ماهیت نور و بررسی تئوری های نور
ماهيت هاي نور
ماهیت ذر‌ه‌ای :
آیزاک نیوتن (Isaac Newton) در کتاب خود در رساله‌ای درباره نور نوشت پرتوهای نور ذرات کوچکی هستند که از یک جسم نورانی نشر می‌شوند.
ماهیت موجی :
همزمان با نیوتن، کریسیتان هویگنس (Christiaan Huygens) (1695-1629) طرفدار توضیح دیگری بود که در آن حرکت نور به صورت موجی است و از چشمه‌های نوری به تمام جهات پخش می‌شود به خاطر داشته باشید که هویگنس با بکار بردن امواج اصلی و موجکهای ثانوی قوانین بازتاب و شکست را تشریح کرد. حقایق دیگری که با تصور موجی بودن نور توجیه می‌شوند پدیده‌های تداخلی هستند مانند به وجود آمدن فریزهای روشن و تاریک در اثر بازتاب نور از لایه‌های نازک و یا پراش نور در اطراف مانع.
ماهیت الکترومغناطیس :
بیشتر به خاطر نبوغ جیمز کلارک ماکسول (James Clerk Maxwell) (1879-1831) است که ما امروزه می‌دانیم نور نوعی انرژی الکترومغناطیسی است که معمولاً به عنوان امواج الکترومغناطیسی توصیف می‌شود. گسترده کامل امواج الکترومغناطیسی شامل: موج رادیویی ، تابش فرو سرخ ، نور مرئی از قرمز تا بنفش ، تابش فرابنفش ، اشعه ایکس و اشعه گاما می‌باشد.
ماهیت کوانتومی نور :
طبق نظریه مکانیک کوانتومی نور، که در دو دهه اول قرن بیستم بوسیله پلانک و آلبرت انیشتین و بور برای اولین بار پیشنهاد شد، انرژی الکترومغناطیسی کوانتیده است، یعنی جذب یا نشر انرژی میدان الکترومغناطیسی به مقادیر گسسته‌ای به نام “فوتون” انجام می‌گیرد.
تعریف واقعی نور چیست؟
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.
گسترده طول موجی نور :
نور گستره طول موجی وسیعی دارد چون با نور مرئی کار می‌کنیم اغلب تصاویر و محاسبات در این ناحیه از گستره الکترومغناطیسی انجام می‌گیرد اما روشهای مورد بحث می‌تواند در تمام ناحیه الکترومغناطیسی مورد استفاده قرار گیرند.
نظریه های دانشمندان باستان در حوزه شناخت ماهیت نور به شرح زیر است:
- امپدوکلس (Empedoklēs) (حدود 450 سال قبل از میلاد) مدلی از بینایی ایجاد کرده است که
در آن نور هم از اشیا و هم از چشم ساطع می شود. - اپیکور (Epicurus) (حدود 300 سال قبل از میلاد) معتقد بود که نور از منابعی غیر از چشم ساطع می شود و
بینایی زمانی ایجاد می شود که نور از اجسام منعکس و وارد چشم می شود. - اقلیدس (Euclid) (حدود 300 سال قبل از میلاد) در نورشناسی خود، قانون بازتاب را ارائه کرد و
در مورد انتشار پرتوهای نور در خطوط مستقیم بحث کرد. - بطلمیوس (Ptolemy) (حدود 100 سال پس از میلاد) یکی از اولین مطالعات کمی را در مورد انکسار نور هنگام عبور نور از یک محیط شفاف به محیط دیگر انجام داد و
جفت هایی از زاویه های تابش و انتقال را برای ترکیبی از چندین ماده جدول بندی کرد.
خواص نور و نحوه تولید :
درباره ماهيت نور سه نظريه قالب وجود دارد كه نظريات ديگر زير مجموعه ای از آن ميباشند ؛ نظريه نخست ديدگاه كلاسيك و سنتی نيوتن درباره نور است كه نور را متشكل از ذراتی با جرم و وزنی مشخص بنام فوتون معرفی ميكرد و انتشار نور در امتداد يك خط مستقيم را يكی از دلايل ذره ای بودن آن ميدانست ، ديدگاه دوم نظريه موجی بودن نور است كه پايه های اصلی آن بوسيله يانگ و فرنل پی ريزی شد آنها تلاش ميكردند با اشاره به پديده هايی مانند تداخل و پراش و قطبش نور ثابت كنند كه نور خاصيت موجی دارد ، اما اشكال كار در اين بود كه نور هم خاصيت ذره ای و هم خاصيت موجی بودن را از خود نشان ميداد ، پس موج سوم نور شناخت در قرن بيستم شروع شد ، در اين موج سوم كه انيشتين نيز از طرفدارانش بود ميخواستند ثابت كنند كه نور از بسته های انرژی به نام كوانتوم تشكيل شده است كه دارای خاصيت ذره ای و موجی به صورت توام هستند و جرم و وزن و فركانس دارند .
گسترده طول موجی نور :
نور گستره طول موجی وسیعی دارد چون با نور مرئی کار می‌کنیم اغلب تصاویر و محاسبات در این ناحیه از گستره الکترومغناطیسی انجام می‌گیرد اما روشهای مورد بحث می‌تواند در تمام ناحیه الکترومغناطیسی مورد استفاده قرار گیرند.
تعریف واقعی نور چیست؟
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.
در مقاله بعدی با لامپ کده همراه باشید.