می‌دهند. اشعه‌ی ایکس به بدن تابیده می‌شود، بخشی از آن توسط بافت‌ها و استخوان جذب شده و بقیه‌ی آن به صفحه‌ی حساس می‌رسد. با مشاهده و چاپ این صفحه می‌شود اندام‌های درونی بدن را مشاهده کرد
لیزر:
شاید اسم عمل لیزیک چشم را شنیده باشید. کسانی که از عینک استفاده می‌کنند، با استفاده از عملی که با لیزر است دیگر نیازی به عینک نخواهند داشت. لیزر در درمان بیماری‌های سرطان و در صنعت برای برش‌های دقیق به کار می‌رود. کاربردهای لیزر آن قدر زیاد است که هرچه بنویسیم هم کم نوشته‌ایم.
لیزر بر اساس ساختار اتم‌ها و ایجاد نور کار می‌کند. حتما دیده‌اید که وقتی جسمی را داغ می‌کنیم، به رنگ قرمز در می‌آید (نور قرمز تولید می‌کند). تغییر انرژی الکترون‌های اتم، نور با رنگ‌های مختلف را تولید می‌کند. لیزر هم نوعی نور است که با استفاده از اتم‌های پر انرژی تولید شده است. اما تفاوتش با نور مرئی در تک رنگ و متمرکز بودن است. یعنی لیزر فقط یک طول موج (رنگ) دارد و فقط در یک سمت می‌تواند حرکت کند. لیزرها می‌توانند از مواد جامد مثل یاقوت ساخته شوند، یا از گاز و مایع.
دستگاه اشعه‌ی ایکس:
اگر بخشی از بدن دچار شکستگی شده یا درد داشته باشد اما پزشک نتواند از روی ظاهر محل دقیق ناراحتی را مشخص کند، باید توسط دستگاه‌های عکس برداری پزشکی، عکس تهیه شود. دستگاه اشعه ایکس یکی از انواع دستگاه‌های تصویربرداری پزشکی است که می‌توان به وسیله‌ی آن از استخوان‌ها، رگ‌ها، غده‌ها و... عکس گرفت. قبل از اختراع اشعه‌ی ایکس برای فهمیدن مشکل بیمار باید از عمل جراحی استفاده می‌کردند.
اشعه‌ی ایکس نوعی نور است. در دستگاه اشعه‌ی ایکس پشت قسمتی از بدن که تصویربرداری می‌شود، یک صفحه‌ی حساس قرار می‌دهند. اشعه‌ی ایکس به بدن تابیده می‌شود، بخشی از آن توسط بافت‌ها و استخوان جذب شده و بقیه‌ی آن به صفحه‌ی حساس می‌رسد. با مشاهده و چاپ این صفحه می‌شود اندام‌های درونی بدن را مشاهده کرد.
حرف آخر
چشم ما به وسیله‌ی نور همه چیز را می‌بیند، پوست ما با نور زنده و شفاف است. گیاهان با نور زنده اند. نور است که به زمین حیات بخشیده. طبیعت از نور استفاده‌های فراوان کرده است و انسان‌ها با دیدن نور چیزهای زیادی را یاد گرفته و اختراع کرده اند. چند نمونه‌ی مهم و مشخص را با هم مرور کردیم. شما همه به دور و برتان نگاه کنید. ببینید چه چیزی با نور و اساس فیزیکی و علمی نور کار می‌کند. تلویزیون، مایکروفر، مهتابی و چراغ‌ها و هزار دستگاه و وسیله‌ی دیگر. علم نور، علم وسیعی است.
نویسنده: افروز ارزه گر
