X
تبلیغات
فیزیک نور
مطالبی جذاب و خواندنی در مورد فیزیک نور
آینهٔ کاو (مقعر)، آینه‌ای کروی است که بخش بیرونی آن نقره‌ای شده و بخش داخلی آن که فرو رفته‌است، صیقلی و بازتابندهٔ نور است.[۱]


ویژگی‌ها

در آینه‌های کاو سطح داخلی یک کره، بازتاب دهندهٔ نور است، همچنین پرتوهای بازتاب شده از یک آینه همگراتر از پرتوهای تابیده شده‌است.

  • تابش نور موازی به یک آینهٔ کاو: الزاماً بازتابشی همگرا روی کانون جمع می‌شوند.
  • تابش نور همگرا به یک آینهٔ کاو: الزاماً بازتابش همگرا که بین کانون و آینه جمع می‌شوند.
  • تابش نور واگرا به یک آینهٔ کاو:
    • اگر مکان تابش نور در فاصلهٔ کانونی باشد، بازتابش آن واگرا می‌باشد.
    • اگر محل تابش نور از روی کانون باشد، بازتابش آن موازی است.
    • اگر محل تابش نور دورتر از کانون باشد، بازتابش آن همگرا می‌باشد.
    • در این ابنه‌ها بسته به انکه جسم در چه فاصله‌ای از اینه باشد

6 نوع تصویر مختلف به وجود می اید 1- اگر جسم در فاصله کانونی باشد تصویری بزرگتر و مجازی و مستقیم تشکیل می‌شود .در اینه‌های دندانپزشکی از این حالت استفاده می‌شود 2-اگر جسم بر روی کانون اصلی قرار داشته باشد تصویر در فاصله دور تشکیل شده و واضح نیست 3-اگر جسم بین کانون و مرکز باشد تصویر بزرگترو وارونه و حقیقی خارج از مرکز اینه تشکیل می‌شود 4- اگر جسم روی مرکز باشد تصویر هم روی مرکز تشکیل می‌شود در این حالت تصویر هم اندازه خود جسم است و وارونه نیز می‌باشد 5- اگر جسم خارج از مرکز باشد تصویر حقیقی و وارونه و کوچکتر بین مرکز و کانون تشکیل می‌شود 6-اگر جسم در فاصله دور باشد تصویر حقیقی و وارونه و کوچکتر روی کانون اصلی تشکیل خواهد شد.

منبع : فیزیک 1 دبیرستان و آزمایشگاه

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و چهارم آذر 1390ساعت 13:34  توسط معصومه دوجی | 

آینه، وسیله‌ای است که به علت صافی و بازتاب بالایش، بر رویهٔ خود، تصویر اجسام را نشان می‌دهد. پرتوهای نور بازتابیده از رویهٔ یک آینه در نقطه‌ای به نام نقطه کانونی آینه به هم می‌رسد. بسته به دوری جسم تا آینه و نوع آینه، فاصله نقطه کانونی آینه از آن متفاوت است.

تاریخچه

کهن‌ترین نشانه‌های آینه مربوط به ۶۰۰۰ پیش از میلاد است که در آناتولی (در ترکیه) یافت شده‌است. پس از آن در ۴۰۰۰ پ.م. می‌توان تمدن‌های میانرودان را نام برد. در مصر باستان کهن‌ترین نشانه از آینه به حدود ۳۰۰۰ پ.م. باز می‌گردد. نمونه‌ای دیگر از وجود آینه به حدود ۳۰۰۰ سال پیش در ایران می‌رسد که یعنی در زمان هخامنشیان که آن‌ها با صیقل دادن سنگ‌ها و فلزات، آنها را به آینه‌هایی شفاف تبدیل می‌کردند که آثار آن در تالار آینهٔ تخت جمشید باقی مانده‌است. آینه‌های صیقل‌شده در آمریکای جنوبی و مرکزی به ۲۰۰۰ پیش از میلاد باز می‌گردد. در چین آینه‌های برنجی به ۲۰۰۰ پیش از میلاد باز می‌گردد. آینه‌های روکش شده از فلز در صیدای لبنان در سدهٔ یکم پس از میلاد یافت شده‌است. آینه‌های شیشه‌ای با روکشی از ورقهٔ طلا در نوشته‌های پلینی مهتر در کتاب «تاریخ طبیعی (پلینی)» در سال ۷۷ پس از میلاد نوشته شده‌است.

در سدهٔ ۱۲ میلادی شیشه در فراوری آینه، به شکل گسترده به کار گرفته شد و نخستین آینه‌های شیشه‌ای که با ورقه‌هایی پوشیده از سرب به بازار عرضه می‌شدند بوجود آمدند. زمانی بعد ماهیت سمی بودن سرب آشکار گردید و به همین دلیل استفاده از مخلوط جیوه و قلع بجای سرب آغاز شد. این تغییر و دگرش‌ها باعث شدند که ونیز که در آن زمان محل تولید اینگونه آینه‌ها بود به یک قطب اقتصادی تبدیل شود. با وجود این، اختراع و فراوری آینه را نباید جزو نیازهای نخست و تنها در حد یک ابزار شخصی پنداشت، امروزه کاربردهای دانشی آینه‌ها بسیار بیشتر از کاربردهای نخستین و نمایی آنها هستند.

داشنمندان از مدتها پیش ویژگی‌های آینه‌های تخت و کوژ و کاو (محدب و مقعر) را می‌شناختند و حتا با بهره از آنها برای متمرکز کردن نور آفتاب وسایلی را برای به آتش کشیدن اجسام اختراع کرده بودند. حتا در این مورد افسانه‌ای وجود دارد که می‌گویند ارشمیدس دانشمند نامدار سدهٔ سوم پیش از میلاد بوسیله شبکه‌ای از اینگونه آینه‌ها، کشتیهای بادبانی مهاجمان رومی را به آتش می‌کشیده‌است، تا اینکه فرمانروای روم سرانجام در شب موفق به تسخیر شهر «سیراکوز» می‌گردد. آينه ي بر آمده يك آينه ي قديمي است

گونه‌ها

آینه‌ها بر پایهٔ ساختار به گونه‌های زیر بخش می‌شوند:

آینه‌ها بر پایهٔ جنس به گونه‌های زیر بخش می‌شوند:

ساخت

بسیاری از آینه‌ها با افزودن روکش بازتابنده به یک لایهٔ مناسب ساخته می‌شوند. در بیش‌تر آینه‌ها این لایه به شَوَند(دلیل) آسانی ساخت، سختی، و توانایی داشتن رویهٔ صاف، شیشه است. روکش بازتابنده بیش‌تر به رویهٔ پشت آینه افزوده می‌شود تا از فرسایش و آسیب‌های ناگهانی در پناه بماند.

این لایه شکل داده می‌شود، صیقل داده می‌شود و پاک می‌شود تا سپس روکش شود. آینه‌های شیشه‌ای بیش‌تر با نقره یا آلومنیوم به همراه مجموعه‌ای از دیگر روکش‌ها، روکش می‌شوند.

۱-قلع ۲-نقره ۳- کُنانَنده(فعال‌سازهای) شیمیایی ۴- مس + okhtak(؟) ۵- رنگ

قلع نخست افزوده می‌شود، چراکه نقره نمی‌تواند به شیشه بچسبد. کناننده‌ها باعث سختی قلع/نقره می‌شوند. مس برای ماندگاری و دیرپایی افزوده می‌شود. رنگ (بیش‌تر موارد سبز) در پشت آینه از خراش‌ها و آسیب‌های ناگهانی جلوگیری می‌کند.

در برخی کاربردها، به ویژه آن‌ها که هزینه اهمیت دارد و یا به دیرپایی بسیار نیازمندند، آینه‌ها از یک مادهٔ توپر مانند فلز صیقل‌زده، ساخته می‌شوند.

برای کاربردهای فنی مانند آینه‌های لیزری، روکش بازتابنده بیش‌تر به روش نشست مکنده به روی رویهٔ بیرونی لایه روکش می‌شود. این کار از بازتاب دوباره و از جذب نور در آینه جلوگیری می‌کند. آینه‌های فنی ارزان‌تر، از روکش نقره، آلومنیوم یا طلا بهره می‌برند (طلا بیش‌تر برای آینه‌های فروسرخ) و بازتاب‌های ۹۰-۹۵٪ را تا هنگامی که نو هستند، بدست می‌آورند. یک روکش محافظ ممکن است برای جلوگیری از اکسید شدن لایهٔ بازتابنده افزوده شود. کاربردهایی که به بازتاب بیش‌تر و یا ماندگاری بیش‌تر نیازمندند، از روکش ترابرقی بهره می‌برند، که می‌تواند بازتاب‌هایی به اندازهٔ ۹۹٫۹۹۹٪ را در یک بازهٔ کوچک از طول‌موج‌ها بدست آورد.

کاربردها

از جمله کاربردهای آینه‌ها می‌توان موارد زیر را نام برد:

  • تلسکوپ‌ها: شاید مهم‌ترین کاربرد آینه در تلسکوپ‌ها بوده باشد، که باعث شد دید آدمی فراتر از زمین رود.
  • سامانه‌های رادار و روش‌های پیچیدهٔ هواپیمایی
  • میکروسکوپ‌ها
  • ابزارآلات پزشکی
  • در خودروها جهت افزايش ميدان ديد.
  • در دوربین‌های شکاری
  • در عینک‌های مختلف
  • تلسكوبهاي زيردريايي

 

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و چهارم آذر 1390ساعت 13:1  توسط معصومه دوجی | 

نور صورتي از انرژي تابشي است كه با سرعت 300000 كيلومتر بر ثانيه درفضا سير مي كند.

فرايند نور:
1- موجب ديدن اجسام مي شود.
2- موجب عمل غذاسازي گياهان مي شود.
3- باعث كاركردن كليه وسايل نوري مي شود.

4- موجب تغيير رنگ لباس و پارچه مي شود.

براي آنكه جسمي ديده شود، بايد از آن جسم نور به چشم برسد، بنابر اين جسم يا بايد از خودش نور تابش كند و يا نورهايي را كه برآن تابيده شده است، به طرف چشم بيننده بازتاب دهد.
به همين دليل اجسام به دو دسته تقسيم مي شوند.
1- اجسام منير يا چشمه ي نور: اجسامي كه از خود نور توليد مي كنند. مانند خورشيد، لامپ روشن، شمع روشن، چوب در حال سوختن
2- اجسام غير منير: اين اجسام از خود نوري تابش نمي كنند، بلكه نوري را كه از چشمه هاي نور به آن ها تابيده است به طرف چشم، باز مي گردانند، در نتيجه ما مي توانيم آن ها را ببينيم.

انواع چشمه ي نور:
1- چشمه ي گسترده نور: يك شي نوراني نظير خورشيد، چراغ روشن، شعله ي شمع را چشمه ي نور گسترده مي ناميم.


2- چشمه نور نقطه اي: اگر صفحه اي از مقوا را كه روي آن روزنه ي كوچكي ايجاد شده است، درمقابل چراغ روشني قراردهيم، نور چراغ پس از گذشتن از روزنه منتشر مي شود و روزنه مانند يك چشمه نور كوچك عمل مي كند كه به آن چشمه ي نقطه اي نور مي گويند.

تقسيم بندي اجسام غير منير از نظر عبور نور از آنها:
1- اجسام شفاف : اجسامي كه نور از آن ها عبور مي كند مانند شيشه – هوا – آب

2- اجسام نيمه شفاف : اجسامي كه نور از آن ها عبور مي كند ولي از پشت آن ها اجسام ديگر به طور واضح ديده نمي شوند. مانند شيشه هاي مات – كاغذ كالك
3- اجسام كدر اجسامي كه نور از آن ها عبور نمي كند.مانند آجر-مقوا-چوب و ....

نور به خط راست منتشر مي شود.
چند دليل مهم براي اثبات اين موضوع:
1- عبور نور از لابه لاي شاخ و برگ درختان
2- تشكيل سايه
3- خورشيد گرفتگي
4- ماه گرفتگي

سايه چگونه تشكيل مي شود؟ اگر جسم كدري در مقابل منبع نوري قرار گيرد در پشت جسم محوطه ي تاريكي بوجود مي آيد كه به آن سايه مي گويند.

راههاي تشكيل سايه :
1- تشكيل سايه به وسيله چشمه ي نقطه اي نور: در اين حالت فقط سايه كامل ايجاد مي شود و مرز مشخصي بين تاريكي و روشنايي وجود دارد.
نكته: قطر سايه به فاصله ي چشمه ي نور تا جسم كدر و پرده بستگي دارد.
نكته: هر گاه چشمه ي نور به جسم كدر نزديك شود قطر سايه بزرگتر مي شود و هرگاه چشمه ي نور را از جسم كدر دور كنيم قطر سايه كوچك تر مي شود.

2- تشكيل سايه به وسيله چشمه ي گسترده نور: در اين حالت علاوه بر سايه كامل، نيم سايه نيز ديده مي شود.
- خورشيد گرفتگي (كسوف): هر گاه در چرخش ماه به دور زمين و هر دو به دور خورشيد، مركز آن سه (ماه،زمين،خورشيد) روي يك خط راست واقع شود به طوري كه ماه در وسط باشد، ماه جلوي نور خورشيد را مي گيرد و سايه آن روي زمين مي افتد در نتيجه كساني كه در سايه ي ماه قرار دارند خورشيد را تاريك مي بينند. در اين صورت مي گوييم، خورشيد گرفتگي رخ داده است.
- ماه گرفتگي: اگر زمين بين ماه و خورشيد قرار گيرد، زمين جلوي نور خورشيد را مي گيرد و سايه آن روي ماه مي افتد و آن را تاريك مي كند. در اين صورت مي گوييم ماه گرفتگي رخ داده است.

بازتاب نور : برگشت نور از سطح يك جسم را بازتاب مي گويند.
انواع بازتاب نور:
1- بازتاب منظم: اين بازتابش در سطوح بسيار صاف صورت مي گيرد. در اين صورت پرتوهاي نور به طور موازي به سطح تابيده و به طور موازي در يك جهت بازتاب مي شوند. در اين نوع بازتاب همواره تصويري واضح و روشن ايجاد مي شود. مانند آينه

2- بازتاب نامنظم: هرگاه يك دسته پرتو موازي نور به سطح ناهمواري برخورد كند به صورت پرتوهاي غير موازي و در جهات متفاوت بازتاب مي شوند. دراين نوع بازتابش تصوير اشياء مبهم و نامشخص است.

اصل انعكاس: در بازتاب نور از سطح يك جسم، همواره زاويه تابش و بازتاب برابرند.

نكته 1: پرتو تابش: پرتو نوري كه به سطح مي تابد.(I)
نكته2: پرتو بازتابش: پرتو بازگشته از سطح را مي گويند.(R)
نكته3: زاويه تابش: زاويه بين پرتو تابش و خط عمود را مي گويند.(i)
نكته4: زاويه بازتابش: زاويه بين پرتو بازتاب و خط عمود را گويند.(r)
نكته5: زاويه آلفا α : زاويه بين پرتو تابش و سطح آينه را گويند.
نكته6: زاويه بتا α : زوايه بين پرتو بازتاب و سطح آينه را گويند.
نكته7: زاويه تابش متمم زاويه α است.
نكته8: زاويه باز تابش متمم زاويه β است.

انواع دسته اشعه (پرتو) نوراني:
1- دسته پرتو موازي: اين پرتوها همانطور كه از اسمشان پيدا است با هم موازي هستند.

2- دسته پرتو همگرا: پرتوهايي هستند كه در آن شعاع هاي نور در جهت انتشار به هم نزديك مي شوند و در يك نقطه به هم مي رسند.

3- دسته پرتو واگرا: پرتوهايي كه در آن شعاع هاي نور در جهت انتشار از هم دور مي شوند.

پرتوهاي حقيقي:
پرتوهاي تابش و بازتابش كه به چشم مي رسند را پرتوهاي حقيقي مي گويند.
پرتوهاي مجازي:
امتداد پرتوهاي واگرايي كه از سطح آينه بازتاب مي شوند(در پشت آينه) پرتوهاي مجازي گفته مي شود.
تصوير حقيقي:
زماني تشكيل مي شود كه پرتوهاي تابش شده از يك نقطه شي پس از برخورد به آينه يا عدسي در نقطه اي ديگر به هم برسند. تصوير حقيقي بر روي پرده تشكيل مي شود.

تصوير مجازي:
تصويري كه پرتوهاي مجازي در پشت آينه به وجود مي آورند را مي گويند.تصوير مجازي بر روي پرده تشكيل نمي شود.

آينه:
قطعات شيشه اي كه پشت آنها نقره اندود يا جيوه اندود شده است و مي توانند نور را بازتاب دهند بازتاب از سطح آينه منظم است.

ويژگي هاي تصوير در آينه تخت
1- تصوير مجازي
2- تصوير مستقيم
3- تصوير برگردان(وارون جانبي)
4- طول تصوير با طول جسم برابر است.
5- فاصله تصوير تا آينه با فاصله ي جسم تا آينه برابر است.

كاربرد آينه ي تخت:
1- استفاده از تصوير مستقيم آن در خانه و وسايل نقليه
2- استفاده از آينه براي ارسال علايم مخابراتي به فاصله دور
3- استفاده از آينه ي تخت براي اندازه گيري سرعت نور و وسايل نور بازتابي (تلسكوپ بازتابي)
4- پريسكوپ: اين دستگاه از لوله اي تشكيل شده كه در دو طرف آن دو آينه ي تخت موازي نصب شده كه هر يك از اين آينه ها با محور آينه زوايه 45 درجه مي سازد. هر تصويري كه در يكي از اين آينه ها ديده مي شود در ديگري نيز مشاهده مي شود.

انتقال آينه ي تخت:
هرگاه جسمي در برابر آينه ي تختي قرار گيرد، تصوير مجازي آن در آينه ديده مي شود. چنانچه آينه به اندازه d جابه جا شود. تصوير به اندازه 2d نسبت به جسم جابه جا مي شود.

اگر آينه ثابت باشد و جسم به اندازه d نسبت به آينه جا به جا شود تصوير نسبت به جسم به اندازه d جا به جا مي شود.
سرعت انتقال تصوير:
سرعت انتقال تصوير در آينه ي تخت در حالتي كه آينه ثابت باشد و جسم با سرعت V در راستاي عمود بر سطح آينه حركت كند، نسبت به مكان اوليه اش برابر V است.
در حالي كه جسم ساكن باشد و آينه در راستاي عمود بر سطح آينه با سرعت V حركت كند، سرعت انتقال تصوير در آينه نسبت به مكان اوليه اش برابر 2V خواهد بود.
در حالي كه جسم و آينه هر يك با سرعت V به طرف هم حركت كنند، سرعت انتقال تصوير در آينه نسبت به مكان اوليه اش برابر 3Vخواهد بود.
تصوير در آينه هاي متقاطع:
هر گاه جسم روشني در فضاي بين دو آينه ي متقاطع قرار گيرد پرتوهايي از جسم به هر يك از دو آينه مي تابد و دو تصوير مجازي به وجود مي آورد. اگر پرتوها پس از باز تابش هاي متوالي به آينه برخورد كنند تصويرهاي ديگري نمايان مي شود. هر چه زاويه بين دوآينه α كوچكتر باشد تعداد اين تصويرها بيش تر است.

نكته: در حالتي كه دو آينه موازي باشند 0=α تعداد تصاوير بي نهايت زياد است.

آينه هاي كروي:
الف) آينه مقعر(كاو): اگر سطح داخلي آينه بازتاب كننده باشد، به آن آينه كاو مي گويند.
نكته 1: اگر يك دسته پرتو نور موازي به آينه كاو بتابد پرتوهاي بازتابيده در يك نقطه به نام كانون حقيقي به هم مي رسند.
كانون با حرف F نمايش داده مي شود.
به فاصله كانون تا آينه، فاصله كانوني مي گويند و با حرف f نمايش مي دهند.

نكته2: آينه هاي كاو مي توانند از يك جسم هم تصوير مجازي و هم تصوير حقيقي ايجاد كنند.
تشكيل تصوير حقيقي يا مجازي، بستگي به فاصله جسم از آينه هاي كاو دارد. هر چه جسم به آينه نزديك تر باشد، تصوير در فاصله اي دورتر ايجاد مي شود و هرچه جسم را از آينه دور كنيم تصوير به آينه نزديك تر مي شود.

ب) آينه ي كوژ: اگر سطح خارجي آينه بازتاب كننده باشد، آن را آينه ي كوژ مي گويند.
نكته1: هرگاه پرتوهاي نور موازي محور اصلي به آينه محدب بتابد، طوري باز مي تابد كه امتداد پرتوهاي بازتاب از يك نقطه روي محور اصلي مي گذرند. اين نقطه را كانون اصلي آينه ي محدب مي نامند. كانون آينه محدب مجازي است.

نكته 2: تصوير در آينه ي محدب همواره مجازي، كوچك تر از جسم و مستقيم خواهد بود.

شكست نور:
وقتي نور به جسمي مي تابد، مقداري از آن نور بازتاب مي شود، مقداري نيز از جسم عبور مي كند،
اما جسم هاي شفاف مانند هوا، آب، شيشه، طلق هاي پلاستيكي شفاف نور را به خوبي از خود عبور مي دهند.

نور در يك محيط معين در مسير مستقيم حركت مي كند.
اگر در مسير نور يك قطعه جسم شفاف عمود در مسير نور قرار گيرد، مسير نور در هنگام عبور از جسم هم چنان مستقيم خواهد بود.

اما اگر نور در مسير خود، با زوايه اي ديگر به يك جسم شفاف (مثلا شيشه) برخورد كند، هنگام ورود به شيشه مسير حركتش مقداري كج مي شود. به اين پديده شكست نور مي گويند.

نور در يك محيط معين، به صورت مستقيم و با سرعت ثابت حركت مي كند، هرگاه محيط تغيير كند، سرعت نور نيز تغيير كرده و نور منحرف مي شود و در مسير جديد به خط راست حركت مي كند.
تغيير مسير پرتو نور به هنگام عبور از يك محيط شفاف به محيط شفاف ديگر را شكست نور مي گويند.
زاويه تابش: زاويه اي بين پرتو تابش و خط عمود (i)
زاويه شكست: زاويه اي بين پرتو شكست و خط عمود (r)
رابطه ي زاويه تابش و زاويه ي شكست:
1- اگر پرتو تابش عمود بر سطح مشترك بين دو محيط باشد،(يعني زاويه آن با خط عمود برابر صفر باشد) در اين صورت نور بدون شكست وارد محيط دوم شده و منحرف نمي شود.

2- اگر پرتو تابش از محيط رقيق وارد محيط غليظ شود در اين حالت پرتو شكست به خط عمود نزديك مي شود يعني زاويه شكست از زاويه ي تابش كوچك تر مي شود.

3- اگر پرتو تابش از محيط غليظ وارد محيط رقيق شود، در اين حالت پرتو شكست از خط عمود دورتر مي شود و زاويه ي شكست از زاويه ي تابش بزرگ تر مي شود.

علت شكست نور:
علت شكست نور، متفاوت بودن سرعت نور در محيط هاي مختلف است. سرعت نور در خلا يا هوا در حدود است اما وقتيكه وارد آب مي شود، سرعت آن به حدود كيلومتر بر ثانيه مي رسد. سرعت نور در شيشه(كه غليظ تر از آب است) كم تر و در حدود است. اين تفاوت سرعت نور سبب مي شود كه راستاي پرتوهاي نور هنگام عبور از يك محيط به محيط ديگر، شكسته شود و پديده شكست نور اتفاق بيفتد.

عمق ظاهري، عمق واقعي:
هنگامي كه از هوا به جسمي در داخل آب نگاه كنيم آن جسم به سطح آب نزديكتر و وقتي از داخل آب به جسمي در هوا نگاه كنيم، دورتر به نظر مي رسد. وقتي نور به طور مايل از يك محيط شفاف وارد محيط شفاف ديگر مي شود، در مرز مشترك دو محيط، تغيير مي دهد(شكسته مي شود) همين عامل سبب بالاتر ديده شدن جسم نسبت به سطح واقعي گردد.

منشور:
قطعه اي مثلثي شكل است كه از يك ماده شفاف مثل شيشه يا پلاستيك هاي بي رنگ ساخته مي شود. وقتي پرتوهاي نور به يكي از ديواره هاي منشور برخورد مي كند و به آن وارد مي شود، در اثر پديده ي شكست مسيرش تغيير مي كند. اين پرتو هنگام خروج از ديواره ي ديگر منشور نيز، دچار تغيير مي شود.

آزمايش نيوتن:
هرگاه شعاع نور سفيدي بر يك وجه منشور شيشه اي كه قاعده ي آن به شكل مثلث است بتابانيم، نور سفيد تجزيه شده و پرتوهاي خروجي از منشور بر روي پرده طيف رنگيني از هفت رنگ قرمز، نارنجي، زرد، سبز، آبي، نيلي و بنفش را تشكيل مي دهد. علت اين پديده آن است كه ميزان شكست نورهاي رنگي مختلف، با هم يكسان نيست. هرگاه نور سفيد وارد منشور شود، تغيير مسير رنگ هاي تشكيل دهنده ي نور سفيد از قرمز تا بنفش بيش تر شده و به هنگام خروج از منشور رنگ هاي مختلف نور سفيد از يكديگر جدا مي شوند.
جداسازي رنگ هاي نور سفيد به وسيله ي منشور را پاشيدگي نور (پاشيده شدن) مي گويند.

به مجموعه نورهاي رنگي كه از پاشيده شدن نور در منشور به وجود مي آيد طيف نور گفته مي شود.
عدسي ها:
اگر دو منشور را مطابق شكل هاي مقابل به هم بچسبانيم و سطح آن ها را به صورت خميده تراش دهيم، عدسي به وجود مي آيد.

عدسي ها مانند منشور مي تواند جهت پرتوهاي نور را تغيير دهد، همين امر سبب مي شود اجسام از پشت عدسي به صورتهاي مختلف ديده شوند.

انواع عدسي:
1- عدسي همگرا(محدب يا كوژ) ضخامت وسط اين عدسي بيش تر از ضخامت كناره هاي آن است.
اين نوع عدسي پرتوهاي نور موازي را شكسته و در يك نقطه متمركز مي كند يا به عبارت ديگر پرتوهاي نور را به يكديگر نزديك مي كند.
2- عدسي واگرا (مقعر يا كاو) ضخامت وسط اين عدسي كم تر از ضخامت كناره هاي آن است.
اين نوع عدسي پرتوهاي نور موازي را شكسته و آنها را واگرا مي نمايد به عبارت ديگر پرتوهاي نور را از يكديگر دور مي كند.

عدسي همگرا:

اين نقطه كانون عدسي(ذره بين)است. اگر فاصله ي بين عدسي تا صفحه ي كاغذ را اندازه بگيريد، اين فاصله را فاصله كانوني عدسي گويند.
هرگاه يك دسته پرتو نور موازي با محور اصلي به عدسي همگرا بتابد پس از عبور از عدسي شكسته شده و پرتوها در يك نقطه يكديگر را قطع مي كنند. اين نقطه كانون اصلي عدسي بوده و با F نمايش داده مي شود.

فاصله ي بين كانون و مركز نوري عدسي را فاصله ي كانوني عدسي مي گويند و با علامت (f) نمايش مي دهند.
نكته: عدسي هاي همگرا هم تصوير حقيقي و هم تصوير مجازي ايجاد مي كنند.
ويژگي هاي تصوير در عدسي همگرا بستگي به فاصله شي از عدسي و فاصله ي كانوني دارد.
عدسي واگرا:
هر گاه پرتوهايي موازي محور اصلي به عدسي واگرا بتابد پس از شكست و عبور از عدسي طوري از هم دور مي شوند كه امتداد آن ها از يك نقطه روي محور اصلي بگذرند. اين نقطه را كانون عدسي واگرا مي نامند.
نكته: عدسي ها واگرا همواره تصويري مجازي، مستقيم، كوچك تر از جسم و نزديك تر(در همان طرف شي) ايجاد مي كند.

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و چهارم آذر 1390ساعت 1:4  توسط معصومه دوجی | 

۱- در صورتی که پرتو های تابیده شده همگرا باشند, بازتابش آنها همگراست.

2- درصورتی که پرتوهای تابیده موازی باشند, بازتابش آنها همگراست.

3- در صورتی که پرتوهای تابیده واگرا باشند, بازتابش آنها بسته به شرایط ممکن است موازی, همگرا یا واگرا باشند.(تعیین شرایط به عهده ی کانون است)

الف)اگر امتداد پرتوهای تابش در فاصله ی کانونی به هم برسند, بازتابش واگرا خواهد بود.

ب)اگر امتداد پرتوهای تابش روی کانون به هم برسند, بازتابش موازی خواهد بود.

ج)اگر امتداد پرتوهای تابش خارج از فاصله کانونی به هم برسند, بازتابش همگرا خواهد بود.

در موارد 1و 2 رسم شکل بسیار راحت بوده و برای کاهش حجم مطلب فقط شکل های مربوط به حالت 3 را بررسی می کنیم.

edsx.jpg

+ نوشته شده در  چهارشنبه بیست و سوم آذر 1390ساعت 11:35  توسط معصومه دوجی | 

نورشناخت

نورشناخت که به آن اپتیک یا فیزیک نور نیز گفته می‌شود، شاخه‌ای از فیزیک است که به بررسی نور و خواص آن و برهمکنش آن با ماده می‌پردازد. نورشناخت به مطالعه حوزه مرئی، ماواء بنفش و زیر قرمز امواج الکترومغناطیسی می‌پردازد.

تاریخچه

ابن هیثم که به پدر علم نورشناخت نیز موسوم است از اولین کسانی است که به مطالعه نور پرداخت.

نورشناخت هندسی

نورشناخت هندسی نور به صورت یک پرتو منتشر شونده در یک خط راست مدل بندی می‌کند. این نظریه توانسته‌است بسیاری از ویژگی‌های نور مثل شکست نور، بازتاب نور از سطوح را به خوبی توصیف نماید.

نورشناخت موجی

پدیده‌هایی وجود دارند که دیگر نمی‌توان آنها را با دید نور هندسی مورد مطالعه قرار داد که نمونه‌ای از این پدیده‌ها پراش، پاشندگی، تداخل نور می‌باشد. به این منظور با کارهای ماکسول مشخص شد که رفتار نور به خوبی با استفاده از یک موج الکترومغناطیسی قابل توصیف است.

نورشناخت کوانتومی

با وجود همه موفقیت‌هایی که در زمینه نورشناخت انجام شده بود باز هم هنوز نور ماهیت اصلی خود را هویدا نکرده بود. اما با پیشرفت‌هایی که در زمینه مکانیک کوانتومی انجام شد و کاربرد آن در حوزه نورشناخت جبهه‌های جدیدی در این علم گشوده و نمودهای تازه‌ای از نور مشاهده شد. این موضوع تا جایی ادامه یافت که اعتقاد دانشمندان فیزیک بر آن شد که نور ذاتا یک موجود کاملا کوانتمی است و آنچه که در تئوری‌های کلاسیک به آن پرداخته می‌شود یک تقریب نسبتا خوب از نور است. در این مدل بندی جدید پدیده‌هایی پیش بینی و توصیف شدند که پیش از این بررسی نمی‌شدند. امروزه موفق‌ترین مدل برای توصیف نور مدل نورشناخت کوانتومی است.

 

+ نوشته شده در  پنجشنبه هفدهم آذر 1390ساعت 12:37  توسط معصومه دوجی | 

ماهيت ذر‌ه‌اي

اسحاق نيوتن (Isaac Newton) در كتاب خود در رساله‌اي درباره نور نوشت پرتوهاي نور ذرات كوچكي هستند كه از يك جسم نوراني نشر مي‌شوند. احتمالاً اسحاق نيوتن نور را به اين دليل بصورت ذره در نظر گرفت كه در محيطهاي همگن به نظر مي‌رسد در امتداد خط مستقيم منتشر مي‌شوند كه اين امر را قانون مي‌نامند و يكي از مثالهاي خوب براي توضيح آن بوجود آمدن سايه است.

ماهيت موجي

همزمان با نيوتن، كريسيتان هويگنس (Christiaan Huygens) (1695-1629) طرفدار توضيح ديگري بود كه در آن حركت نور به صورت موجي است و از چشمه‌هاي نوري به تمام جهات پخش مي‌شود به خاطر داشته باشيد كه هويگنس با بكار بردن امواج اصلي و موجكهاي ثانوي قوانين بازتاب و شكست را تشريح كرد. حقايق ديگري كه با تصور موجي بودن نور توجيه مي‌شوند پديده‌هاي تداخلي هستند مانند به وجود آمدن فريزهاي روشن و تاريك در اثر بازتاب نور از لايه‌هاي نازك و يا پراش نور در اطراف مانع.

ماهيت الكترومغناطيس

بيشتر به خاطر نبوغ جيمز كلارك ماكسول (James Clerk Maxwell) (1879-1831) است كه ما امروزه مي‌دانيم نور نوعي انرژي الكترومغناطيسي است كه معمولاً به عنوان امواج الكترومغناطيسي توصيف مي‌شود. گسترده كامل امواج الكترومغناطيسي شامل: موج راديويي ، تابش فرو سرخ ، نور مرئي از قرمز تا بنفش ، تابش فرابنفش ، اشعه ايكس و اشعه گاما مي‌باشد.



تصوير

ماهيت كوانتومي نور

طبق نظريه مكانيك كوانتومي نور، كه در دو دهه اول قرن بيستم بوسيله پلانك و آلبرت انيشتين و بور براي اولين بار پيشنهاد شد، انرژي الكترومغناطيسي كوانتيده است، يعني جذب يا نشر انرژي ميدان الكترومغناطيسي به مقادير گسسته‌اي به نام "فوتون" انجام مي‌گيرد.

نظريه مكملي

نظريه جديد نور شامل اصولي از تعاريف نيوتون و هويگنس است. بنابراين گفته مي‌شود كه نور خاصيت دو گانه‌اي دارد، برخي از پديده‌ها مثل تداخل و پراش خاصيت موجي آنرا نشان مي‌دهد و برخي ديگر مانند پديده فوتوالكتريك ، پديده كامپتون و ... با خاصيت ذره‌اي نور قابل توضيح هستند.

تعريف واقعي نور چيست؟

تعريف دقيقي براي نور نداريم، جسم شناخته شده يا مدل مشخص كه شبيه آن باشد وجود ندارد. ولي لازم نيست فهم هر چيز بر شباهت مبتني باشد. نظريه الكترومغناطيسي و نظريه كوانتومي باهم ايجاد يك نظريه نامتناقض و بدون ابهام مي‌كنند كه تمام پديده‌هاي نوري را مي‌كنند. نظريه ماكسول درباره انتشار نور و بحث مي‌كند در حالي كه نظريه كوانتومي برهمكنش نور و ماده يا جذب و نشر آن را شرح مي‌دهد ازآميختن اين دو نظريه ، نظريه جامعي كه كوانتوم الكتروديناميك نام دارد، شكل مي‌گيرد. چون نظريه‌هاي الكترومغناطيسي و كوانتومي علاوه بر پديده‌هاي مربوط به تابش بسياري از پديده‌هاي ديگر را نيز تشريح مي‌كنند منصفانه مي‌توان فرض كرد كه مشاهدات تجربي امروز را لااقل در قالب رياضي جوابگو است. طبيعت نور كاملا شناخته شده است، اما باز هم اين پرسش هست كه واقعيت نور چيست؟

گسترده طول موجي نور

نور گستره طول موجي وسيعي دارد چون با نور مرئي كار مي‌كنيم اغلب تصاوير و محاسبات در اين ناحيه از گستره الكترومغناطيسي انجام مي‌گيرد اما روشهاي مورد بحث مي‌تواند در تمام ناحيه الكترومغناطيسي مورد استفاده قرار گيرند. ناحيه نور مرئي بر حسب طول موج از حدود 400 نانومتر (آبي) تا 700 نانومتر (قرمز) گسترده است كه در وسط آن طول موج 555 نانومتر (نور زرد) كه چشم انسان بيشترين حساسيت را نسبت به آن دارد يك ناحيه پيوسته كه ناحيه مرئي را در بر مي‌گيرد و تا فرو سرخ دور گسترش مي‌يابد.


img/daneshnameh_up/2/26/Prism.gif

خواص نور و نحوه توليد

سرعت نور در محيطهاي مختلف متفاوت است كه بيشترين آن در خلاء و يا بطور تقريبي در هوا است، در داخل ماده به پارامترهاي متفاوتي بر حسب حالت و خواص الكترومغناطيسي ماده وابسته است. بوسيله كاواك جسم سياه مي‌توان تمام ناحيه طول موجي نور را توليد نمود. در طبيعت در طول موجهاي مختلف مشاهده شده اما مشهورترين آن نور سفيد است كه يك نور مركبي از ساير طول موجها مي‌باشد. تك طول موجها آنرا بوسيله لامپهاي تخليه الكتريكي كه معرف طيفهاي اتمي موادي هستند كه داخلشان تعبيه شده مي‌توان توليد كرد.

منبع : سایت انجمن فیزیکدانان جوان : www.huppa.com

+ نوشته شده در  چهارشنبه شانزدهم آذر 1390ساعت 11:36  توسط معصومه دوجی | 
تاريخچه

در قرنهاي 11 تا 16 بشر از يك اتاقك تاريك (دوربين اوليه) بعنوان چيزي شبيه به دوربين استفاده مي‌كرد. براي اين منظور اتاق مكعب مستطيل كوچكي را كه هرگز نوري به درون آن راه نمي‌يافت، آماده مي‌كردند، در وجه جلوي آن سوراخي به قطر تقريبي يك ميليمتر ايجاد مي‌كردند، بدين ترتيب تصاوير صحنه‌هاي خارج از اتاق را روي ديوار يا پرده در وجه مقابل سوراخ در داخل اتاق منعكس مي‌نمودند. البته اين عمل بيشتر براي نمايش و سرگرمي بود و هرگز كار عكاسي را انجام نمي‌داد.
img/daneshnameh_up/e/ee/CAG5E30H.JPG
 

نحوه كار دوربينهاي اوليه

در سال 1568 دانيلو باربارو اين اتاقك تاريك را با يك عدسي و يك دريچه قابل تغيير مجهز نمود. بدين وسيله مي‌توانست تصاوير را واضحتر به درون اتاق منعكس كند. در سال 1802 توماس وج وود و همچنين همفري ديوي با استفاده از كاغذ مخصوص تصاوير غير ثابتي بدست آوردند. اين كاغذ آغشته به محلولي بود كه هرگاه در برابر نور آفتاب قرار مي‌گرفت، رنگ اصلي خود را از دست مي‌داد و به كلي سياه مي‌شد. آنگاه چون بر روي اين كاغذ تصوير يا جسمي را قرار مي‌دادند، قسمتهايي كه از تابش نور مصون مانده بود، به رنگ خود باقي مي‌ماند و اما ساير قسمتهاي كاغذ سياه مي‌شد. بدينگونه شبح نوري از اجسام بر روي آن كاغذ عكاسي مي‌شد. با اين روش تصويري بدست مي‌آمد كه آن نيز به مجرد نور ديدن ، رنگ خود را از دست مي‌داد و كاغذ يكپارچه سياه مي‌شد.

سير تحولي و رشد

در سال 1816 جوزف نييپس با يك جعبه جواهرات يك دوربين بسيار ابتدايي ساخت و آن را با ذره بين ، ميكروسكوپ نوري مجهز نمود. با اين دستگاه او مي‌توانست فقط عكسهاي منفي بردارد. سرانجام ويليام تالبوت نخستين كسي بود كه توانست عكسهاي مثبت هم بردارد، عكسهايي كه ثابت و دائمي هم باقي مي‌ماندند. اين رويداد در سال 1835 رخ داد. در سالهاي بعد دوربينهاي پيشرفته‌اي به بازار عرضه شده و مي‌شود.

ساختمان دوربين عكاسي
img/daneshnameh_up/b/b0/CAM9G5EJ.JPG


دوربين عكاسي از يك اتاقك تاريك تشكيل شده كه بر جدارهاي آن يك عدسي محدب با فاصله كانوني ثابت قرار دارد. در جدار مقابل اين عدسي فيلم و بين فيلم و عدسي ديافراگم وجود دارد. علاوه بر اين دوربين به دستگاه تنظيم فاصله (مسافت ياب نوري)، شاتر يا بندان ، نورسنج (طيف سنج نوري) و منظره ياب مجهز است.

طرز كار دوربين عكاسي

در هنگام عكسبرداري عدسي دوربين را جلو و عقب مي‌بريم تا آنكه در منظره ياب تصوير واضحي از جسم مورد نظر ديده شود. در اين حالت تصويري حقيقي و معكوس مي‌تواند روي فيلم تشكيل شود كه با فشار دكمه ديافراگم باز مي‌شود و نور در مدت مشخص به فيلم مي‌رسد و تصوير جسم را روي آن بوجود مي‌آورد.

فيلم عكاسي

فيلم عكاسي به گونه خاصي تهيه شده است يعني آنكه مواد شيميايي خاصي در بر دارد كه نور مي‌تواند بر آنها اثر بگذارد و تصوير خارجي بر آن نقش ببندد. يكي از بهترين روشهاي عكسبرداري (نورنگاري) ، آشكارسازي تابش بوسيله دانه‌هاي املاح هالوژني نقره است. چرا كه براي حساس كردن يك بلور هالوژني نقره تنها چند فوتون كافي است. پس از آنكه يك فيلم نور دهي شد، مقدار تيرگي حاصل در يك خاص به عوامل زير بستگي دارد:


    تابندگي به منظور نور دهي

    طول موج تابش
    مدت زمان نور دهي
    شرايط ظهور فيلم

مكانيزم ضبط تصوير روي فيلم

انرژي لازم براي تبديل برومور نقره يا يدور نقره به نقره عنصري از ماده شيميايي مورد استفاده در فرآيند ظهور فراهم مي‌شود. پيش از ظهور اطلاعات بصورت يك تصوير نهان به شكل دانه‌هاي حساس شده روي شيشه يا فيلم ذخيره شده است. از ظاهر كردن فيلم يك تصوير منفي( نگاتيو) بدست مي‌آيد. نگاتيو يعني خلاف آنچه در صاحب تصوير ديده مي‌شود. پس بنابراين قسمتهاي روشن صاحب تصوير بر روي فيلم تيره مي‌افتد و برعكس قسمتهاي تيره آن بصورت روشن نقش مي‌بندد.

چون دانه‌هاي املاح هالوژني نقره به تنهايي فقط به نور آبي و نور فرا بنفش نزديك حساسند، بايد مواد رنگي يا رنگيزه‌هايي به آنها افزوده شود تا تابش بخشهاي ديگر بيناب را جذب كنند و براي حساس كردن دانه‌ها ، مسير فراهم آورند. فيلمهاي فرو سرخ هم موجودند، ولي بايد با مراقبت ويژه نگهداري شوند. چون به سبب حساسيت به گرما خيلي زود آسيب مي‌بينند.

چاپ عكس

در مرحله چاپ فيلم ، عكس مثبت ( پوزيتيو) بدست مي‌آيد. پوزيتيو يعني تصويري كه درست مانند خود صاحب تصوير است. براي تهيه عكس مثبت ، فيلم را بر روي كاغذ مخصوصي قرار داده ، سپس از روي آن نوري را عبور مي‌دهند. در نتيجه قسمتهاي تيره فيلم بر روي كاغذ ، روشن و قسمتهاي روشن آن نيز تيره چاپ مي‌شود. چنين تصويري درست مطابق همان شخص يا چيزي است كه قبلا با دوربين عكس آنها را بصورت نگاتيو برداشته بوديم.
+ نوشته شده در  چهارشنبه شانزدهم آذر 1390ساعت 11:25  توسط معصومه دوجی | 

شکست نور چیست ؟

شکست نور یک پدیده اپتیکی است که در آن نور رسیده از یک منبع نورانی (مانند لامپ، خورشید و ستارگان) به خاطر تغییر سرعتی که برای آن در دو محیط با ضریب شکست متفاوت رخ می‌دهد دچار تغییر مسیر می‌شود.لذا هنگامی که شخص به این نور نگاه می‌کند گویی که نور دچار شکست شده است.

چرا نور می شکند ؟

دلیل اصلی پدیده شکست نور تغییر سرعت نور در محیط های شفاف مختلف می باشد. هرگاه پرتو نوری به طور مایل از محیط شفافی وارد محیط شفاف دیگری شود هنگام گذشتن از سطح جدایی می شکند.

کاربردهای شکست نور :

با استفاده از پدیده شکست نور می‌توان نور سفید یا نورهای مخلوط از چندین طول موج را به امواج تشکیل دهنده آن تجزیه نمود.

اساس این پدیده متفاوت بودن سرعت نور در محیط‌های شفاف بر حسب طول موج نور است، به این ترتیب که هرچه طول موج بیشتر باشد سرعت نور در آن محیط نیز بیشتر خواهد بود. بنابراین نورهای مختلف با طول موج‌های مختلف مسیرهای متفاوتی را طی کرده و دچار شکست‌های متفاوتی می‌شوند. نتیجه این عمل جدا شدن امواج با طول موج‌های متفاوت از یکدیگر خواهد بود.

+ نوشته شده در  چهارشنبه شانزدهم آذر 1390ساعت 9:10  توسط معصومه دوجی |