up
Search      menu
علم و تکنولوژی :: مقاله انتشار نور PDF
QR code - انتشار نور

انتشار نور

● نظريات اوليه:
اسحاق نيوتن بر اين باور بود که نور جهت انتشار به محيط مادي احتياج داردو چون خلا را نمي توانست عاري از ماده بداند آنجا را ماده ناشناخته اي به نام اتر معرفي مي کرد و چگونگي انتشار را همان مکانيزم انتشار صوت مي دانست.
بعد ازتولد ماهيت موجي نور اين نظريه نقض شد. چون موج نوري در محيط خلا در غياب ماده انتشار مي يابد. امّا نيوتون دريافته بود که هميشه نور به خط مستقيم انتشار مي يابدو با حضور پديده هاي بازتاب و شکست در مرز ها و رديابي پرتو در جهت عکس اصل بازگشت نور را ارائه داد.
بدين معني که اگر پرتوي از يک جسم نوراني بر يک سطحي تابيده و در آن باز تاب يا فته باشد در آخر مسير پرتو (مثلا شکست) چشمه مجازيي را درنظر بگيريم که وجود خارجي ندارد و مسير پرتو را در جهت عکس بر گرديم به چشمه حقيقي مي رسيم.
● نظريات مدرن:
با پيشرفت الکترو مغناطيس و ظهور شخصي چون ماکسول و ارائه نظريه الکترو مغناطيسي نور ديگرلزوم وجود محيط مادي بطور کلي کنار گذاشته شدو ايشان از روي معادلات بنيادي خود جهت انتشار اموج الکترومغناطيسي را جهت انتشار نور معرفي کرد. که سازگاري کامل با پديده هاي نوري داشت.
امّا آلبرت انيشتين و پلانک که نور را به عنوان بسته هاي فوتوني پر انرژي در نظر گرفتند اصول کلي انتشار نور در محيط ها را نيز ارائه دادند و انتشار نور را ازروي خاصيت موجي نور توجيه نمودند زيرا اينها اصل مکملي نور را قبول داشتند و خاصيت ذره اي نور را براي توجيه برخي پديده هاي کوانتومي رد نمي کردند.
● مکانيزم انتشار:
انيشتن اينگونه پيشنهاد نمود که سرعتي بالاتر از سرعت نور در خلا وجود ندارند و مقدار آن ثابت است. در حالت کلي تابش بسته هاي انرژي( کوانتوم هاي انرژي )است که با فرکانس معيني در محيط نيز به خط راست انتشار مي يابد يعني هم توليد نور در چشمه هاي نوري و هم در انتشارش در محيط به خط مستقيم صورت مي پذيرد. امّا انتشار مستقيم الخط بودن نور در هدف ها ( گيرنده هاي نوري ) را آقاي پلانگ هم با محاسبات دقيق و هم آزمايشات تأييد شده ، انجام داد.
چگونگي انتشار نور در محيط مادي را پلانگ چنين توجيه نمود که چون مواد شامل اتم هاست و اتم ها نيز ساختار دو قطبي ها را دارند در اثر تابش نور بر اتم، اتم شروع به نوسان مي کند و نوسان تشديد آن وقتي اتفاق مي افتد که فرکانس نوسان با فرکانس نور برابر باشد در چنين حالتي اتم تحريک شده در اثر ميدان، نور جديدي از خود تابش مي کند اين نور تابشي از اتمي به اتم مجاور اثر مي کند که منحر به انتشار نور در محيط مي شود. که از اين پديده در توليد لامپ ها بهره عملي برده اند.
● کاربرد مدرن:
انتشار نور در بلور ها نتايج و کشفيات ارزنده اي را ارائه داد بدين معني که مبناي تشخيص حالت بلورين ماده ، تا آنجا که به خواص نوري مواد مربوط مي شود. بر اين پايه هست که بلور ها معمولا از لحاظ الکتريکي ناهمسانگرد هستند. يعني قطبيدگيکه به وسيله يک ميدان الکتريکي در يک بلور ايجاد مي شود تنها ضريب ثابتي از ميدان الکتريکي نيست بلکه به طريقي به جهت ميدان در شبکه بلور بستگي دارد.
سرعت انتشار يک موج نوري در يک بلور تابعي از جهت انتشار و قطبيدگي آن نور است و آن ضريب ثابت رابط ميدان و قطبش حالا ديگر يک تانسور نه مؤلفه اي براي بلور ناهمسانگرد مي باشد . به ياد داسته باشيد که همواره سرعت انتشار «سرعت نور) از سرعت فاز نور کمتر و در خلا بيشترين مقدارش را دارد که برابر آن است.
آلبرت انيشتين اثبات کرد که حاصلضرب سرعت انتشار در سرعت فاز برابر مقدار ثابت مجذور سرعت نور هست يعني حاصلضرب اخير همراه ناور را مي ماند. که سرعت فازهمان سرعت ارتعاش و سرعت انتشار همان سرعت گروه موجي يا بسته موجي است که به يک فوتون نسبت مي دهيم که همان سرعت انتشارش در محيط هاست.
در بلور ها براي يک امتداد معين دو مقدار سرعت فاز وجود دارد. اين دو مقدار به قطبيدگي هاي متعامد امواج نور وابسته اند. براي همين گفته مي شود بلورها داراي خاصيت شکست دو گانه يا دو شکستي هستند. ( همانند کريستال دو شکستي )امّا همه بلورها اين خاصيت شکست دو گانه را از خود نشان نمي دهند و وجود اين ويژگي در بلور بستگي به تقارن آنها دارد بلورهايي که تقارن مکعبي دارند مانند کلرور سديم ، هرگز شکست دو گانه از خود نشان نمي دهند و از لحاظ نوري [بلورهاي [همسانگرد|همسانگرد)) هستند. همه بلور هاي غير مکعبي داراي خاصيت شکست دو گانه مي باشند.
● الگوي مکانيکي:
الگوي عجيبي که براي قطبش پذيري ناهمسانگرد يک بلور ارائه شده الگوي فنري است به گونه اي که الکترونها توسط فنرهايي به اتم هايشان مقيدند اين قيد توسط فنرهايي مشابهت داده شده چون ساختار بلور نا همسانگرد است،اين ميزان نيروي بين هسته و الکترون در تمام اتم ها يکسان نيست، بنابرين سختي فنرها در جهت هاي مختلف جابه جايي الکترون از محل ترازمنديش در شبکه بلور متفاوت است پس جابه جايي الکترون از محل ترازمنديش در اثر يک ميدان خارجي هم به مقدار آن و هم به جهت آن وابسته مي باشد که الگوي بسيار مفيدي در انتشار نور در بلور هاي ناهمسانگرد است. که نورهاي قطبشي را نيز با اين الگو بررسي خواهيم کرد.

ماهيت ذر‌ه‌اي اسحاق نيوتن (Isaac Newton) در کتاب خود در رساله‌اي درباره نور نوشت پرتوهاي نور ذرات کوچکي هستند که از يک جسم نوراني نشر مي‌شوند. احتمالا ...

وقتي جسم كدري ميان يك پرده و يك چشمه نقطه اي نور قرار گيرد، سايه اي پيچيده متشكل از نواحي روشن و تاريك ايجاد مي شود. اين اثر به آساني قابل روئيت است، ...

● مقدار سرعت نور: نور بيشترين سرعت خود رادر خلا دارد که حدودا۳۰۰۰۰۰ کيلومتر بر ثانيه مي باشد مقدار سرعت نور در محيط مادي غير خلا کمتر ازمقدارش در خلا ...

● مقدار سرعت نور: نور بيشترين سرعت خود رادر خلا دارد که حدودا۳۰۰۰۰۰ کيلومتر بر ثانيه مي باشد مقدار سرعت نور در محيط مادي غير خلا کمتر ازمقدارش در خلا ...

اگر ما منبع نور را ذره اي يا گسترده در نظر بگيريم در اصل هر دو يک گونه نور را ساطع مي کنند(يعني منبع ذره اي هم به علت نسبت فاصله ناظر تا منبع و اندازه ...

ليزر مخفف عبارت light amplification by stimulated emission of radiation مي باشد و به معناي تقويت نور توسط تشعشع تحريک شده است.اولين ليزر جهان توسط تئو ...

طرفداران سريال تلويزيوني پيشتازان فضا Star Trek علاقه فراواني به درک چگونگي تله پورت دارند. در اين سريال هنرپيشگان فيلم پس از قرار گرفتن در نقطه اي از ...

● گاز مايع LPG) Liquefied Petroleum GAS) گاز مايع که بصورت مخفف LPG ناميده مي شود معمولاً عمدتاً از دو ترکيب هيدروکربني پروپان و بوتان با فرمول شيمياي ...

دانلود نسخه PDF - انتشار نور