نظریه های نور

دو تئوری در مورد نور وجود دارد ، تئوری ذره و تئوری موج الکترومغناطیسی ، که در این بخش به آنها می پردازیم. هر دو تئوری به درک نور و خصوصیات آن کمک می کنند.

تئوری ذره

نمودار ترسیم چگالی نور

نظریه ذرهای نور : توسط اسحاق نیوتن شرح داده شده است و بیان میدارد که ذرات نور یا اجسام ،از یک جسم نورانی نشات میگیرند و یا از یک جسم غیر نورانی منعکس میشوند و توسط چشم جمع آوری میشوند.

یک ذره نور واحد که در یک خط مستقیم حرکت میکند اشعه نور نام دارد و به گروهی از اشعه ها که از یک نقطه واحد از منبع نور پخش میشوند را یک مداد نور تشکیل میدهد. و به گروهی از مدادهای نور که از تمام نقاط مدادهای نور پخش میشوند ، پرتئی نور نام میگیرد.

تئوری موج الکترومغناطیسی

تصویر طول موج نور

نمودار طول موج

تئوری موج الکترومغناطیسی ، که برای اولین بار توسط کریستیان هویگنس مطرح شد، بیان میکند که نور به صورت موج حرکت میکند دقیقا مانند حرکت امواج در آب. به فاصله دو قله یک موج تا تاج موج بعدی را  طول موج می گویند .

تصویر طیف الکترومغناطیسی

طیف الکترومغناطیسی

این امواج بر حسب نانومتر اندازه گیری می شوند .  یک میلیارد نانومتر برابر با یک متر است. نور مرئی که با چشم دیده میشود فقط یک برش کوچک از طیف الکترومغناطیسی نور است که شامل نور نامرئی اشعه ماوراء بنفش ، مادون قرمز و همچنین امواج رادیویی ، تلویزیونی و راداری است.

واحد اندازه گیری متریک

در اپتیک ، سیستم اندازه گیری برمبنای سیستم متریک است(همان واحد اندازه گیری که در خیلی از کشورها از جمله ایران مورد استفاده قرار میگیرد) برای استفاده از سیستم متریک ، تنها چیزی که باید به خاطر بسپارید فرمول زیر است:

1 متر = 10 dm

10dm = 100 سانتی متر

100 سانتی متر = 1000 میلیمتر

10 میلی متر = 1 سانتی متر

1/1،000،000،000 متر (یک میلیاردم متر) = 1 نانومتر (نانومتر)

نور مرئی

نور مرئی ، که توسط چشم انسان درک می شود و گاهی اوقات نور سفید نامیده می شود ، در واقع از چندین رنگ یا طول موج مختلف نور تشکیل شده است (شکل قبلی را ببینید). و به مخفف ROY G BIV  برای به خاطر سپردن رنگهای مختلف – قرمز ، نارنجی ، زرد ، سبز ، آبی ، نیلی و بنفش نام گرفته استکه به ترتیب از بلندترین طول موج تا کوتاه ترین طول موج مرتب شده است. نورهایی که طول موج های کوتاه تری نسبت به نور مرئی دارند ، ماوراء بنفش نامیده می شوند و نورهایی که طول موج های آن بیشتر از قرمز باشد ، مادون قرمز نامیده می شوند. (در پاراگراف های زیر با اشعه ماوراء بنفش و مادون قرمز بیشتر آشنا خواهید شد.) طول موج نور مرئی تقریبا بین 400 تا 750 نانومتر است.

نور ماوراء بنفش

اشعه ماوراء بنفش تابش نامرئی نوری است که ما هر روز در معرض آن هستیم. این همان نوری است که پوست ما را برنزه می کند و می تواند برای بافت چشم خطرناک باشد. طول موج ماوراء بنفش بین 200 تا 400 نانومتر است. این طول موج را می توان به سه دسته تقسیم کرد. فرابنفش A (UVA) با طول موج 330 تا 400 نانومتر ، فرابنفش B (UVB)  با طول موج275 تا 330 نانومتر و ماوراء بنفش C (UVC) با طول موج200 تا 275 نانومتر. لایه ازن در اتمسفرزمین مانع از عبور اشعه ماوراء بنفش C را میشود. بنابراین این موضوع بسیار حائز اهمیت است که از عینک هایی که نورUVA و UVB را فیلتر میکنند استفاده کنیم تا از آسیب های جدی به چشم جلوگیری شود. عدسی های محافظ UVA و UVB را به عنوان کرم ضد آفتاب ضروری برای چشم خود در نظر بگیرید.

نور مادون قرمز

نور مادون قرمز با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیست و در تجهیزات خاصی مانند عینک دید در شب و موشک های هدایت شونده نظامی استفاده می شود. همچنین در فرکانس های خاصی از مادون قرمز برای ارتباط فیبر نوری استفاده می شود. مادون قرمز ممکن در مشاغلی مانند جوشکاری در معرض چشم قرار میگیرد و حتما باید ازعینک محافظ استفاده شود و در صورت عدم استفاده از این عینک ها آسیب های جدی به چشم وارد میشود.