به محض اینکه روز جهانی نور را جشن می گیریم (16 مه طبق گفته سازمان ملل) ، امروز می خواهیم کمی به شما بگوییم که دقیقاً نور چیست ، تاریخ آن و کنجکاوی ترین ویژگی های آن است.

ماهیت نور موضوعی است که قرن ها دانشمندان و فیلسوفان را مجذوب خود می کرده است و تا اوایل قرن بیستم ، هنگامی که زمینه فیزیک کوانتومی شکل گرفت ، آنها را وارونه کرد. قبل از s XVIII اعتقاد بر این بود که نور توسط ذرات کوچک شکل می گیرد ، نظریه ای که اجازه می دهد تا اثرات شناخته شده از شکست و بازتاب را توضیح دهد. اسحاق نیوتن یکی از کسانی بود که تئوری نورانی بدنی را ایجاد کرد که به دلیل اعتبار عالی نویسنده خود ، سالها طول می کشد تا زیر سوال برود.

اما پس از آن در قرن نوزدهم ، توماس یانگ آزمایش معروف شکاف مضاعف را انجام داد که به او امکان مشاهده دخالت های تولید شده توسط نور را می داد. و تنها راه برای توضیح این پدیده و دیگران مانند پراش و قطبش نور این بود که فرض کنیم نور موج است. این و اقدامات تغییر سرعت نور در رسانه های مختلف که با مقادیر پیش بینی شده توسط نیوتن مطابقت ندارد ، اکثریت جامعه علمی را متقاعد کرد که نظریه بدنه صحیح نیست و فرض می شود که نور ماهیت موجی دارد .

بنابراین سایر موضوعات شروع به زیر سؤال بردن کردند. به عنوان مثال ، اگر نور موج بود ، به چه وسیله ای در فضا پخش می شد؟ در آن زمان هنوز تصور نمی شد که نور می تواند از طریق خلاء پخش شود ، اما این امواج مجبور بودند از طریق ماده ای درست عبور کنند که صدا از طریق هوا و آب طی می شود (و همزمان آن با خلاء منتقل نمی شود) در حاشیه. از بعضی فیلمهای فضایی شنیده می شود). این برداشت از موج مکانیکی باعث شد تا آنها وجود یک ماده فیزیکی خاص را که آنها "اتر" می نامند تصور کنند و باید کل فضای را اشغال کند. اما پس از آزمایش های میشلسون و مورلی ، که یک تداخل سنج مبتکرانه را برای تلاش برای یافتن این "اتر" تنظیم کرده اند و در تحقیقات مختلف بعدی کاربردهای بسیاری داشته است (برای مثال ، آزمایش تشخیص موج گرانشی LIGO بر اساس آن است). نتیجه گرفته شد که این اتر نمی تواند وجود داشته باشد.

و توسط "آخرین" ، فارادی و پس از او ماکسول ، هنگام مطالعه و ترکیب چهار معادله مشهور که نام او را در بر می گیرد ، دریافتند که امواج الکترومغناطیسی (که نیازی به انتشار از طریق یک وسیله فیزیکی ندارند) وجود دارد که (به طور اتفاقی!) آنها با سرعت ثابت پخش می شوند که برای اندازه گیری سرعت نور مطابقت دارد. و به عنوان دو به علاوه دو چهار (نه همیشه اما در اینجا ما در حال حاضر نمی گویند) ، voilà! نور یک موج الکترومغناطیسی است که از طریق خلاء قابل انتقال است!

چقدر خوب! ناگهان همه چیز بسیار ساده است و شما می توانید تمام پدیده های تولید شده توسط نور را توضیح دهید! همه چیز در دنیای الکترومغناطیس کامل می شد. برخی حتی در ادامه گفتند که فیزیک به پایان رسیده است ، و تنها بقیه جزئیات که در تئوری های قبلی وجود نداشتند نظریه های موجود را نشان می دادند.

اوه نه صبر کن و چگونه مسئله اشعه بدن سیاه را توضیح می دهیم ، که با تئوری موج ما را به سمت بی نهایت سوق می دهد؟ و اثر فوتوالکتریک؟ نتایج به دست آمده برای توضیح میزان جذب و انتشار انرژی مواد فقط با فرض اینکه نور توسط ذرات ، کوانتوم نور تشکیل شده است ، قابل توضیح است.

در این مرحله می توان تصور کرد که مردم چگونه باید با این نتایج متناقض رفتار کنند. از یک طرف آزمایشاتی وجود داشت که به روشنی نشان می داد که نور باید موج باشد. و از سوی دیگر ، بسیاری دیگر وجود داشتند که فقط اگر نور توسط ذرات شکل گیرد ، می توان آنها را توضیح داد. برو به خدا.

این نتایج متناقض منجر به یک مطالعه عمیق تر از کمیت نور شد و با این کار تئوری کوانتومی توسعه یافت. با این تئوری ، این دوگانگی موج ذره ای از نور پذیرفته شد و با توصیف این موضوع توضیح داد که نور یک موج الکترومغناطیسی است که بوسیله بسته های موج ، ذرات بدون جرم به نام فوتون ایجاد می شود و این توضیح می دهد که در شرایط مختلفی عمل می کند. یا به عنوان یک موج یا به عنوان یک ذره. یعنی یک موج کمّی است.

و با این کار می توان ویژگیهای باقی مانده نور را توضیح داد. انکسار ، تأمل ، تداخل ، پراکندگی ، قطبش ... این ، همراه با توسعه تئوری نسبیت گرایشی ، به این امواج اهمیت زیادی داده اند ، زیرا آنها در بسیاری از تئوری هایی که اکنون در فیزیک از آنها استفاده می کنیم ، نقش اساسی دارند. مدرن

بنابراین اکنون که شما تصور می کنید نور چیست ، می خواهیم برخی از ویژگیهای کنجکاوی را که در اختیار شما قرار می دهد به شما ارائه دهیم و آن را به یکی از مهمترین کمک ها به فیزیک تبدیل کنیم:

 

سرعت در خلاء نور یک مقدار ثابت جهانی ، c (299 792 458 متر بر ثانیه) است. این مقدار همان اندازه گیری شده از هر سیستم مرجع اینرسی است که یکی از پایه های تئوری نسبیت انیشتین است. علاوه بر این ، این بالاترین سرعتی است که می توان هر چیزی را انتقال داد ، انرژی ، ماده یا اطلاعات.

نور طبیعی توسط مجموعه بزرگی از امواج الکترومغناطیسی با فرکانس های مختلف (طیف الکترومغناطیسی) تشکیل می شود. اینها را می توان به اجزای مختلفی که با طیف سنجی تشکیل می دهند ، تفکیک کرد.

هر عنصر با فرکانسهای خاصی که برای هر یک از عناصر متفاوت است ، ساطع می کند و به نوع اتم بستگی دارد.

نور به عنوان کل طیف الکترومغناطیسی ، از امواج رادیویی گرفته تا پرتوهای گاما در نظر گرفته می شود.

انسان فقط می تواند نور طیف مرئی را تشخیص دهد (تقریباً بین 430 THz و 770 THz).

نور هنگام عبور از یک فضای خمیده تغییر شکل می یابد ، یا همان چه است ، نور "بر" گرانش تأثیر می گذارد. به همین دلیل سیاهچاله ها قادر به گرفتن نور هستند.

نور معمولاً یک موج کروی است.

لیزرها تقریباً با یک فرکانس واحد (نور تک رنگ) نور ساطع می کنند.

اثر داپلر برای نور نیز رخ می دهد.

طیف انتشار نئون که در آن رنگ هایی که در آن منتشر می شود مشاهده می شود. در مناطق تاریک هیچ نوری ساطع نمی شود.

و بسیاری از خصوصیات دیگر وجود دارد که نمی خواهیم در اینجا نشان دهیم. ما شما را تشویق می کنیم که اگر به موضوعی که در مورد آن تحقیق می کنید کنجکاو هستید ، از آنجایی که ویژگی های نور موضوعی بسیار جالب است ، هم کاربردهای آن در فیزیک تجربی ، به عنوان خصوصیاتی که می توانید در اپتیک و فوتونیک و هم به عنوان ثابت مطالعه کنید. بنیادی جهانی برای درک ، توسعه و کاربرد نظریه هایی مانند فیزیک نسبیت و کوانتومی.