توجیه انتشار نور توسط پلانک این گونه بود که در اثر تابش نور به اتم ها، اتم ها که دو قطبی هستند شروع به نوسان می کنند و در نوسان تشدیدی که فرکانس نور با فرکانس نوسان برابر می شود اتم نوری از خود تابش می کند که از این اتم به اتم دیگر اثر می کند و در نتیجه نور منتشر می شود. از این خاصیت در تولید لامپ بهره می برند.

نیوتون اعتقاد داشت که نور برای انتشار به محیط مادی نیاز دارد؛ زیرا خلاء را از ماده ای به نام اتر می دانست و جهت انتشار نور را همان جهت انتشار صوت می دانست و معتقد بود که نور به خط راست منتشر می شود و بر اساس شواهد اصل باز گشت نور را مطرح کرد که بعد از کشف ماهیت موجی نور این نظریه نقض شد زیرا بر اساس نظریه موجی نور در خلاء هم می تواند منتشر شود.

ü اصل باز گشت نور: اگر پرتوی نوری روی جسمی بازتاب داشته باشد و ما در انتهای خط باز تاب چشمه ی مجازی در نظر بگیریم و در جهت عکس پرتو را ادامه دهیم به چشمه ی حقیقی می رسیم.

برای نورچهار ماهیت تعریف کردند:

ماهیت ذره ای: نیوتون نور را ذرات کوچکی می دانست که از چشمه به صورت مستقیم نشر می شوند، و با وجود سایه این نظریه را به اثبات رساند.

ماهیت موجی: هویگنس نور را موجی تعریف کرد که به تمام جهات پخش می شود و با بکار بردن امواج اصلی و موجکهای ثانوی قوانین بازتاب و شکست را توجیه کرد و همچنین پدیده های تداخلی را به اثبات رساند.

ü نظریه مکملی نور:نور خاصیت دوگانه ی ذره ای و موجی دارد.

ماهیت الکترومغناطیسی: از نظر ماکسول نور ماهیت الکترومغناطیسی دارد.

ماهیت کوانتومی: از نظر پلانک و انیشتین و بور نور از کوانته هایی به نام فوتون تشکیل شده است.

سرعت نور در محیط های مختلف به حالت و خواص الکترومغناطیسی ماده وابسته است. بوسیله کاواک جسم سیاه تمام ناحیه طول موج های نور را میتوان تولید نمود، که مشهورترین آن نور سفید است که ترکیبی از سایر طول موج هاست و تک طول موج آنرا به وسیله ی لامپ های تخلیه الکتریکی می توان بدست آورد.

ابر نور: ذراتی که سرعتشان از سرعت نور بیشتر است که نه تنها نسبیت خاص را نقض نمی کند بلکه آنرا سازگارتر و هماهنگ تر می سازد.

ذرات به طورکلی سه دسته اند:

1- ذراتی که به سرعت نور نمی رسند.

2- فوتون ها که سرعت نور دارند.

3- تاکیون ها که سرعتی بیشتر از سرعت نور را دارند

ذرات این سه گروه به هم تبدیل نمی شوند؛ حد اقل تا علم امروزی این امر امکان پذیر نیست.در دنیایی که سرعت ذرات بیش یا بالاتر از سرعت نورباشد، اصل علیت نقض می شود، یعنی دیگر معلول وابسته به علت نیست و معلول زودتر از علت رخ می دهد.

سرعت نور

یکی از دقیقترین اندازه گیری های الکتریکی کمیت گذردهی الکتریکی در تراوایی مغناطیسی است که در مؤسسه ملی استاندارد هادر آمریکا بوسیله رزا (Roza) و درسی(Dorsey) انجام شد.

نحوه اندازه گیری سرعت نور توسط رزا(Roza):

 ایشان ظرفیت خازنی را که ابعاد فیزیکی آن دقیقا معلوم بود را از طریق محاسبه یافت. این ظرفیت در یکای الکتریسیته بدست آمد سپس با استفاده از پل و تستون ، ظرفیت همان خازن را در یکای الکترو مغناطیس یافت نسبت این دو مقدارظرفیت در یکای SI بصورت حاصلضرب گذردهی الکتریکی در تراوایی مغناطیسی داده شد نتیجه این اندازه گیری بسیار دقیق بود.

تاریخ اولین اندازه گیری سرعت نور:

رومر(Romer) اولین کسی بود که در سال 1676 با مطالعه گرفتگی ماه های برجیس سرعت نور را اندازه گرفت پژوهشگران متعددی بطور مستقیم سرعت انتشار نور را اندازه گرفته اند.نتایج این اندازه گیری ها با دخالت خطای آزمایش جواب واحدی را دنبال می کنند.

اما...

با پیشرفت الکترومغناطیس ماکسول طبق نظریات و معادلات خود جهت انتشار نور را جهت انتشار امواج الکترومغناطیس معرفی کرد که ساز گاری کاملی با پدیده های نوری داشت.

قوانین ماکسول:

1- قانون گاوس در الکتریسیته

2- قانون گاوس در مغناطیس

3- قانون القای فاراده

4- قانون تعمیم یافته آمپر

معادله ی 1و2در محیط های مادی غیر قابل استفاده اند ولی در3و4ثابت های خلا جای خود را به ضریب تراوایی مغناطیسی و گذر دهی الکتریکی می دهند و در نتیجه سرعت اتشار نور در محیط های مادی بدست می آید.

ü دقیق ترین سرعت نور توسط اوانسون و با استفاده از لیزر اندازه گیری شد.

با به کار بردن نسبت گذردهی الکتریکی محیط به خلا و ضریب تراوایی مغناطیسی محیط به خلا می توان سرعت نور را برحسب کمیات الکترومغناطیسی محیط نوشت(راستش خودمم این دو خط رو نفهمیدم)

اما انیشتین و پلانک که اصل مکملی را قبول داشتند نور را بسته های پر انرژی می دانستند و انتشار نور را از روی خواص موجی توجیه کردند.

سرعت و طول موج نور در محیط های مادی کمتر از این خصوصیات درخلا است.

ضریب شکست

در اپتیک خواص محیط توسط یک پارامتر که نسبت سرعت نور در خلا به سرعت آن در محیط مادی است، تعیین می شود که به آن ضریب شکست می گویند. ضریب شکست تنها کمیتی است که برای مطالعه ی رفتار نور در محیط مورد نیاز است.

اگر ضریب شکست یک محیط را در فاصله ی طی شده ی نور در زمانt ضرب کنیم، آنگاه عدد بدست آمده مسافت طی شده توسط نور در خلا در همان زمان خواهد بود:

nx₁=x₀=ct   , n=c/v₁   =>  x₁c/v₁=ct

که به این مسافت طول راه نوری می گویند.

با این کمیت می توان مسافت هایی را که نور در محیط های مختلف طی می کند را با هم مقایسه کرد.برای در نظر گرفتن فواصل زیاد در نجوم از سال نوری یا پارسک( یک پارسک 26/3 سال نوری) استفاده می شود.

ü برای محاسبه فاصله ها در منظومه ی شمسی ازAuکه معادل فاصله متوسط زمین از خورشید است استفاده می شود.

در محیط های جاذب نور ضریب شکست و سرعت ثابت نمی ماند و فرکانس نور در چنین محیط هایی تغییر می کند، برای بررسی این محیط ها ضریب جذبی را معرفی می کنیم.

در آنجایی که سرعت نور در محیط های مختلف متفاوت است تعیین مسیر پیشروی نور از میان محیط های مختلف مشکل است.

کاربرد مدرن انتشار نور:

اینکه مبنای تشخیص حالت بلورین ماده است یعنی بلور ماده ای است که قطبیدگی حاصل از میدان الکتریکی تنها ناشی از میدان الکتریکی نیست،بلکه به طریقی به جهت میدان هم بستگی دارد، پس نور ناهمسانگرد است.

انیشتین اثبات کرد که حاصلضرب سرعت انتشار همان سرعت گروه موجی فوتون است که همان سرعت انتشارش در محیط هاست.

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 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 نورچیست؟

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: