دو گانگی ماهيت نور

 

يادش بخير استاد بسيار خو بی به نام اقای دکتر نجات داشتيم سکه ای از جيبش در اورد رو به دانشجويان کرد وگفت اين چند تومانی است ما گفتيم ۱۰ تومان بعد روی ديگر سکه را نشا نمان داد گفت چند تومانی است و ما باز گفتيم ۱۰ تومان وی گفت ماهيت نور هم همينطور است و بنا برمو قعيت گاهی مانند ذره رفتار می کند وگاهی مانند موج.

انيميشين فوق بسادگی نوجوانان را با ماهيت دوگانه موج اشنا می کند از انجاييکه خون اشامها از نور نفرت دارند بعد از به کار افتادن راديومترها که نشان از وجود ذرات انرژی نورانی می داد دراکولا به وحشت می افتد  در پايان دوست بچه ها خرچنگ در حاليکه پرتوافکن را هنوز رو به دراکولا گرفته توضيح می دهد که نور مانند امواج اب حرکت کرده ودور می شوند

راديومتر(موتور خورشيدی):وسيله است که نشان می دهد پرتوهای نور از مجمو عه ای از ذرات هستند . اجزای اين وسيله عبارتند از ۱-حباب شيشه ای که در ان خلاء وجود دارد ۲- چهار پره مسطح که يک وجه ان سفيد وصيقلی و جه ديگر ان سياه وکدر است . وقتی فو تو نهای نور به اين پره ها ميتابد مانند برخورد گلوله به اين پره ها ضربه زده ونيروي خود را منتقل ميکنديعنی فوتونهای نور مانند گلوله جرم داردوذره است که دارای اندازه حرکت می باشد p

p=mv

 p=f.t (اندازه حرکت=ضربه)

از انجاييکه سطح سياه جدب کننده خوب نور وگسيل کننده خوب نور است و سطح سفيدمنعکس کننده خوب نور بدين ترتيب پره ها در اثر همين گسيل وانعکاس حرکت دورانی انجام می دهند.

           

 

ماهيت ذره ای بودن نور :

اسحاق نيوتن بنيان گذار مکانيک کلاسيک در سال ۱۶۷۲نظريه ذره ای بودن نور را ارائه داد وی معتقد بود که يک منبع نور ذرات  بينهايت نور را با سرعت ثابت روی خط راست گسيل می کند وهنگامی که اين ذرات به شبکيه چشم برخورد نمايند چشم قادر به ديدن خواهد بود وی برای اثبات نظريه خود ازمايش اتاق تاريک را انجام داد بعدها ماکس پلانک با انجام ازمايش اثر فتوالکتريک نظريه کوانتمی خود را بيان نمودکه طی ان اشعه ماورای بنفش با تابش روی صفحه فلزی قادر بود تعدادی الکترون از صفحه جدا کند  واين نشان ميداد که  انرژی گسيل شده به صورت بسته های انرژی (کوانتو مهای معين ) در اثر برخورد به الکترونها انرژی خود را به انها  ميدهد وانها را ازاد می کند بعدها انيشتين نيز فرمول انرژی درات نور ( فوتونها-  کوانتم های انرژی )را ارائه داد E=nhf و بدين ترتيب نطريه کوانتمی پلانک و فرمول انيشتين مهر تاييدی بر نظريه ذره ای نيوتن زدند

البته بزرگترين مشکل نظريه کوانتمی نور پديده های تداخل نور بود ونمی توانست علت بوجود امدن نقاط تاريک روی پرده را توصيف کند زيرا دو کوانتم نورانی يک جنس ويک ماهيت چطور در اثر تداخل با هم يکديگر را خنثی می کردند ونقاط تاريک بوجود می اوردند بدون انکه اصل بقای انرژی نقص شود. در اينجا بود که نظريه موجی نور پديرفتنی تر می نمود

نظريه موجی نور:

کريستيان هويگنس فيزيکدان هلندی ماهيت نور را موجی دانست وپخش وبازتابش نور نور وشکست نور را نشانه موجی بودن نور می دانست.سپس توماس يانگ با استفاده ازمايش پراش نور در شکاف مصاعف توانست طول موج نور را اندازه گيری نمايدوبين ترتيب ماهيت موجی نور نيز اثبات گرديد.

 

جنس امواج نور:

امواج نور از نوع امواج الکترو مغناطيسی است که برای انتشار احتياج به محيط مادی ندارد يک موج الکتر مغناطيسی ترکيبی است از دو ميدان عمود برهم الکتريکی  و مغناطيسی که در شکل زير به ترتيب با موجهای زرد رنگ و ابی رنگ نشان داده شده است:

 خواص امواج الکترو مغناطيسی نور:

۱- نوردر خلاء دارای سرعت ثابت ۳۰۰۰۰۰کيلومتر برساعت هستند که بالاترين سرعت است

۲- نورهای مختلف  دارای طول موجهای مختلف وشدت نور متفاوت هستند

۳-سرعت نور درمحيط های شفاف مختلف تغيير ميکند

طيف الکترومغناطيسی نور سفيد:

همانطور که در شکل زير ديده می شود نور قرمز دارای بيشترين طول موج۷۰۰نانومتر ونور بنفش دارای کمترين طول موج ۴۰۰ نانومتر می باشند

 

=

c / f

 همانطور که در فرمول فوق می بينيد هر چقدر طول موج کمتر  بسامد يا فرکانس بيشتر است وطبق فرمول  انرژی فوتونهای نور انيشتين  E=nhf انرژی نيز بيشتر خواهد شد به همين علت پرتوهای نوری بنفش پر انرژی تر از پرتوهای نور قرمز هستند   (n=تعداد فوتونهاو h=ثابت پلانک هست)