نور: تفاوت بین نسخه‌ها

از ویکی نجوم
پرش به: ناوبری، جستجو
سطر ۸۹: سطر ۸۹:
 
== 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 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.
 
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 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
+
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.
 +
 
 +
== آبا نور به خط مستقیم سیر می کند؟ ==
 +
نیوتون این ایده را به وضوح بیان کرد که جسم متحرک مادامی که تحت تاثیر یک نیروی خارجی قرار نگیرد به خط مستقیم به حرکت خود ادامه خواهد داد؛از این رو چون گمان ما این است که امواج الکترومغناطیسی در تمام جهات از منبع نور خارج می شوند.منطقی است که تجسم کنیم که یک پرتو نور در فضای خالی به خط مستقیم سیر می کند.ولی ما در فضای خالی زندگی نمیکنیم،بنابراین باید انتظار داشت که نور به چندین دلیل خم شود.نور در اثر برخورد با سطح ایینه باز میتابد،وقتی از ماده ای به ماده دیگر وارد می شود،می شکند با بر اثر نیروی گرانشی مثلا به هنگام عبور از کنار جسمی با جرم زیاد خم می شود.نخست به بازتاب نور می پردازیم.
  
 
[[رده:فیزیک]]
 
[[رده:فیزیک]]

نسخهٔ ‏۲۹ ژانویهٔ ۲۰۱۳، ساعت ۰۷:۳۳

نور دارای تعریف دقیقی نیست و 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 با هم ایجاد یک نظریه نامتناقض و بدون ابهام می‌کنند که تمام پدیده‌های نوری را توجیه می‌کنند.

نظریه ماکسول درباره انتشار نور بحث می‌کند، در حالیکه نظریه کوانتومی بر هم کنش نور و ماده یا جذب و نشر آن را شرح می‌دهد. ازآمیختن این دو نظریه، نظریه جامعی که الکترودینامیک کوانتومی نام دارد، شکل می‌گیرد.

چون نظریه‌های الکترو مغناطیسی 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. سرشت نور کاملاً شناخته شده‌است اما باز هم این پرسش هست که واقعیت نور چیست.


سرعت نور

سرعت نور در خلا دقیقا برابر است با ۲۹۹٬۷۹۲٬۴۵۸ متر بر ثانیه (تقریبا ۱۸۶٬۲۸۲ مایل بر ثانیه). چون هم اکنون در دستگاه SI از یکای متر استفاده می‌شود، سرعت دقیق نور نیز با یکای متر تعریف شد.

در گذشته، فیزیکدان‌های بسیاری تلاش کردند تا سرعت نور را بدست آورند که از میان آنان می‌توان به گالیله اشاره کرد که در قرن ۱۷ میلادی تلاش کرد تا سرعت نور را بدست آورد. همچنین اوله رومر، فیزیکدان دانمارکی در سال ۱۶۷۶ آزمایشی طراحی کرد تا با کمک یک تلسکوپ بتواند سرعت نور را اندازه بگیرد. وی گردش مشتری و یکی از ماه‌های آن آیو، را زیر نظر گرفت. او محاسبه کرد که ۲۲ دقیقه طول می‌کشد تا نور قطر مدار زمین را بپیماید[۱]. شور بختانه در آن زمان داده‌ها کافی نبود؛ اگر رومه قطر مدار زمین را داشت، سرعتی که برای نور می‌توانست بدست آورد ۲۲۷٬۰۰۰٬۰۰۰ متر بر ثانیه بود.

اندازه‌گیری دقیق‌تری که برای بدست آوردن سرعت نور انجام شد در سال ۱۸۴۹ از سوی هیپولیت فیزو (به فرانسوی: Hippolyte Fizeau) بود. او پرتوهایی از نور را به سمت آینه‌ای که کیلومترها دورتر بود هدایت کرد. یک چرخ‌دندهٔ در حال گردش نیز در مسیر نور در فاصلهٔ میان منبع تا آینه و مسیر برگشت تا نقطهٔ مبدا قرار داد. او دریافت که با یک نرخ مشخص گردش، نور می‌تواند در مسیر رفت از میان یکی از فضاهای خالی روی چرخ رد شود و در برگشت از فضای خالی بعدی (سوراخ‌های متوالی) عبور کند. با داشتن فاصلهٔ آینه، تعداد دندانه‌های چرخ و نرخ گردش آن، او توانست سرعت نور را ۳۱۳٬۰۰۰٬۰۰۰ متر بر ثانیه بدست آورد.

در ۱۸۶۲ لئون فوکولت (Léon Foucault) با استفاده از آینه‌های در حال چرخش سرعت نور را ۲۹۸٬۰۰۰٬۰۰۰ m/s بدست آورد. آلبرت آبراهام مایکلسون از ۱۸۷۷ تا زمان مرگش ۱۹۳۱ آزمایش‌های بسیاری را برای بدست آوردن سرعت نور طراحی کرد. او بر روی آزمایش‌های فوکولت بیشتر کار کرد و روش آینه‌های در گردش را پیش بُرد و تلاش کرد مدتی را که طول می‌کشد تا نور مسیر رفت و برگشت میان کوه ویلسون تا کوه سن آنتونیو در کالیفرنیا را بپیماید بدست آورد.

مقدار دقیق سرعت نور ۲۹۹٬۷۹۶٬۰۰۰ متر بر ثانیه است.

گستره طول موجی نور

نور گستره طول موجی وسیعی دارد. ناحیه نور مرئی از حدود ۴۰۰ نانومتر (آبی) تا ۷۰۰ نانومتر (قرمز) است که در وسط آن طول موج ۵۵۵ نانومتر (نور زرد) که چشم انسان بیشترین حساسیت را نسبت به آن دارد یک ناحیه پیوسته که ناحیه مرئی را در بر می‌گیرد و تا فروسرخ دور گسترش می‌یابد. خواص نور و نحوه تولید سرعت نور در محیط‌های مختلف متفاوت است که بیشترین آن در خلا و یا بطور تقریبی در هوا است در داخل ماده به پارامترهای متفاوتی بر حسب حالت و خواص الکترومغناطیسی ماده وابسته‌است. به‌وسیله کاواک جسم سیاه می‌توان تمام ناحیه طول موجی نور را تولید نمود. در طبیعت در طول موجهای مختلف مشاهده شده امّا مشهورترین آن نور سفید است که یک نور مرکبی از سایر طول موج هاست. تک طول موج‌ها آن را به‌وسیله لامپ‌های تخلیه الکتریکی که معرف طیف‌های اتمی موادی هستند که داخلشان تعبیه شده می‌توان تولید کرد.

ماهیت‌های متفاوت نور

ماهیت ذره‌ای

ایزاک نیوتن در کتاب خود در رساله‌ای درباره نور نوشت: پرتوهای نور ذرات کوچکی هستند که از یک جسم نورانی نشر می‌شوند.

احتمالاً نیوتن نور را به این دلیل بصورت ذره در نظر گرفت که در محیط‌های همگن به نظر می‌رسد در امتداد خط مستقیم منتشر می‌شوند که این امر را قانون می‌نامند و یکی از مثالهای خوب برای توضیح آن بوجود آمدن سایه است. برخی دیگر از دانشمندان نیز اظهار داشته‌اند که نوز از ذرات در ارتعاش شدید تشکیل یافته‌است. نیوتن معتقد بود نور از درون واسطه‌ای به نام اتر گذر می‌کند که غیر مادّی است و دیده نمی‌شود. بر اساس نظریه اتر، فضا آکنده است از این واسطه. هم اکنون این نظریه باطل شده است و معتبر نمی‌باشد.

ماهیت موجی

همه ما با الگوي موج كه با انداختن سنگي در يك بركة آرام آب ايجاد مي شود، آشناييم. در اين عمل انرژي حاصل از سقوط سنگ به آب منتقل مي شود، در سطح آب تغير شكل ايجاد مي كند، و اين تغيير شكل به صورت موج در تمام جهات به بيرون (كناره هاي بركه)‌منتشر مي شود. مولكول هاي آب متناوباً و به نحو بسيار بارز و قابل پيشگويي، بالا و پايين مي روند، به اين ترتيب مقداري از انرژي سقوط سنگ به جسم كوچكي مانند يك قايق كوچك اسباب بازي كه در حاشيه اي از سطح آب قرار گرفته است مي رسد، و سبب بالا و پايين رفتن آن مي شود. اين عمل نشان مي دهد كه چگونه انرژي به وسيله امواج از نقطه اي به نقطه ي ديگر منتقل مي شود. نور هم كميتي است كه بر اثر نوسان (بالا و پايين رفتن)‌ ذرات باردار ايجاد مي شود، اما انتقال آن از نقطه اي به نقطه ي ديگر سبب بالا و پايين رفتن ذرات نمي شود. اين امر بديهي است، زيرا نور در خلأ هم سير مي كند كه در آنجا ذراتي وجود ندارد.

بنابراين، وقتي كه از ماهيت موجي نور سخن مي گوييم، منظورمان توالي تغييرات مغناطيسي و الكتريكي و نمايش منحني اين تغييرات است كه به صورت نور جلوه مي كند.

شايد پديدة باردار شدن الكتريكي را در وقتي كه روي يك فرش راه مي رويد تجربه كرده باشيد. جسم كوچكي را در نظر بگيريد كه باردار شده و در حال سكون است، فضاي اطراف اين جسم باردار ("منطقه نفوذ" آن) را مي توان به صورت يك ميدان تلقي كرد. هرگاه ذره (آزمون)‌ بار ديگري به اين ميدان وارد شود، نيروي ثابتي بر آن وارد مي آيد. اگر بار ذره آزمون مانند بار ذرات ثابت باشد، مثلاً هر دو مثبت باشند، بر ذره آزمون نيروي، دافعه ( رانش) وارد مي آيد و اگر بار ذره آزمون مخالف (ناهمنام) بار ذره ثابت باشد، بر آن نيروي جاذبه (ربايشي) وارد خواهد آمد. حال اگر ذره اول، نوسان كند، ذره آزمون دستخوش يك ميدان متغير مي شود و با به نوسان درآمدن به اين تاثير پاسخ مي دهد.

به اين ترتيب قسمتي از انرژي ذره اي در حال نوسان به ذره ديگر منتقل مي شود، بدون آن كه ماده اي مابين آن دو وجود داشته باشد. اين مدل ناقصي است از سير نور در فضاي خالي. براي كامل شدن اين مدل بايد بدانيم كه وقتي يك ميدان الكتريكي متغير ايجاد مي شود، يك ميدان مغناطيسي متغير به همراه دارد. اين دو ميدان هميشه لازم و ملزوم يكديگرند. براي تجسم ميدان مغناطيسي متغير، يك ميلة مغناطيسي را با يك دست بگيريد و يك قطبنما را به آن نزديك كنيد. در اين حال ميلة مغناطيسي را به جلو و عقب بچرخانيد. با اين كار يك ميدان مغناطيسي متغير برقرار مي شود كه حركت عقربه قطبنما آثار آن را معلوم مي كند. در اينجا نيز مي بينيم كه مقداري از انرژي مغناطيسي در حال نوسان به قطبنما منتقل مي شود. حتي اگر ماده اي مابين آن دو وجود نداشته باشد. اكنون تصوير كامل تري از نور داريم، يعني نور را به صورت يك آشفتگي الكترومغناطيسي تجسم مي كنيم. اين آشفتگي الكترومغناطيسي با يك بار در حال نوسان ايجاد مي شود كه به طور همزمان يك ميدان الكتريكي متغير و يك ميدان مغناطيسي متغير به وجود مي‌آورد. چون مؤلفة الكتريكي موج عامل همة آثار نوري است، و چون مؤلفة مغناطيسي همواره با ميدان متغير الكتريكي توأم است، از اين پس ما فقط از مؤلفة الكتريكي سخن مي گوييم.

در يك قايق چگونه مي شود متوجه شد كه سنگي در آب افتاده است؟ از انرژي دريافتي كه آن را بالا و پايين مي برد. ما چگونه مي دانيم كه ستاره اي وجود دارد؟ با دريافت انرژي از ستاره و برهم كنشي كه با چشم ما دارد. اين انرژي در قالب امواج الكترومغاطيسي از ستاره به چشم ما انقال مي يابد. چشم ما سيگنالي به مغز مي فرستد و ما مي گوييم "‌ستاره را مي بينيم."

بار ديگر يادآور مي شويم كه نور تنها بخش كوچكي از طيف الكترومغناطيس به شمار مي آيد، كه شامل تابش راديويي، گرمايي (فروسرخ)، فرابنفش،‌ پرتوهاي ايكس، و پرتوهاي گاماست.عامل اختلاف اين تابش ها چيست؟ اين عامل طول موج آن هاست. مي توانيم كه طول موج در ميدان الكتريكي متغير را به صورت فاصلة آشفتگي تلقي كنيم كه يك نوسان كامل، مثلاً قلة يك موج به قلة ديگر، طي مي كند. همچنين يادآور مي شويم كه همة انواع آشفتگي الكترومغناطيسي در فضاي خالي با سرعت تقريباً 300000 كيلومتر بر ثانيه سير مي كنند؛ از اين رو، اگر يك موج راديويي در يك سيكل فاصله 1000 متر را طي ميكند، سيكل و فاصله 300,000,000 متر را در يك ثانيه طي كند، تعداد سيكل هاي آن در هر ثانيه 1000/300,000,000 يعني ثانيه/سيكل 300000 خواهد بود كه آن را بسامد (فركانس) آشفتگي موج مي نامند. بنابراين، هر جا كه بحثي از طول موج به ميان مي آيد، مي توانيد از تقسيم سرعت نور بر طول موج (البته، با واحد هاي يكسان) بسامد موج را محاسبه كنيد.

طول موج هاي سيگنال هايي را كه روي امواج راديوييAM دريافت مي كنيم، در گسترة 200 تا 500 متر قرار دارند، در حالي كه راديو آماتور، نوعاً از طول موج هاي 2 تا 160 متر استفاده مي كند. راديو اخترشناسان به خصوص به امواج راديويي ما بين 0.001 متر (1ميليمتر) و ا متر علاقه مندند.طول موج نورهاي مرئي بسيار كوتاه و در گستره 10-7×4 تا 10-7×7 قرار دارد و طول موج تابش هاي فرابنفش، پرتوهاي ايكس و گاما از اين هم كوتاه ترند. [1]


ماهیت الکترومغناطیس

بیشتر به خاطر نبوغ جیمز کلارک ماکسول (James Clerk Maxwell) (۱۸۷۹-۱۸۳۱) است که ما امروزه می‌دانیم نور نوعی انرژی الکترومغناطیسی است که معمولاً به عنوان امواج الکترومغناطیسی توصیف می‌شود. گسترده کامل امواج الکتروو مغناطیسی شامل: موج رادیویی، تابش فروسرخ نور مرئی از قرمز تا بنفش، تابش فرابنفش، پرتو ایکس و پرتو گاما می‌باشد.

ماهیت کوانتومی نور

طبق نظریه مکانیک کوانتومی نور، که در دو دهه اول سده بیستم به وسیله پلانک و آلبرت انیشتین و بور برای اولین بار پیشنهاد شد، انرژی الکترو مغناطیسی کوانتیده است. یعنی جذب یا نشر انرژی میدان الکترو مغناطیسی به مقدارهای گسسته‌ای به نام «فوتون» انجام می‌گیرد. E=hν که در آن ν بسامد و E انرژی است.

نظریه مکملی

نظریه جدید نور شامل اصولی از تعاریف نیوتون و هویگنس است. بنابرین گفته می‌شود که نور خاصیت دو گانه‌ای دارد بر خی از پدیده‌ها مثل تداخل و پراش خاصیت موجی آن را نشان می‌دهد و برخی دیکر مانند پدیده فتوالکتریک، پدیده کامپتون و ... با خاصیت ذره‌ای نور قابل توضیح هستند.

پرتوهای دیگر

فروسرخ: پرتو فروسرخ یا مادون قرمز تابشی است الکترومغناطیسی با طول موجی طولانی‌تر از نور مرئی اما کوتاهتر از تابش ریزموج. از آنجا که سرخ، رنگ نور مرئی با درازترین طول موج را تشکیل می‌دهد به این پرتو، فروسرخ یعنی پایین تر از سرخ می‌گویند. تابش فروسرخ طول موجی میان ۷۰۰ nm و ۱ mm دارد.

گاما: با توجه به اینکه اشعه گاما دارای تشعشع الکترومغناطیسی است، فاقد بار و جرم سکون است. اشعه گاما موجب برهم‌کنش‌های کولنی نمی‌گردد و لذا آنها برخلاف ذرات باردار بطور پیوسته انرژی از دست نمی‌دهند. معمولاً اشعه گاما تنها یک یا چند برهم‌کنش اتفاقی با الکترونها یا هسته‌های اتم‌های ماده جذب کننده احساس می‌کند. در این برهم‌کنش‌ها اشعه گاما یا بطور کامل ناپدید می‌گردد یا انرژی آن بطور قابل ملاحظه‌ای تغییر می‌یابد. اشعه گاما دارای بردهای مجزا نیست. به جای آن، شدت یک باری که اشعه گاما بطور پیوسته با عبور آن از میان ماده مطابق قانون نمایی جذب کاهش می‌یابد.

فروپاشی گاما: در فروپاشی گاما، هنگامی که یک هسته تحت گذارهایی از حالات برانگیخته بالاتر به حالات برانگیخته پایین‌تر یا حالت پایه آن می‌رود، تشعشع الکترومغناطیسی منتشر می‌گردد. معادله عمومی فروپاشی گاما بصورت زیر است:

AZX*-------->AZX + γ

که در آنX و X* به ترتیب نشان‌دهنده حالت پایه (غیر برانگیخته) و حالت با انرژی بالاتر است. قابل ذکر است که این فروپاشی با هیچ گونه تغییر در عدد جرمی (A) و عدد اتمی (Z) همراه نیست.

حالت برانگیخته هسته و حالت با انرژی پایین حاصل شده در اثر نشر پرتو گاما، فقط زمانی به عنوان ایزومر هسته‌ای در نظر گرفته می‌شود که نیمه عمر حالت برانگیخته به اندازه‌ای طولانی باشد که بتوان آن را به سادگی اندازه گیری نمود. زمانی که این حالت وجود داشته باشد، فروپاشی گاما به عنوان یک گذار ایزومری توصیف می‌گردد. اصطلاحات حالت نیمه پایدار یا حالت برانگیخته برای توصیف گونه‌ها در حالات انرژی بالاتر از حالت پایه نیز به کار می‌رود.

حالتهای فروپاشی گاما نشر اشعه گامای خالص: در این حالت فروپاشی گاما، اشعه گامای منتشر شده به‌وسیله یک هسته از یک فرآیند فروپاشی گاما برای کلیه گذارها بین ترازهای انرژی که محدوده انرژی آن معمولاً از ۲ کیلو الکترون ولت تا ۷ میلیون الکترون ولت است، تک انرژی است. این انرژی‌های گذارها بین حالت کوانتومی هسته بسیار نزدیک هستند. مقدار کمی از انرژی پس‌زنی هسته با هسته دختر (هسته نهایی) همراه است، ولی این انرژی معمولاً نسبت به انرژی اشعه گاما بسیار کوچک بوده و می‌توان از آن صرف نظر کرد.


حالت فروپاشی بصورت تبدیل داخلی: در این حالت فروپاشی، هسته برانگیخته با انتقال انرژی خود به یک الکترون اربیتال برانگیخته می‌گردد، که سپس آن الکترون از اتم دفع می‌شود. اشعه گاما منتشر نمی‌شود. بلکه محصولات این فروپاشی هسته در حالت انرژی پایین یا پایه، الکترون‌های اوژه، اشعه ایکس و الکترون‌های تبدیل داخلی است. الکترون‌های تبدیل داخلی تک انرژی هستند. انرژی آنها معادل انرژی گذار ترازهای هسته‌ای درگیر منهای انرژی پیوندی الکترون اتمی است.

با توجه به اینکه فروپاشی تبدیل داخلی منجر به ایجاد یک محل خالی در اربیتال اتمی می‌شود، در نتیجه فرآیندهای نشر اشعه ایکس و نشر الکترون اوژه نیز رخ خواهد داد.


حالت فروپاشی بصورت جفت: برای گذارهای هسته‌ای با انرژی‌های بزرگ‌تر از ۱٫۰۲ میلیون الکترون ولت تولید جفت اگر چه غیر معمول است اما یک حالت فروپاشی محسوب می‌شود. در این فرآیند، انرژی گذرا ابتدا برای بوجود آمدن یک جفت الکترون – پوزیترون و سپس برای دفع آنها از هسته بکار می‌رود.

انرژی جنبشی کل داده شده به جفت معادل اختلاف بین انرژی گذار و ۱٫۰۲ میلیون الکترون ولت مورد نیاز برای تولید جفت است. پوزیترون تولید شده در این فرآیند نابود خواهد شد.

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 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 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.

آبا نور به خط مستقیم سیر می کند؟

نیوتون این ایده را به وضوح بیان کرد که جسم متحرک مادامی که تحت تاثیر یک نیروی خارجی قرار نگیرد به خط مستقیم به حرکت خود ادامه خواهد داد؛از این رو چون گمان ما این است که امواج الکترومغناطیسی در تمام جهات از منبع نور خارج می شوند.منطقی است که تجسم کنیم که یک پرتو نور در فضای خالی به خط مستقیم سیر می کند.ولی ما در فضای خالی زندگی نمیکنیم،بنابراین باید انتظار داشت که نور به چندین دلیل خم شود.نور در اثر برخورد با سطح ایینه باز میتابد،وقتی از ماده ای به ماده دیگر وارد می شود،می شکند با بر اثر نیروی گرانشی مثلا به هنگام عبور از کنار جسمی با جرم زیاد خم می شود.نخست به بازتاب نور می پردازیم.

جستارهای دیگر

منبع

1. کتاب نجوم دینامیکی/نوشته رابرت تی. دیکس.ن / ترجمه احمد خواجه نصیر طوسی

2.ویکی پدیا فارسی