در حال ویرایش نور

پرش به: ناوبری، جستجو

هشدار: شما وارد نشده‌اید. نشانی آی‌پی شما برای عموم قابل مشاهده خواهد بود اگر هر تغییری ایجاد کنید. اگر وارد شوید یا یک حساب کاربری بسازید، ویرایش‌هایتان به نام کاربری‌تان نسبت داده خواهد شد، همراه با مزایای دیگر.

این ویرایش را می‌توان خنثی کرد. لطفاً تفاوت زیر را بررسی کنید تا تأیید کنید که این چیزی است که می‌خواهید انجام دهید، سپس تغییرات زیر را ذخیره کنید تا خنثی‌سازی ویرایش را به پایان ببرید.
نسخهٔ فعلی متن شما
سطر ۲۵: سطر ۲۵:
 
== خواص نور ==
 
== خواص نور ==
  
نور می‌تواند در خلا انتقال یابد وعاملی مادی لازم ندارد که سوار برآن سیر کند . دراین عبارتتفاوت مشخصی میان نور و صوت می بینیم صوت پدیده کاملا متمایزی است ، پدیده ای است  
+
نور می تواند در خلا انتقال یابد وعاملی مادی لازم ندارد که سوار برآن سیر کند . دراین عبارتتفاوت مشخصی میان نور و صوت می بینیم صوت پدیده کاملا متمایزی است ، پدیده ای است  
 
که به محیطی مانند هوا، آب، یا مواد جامدی نیاز دارد تا در آن سیر کند . از این گذشته سرعتصوت در مقایسه با سرعت نور (ودیگر انواع تابش الکترو مغناطیسی ) بسیار کم است. سرعت سیر صوت در هوا تقریباً 700 مایل(1120 کیلو متر) در ساعت است، حال آنکه سرعت نور بسیار زیاد تر است.
 
که به محیطی مانند هوا، آب، یا مواد جامدی نیاز دارد تا در آن سیر کند . از این گذشته سرعتصوت در مقایسه با سرعت نور (ودیگر انواع تابش الکترو مغناطیسی ) بسیار کم است. سرعت سیر صوت در هوا تقریباً 700 مایل(1120 کیلو متر) در ساعت است، حال آنکه سرعت نور بسیار زیاد تر است.
  
در سال 1610 گالیله یکی از نخستین تلسکوپ ها را ساخت وتوانست به کمک آن چهار قمر مشتری را رصد کند . دوره گردش این قمر ها که به وسیله او ثبت شده عبارتند از: یو، 1.769 روز؛ اوروپ،3.551روز؛گانیمد،7.155 روز؛ وگالیتسو،16.689روز. اقمار مشتری را می‌توان به صورت عقربه های ساعت(ساعتی چهار عقربه ای)تجسم کرد ودر هر موقع با توجه به مواضع آنها، زمان را معین کرد .در سال 1675 ، اوله رومر، اخترشناس دانمارکی متوجه شد که استفاده از اقمار مشتری به عنوان یک ساعت طبیعی برای کشتیرانی در دریا موثر است. در آن ایام هیچ ساعتی وجود نداشت که در کشتی متلاطم زمان دقیق را به دریانوردان نشان دهد . برای دریا نوردی دانستن زمان دقیق لازم است . اگر دریا نوردی که در حال کشتیرانی بود می‌توانست قمر های مشتری را در بخش معینی از سال رصد کند، واگر حرکت این اقمار مانند عقربه های ساعت منظم بود ، او می‌توانست زمان را مشخص کند . رومر ، از رصد خانه اش که در خشکی مستقر بود، رصد های گالیه را با دقت بیشتر تکرار کرد و این کار را با دور گردش" یو" آغاز کرد . او زمانهای متوالی " یو " گرفتگی یعنی مدت زمانهایی را که یو ضمن گدش خود بر پشت مشتری قرار می گرفت ثبت کرد . رومرر از موضع خود(بر روی زمین)در نزدیکی Eo چند گvدش یو را رصد کرد و میانگین نتایج کار خود را ، مانند هر راصد ماهری، محاسبه کرد. حال ، اگر آنطور که رومر انتضار داشت، گردش یو منظم (همواره ا دوره گردش یکسان) بود، او می‌توانست " یو" گرفتگی دیگری را، مثلاً از موضع زمین درE5 ، پیشگویی کند. اما وی توفیقی به دست نیاورد ودر مقایسه با زمان پیشگویی او ، یو گرفتگی 1000 ثانیه بعد صورت می گرفت . رومر بعداً پی برد که موضع او درE5 ، نسبت به وقتی که در E1 است، از مشتری بسیار دورتر دیده می شود . وی نتیجه گرفت که تاخیر 1000 ثانیه ای باید مربوط به این واقعیت باشد که نور مسافت بیشتری را طی می کند تا سیپنال گرفتگی را به مقصد برساند . اگر رومر می دانست که قطر اطول مدار زمین 299،330،000 کیلو متر است می‌توانست سرعت سیر نور ا به صورت زیر محاسبه کند؛
+
در سال 1610 گالیله یکی از نخستین تلسکوپ ها را ساخت وتوانست به کمک آن چهار قمر مشتری را رصد کند . دوره گردش این قمر ها که به وسیله او ثبت شده عبارتند از: یو، 1.769 روز؛ اوروپ،3.551روز؛گانیمد،7.155 روز؛ وگالیتسو،16.689روز. اقمار مشتری را می توان به صورت عقربه های ساعت(ساعتی چهار عقربه ای)تجسم کرد ودر هر موقع با توجه به مواضع آنها، زمان را معین کرد .در سال 1675 ، اوله رومر، اخترشناس دانمارکی متوجه شد که استفاده از اقمار مشتری به عنوان یک ساعت طبیعی برای کشتیرانی در دریا موثر است. در آن ایام هیچ ساعتی وجود نداشت که در کشتی متلاطم زمان دقیق را به دریانوردان نشان دهد . برای دریا نوردی دانستن زمان دقیق لازم است . اگر دریا نوردی که در حال کشتیرانی بود می توانست قمر های مشتری را در بخش معینی از سال رصد کند، واگر حرکت این اقمار مانند عقربه های ساعت منظم بود ، او می توانست زمان را مشخص کند . رومر ، از رصد خانه اش که در خشکی مستقر بود، رصد های گالیه را با دقت بیشتر تکرار کرد و این کار را با دور گردش" یو" آغاز کرد . او زمانهای متوالی " یو " گرفتگی یعنی مدت زمانهایی را که یو ضمن گدش خود بر پشت مشتری قرار می گرفت ثبت کرد . رومرر از موضع خود(بر روی زمین)در نزدیکی Eo چند گvدش یو را رصد کرد و میانگین نتایج کار خود را ، مانند هر راصد ماهری، محاسبه کرد. حال ، اگر آنطور که رومر انتضار داشت، گردش یو منظم (همواره ا دوره گردش یکسان) بود، او می توانست " یو" گرفتگی دیگری را، مثلاً از موضع زمین درE5 ، پیشگویی کند. اما وی توفیقی به دست نیاورد ودر مقایسه با زمان پیشگویی او ، یو گرفتگی 1000 ثانیه بعد صورت می گرفت . رومر بعداً پی برد که موضع او درE5 ، نسبت به وقتی که در E1 است، از مشتری بسیار دورتر دیده می شود . وی نتیجه گرفت که تاخیر 1000 ثانیه ای باید مربوط به این واقعیت باشد که نور مسافت بیشتری را طی می کند تا سیپنال گرفتگی را به مقصد برساند . اگر رومر می دانست که قطر اطول مدار زمین 299،330،000 کیلو متر است می توانست سرعت سیر نور ا به صورت زیر محاسبه کند؛
  
 
299.330000Km/1000sec=299330Km/sec
 
299.330000Km/1000sec=299330Km/sec
سطر ۳۴: سطر ۳۴:
 
گرچه رومر ظاهراً در ساختن ساعت منظمی از قمر های مشتری توفیقی به دست نیاورد ، اما، مبنایی برای یافتن سرعت نور بر پا کرد مشروط بر آنکه فاصله سر تاسر مدار زمین دقیقتر معلوم باشد.
 
گرچه رومر ظاهراً در ساختن ساعت منظمی از قمر های مشتری توفیقی به دست نیاورد ، اما، مبنایی برای یافتن سرعت نور بر پا کرد مشروط بر آنکه فاصله سر تاسر مدار زمین دقیقتر معلوم باشد.
  
ما معمولاً سرعت اشیا را بر حسب کیلو متر بر ساعت اندازه می گیریم ، بنابراین در نخستین وهله درست متوجه نمی شویم که سرعت سیر نور چقدر است . از این و سرعت سیر نور بر حسب کیلو متر بر ثانیه اندازه گیری می شود . شاید یک مسافرت تخیلی در این امر مارا یاری کند. فرض کنید بر سفینه ای سوارید که می‌تواند با موشک سرعت نا محدودی پیدا کند. در این صورت ، وقتی موشک به راه اُفتد می‌تواند سرعتی برابر با 300000 کیلو متر بر ثانیه به دست آورد . با چنین سرعتی می‌توان در یک ثانیه هفت بار استوای زمین را دور زد . اگر بتوانید چنین سرعتی را بفهمید ، خواهید توانست از ابعاد عالم درکی به دست آورید، زیرا واحد طولی که برای اندازه گیری فواصل کهکشانها وستارگان به کار می رود ، مستقیماً به سرعت نور بستگی دارد چون نور مسافت  تقریبا 300000 کیلومتررا در یک ثانیه طی می کند وهردقیقه 60 ثانیه است ، پس در یک دقیقه مسافت 300000×60 کیلومتر ودر یک ساعت مسافت 60 × 60×300000 کیلومترودر یک روز مسافت 24×60×60×300000 کیلومتر ، وبالا خره در یک سال 25ر365×24×60×60×300000 کیلومتر را طی می کند . مسافتی که نور طی یک سال می پیماید، حاصل همین ضرب اخیر خواهد بود ؛ این مسافت رایک سال نوری می نامند.
+
ما معمولاً سرعت اشیا را بر حسب کیلو متر بر ساعت اندازه می گیریم ، بنابراین در نخستین وهله درست متوجه نمی شویم که سرعت سیر نور چقدر است . از این و سرعت سیر نور بر حسب کیلو متر بر ثانیه اندازه گیری می شود . شاید یک مسافرت تخیلی در این امر مارا یاری کند. فرض کنید بر سفینه ای سوارید که می تواند با موشک سرعت نا محدودی پیدا کند. در این صورت ، وقتی موشک به راه اُفتد می تواند سرعتی برابر با 300000 کیلو متر بر ثانیه به دست آورد . با چنین سرعتی می توان در یک ثانیه هفت بار استوای زمین را دور زد . اگر بتوانید چنین سرعتی را بفهمید ، خواهید توانست از ابعاد عالم درکی به دست آورید، زیرا واحد طولی که برای اندازه گیری فواصل کهکشانها وستارگان به کار می رود ، مستقیماً به سرعت نور بستگی دارد چون نور مسافت  تقریبا 300000 کیلومتررا در یک ثانیه طی می کند وهردقیقه 60 ثانیه است ، پس در یک دقیقه مسافت 300000×60 کیلومتر ودر یک ساعت مسافت 60 × 60×300000 کیلومترودر یک روز مسافت 24×60×60×300000 کیلومتر ، وبالا خره در یک سال 25ر365×24×60×60×300000 کیلومتر را طی می کند . مسافتی که نور طی یک سال می پیماید، حاصل همین ضرب اخیر خواهد بود ؛ این مسافت رایک سال نوری می نامند.
  
 
حاصلضرب این اعداد چیزی در حدود 5ر9 تریلیون (9،500،000،000،000) کیلومتر بر سال می شود. آلفا قنطورس ، نزدیکترین ستاره به زمین ، 3ر4 سال نوری از زمین فاصله دارد؛
 
حاصلضرب این اعداد چیزی در حدود 5ر9 تریلیون (9،500،000،000،000) کیلومتر بر سال می شود. آلفا قنطورس ، نزدیکترین ستاره به زمین ، 3ر4 سال نوری از زمین فاصله دارد؛
سطر ۴۱: سطر ۴۱:
 
بر قله کوه ویلسوندر کالیفرنیا وبخشی دیگر را در قله کوه سن آنتونیو، به فاصله تقریبی 4ر35 کیلومتر ، مستقر کرد. اندازه گیری فاصله یک قله کوه از قله کوه دیگر کار آسانی نیست ؛امایک گروه مساحی زمین امریکایی با استفاده دقیق از روشهای مساحی استاندارد توانستند فاصله  میان دو محل استقرار وسایل آزمایش را با خطای تقریبی کمتر از یک اینچ اندازه گیری کنند.
 
بر قله کوه ویلسوندر کالیفرنیا وبخشی دیگر را در قله کوه سن آنتونیو، به فاصله تقریبی 4ر35 کیلومتر ، مستقر کرد. اندازه گیری فاصله یک قله کوه از قله کوه دیگر کار آسانی نیست ؛امایک گروه مساحی زمین امریکایی با استفاده دقیق از روشهای مساحی استاندارد توانستند فاصله  میان دو محل استقرار وسایل آزمایش را با خطای تقریبی کمتر از یک اینچ اندازه گیری کنند.
  
وسیله ای که مایکلسن توانست به آن وسیله زمان رسیدن نور ازیک قله به قله دیگر و بازگشت آن را اندازه گیری کند آینه ای بود که موتوری آن را می چرخانید . این موتور می‌توانست آینه را باهر سرعت مطلوبی بچرخاند. منبع نور درخشانی برسطح آینه A ، یکی از هشت آینه نصب شده برچرخی هشت وجهی، می تابید آینه چرخان ابتدا، در حالت سکون وطوری قرار گرفت بود که سطح A نور را به یک آینه تخت واقع بر کوه سن آنتونیو باز می تاباند واین آینه تخت نور را به سطح C واز آنجا به منظره یاب باز می گرداند . وقتی که چرخ می چرخید، سرعت آن طوری میزان شده بود که درخش نور ارسالی از سطح A باید د سطح B دریافت می شد، یعنی در فاصله زمانی که درخش نور مسافت رفتن به قله سن آنتونیو وبازگشت از آنجا را می پیمود ، چرخ یک هشتم دور چرخیده بود . طول این فاصله رفت و برگشت 70.7738 کیلومتر و آهنگ چرخش چرخ 3529.37 دور در ثانیه بود. بنابراین محاسبه سرعت به صورت زیر درمی آمد:
+
وسیله ای که مایکلسن توانست به آن وسیله زمان رسیدن نور ازیک قله به قله دیگر و بازگشت آن را اندازه گیری کند آینه ای بود که موتوری آن را می چرخانید . این موتور می توانست آینه را باهر سرعت مطلوبی بچرخاند. منبع نور درخشانی برسطح آینه A ، یکی از هشت آینه نصب شده برچرخی هشت وجهی، می تابید آینه چرخان ابتدا، در حالت سکون وطوری قرار گرفت بود که سطح A نور را به یک آینه تخت واقع بر کوه سن آنتونیو باز می تاباند واین آینه تخت نور را به سطح C واز آنجا به منظره یاب باز می گرداند . وقتی که چرخ می چرخید، سرعت آن طوری میزان شده بود که درخش نور ارسالی از سطح A باید د سطح B دریافت می شد، یعنی در فاصله زمانی که درخش نور مسافت رفتن به قله سن آنتونیو وبازگشت از آنجا را می پیمود ، چرخ یک هشتم دور چرخیده بود . طول این فاصله رفت و برگشت 70.7738 کیلومتر و آهنگ چرخش چرخ 3529.37 دور در ثانیه بود. بنابراین محاسبه سرعت به صورت زیر درمی آمد:
  
 
پس با آزمایش مایکلسن سرعت نور  299724Km/s یا تقریباً 300000Km/s به دست آمد. البته این آزمایش در خلأ انجام نشده بود، وبنابراین نتیجه آن سرعت نوررا در هوای نزدیکی سطح زمین نشان می داد. مقدار مورد قبول بین المللی سرعت نور تنها اندکی بیشتر، یعنی 299792.485Km/s است. این رقم تنها سرعت نور در خلأ نیست، بلکه سرعت امواج رادیویی، پرتوهای فروسرخ، فرابنفش، پرتوهای ایکس و پرتو های گاما نیزهمین مقداراست.<ref name="multiple">کتاب نجوم دینامیکی/نوشته رابرت تی. دیکس.ن / ترجمه احمد خواجه نصیر طوسی</ref>
 
پس با آزمایش مایکلسن سرعت نور  299724Km/s یا تقریباً 300000Km/s به دست آمد. البته این آزمایش در خلأ انجام نشده بود، وبنابراین نتیجه آن سرعت نوررا در هوای نزدیکی سطح زمین نشان می داد. مقدار مورد قبول بین المللی سرعت نور تنها اندکی بیشتر، یعنی 299792.485Km/s است. این رقم تنها سرعت نور در خلأ نیست، بلکه سرعت امواج رادیویی، پرتوهای فروسرخ، فرابنفش، پرتوهای ایکس و پرتو های گاما نیزهمین مقداراست.<ref name="multiple">کتاب نجوم دینامیکی/نوشته رابرت تی. دیکس.ن / ترجمه احمد خواجه نصیر طوسی</ref>
سطر ۵۶: سطر ۵۶:
 
=== ماهیت موجی ===
 
=== ماهیت موجی ===
 
    
 
    
همه ما با الگوی موج که با انداختن سنگی در یک برکة آرام آب ایجاد می شود، آشناییم. در این عمل انرژی حاصل از سقوط سنگ به آب منتقل می شود، در سطح آب تغیر شکل ایجاد می کند، و این تغییر شکل به صورت موج در تمام جهات به بیرون (کناره های برکه)‌منتشر می شود. مولکول های آب متناوباً و به نحو بسیار بارز و قابل پیشگویی، بالا و پایین می روند، به این ترتیب مقداری از انرژی سقوط سنگ به جسم کوچکی مانند یک قایق کوچک اسباب بازی که در حاشیه ای از سطح آب قرار گرفته است می رسد، و سبب بالا و پایین رفتن آن می شود. این عمل نشان می دهد که چگونه انرژی به وسیله امواج از نقطه ای به نقطه ی دیگر منتقل می شود. نور هم کمیتی است که بر اثر نوسان (بالا و پایین رفتن)‌ ذرات باردار ایجاد می شود، اما انتقال آن از نقطه ای به نقطه ی دیگر سبب بالا و پایین رفتن ذرات نمی شود. این امر بدیهی است، زیرا نور در خلأ هم سیر می کند که در آنجا ذراتی وجود ندارد.  
+
همه ما با الگوی موج كه با انداختن سنگی در یك بركة آرام آب ایجاد می شود، آشناییم. در این عمل انرژی حاصل از سقوط سنگ به آب منتقل می شود، در سطح آب تغیر شكل ایجاد می كند، و این تغییر شكل به صورت موج در تمام جهات به بیرون (كناره های بركه)‌منتشر می شود. مولكول های آب متناوباً و به نحو بسیار بارز و قابل پیشگویی، بالا و پایین می روند، به این ترتیب مقداری از انرژی سقوط سنگ به جسم كوچكی مانند یك قایق كوچك اسباب بازی كه در حاشیه ای از سطح آب قرار گرفته است می رسد، و سبب بالا و پایین رفتن آن می شود. این عمل نشان می دهد كه چگونه انرژی به وسیله امواج از نقطه ای به نقطه ی دیگر منتقل می شود. نور هم كمیتی است كه بر اثر نوسان (بالا و پایین رفتن)‌ ذرات باردار ایجاد می شود، اما انتقال آن از نقطه ای به نقطه ی دیگر سبب بالا و پایین رفتن ذرات نمی شود. این امر بدیهی است، زیرا نور در خلأ هم سیر می كند كه در آنجا ذراتی وجود ندارد.  
  
بنابراین، وقتی که از ماهیت موجی نور سخن می گوییم، منظورمان توالی تغییرات مغناطیسی و الکتریکی و نمایش منحنی این تغییرات است که به صورت نور جلوه می کند.
+
بنابراین، وقتی كه از ماهیت موجی نور سخن می گوییم، منظورمان توالی تغییرات مغناطیسی و الكتریكی و نمایش منحنی این تغییرات است كه به صورت نور جلوه می كند.
  
شاید پدیدة باردار شدن الکتریکی را در وقتی که روی یک فرش راه می روید تجربه کرده باشید. جسم کوچکی را در نظر بگیرید که باردار شده و در حال سکون است، فضای اطراف این جسم باردار ("منطقه نفوذ" آن) را می‌توان به صورت یک میدان تلقی کرد. هرگاه ذره (آزمون)‌ بار دیگری به این میدان وارد شود، نیروی ثابتی بر آن وارد می آید. اگر بار ذره آزمون مانند بار ذرات ثابت باشد، مثلاً هر دو مثبت باشند، بر ذره آزمون نیروی، دافعه ( رانش) وارد می آید و اگر بار ذره آزمون مخالف (ناهمنام) بار ذره ثابت باشد، بر آن نیروی جاذبه (ربایشی) وارد خواهد آمد. حال اگر ذره اول، نوسان کند، ذره آزمون دستخوش یک میدان متغیر می شود و با به نوسان درآمدن به این تاثیر پاسخ می دهد.  
+
شاید پدیدة باردار شدن الكتریكی را در وقتی كه روی یك فرش راه می روید تجربه كرده باشید. جسم كوچكی را در نظر بگیرید كه باردار شده و در حال سكون است، فضای اطراف این جسم باردار ("منطقه نفوذ" آن) را می توان به صورت یك میدان تلقی كرد. هرگاه ذره (آزمون)‌ بار دیگری به این میدان وارد شود، نیروی ثابتی بر آن وارد می آید. اگر بار ذره آزمون مانند بار ذرات ثابت باشد، مثلاً هر دو مثبت باشند، بر ذره آزمون نیروی، دافعه ( رانش) وارد می آید و اگر بار ذره آزمون مخالف (ناهمنام) بار ذره ثابت باشد، بر آن نیروی جاذبه (ربایشی) وارد خواهد آمد. حال اگر ذره اول، نوسان كند، ذره آزمون دستخوش یك میدان متغیر می شود و با به نوسان درآمدن به این تاثیر پاسخ می دهد.  
  
به این ترتیب قسمتی از انرژی ذره ای در حال نوسان  به ذره دیگر منتقل می شود، بدون آن که ماده ای مابین آن دو وجود داشته باشد. این مدل ناقصی است از سیر نور در فضای خالی. برای کامل شدن این مدل باید بدانیم که وقتی یک میدان الکتریکی متغیر ایجاد می شود، یک میدان مغناطیسی متغیر به همراه دارد. این دو میدان همیشه لازم و ملزوم یکدیگرند. برای تجسم میدان مغناطیسی متغیر، یک میلة مغناطیسی را با یک دست بگیرید و یک قطبنما را به آن نزدیک کنید. در این حال میلة مغناطیسی را به جلو و عقب بچرخانید. با این کار یک میدان مغناطیسی متغیر برقرار می شود که حرکت عقربه قطبنما آثار آن را معلوم می کند. در اینجا نیز می بینیم که مقداری از انرژی مغناطیسی در حال نوسان به قطبنما منتقل می شود. حتی اگر ماده ای مابین آن دو وجود نداشته باشد. اکنون تصویر کامل تری از نور داریم، یعنی نور را به صورت یک آشفتگی الکترومغناطیسی تجسم می کنیم. این آشفتگی الکترومغناطیسی با یک بار در حال نوسان ایجاد می شود که به طور همزمان یک میدان الکتریکی متغیر و یک میدان مغناطیسی متغیر به وجود می‌آورد. چون مؤلفة الکتریکی موج عامل همة آثار نوری است، و چون مؤلفة مغناطیسی همواره با میدان متغیر الکتریکی توأم است، از این پس ما فقط از مؤلفة الکتریکی سخن می گوییم.
+
به این ترتیب قسمتی از انرژی ذره ای در حال نوسان  به ذره دیگر منتقل می شود، بدون آن كه ماده ای مابین آن دو وجود داشته باشد. این مدل ناقصی است از سیر نور در فضای خالی. برای كامل شدن این مدل باید بدانیم كه وقتی یك میدان الكتریكی متغیر ایجاد می شود، یك میدان مغناطیسی متغیر به همراه دارد. این دو میدان همیشه لازم و ملزوم یكدیگرند. برای تجسم میدان مغناطیسی متغیر، یك میلة مغناطیسی را با یك دست بگیرید و یك قطبنما را به آن نزدیك كنید. در این حال میلة مغناطیسی را به جلو و عقب بچرخانید. با این كار یك میدان مغناطیسی متغیر برقرار می شود كه حركت عقربه قطبنما آثار آن را معلوم می كند. در اینجا نیز می بینیم كه مقداری از انرژی مغناطیسی در حال نوسان به قطبنما منتقل می شود. حتی اگر ماده ای مابین آن دو وجود نداشته باشد. اكنون تصویر كامل تری از نور داریم، یعنی نور را به صورت یك آشفتگی الكترومغناطیسی تجسم می كنیم. این آشفتگی الكترومغناطیسی با یك بار در حال نوسان ایجاد می شود كه به طور همزمان یك میدان الكتریكی متغیر و یك میدان مغناطیسی متغیر به وجود می‌آورد. چون مؤلفة الكتریكی موج عامل همة آثار نوری است، و چون مؤلفة مغناطیسی همواره با میدان متغیر الكتریكی توأم است، از این پس ما فقط از مؤلفة الكتریكی سخن می گوییم.
  
در یک قایق چگونه می شود متوجه شد که سنگی در آب افتاده است؟ از انرژی دریافتی که آن را بالا و پایین می برد. ما چگونه می دانیم که ستاره ای وجود دارد؟ با دریافت انرژی از ستاره و برهم کنشی که با چشم ما دارد. این انرژی در قالب امواج الکترومغاطیسی از ستاره به چشم ما انقال می یابد. چشم ما سیگنالی به مغز می فرستد و ما می گوییم "‌ستاره را می بینیم."
+
در یك قایق چگونه می شود متوجه شد كه سنگی در آب افتاده است؟ از انرژی دریافتی كه آن را بالا و پایین می برد. ما چگونه می دانیم كه ستاره ای وجود دارد؟ با دریافت انرژی از ستاره و برهم كنشی كه با چشم ما دارد. این انرژی در قالب امواج الكترومغاطیسی از ستاره به چشم ما انقال می یابد. چشم ما سیگنالی به مغز می فرستد و ما می گوییم "‌ستاره را می بینیم."
  
بار دیگر یادآور می شویم که نور تنها بخش کوچکی از طیف الکترومغناطیس به شمار می آید، که شامل تابش رادیویی، گرمایی (فروسرخ)، فرابنفش،‌ پرتوهای ایکس، و پرتوهای گاماست.عامل اختلاف این تابش ها چیست؟ این عامل طول موج آن هاست. می‌توانیم که طول موج در میدان الکتریکی متغیر را به صورت فاصلة آشفتگی تلقی کنیم که یک نوسان کامل، مثلاً قلة یک موج به قلة دیگر، طی می کند. همچنین یادآور می شویم که همة انواع آشفتگی الکترومغناطیسی در فضای خالی با سرعت تقریباً 300000 کیلومتر بر ثانیه سیر می کنند؛ از این رو، اگر یک موج رادیویی در یک سیکل فاصله 1000 متر را طی می‌کند، سیکل و فاصله 300,000,000 متر را در یک ثانیه طی کند، تعداد سیکل های آن در هر ثانیه 1000/300,000,000 یعنی ثانیه/سیکل 300000 خواهد بود که آن را بسامد (فرکانس) آشفتگی موج می نامند. بنابراین، هر جا که بحثی از طول موج به میان می آید، می‌توانید از تقسیم سرعت نور بر طول موج (البته، با واحد های یکسان) بسامد موج را محاسبه کنید.
+
بار دیگر یادآور می شویم كه نور تنها بخش كوچكی از طیف الكترومغناطیس به شمار می آید، كه شامل تابش رادیویی، گرمایی (فروسرخ)، فرابنفش،‌ پرتوهای ایكس، و پرتوهای گاماست.عامل اختلاف این تابش ها چیست؟ این عامل طول موج آن هاست. می توانیم كه طول موج در میدان الكتریكی متغیر را به صورت فاصلة آشفتگی تلقی كنیم كه یك نوسان كامل، مثلاً قلة یك موج به قلة دیگر، طی می كند. همچنین یادآور می شویم كه همة انواع آشفتگی الكترومغناطیسی در فضای خالی با سرعت تقریباً 300000 كیلومتر بر ثانیه سیر می كنند؛ از این رو، اگر یك موج رادیویی در یك سیكل فاصله 1000 متر را طی میكند، سیكل و فاصله 300,000,000 متر را در یك ثانیه طی كند، تعداد سیكل های آن در هر ثانیه 1000/300,000,000 یعنی ثانیه/سیكل 300000 خواهد بود كه آن را بسامد (فركانس) آشفتگی موج می نامند. بنابراین، هر جا كه بحثی از طول موج به میان می آید، می توانید از تقسیم سرعت نور بر طول موج (البته، با واحد های یكسان) بسامد موج را محاسبه كنید.
  
طول موج های سیگنال هایی را که روی امواج رادیوییAM دریافت می کنیم، در گسترة 200 تا 500 متر قرار دارند، در حالی که رادیو آماتور، نوعاً از طول موج های 2 تا 160 متر استفاده می کند. رادیو اخترشناسان به خصوص به امواج رادیویی ما بین 0.001 متر  (1میلیمتر) و ا متر علاقه مندند.طول موج نورهای مرئی بسیار کوتاه و در گستره 10-7×4 تا 10-7×7  قرار دارد و طول موج تابش های فرابنفش، پرتوهای ایکس و گاما از این هم کوتاه ترند. <ref name="multiple">کتاب نجوم دینامیکی/نوشته رابرت تی. دیکس.ن / ترجمه احمد خواجه نصیر طوسی</ref>
+
طول موج های سیگنال هایی را كه روی امواج رادیوییAM دریافت می كنیم، در گسترة 200 تا 500 متر قرار دارند، در حالی كه رادیو آماتور، نوعاً از طول موج های 2 تا 160 متر استفاده می كند. رادیو اخترشناسان به خصوص به امواج رادیویی ما بین 0.001 متر  (1میلیمتر) و ا متر علاقه مندند.طول موج نورهای مرئی بسیار كوتاه و در گستره 10-7×4 تا 10-7×7  قرار دارد و طول موج تابش های فرابنفش، پرتوهای ایكس و گاما از این هم كوتاه ترند. <ref name="multiple">کتاب نجوم دینامیکی/نوشته رابرت تی. دیکس.ن / ترجمه احمد خواجه نصیر طوسی</ref>
  
  
 
=== ماهیت دوگانه نور ===
 
 
تا کنون از چند آزمایش(قطبش،پراش)یاد کردیم که می‌توان آنها را به کمک ماهیت موجی نور به آسانی توضیح داد.اما بعضی آزمایش ها مستلزم توضیحی از نوع دیگر است.یکی از این ازمایش ها را می‌توان با استفاده از الکتروسکوپی انجام داد که یک ورقه ی پاکیزه ای از فلز روی به نوک آن متصل است.الکتروسکوپ وسیله ای است که با آن می‌توان وجود بار الکتریکی را اشکار ساخت.هرگاه بار الکتریکی بر صفحه ی روی موجود نباشد برگه های الکتروسکوپ با هم به پایین می افتند،اما اگر ورقه ی روی باردار شود این بار به ورقه های الکتروسکوپ منتقل می‌شود و بارهای همنامی پیدا می کنند؛در نتیجه یکدیگر را می رانند و از هم جدا می شوند.
 
 
فرض کنید به ورقه ی روی بار منفی(الکترونهای اضافی)داده باشیم،و دو برگه ی فلزی الکتروسکوپ از هم جدا شده باشند.اگر در این حالت نور فرابنفش بر این ورقه تابانده شود خواهیم دید که برگه ها پایین می افتند و به جای اول خود بازمیگردند.این امر حاکی از آن است که الکترونها به خارج صفحه رانده شده اند و با خروج الکترونهای اضافی الکتروسکوپ بدون بار شده است.برای توضیح این پدیده که اثر فوتوالکتریک نامیده می شود،باید بدانیم که نور نه تنها مانند موج عمل می‌کند،بلکه رفتاری ذره مانند نیز دارد.ذرات نور،به نام فوتون، می‌توانند الکترونها را از سطح ورقه ی روی آزاد کنند.این ذرات برخلاف ذرات معمولی که می‌توان آنها را با ترازو وزن کرد و جرمشان را به دست اورد،فاقد جرم سکون اند و به اصطلاح جرم سکونشان صفر است.به بیان دیگر،فقط وقتی که این ذرات در حال حرکت باشند مشخصه ی جرم گونه ای دارند.فوتونها را به صورت"بسته هایی"از انرژی می‌توان تلقی کرد که با سرعت نور سیر می کنند.کیفیت جرم گونه ی این ذرات از این طریق با انرژی انها برابری می کند که: انرژی یک تک فوتون با عکس طول موج آن متناسب است.به این ترتیب،فوتونهایی که با طول موجهای کوتاهتر مشخص می شوند حامل انرژی بیشتری اند.مثلا نور فرابنفش،به ازای هر فوتون،انرژی بیشتری از نور آبی دارد.نور آبی را با هر شدتی به صفحه ی الکتروسکوپ بتابانیم هیچ الکترونی را آزاد نخواهد کرد،اما اگر نور فرابنفش به این صفحه بتابد الکترونهای آن بیرون می جهند.بدیهی است که فوتونهای نور فرابنفش حامل انرژی کافی برای آزاد کردن الکترون است،در حالی که فوتونهای نور آبی برای انجام این کار،انرژی ندارند.
 
 
برای توضیح بیشتر این مطلب که فوتونهای امواج کوتاه انرژی بیشتری به همراه دارند،پرتوهای x  را در نظر بگیرید.این پرتوها از بخشهای گوشتی بدن، به آسانی میگذرند درحالی که نور سفید معمولی از آن عبور نمی‌کند.اگر نور فقط رفتار موج گونه ای می داشت،مانند ذرات عمل نمی کرد و توضیح اثر فوتو الکتریک امکانپذیر نبود.
 
 
ایا ممکن است که ماده به طور کلی دارای چنین ماهیت دوگانه ای باشد،یعنی در آن واحد هم ماهیت موجی و هم ماهیت ذره ای داشته باشد؟از آزمایش زیر بر می آید که پاسخ این سوال مثبت است.هرگاه باریکه ای از الکترونها را(که معمولا به صورت ذرات مادی در نظر میگیریم)در روزنه ی بسیار کوچکی از یک شبکه ی بلوری شلیک کنیم،یک نقش پراش ایجاد می شود.این نقش کاملا شبیه به نقش پراشی است که پرتوهای x (که معمولا آنها  را موج می دانیم)با عبور از روزنه های کوچک ساختار ورقه ی آلومینیمی ایجاد می کنند. <ref name="multiple">کتاب نجوم دینامیکی/نوشته رابرت تی. دیکس.ن / ترجمه احمد خواجه نصیر طوسی</ref>
 
  
 
=== ماهیت الکترومغناطیس ===
 
=== ماهیت الکترومغناطیس ===
سطر ۹۳: سطر ۸۳:
  
 
== قطبش نور ==
 
== قطبش نور ==
تغییر مولفه الکتریکی یک موج الکترومغناطیسی را با سمتگیری قائم؛که به بالا و پایین تغییر می کند،مشاهده کنید.اما،نور نوعا به وسیله اتمهایی گسیل می شوند که در جهتهای بسیار متفاوتی نوسان می کند و ما چنین نوری را نا قطبیده می گوییم.اگر می‌توانستید نوسان های الکتریکی چنین باریکه ای از نور را،در حال نزدیک شدن به چشمتان ببینید،شاهد سمتگیریهای گوناگونی می شدید.هرگاه نور نا قطبیده از میان پالایه های خاصی بگذرد قطبیده می شود.این پالایه ها از بلورهای دراز و سوزنی شکلی ساخته شده اند که به طور منظم در یک جهت قرار گرفته اند و بنابراین تنها نوسان هایی که با طول بلور ها موازی باشند آزادانه از آنها عبور می کنند.به این ترتیب نور قطبیده می شود.عمل این پالایه ها شبیه به دره های نرده ای است.فضا های باریک و طویل ما بین نرده ها به حرکت موجی یک طناب امکان می دهد که فقط در جهت عمودی از آنها بگذرد،و بنابراین می گوییم که دروازه اول  موج را قطبی می‌کند.اگر سمتگیری دروازه دوم در همان جهت دروازه اول باشد،موج قطبی شده بدون مانع از آن می گذرد  اما،اگر دروازه دوم 90 درجه بچرخد در این صورت عبور موج قطبی شده سد می شود.وقتی که آفتاب به یک سطح تخت مانند سطح دریاچه یا کاپوت اتوموبیل برخورد می کند پرتو های بازتابیده گرایش دارند در جهت افقی قطبیده می شوند  زیرا چنین سطحی نوسان هایی را که بر آن عمودند جذب کند اما پرتو های موازی با خود را باز می تاباند.چنین نور بازتابیده ای را تابش شدید می گویند،چون به طور افقی قطبیده شده است می‌توان با استفاده از عینک های آفتابی که نرده های عمودی دارند مانع رسیدن آن به چشم شد.ارزش عینک های افتابی در این است که از عبور نور شدید و ورود آن به چشم جلوگیری می کنند.
+
تغییر مولفه الکتریکی یک موج الکترومغناطیسی را با سمتگیری قائم؛که به بالا و پایین تغییر می کند،مشاهده کنید.اما،نور نوعا به وسیله اتمهایی گسیل می شوند که در جهتهای بسیار متفاوتی نوسان می کند و ما چنین نوری را نا قطبیده می گوییم.اگر می توانستید نوسان های الکتریکی چنین باریکه ای از نور را،در حال نزدیک شدن به چشمتان ببینید،شاهد سمتگیریهای گوناگونی می شدید.هرگاه نور نا قطبیده از میان پالایه های خاصی بگذرد قطبیده می شود.این پالایه ها از بلورهای دراز و سوزنی شکلی ساخته شده اند که به طور منظم در یک جهت قرار گرفته اند و بنابراین تنها نوسان هایی که با طول بلور ها موازی باشند آزادانه از آنها عبور می کنند.به این ترتیب نور قطبیده می شود.عمل این پالایه ها شبیه به دره های نرده ای است.فضا های باریک و طویل ما بین نرده ها به حرکت موجی یک طناب امکان می دهد که فقط در جهت عمودی از آنها بگذرد،و بنابراین می گوییم که دروازه اول  موج را قطبی میکند.اگر سمتگیری دروازه دوم در همان جهت دروازه اول باشد،موج قطبی شده بدون مانع از آن می گذرد  اما،اگر دروازه دوم 90 درجه بچرخد در این صورت عبور موج قطبی شده سد می شود.وقتی که آفتاب به یک سطح تخت مانند سطح دریاچه یا کاپوت اتوموبیل برخورد می کند پرتو های بازتابیده گرایش دارند در جهت افقی قطبیده می شوند  زیرا چنین سطحی نوسان هایی را که بر آن عمودند جذب کند اما پرتو های موازی با خود را باز می تاباند.چنین نور بازتابیده ای را تابش شدید می گویند،چون به طور افقی قطبیده شده است می توان با استفاده از عینک های آفتابی که نرده های عمودی دارند مانع رسیدن آن به چشم شد.ارزش عینک های افتابی در این است که از عبور نور شدید و ورود آن به چشم جلوگیری می کنند.
اخترشناسان به قطبش نور ستاره ها توجه خاصی دارند زیرا درباره ویژگی های موادی که این نور در سر راه خود به چشم رصد کننده از آنها عبور می کند اطلاعات پر ارزشی کسب می کنند.مثلا ذرات غباری که بر اثر میدان مغناطیسی هم خط شده اند؛نور ستاره را قطبیده می کنند و از این رو می‌توان با اندازه گیری میزان تابش نور ستاره ای که به زمین می رسد،مقدار غباری را که نور از آن گذشته است؛تخمین زد.<ref name="multiple">کتاب نجوم دینامیکی/نوشته رابرت تی. دیکس.ن / ترجمه احمد خواجه نصیر طوسی</ref>
+
اخترشناسان به قطبش نور ستاره ها توجه خاصی دارند زیرا درباره ویژگی های موادی که این نور در سر راه خود به چشم رصد کننده از آنها عبور می کند اطلاعات پر ارزشی کسب می کنند.مثلا ذرات غباری که بر اثر میدان مغناطیسی هم خط شده اند؛نور ستاره را قطبیده می کنند و از این رو می توان با اندازه گیری میزان تابش نور ستاره ای که به زمین می رسد،مقدار غباری را که نور از آن گذشته است؛تخمین زد.<ref name="multiple">کتاب نجوم دینامیکی/نوشته رابرت تی. دیکس.ن / ترجمه احمد خواجه نصیر طوسی</ref>
  
  
سطر ۱۰۶: سطر ۹۶:
 
زاویه فرود با زاویه بازتابش برابر است.
 
زاویه فرود با زاویه بازتابش برابر است.
  
چون این قانون برای هر نقطه ای از سطح ایینه حتی اگر اینه منحنی باشد صادق است می‌توانیم پیش گویی کنیم که پرتو بازتابیده به کجا خواهد رفت.بدین ترتیب قانون بازتابش مبنایی برای طراحی تلسکوپ های بازتابی است.
+
چون این قانون برای هر نقطه ای از سطح ایینه حتی اگر اینه منحنی باشد صادق است می توانیم پیش گویی کنیم که پرتو بازتابیده به کجا خواهد رفت.بدین ترتیب قانون بازتابش مبنایی برای طراحی تلسکوپ های بازتابی است.
  
قانون بازتابش نور را نخست درباره یک فرایند ساده نگاه کردن به خودمان در آینه به کار می گیریم.وقتی که صورت خودتان را در آینه نگاه می کنید،نوک بینی خود را در پشت آیینه و در فاصله ای می بینید که با فاصله واقعی نوک بینی شما در جلو آینه برابر است.این امر ناشی از این واقیت است که به نظر می رسد منشا نور نوک بینی شما در پشت آینه است در حالی که منشا واقعی ان نوک بینی شما در جلو آینه است.زاویه بازتابش با زاویه فرود برابر است.به این ترتیب به نظر می رسد که فاصله کل تصویر در آن طرف آینه با فاصله واقعی شما از جلوی آینه برابر باشد.در واقع،هیچ نوری از آینه نمی گذرد،از این رو هیچ عکسی از محل تصویر نمی‌توان گرفت.چنین تصویری را تصویر مجازی می نامیم.<ref name="multiple">کتاب نجوم دینامیکی/نوشته رابرت تی. دیکس.ن / ترجمه احمد خواجه نصیر طوسی</ref>
+
قانون بازتابش نور را نخست درباره یک فرایند ساده نگاه کردن به خودمان در آینه به کار می گیریم.وقتی که صورت خودتان را در آینه نگاه می کنید،نوک بینی خود را در پشت آیینه و در فاصله ای می بینید که با فاصله واقعی نوک بینی شما در جلو آینه برابر است.این امر ناشی از این واقیت است که به نظر می رسد منشا نور نوک بینی شما در پشت آینه است در حالی که منشا واقعی ان نوک بینی شما در جلو آینه است.زاویه بازتابش با زاویه فرود برابر است.به این ترتیب به نظر می رسد که فاصله کل تصویر در آن طرف آینه با فاصله واقعی شما از جلوی آینه برابر باشد.در واقع،هیچ نوری از آینه نمی گذرد،از این رو هیچ عکسی از محل تصویر نمی توان گرفت.چنین تصویری را تصویر مجازی می نامیم.<ref name="multiple">کتاب نجوم دینامیکی/نوشته رابرت تی. دیکس.ن / ترجمه احمد خواجه نصیر طوسی</ref>
  
  
 
== شکست نور ==
 
== شکست نور ==
راه دیگری که نور تحت تآثیر محیط خود قرار میگیرد شکست آن است.دانستیم که نور با سرعت299792 در خلآ سیر می‌کند اما سرعت سر نور در آب 224000،و در شیشه یا مواد شفاف دیگر سرعتهای متفاوتی دارد.شکستن(خمیده شدن)نور نتیجه این واقعیت است که سرعت سیر نور در مواد گوناگون متفاوت است. برای نوری با طول موج معین،نسبت سرعت آن درخلآبه سرعت آن در یک محیط معین ضریب شکست نور در آن محیط نامیده می‌شود.مطابق شکل زیر ملاحظه می‌شود زاویه ای که پرتو شکسته شده با خط عمود می سازد زاویه شکست نامیده می‌شود.
+
راه دیگری که نور تحت تآثیر محیط خود قرار میگیرد شکست آن است.دانستیم که نور با سرعت299792 در خلآ سیر میکند اما سرعت سر نور در آب 224000،و در شیشه یا مواد شفاف دیگر سرعتهای متفاوتی دارد.شکستن(خمیده شدن)نور نتیجه این واقعیت است که سرعت سیر نور در مواد گوناگون متفاوت است. برای نوری با طول موج معین،نسبت سرعت آن درخلآبه سرعت آن در یک محیط معین ضریب شکست نور در آن محیط نامیده میشود.مطابق شکل زیر ملاحظه میشود زاویه ای که پرتو شکسته شده با خط عمود می سازد زاویه شکست نامیده میشود.
  
 
[[پرونده:Refraction.jpg|قاب|چپ|شکست نور.باعبور نور از محیطی به محیط دیگر،که سرعتش در محیط جدید تفییر می کند،خم می شود.]]
 
[[پرونده:Refraction.jpg|قاب|چپ|شکست نور.باعبور نور از محیطی به محیط دیگر،که سرعتش در محیط جدید تفییر می کند،خم می شود.]]
  
وقتی که نور از هوا وارد آب می‌شود،زاویه شکست کوچکتر از زاویه فرود است و علت این امر آن است که سرعت نور در آب کمتر از سرعت نور در هواست.اصل شکست را می‌توان با قدم رو دسته ای از سربازان نشان داد.وقتی که این دسته سرباز از زمینی خشک وارد زمین گل آلود میشوند،گلبودن زمین سبب کند شدن حرکت پای سربازان می‌شود گل به پای سربازان می چسبد و قدم آنان را کندتر می‌کند. شاید دیده باشید که وقتی از زاویه ای به قاشقی که در یک لیوان آب است نگاه میکنید، خمیده به نظر می آید.این خمیدگی ظاهری ناشی از شکست نور است.
+
وقتی که نور از هوا وارد آب میشود،زاویه شکست کوچکتر از زاویه فرود است و علت این امر آن است که سرعت نور در آب کمتر از سرعت نور در هواست.اصل شکست را میتوان با قدم رو دسته ای از سربازان نشان داد.وقتی که این دسته سرباز از زمینی خشک وارد زمین گل آلود میشوند،گلبودن زمین سبب کند شدن حرکت پای سربازان میشود گل به پای سربازان می چسبد و قدم آنان را کندتر میکند. شاید دیده باشید که وقتی از زاویه ای به قاشقی که در یک لیوان آب است نگاه میکنید، خمیده به نظر می آید.این خمیدگی ظاهری ناشی از شکست نور است.
  
یکی از نتایج کمتر محسوس شکست نور در جو زمین ظاهر می‌شود.وقتی نور ستاره ای وارد جو زمین می‌شود،از لایه هایی می‌گذرد که تراکم آنها پی در پی افزایش می یابد و سرعت نور ستاره کند تر و در نتیجه شکسته می‌شود.چون حکم کردن شخص رصد کننده دربارهً موضع سیاره از روی جهتی است که نور آن وارد چشم او می‌شود،وی ستاره را در جایی می بیند که در حدود نیم درجه بالاتر از موضع واقعی آن در آسمان است. آثار شکست جوی وقتی کاملآ آشکار است که خورشید در سطح اقیانوس غروب می‌کند:هنگامی که خورشید به افق نزدیک می شود، پرتو های بخش پایینی آن بیشتراز پرتو های بخش بالایی آن شکسته می شوند و بنابراین خورشید پهن شده به نظر می رسد.<ref name="multiple">کتاب نجوم دینامیکی/نوشته رابرت تی. دیکس.ن / ترجمه احمد خواجه نصیر طوسی</ref>
+
یکی از نتایج کمتر محسوس شکست نور در جو زمین ظاهر میشود.وقتی نور ستاره ای وارد جو زمین میشود،از لایه هایی میگذرد که تراکم آنها پی در پی افزایش می یابد و سرعت نور ستاره کند تر و در نتیجه شکسته میشود.چون حکم کردن شخص رصد کننده دربارهً موضع سیاره از روی جهتی است که نور آن وارد چشم او میشود،وی ستاره را در جایی می بیند که در حدود نیم درجه بالاتر از موضع واقعی آن در آسمان است. آثار شکست جوی وقتی کاملآ آشکار است که خورشید در سطح اقیانوس غروب میکند:هنگامی که خورشید به افق نزدیک می شود، پرتو های بخش پایینی آن بیشتراز پرتو های بخش بالایی آن شکسته می شوند و بنابراین خورشید پهن شده به نظر می رسد.<ref name="multiple">کتاب نجوم دینامیکی/نوشته رابرت تی. دیکس.ن / ترجمه احمد خواجه نصیر طوسی</ref>
  
 
{{-}}
 
{{-}}
 
== پاشندگی نور بر اثر شکست ==
 
== پاشندگی نور بر اثر شکست ==
  
پدیده ای که همزمان با شکست نور اتفاق می افتد پاشدگی آن است.نور سفید از چند رنگ ترکیب شده است و هر رنگ طول موج خاصی دارد. هنگامی که نور سفید وارد یک منشور شیشه ای می‌شود،هر طول موج سرعتی خاص خود در این محیط دارد.سرعت طول موج های کوتاهتر(مثلآ نور بنفش)کمتر از سرعت طول موج های بلندتر(مثلآ فرو سرخ)است ودر نتیجه نور بنفش بیشتر ازنور قرمز خم می‌شود. پاشندگی،بنابر تعریف،عبارت است از نفکیک نور سفید به رنگ های گوناگون،که طیف را ایجاد می‌کند.در شکل زیر قسمت الف مشاهده می کنید که چگونه شکست، بازتاب وشکست دوم نور در یک قطره آب سبب ایجاد رنگین کمان می شود. <ref name="multiple">کتاب نجوم دینامیکی/نوشته رابرت تی. دیکس.ن / ترجمه احمد خواجه نصیر طوسی</ref>
+
پدیده ای که همزمان با شکست نور اتفاق می افتد پاشدگی آن است.نور سفید از چند رنگ ترکیب شده است و هر رنگ طول موج خاصی دارد. هنگامی که نور سفید وارد یک منشور شیشه ای میشود،هر طول موج سرعتی خاص خود در این محیط دارد.سرعت طول موج های کوتاهتر(مثلآ نور بنفش)کمتر از سرعت طول موج های بلندتر(مثلآ فرو سرخ)است ودر نتیجه نور بنفش بیشتر ازنور قرمز خم میشود. پاشندگی،بنابر تعریف،عبارت است از نفکیک نور سفید به رنگ های گوناگون،که طیف را ایجاد میکند.در شکل زیر قسمت الف مشاهده می کنید که چگونه شکست، بازتاب وشکست دوم نور در یک قطره آب سبب ایجاد رنگین کمان می شود. <ref name="multiple">کتاب نجوم دینامیکی/نوشته رابرت تی. دیکس.ن / ترجمه احمد خواجه نصیر طوسی</ref>
  
  
[[پرونده:Refraction-22.jpg|قاب|وسط|نور سفید شکسته می شود؛این نور پاشیده هم می‌شود (تفکیک به رنگهای تشکیل دهنده اش)الف) از طریق یک قطره آب (ب)بوسیله یک منشور]]
+
[[پرونده:Refraction-22.jpg|قاب|وسط|نور سفید شکسته می شود؛این نور پاشیده هم میشود (تفکیک به رنگهای تشکیل دهنده اش)الف) از طریق یک قطره آب (ب)بوسیله یک منشور]]
  
 
[[پرونده:Prism anim-UTenn.gif|وسط]]
 
[[پرونده:Prism anim-UTenn.gif|وسط]]
سطر ۱۳۲: سطر ۱۲۲:
  
 
== پراش نور ==
 
== پراش نور ==
[[پرونده:Scalling -2.jpg|قاب|وسط|وقتی امواج آب از روزنه ای کوچک می‌گذرد،پراشیده میشوند،یعنی روزنه ای کوچک به مثابه منبع جدید از امواج عمل می‌کند که می‌توانند در همه جهات پخش شوند.(ب)وقتی اواج آب از دو منبع مختلف به هم میرسند،در برخی جاها یکدیگر را حذف میکنند،که در این صورت مانند امتدادخط تداخل ویرانگر ایجاد می‌شود،و در جاهایی دیگر این دو موج یکدیگر را تقویت میپکنند،که مانند امتداد خط تداخل سازنده پدید می آید.]]
+
[[پرونده:Scalling -2.jpg|قاب|وسط|وقتی امواج آب از روزنه ای کوچک میگذرد،پراشیده میشوند،یعنی روزنه ای کوچک به مثابه منبع جدید از امواج عمل میکند که میتوانند در همه جهات پخش شوند.(ب)وقتی اواج آب از دو منبع مختلف به هم میرسند،در برخی جاها یکدیگر را حذف میکنند،که در این صورت مانند امتدادخط تداخل ویرانگر ایجاد میشود،و در جاهایی دیگر این دو موج یکدیگر را تقویت میپکنند،که مانند امتداد خط تداخل سازنده پدید می آید.]]
  
هنگامی که امواج از کنار یک مانع(یا از روزنه ای)میگذرند،خود این مانع به منبع جدیدی از امواج تبدیل می‌شود که آنها را در همه جهات پراکنده میکنند.این پدیده،به نام پراش نور را در امواج آب در شکل ریز مشاهده میکنید.پراش نور در ابزار ستاره‌شناسی برای تشکیل تصاویر واضح زیانبار است،زیرا وقتی نور وارد تلسکوپ می‌شود باید از موانع متعدد بگذرد.در نزدیکی پبشانی بسیاری از تلسکوپ ها برای نگه داشتن آینه دوم یا "محفظه"مشاهده،مهارهایی را کار میگذارند. این مهار ها موانعی اند که باید نور از آنها بگذرد؛تصویر این موانع بر روی تصویر ستاره های درخشان می افتد(شکل زیر).این میخ های صلیبی شکل(به نام میخ های پراش)را بر روی تصویر ستارگان درخشان در بسیاری از صفحات عکاسی می‌توان دید.پراش نور در هر تلسکوپی مانع تشکیل تصویر های کامل ستارگان می‌شود.از طرف دیگر به زودی خواهیم دید که چگونه می‌توان از این پدیده در طیف نما استفاده مفید کرد.<ref name="multiple">کتاب نجوم دینامیکی/نوشته رابرت تی. دیکس.ن / ترجمه احمد خواجه نصیر طوسی</ref>
+
هنگامی که امواج از کنار یک مانع(یا از روزنه ای)میگذرند،خود این مانع به منبع جدیدی از امواج تبدیل میشود که آنها را در همه جهات پراکنده میکنند.این پدیده،به نام پراش نور را در امواج آب در شکل ریز مشاهده میکنید.پراش نور در ابزار ستاره‌شناسی برای تشکیل تصاویر واضح زیانبار است،زیرا وقتی نور وارد تلسکوپ میشود باید از موانع متعدد بگذرد.در نزدیکی پبشانی بسیاری از تلسکوپ ها برای نگه داشتن آینه دوم یا "محفظه"مشاهده،مهارهایی را کار میگذارند. این مهار ها موانعی اند که باید نور از آنها بگذرد؛تصویر این موانع بر روی تصویر ستاره های درخشان می افتد(شکل زیر).این میخ های صلیبی شکل(به نام میخ های پراش)را بر روی تصویر ستارگان درخشان در بسیاری از صفحات عکاسی میتوان دید.پراش نور در هر تلسکوپی مانع تشکیل تصویر های کامل ستارگان میشود.از طرف دیگر به زودی خواهیم دید که چگونه میتوان از این پدیده در طیف نما استفاده مفید کرد.<ref name="multiple">کتاب نجوم دینامیکی/نوشته رابرت تی. دیکس.ن / ترجمه احمد خواجه نصیر طوسی</ref>
  
  
[[پرونده:Pleiades.jpg|وسط|قاب| میخ های صلیبی شکل که روی تصاویرستاره ای روشنتر(به نام میخ های پراش)ظاهر میشوند،وقتی تولید میشوند که نور ستاره ناگزیر است از ساختار های تکیه گاهی ثانویه بر سر راهش به آینه اولیه عبور کند. حتی روزنه گرد در پیشانی تلسکوپ یک مانع به شمار می آید،وتصویر پراش آن به صورت دایره ای پیرامون ستاره دیده می‌شود.]]
+
[[پرونده:Pleiades.jpg|وسط|قاب| میخ های صلیبی شکل که روی تصاویرستاره ای روشنتر(به نام میخ های پراش)ظاهر میشوند،وقتی تولید میشوند که نور ستاره ناگزیر است از ساختار های تکیه گاهی ثانویه بر سر راهش به آینه اولیه عبور کند. حتی روزنه گرد در پیشانی تلسکوپ یک مانع به شمار می آید،وتصویر پراش آن به صورت دایره ای پیرامون ستاره دیده میشود.]]
  
  
 
== تداخل نور ==
 
== تداخل نور ==
  
وقتی دو (یا چند) روزنه(یا مانع)به عنوان منابع جدید امواج عمل کنند،یکنقش تداخلی،مانند شکل بالا(ب)،دیده می شود. در طول خط هیچ حرکت موجی آشکار نیست،و این امر دلالت بر آن دارد که موج های ناشی از دومنبع یکدیگر را حذف کرده اند.این تداخل راتداخل ویرانگر میگویند.نمودار موج ویرانگر را،وقتی قله(بالاترین نقطه)یک موج با فرو رفتگی (پایینترین نقطه)موج دیگر برخورد می‌کند.
+
وقتی دو (یا چند) روزنه(یا مانع)به عنوان منابع جدید امواج عمل کنند،یکنقش تداخلی،مانند شکل بالا(ب)،دیده می شود. در طول خط هیچ حرکت موجی آشکار نیست،و این امر دلالت بر آن دارد که موج های ناشی از دومنبع یکدیگر را حذف کرده اند.این تداخل راتداخل ویرانگر میگویند.نمودار موج ویرانگر را،وقتی قله(بالاترین نقطه)یک موج با فرو رفتگی (پایینترین نقطه)موج دیگر برخورد میکند.
  
 
از سوی دیگر در امتداد خط درشکل بالا(ب)،موج ها یکدیگر را تقویت می کنند.این پدیده تداخل سازنده است،و وقتی پیش می آید که،مطابق شکل2-20 ،ثله یکی از موجها با قله دیگر و فرورفتگی همان موج با فرو رفتگی موج دیگر برخورد کند.
 
از سوی دیگر در امتداد خط درشکل بالا(ب)،موج ها یکدیگر را تقویت می کنند.این پدیده تداخل سازنده است،و وقتی پیش می آید که،مطابق شکل2-20 ،ثله یکی از موجها با قله دیگر و فرورفتگی همان موج با فرو رفتگی موج دیگر برخورد کند.
سطر ۱۵۰: سطر ۱۴۰:
  
  
[[پرونده:Interference.gif|قاب|وسط|وقتی امواج مشابه ازدو منبع خارج میشوند اما مسیز هایی با طول های متفاوت را می پیمایند،می‌توانند تداخل سازنده کنند(ایجاد یک خط روشن)یا به طور ویرانگر تداخل کنند (ایجاد خط تاریک)]]
+
[[پرونده:Interference.gif|قاب|وسط|وقتی امواج مشابه ازدو منبع خارج میشوند اما مسیز هایی با طول های متفاوت را می پیمایند،میتوانند تداخل سازنده کنند(ایجاد یک خط روشن)یا به طور ویرانگر تداخل کنند (ایجاد خط تاریک)]]
فرض کنید تعداد زیادی خط نازک بر یک صفحه شیشیه ای کشیده(خراشیده)شده باشند،در نتیجه بر سر راه عبور نور موانع بسیاری ایجاد می‌شود.چنین وسیله را توری پراش می نامند.وقتی نور ناشی از یک تک منبع از این موانع میگذرند،هر مانع به عنوان یک منبع جدید نور عمل می‌کند. حال نوری را در نظر بگیرید که از دو خراش مجاور،خط های A و B می‌گذرد. بنابر ماهیت موجی نور،تحت برخی زوایا امواج نوری حاصل از خطوط مجاور با یکدیگر تداخل ویرانگر میکنند،که نتیجه یآن ایجاد نوار های تاریک بر روی پرده است و تحت زوایای دیگری،امواج نور به طور سازنده باهم تداخل میکنند که حاصل آن ایجاد نوار های روشن است.فضای میان نواحی تاریک و روشن به فضای میان خط ها وهمچنین به طول موج نور مودر نظر بستگی دارد.
+
فرض کنید تعداد زیادی خط نازک بر یک صفحه شیشیه ای کشیده(خراشیده)شده باشند،در نتیجه بر سر راه عبور نور موانع بسیاری ایجاد میشود.چنین وسیله را توری پراش می نامند.وقتی نور ناشی از یک تک منبع از این موانع میگذرند،هر مانع به عنوان یک منبع جدید نور عمل میکند. حال نوری را در نظر بگیرید که از دو خراش مجاور،خط های A و B میگذرد. بنابر ماهیت موجی نور،تحت برخی زوایا امواج نوری حاصل از خطوط مجاور با یکدیگر تداخل ویرانگر میکنند،که نتیجه یآن ایجاد نوار های تاریک بر روی پرده است و تحت زوایای دیگری،امواج نور به طور سازنده باهم تداخل میکنند که حاصل آن ایجاد نوار های روشن است.فضای میان نواحی تاریک و روشن به فضای میان خط ها وهمچنین به طول موج نور مودر نظر بستگی دارد.
  
 
[[پرونده:Images (2).jpg|چپ|قاب|تداخل نور،نوار های روشن ناشی از تداخل سازنده امواج نور،و نوار های تاریک حاصل تداخل ویرانگر امواج نورند.]]
 
[[پرونده:Images (2).jpg|چپ|قاب|تداخل نور،نوار های روشن ناشی از تداخل سازنده امواج نور،و نوار های تاریک حاصل تداخل ویرانگر امواج نورند.]]
از این گذشته،نوارهای روشن ممکن است رنگی دیده شوند،طیف کامل در هر نوار آشکار،در مکانهایی اندک متفاوت بر پرده،تداخل سازنده میکنند.به این ترتیب،توری پراش به صورت وسیله ی مهمی در می آید که با آن نور یک منبع معین می‌تواند به اجزای طیفی آن پراشیده شود،نکته ای که در تجزیه طیف نمایی ستارگان و کهکشان ها بسیار به کار می آید.<ref name="multiple">کتاب نجوم دینامیکی/نوشته رابرت تی. دیکس.ن / ترجمه احمد خواجه نصیر طوسی</ref>
+
از این گذشته،نوارهای روشن ممکن است رنگی دیده شوند،طیف کامل در هر نوار آشکار،در مکانهایی اندک متفاوت بر پرده،تداخل سازنده میکنند.به این ترتیب،توری پراش به صورت وسیله ی مهمی در می آید که با آن نور یک منبع معین میتواند به اجزای طیفی آن پراشیده شود،نکته ای که در تجزیه طیف نمایی ستارگان و کهکشان ها بسیار به کار می آید.<ref name="multiple">کتاب نجوم دینامیکی/نوشته رابرت تی. دیکس.ن / ترجمه احمد خواجه نصیر طوسی</ref>
  
 
{{-}}
 
{{-}}

لطفاً توجه داشته‌باشید که همهٔ مشارکت‌ها در ویکی نجوم ممکن است توسط دیگر مشارکت‌کنندگان تغییر یابند، ویرایش یا حذف شوند. اگر نمی‌خواهید نوشته‌هایتان بی‌رحمانه ویرایش شوند؛ بنابراین، آنها را اینجا ارائه نکنید.
شما همچنین به ما تعهد می‌کنید که خودتان این را نوشته‌اید یا آن را از یک منبع با مالکیت عمومی یا مشابه آزاد آن برداشته‌اید (ویکی نجوم:حق تکثیر را برای جزئیات بیشتر ببینید). کارهای دارای حق تکثیر را بدون اجازه ارائه نکنید!

برای ویرایش این صفحه، لطفاً به سوال زیر پاسخ دهید (اطلاعات بیشتر):

لغو | راهنمای ویرایش‌کردن (در پنجرهٔ تازه باز می‌شود)

الگوی به‌کاررفته در این صفحه: