نور مرئی (که معمولا بطور خلاصه نور گویند) تابش الکترومغناطیسی است که به چشم انسان [و دیگر بینندگان!] مرئی و مسئول حس بینایی است. نور مرئی با طول موجی از حدود 380 تا حدود 740 نانومترجای دارد. محدوده نور مرئی بین دو نور نامرئی مادون قرمز ، که در طول موج های بلندتر و نور نامرئی ماوراء بنفش ، که در طول موج های کوتاه تر یافت می شود قرار دارد.
نور یا پرتو (Parto ) دارای تعریف دقیقی نیست، جسم شناخته شده یا مدل مشخص که شبیه آن باشد وجود ندارد. ولی لازم نیست فهم هر چیز بر شباهت مبتنی باشد. نظریه الکترومغناطیسی و نظریه کوانتومی با هم ایجاد یک نظریه نامتناقض و بدون ابهام می‌کنند که تمام پدیده‌های نوری را توجیه می‌کنند.

نظریه ماکسول درباره انتشار نور بحث می‌کند در حالیکه نظریه کوانتومی بر هم کنش نور و ماده یا جذب و نشر آن را شرح می‌دهد ازآمیختن این دو نظریه، نظریه جامعی که الکترودینامیک کوانتومی نام دارد، شکل می‌گیرد. چون نظریه‌های الکترو مغناطیسی و کوانتومی علاوه بر پدیده‌های مربوط به تابش بسیاری از پدیده‌های دیگر را نیز تشریح می‌کنند منصفانه می‌توان فرض کرد که مشاهدات تجربی امروز را لااقل در قالب ریاضی جوابگو است. سرشت نور کاملاً شناخته شده‌است اما باز هم این پرسش هست که واقعیت نور چیست.

نوشتار اصلی: سرعت نور
سرعت نور در خلاء دقیقا برابر است با ۲۹۹٬۷۹۲٬۴۵۸ متر بر ثانیه (تقریبا ۱۸۶٬۲۸۲ مایل بر ثانیه). چون هم اکنون در دستگاه SI از یکای متر استفاده می‌شود، سرعت دقیق نور نیز با یکای متر تعریف شد.

در گذشته، فیزیکدان‌های بسیاری تلاش کردند تا سرعت نور را بدست آورند که از میان آنان می‌توان به گالیله اشاره کرد که در قرن ۱۷ میلادی تلاش کرد تا سرعت نور را بدست آورد. همچنین اوله رومر، فیزیکدان دانمارکی در سال ۱۶۷۶ آزمایشی طراحی کرد تا با کمک یک تلسکوپ بتواند سرعت نور را اندازه بگیرد. وی گردش مشتری و یکی از ماه‌های آن آیو، را زیر نظر گرفت. او محاسبه کرد که ۲۲ دقیقه طول می‌کشد تا نور قطر مدار زمین را بپیماید[۱]. شور بختانه در آن زمان داده‌ها کافی نبود؛ اگر رومه قطر مدار زمین را داشت، سرعتی که برای نور می‌توانست بدست آورد ۲۲۷٬۰۰۰٬۰۰۰ متر بر ثانیه بود.

اندازه‌گیری دقیق‌تری که برای بدست آوردن سرعت نور انجام شد در سال ۱۸۴۹ از سوی هیپولیت فیزو (به فرانسوی: Hippolyte Fizeau) بود. او پرتوهایی از نور را به سمت آینه‌ای که کیلومترها دورتر بود هدایت کرد. یک چرخ‌دندهٔ در حال گردش نیز در مسیر نور در فاصلهٔ میان منبع تا آینه و مسیر برگشت تا نقطهٔ مبدا قرار داد. او دریافت که با یک نرخ مشخص گردش، نور می‌تواند در مسیر رفت از میان یکی از فضا‌های خالی روی چرخ رد شود و در برگشت از فضای خالی بعدی (سوراخ‌های متوالی) عبور کند. با داشتن فاصلهٔ آینه، تعداد دندانه‌های چرخ و نرخ گردش آن، او توانست سرعت نور را ۳۱۳٬۰۰۰٬۰۰۰ متر بر ثانیه بدست آورد.

در ۱۸۶۲ لئون فوکولت (Léon Foucault) با استفاده از آینه‌های در حال چرخش سرعت نور را ۲۹۸٬۰۰۰٬۰۰۰ m/s بدست آورد. آلبرت آبراهام مایکلسون از ۱۸۷۷ تا زمان مرگش ۱۹۳۱ آزمایش‌های بسیاری را برای بدست آوردن سرعت نور طراحی کرد. او بر روی آزمایش‌های فوکولت بیشتر کار کرد و روش آینه‌های در گردش را پیش بُرد و تلاش کرد مدتی را که طول می‌کشد تا نور مسیر رفت و برگشت میان کوه ویلسون تا کوه سن آنتونیو در کالیفرنیا را بپیماید بدست آورد. مقدار دقیق سرعت نور ۲۹۹٬۷۹۶٬۰۰۰ متر بر ثانیه است.

گستره طول موجی نور

نور گستره طول موجی وسیعی دارد. ناحیه نور مرئی از حدود ۴۰۰ نانومتر (آبی) تا ۷۰۰ نانومتر (قرمز) است که در وسط آن طول موج ۵۵۵ نانومتر (نور زرد) که چشم انسان بیشترین حساسیت را نسبت به آن دارد یک ناحیه پیوسته که ناحیه مرئی را در بر می‌گیرد و تا فروسرخ دور گسترش می‌یابد. خواص نور و نحوه تولید سرعت نور در محیط‌های مختلف متفاوت است که بیشترین آن در خلاء و یا بطور تقریبی در هوا است در داخل ماده به پارامترهای متفاوتی بر حسب حالت و خواص الکترومغناطیسی ماده وابسته‌است. به‌وسیله کاواک جسم سیاه می‌توان تمام ناحیه طول موجی نور را تولید نمود. در طبیعت در طول موج‌های مختلف مشاهده شده امّا مشهورترین آن نور سفید است که یک نور مرکبی از سایر طول موج هاست. تک طول موج‌ها آن را به‌وسیله لامپ‌های تخلیه الکتریکی که معرف طیف‌های اتمی موادی هستند که داخلشان تعبیه شده می‌توان تولید کرد.

ماهیت‌های متفاوت نور

ماهیت ذره‌ای
ایزاک نیوتن در کتاب خود در رساله‌ای درباره نور نوشت: پرتوهای نور ذرات کوچکی هستند که از یک جسم نورانی نشر می‌شوند. احتمالاً نیوتن نور را به این دلیل بصورت ذره در نظر گرفت که در محیط‌های همگن به نظر می‌رسد در امتداد خط مستقیم منتشر می‌شوند که این امر را قانون می‌نامند و یکی از مثالهای خوب برای توضیح آن بوجود آمدن سایه است. برخی دیگر از دانشمندان نیز اظهار داشته‌اند که نوز از ذرات در ارتعاش شدید تشکیل یافته‌است.[۲] نیوتن معتقد بود نور از درون واسطه‌ای به نام اتر گذر می‌کند که غیر مادّی است و دیده نمی‌شود. بر اساس نظریه اتر، فضا آکنده است از این واسطه. هم اکنون این نظریه باطل شده است و معتبر نمی‌باشد.

ماهیت موجی
هم‌زمان با نیوتن، کریستیان هویگنس (Christiaan Huygens) (۱۶۹۵-۱۶۲۹)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 به کاربردن امواج اصلی و موجک‌های ثانوی قوانین بازتاب و شکست را تشریح کرد.

حقایق دیگری که با تصور موجی بودن نور توجیه می‌شوند پدیده‌های تداخلی اند مانند به وجود آمدن فریزهای روشن و تاریک در اثر بازتاب نور از لایه‌های نازک و یا پراش نور در اطراف مانع (توضیح بیشتر در آزمایش دوشکاف).

ماهیت الکترومغناطیس
بیشتر به خاطر نبوغ جیمز کلارک ماکسول (James Clerk Maxwell) (۱۸۷۹-۱۸۳۱) است که ما امروزه می‌دانیم نور نوعی انرژی الکترومغناطیسی است که معمولاً به عنوان امواج الکترومغناطیسی توصیف می‌شود. گسترده کامل امواج الکتروو مغناطیسی شامل: موج رادیویی، تابش فروسرخ نور مرئی از قرمز تا بنفش، تابش فرابنفش، پرتو ایکس و پرتو گاما می‌باشد.

ماهیت کوانتومی نور
طبق نظریه مکانیک کوانتومی نور، که در دو دهه اول سده بیستم به وسیله پلانک و آلبرت انیشتین و بور برای اولین بار پیشنهاد شد، انرژی الکترو مغناطیسی کوانتیده است، یعنی جذب یا نشر انرژی میدان الکترو مغناطیسی به مقدارهای گسسته‌ای به نام «فوتون» انجام می‌گیرد. E=hν که در آن ν بسامد وEانرژی است

نظریه مکملی

نظریه جدید نور شامل اصولی از تعاریف نیوتون و هویگنس است. بنابرین گفته می‌شود که نور خاصیت دو گانه‌ای دارد بر خی از پدیده‌ها مثل تداخل و پراش خاصیت موجی آن را نشان می‌دهد و برخی دیکر مانند پدیده فتوالکتریک، پدیده کامپتون و ... با خاصیت ذره‌ای نور قابل توضیح هستند.

پرتوهای دیگر

فروسرخ:پرتو فروسرخ یا مادون قرمز تابشی است الکترومغناطیسی با طول موجی طولانی تر از نور مرئی اما کوتاهتر از تابش ریزموج. از آنجا که سرخ، رنگ نور مرئی با درازترین طول موج را تشکیل می‌دهد به این پرتو، فروسرخ یعنی پایین تر از سرخ می‌گویند.تابش فروسرخ طول موجی میان ۷۰۰ nm و ۱ mm دارد. گاما:با توجه به اینکه اشعه گاما دارای تشعشع الکترومغناطیسی است، آن فاقد بار و جرم سکون است. اشعه گاما موجب برهمکنشهای کولنی نمی‌گردد و لذا آنها برخلاف ذرات باردار بطور پیوسته انرژی از دست نمی‌دهند. معمولاً اشعه گاما تنها یک یا چند برهمکنش اتفاقی با الکترونها یا هسته‌های اتم‌های ماده جذب کننده احساس می‌کند. در این برهمکنش‌ها اشعه گاما یا بطور کامل ناپدید می‌گردد یا انرژی آن بطور قابل ملاحظه‌ای تغییر می‌یابد. اشعه گاما دارای بردهای مجزا نیست، به جای آن، شدت یک باری که اشعه گاما بطور پیوسته با عبور آن از میان ماده مطابق قانون نمایی جذب کاهش می‌یابد.فروپاشی گاما در فروپاشی گاما، هنگامی که یک هسته تحت گذارهایی از حالات برانگیخته بالاتر به حالات برانگیخته پایین‌تر یا حالت پایه آن می‌رود، تشعشع الکترومغناطیسی منتشر می‌گردد. معادله عمومی فروپاشی گاما بصورت زیر است:

AZX*-------- AZX + γ

که در آنX و X* به ترتیب نشان دهنده حالت پایه (غیر برانگیخته) و حالت با انرژی بالاتر است. قابل ذکر است که این فروپاشی با هیچ گونه تغییر در عدد جرمی (A) و عدد اتمی (Z) همراه نیست.

حالت برانگیخته هسته و حالت با انرژی پایین حاصل شده در اثر نشر پرتو گاما، فقط زمانی به عنوان ایزومر هسته‌ای در نظر گرفته می‌شود که نیمه عمر حالت برانگیخته به اندازه‌ای طولانی باشد که بتوان آن را به سادگی اندازه گیری نمود. زمانی که این حالت وجود داشته باشد، فروپاشی گاما به عنوان یک گذار ایزومری توصیف می‌گردد. اصطلاحات حالت نیمه پایدار یا حالت برانگیخته برای توصیف گونه‌ها در حالات انرژی بالاتر از حالت پایه نیز به کار می‌رود.

حالتهای فروپاشی گاما نشر اشعه گامای خالص: در این حالت فروپاشی گاما، اشعه گامای منتشر شده به‌وسیله یک هسته از یک فرآیند فروپاشی گاما برای کلیه گذارها بین ترازهای انرژی که محدوده انرژی آن معمولاً از ۲ کیلو الکترون ولت تا ۷ میلیون الکترون ولت است، تک انرژی است. این انرژیهای گذارها بین حالت کوانتومی هسته بسیار نزدیک هستند. مقدار کمی از انرژی پس زنی هسته با هسته دختر (هسته نهایی) همراه است، ولی این انرژی معمولاً نسبت به انرژی اشعه گاما بسیار کوچک بوده و می‌توان از آن صرفنظر کرد.


حالت فروپاشی بصورت تبدیل داخلی: در این حالت فروپاشی، هسته برانگیخته با انتقال انرژی خود به یک الکترون اربیتال برانگیخته می‌گردد، که سپس آن الکترون از اتم دفع می‌شود. اشعه گاما منتشر نمی‌شود. بلکه محصولات این فروپاشی هسته در حالت انرژی پایین یا پایه، الکترونهای اوژه، اشعه ایکس و الکترونهای تبدیل داخلی است. الکترونهای تبدیل داخلی تک انرژی هستند. انرژی آنها معادل انرژی گذار ترازهای هسته‌ای درگیر منهای انرژی پیوندی الکترون اتمی است.

با توجه به اینکه فروپاشی تبدیل داخلی منجر به ایجاد یک محل خالی در اربیتال اتمی می‌شود، در نتیجه فرآیندهای نشر اشعه ایکس و نشر الکترون اوژه نیز رخ خواهد داد.


حالت فروپاشی بصورت جفت: برای گذارهای هسته‌ای با انرژی‌های بزرگ‌تر از ۱٫۰۲ میلیون الکترون ولت تولید جفت اگر چه غیر معمول است اما یک حالت فروپاشی محسوب می‌شود. در این فرآیند، انرژی گذرا ابتدا برای بوجود آمدن یک جفت الکترون – پوزیترون و سپس برای دفع آنها از هسته بکار می‌رود.

انرژی جنبشی کل داده شده به جفت معادل اختلاف بین انرژی گذار و ۱٫۰۲ میلیون الکترون ولت مورد نیاز برای تولید جفت است. پوزیترون تولید شده در این فرآیند نابود خواهد شد.

جستارهای دیگر

سرعت موج
اتر
منابع

دانشنامه رشد.
سگ‍ل، موکول، آشن‍ایی با نور و لی‍زر، ترجم‍ه پریچ‍هر هم‍ایون‌روز، ته‍ران، ذکر، کت‍ابه‍ای قاصدک، ۱۳۷۶.
↑ Scientific Method, Statistical Method and the Speed of Light. Statistical Science 2000, Vol. ۱۵, No. ۳, ۲۵۴–۲۷۸
↑ Science Team Shows Light Is Made Of Particles And Waves
پیوند به بیرون

در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ نور موجود است.
معنای واژهٔ «نور» را در ویکی‌واژه ببینید.
رده‌های صفحه: نور
از ویکی پدیا
قس عربی
الضوء أو الضوء المرئی هو إشعاع کهرومغناطیسی مرئی للعین البشریة، ومسؤول عن حاسة الابصار. للضو المرئی طول موجی یقع بین نحو 740 نانومتر (الضوء الأحمر) و380 نانومتر (الضوء البنفسجی) مع تردد یقع بین نحو 790 تیرا هیرتز و 405 تیرا هیرتز، والعین تستطیع رؤیة الأجسام غیر الشفافة من خلال انعکاس الضوء علیها، یشیر مصطلح الضوء عادة إلى الاشعاع الکهرومغناطیسی بأی طول موجی سواء کان مرئیا أو لا. کلمة الضوء تطلق على هذا الحیز الوسطی من طیف الإشعاع الکهرومغناطیسی الذی یمتد من الموجات الرادیویة (أو موجات الرادیو) المستعملة فی إرسال الرادیو بطول موجة بین السنتیمتر وعدة کیلومترات، ویمتد من الناحیة الأخرى للأشعة تحت الحمراء ثم إلى الطیف المرئی ثم إلى الأشعة الفوق بنفسجیة، إلى الأشعة السینیة، ثم إلى أشعة جاما التی تصدر من أنویة الذرات ولها طاقات عالیة تُقاس بالملیون إلکترون فولت MeV ودرجة نفاذ عالیة. الخصائص الأساسیة للضوء هی الشدة، اتجاه الانتشار، التردد أو الطول الموجی للطیف، والاستقطاب، فی حین أن سرعة الضوء فی الفراغ، 299,792,458 م/ث (حوالی 300,000 کم/ث)، هی واحدة من الثوابت الأساسیة فی الطبیعة. یعرض الضوء الذی یشع ویمتص فی هیئة حزم صغیرة تدعى الفوتونات کلا من خصائص الموجات والجزیئات. یشار إالى هذه الخاصیة بالازدواجیة الموجیة الجزیئیة. تعد دراسة الضوء، والمعروفة بعلم البصریات، مجال بحث ذوأهمیة فی الفیزیاء الحدیثة.
محتویات [أخف]
1 سرعة الضوء
2 انکسار الضوء
2.1 التداخل
2.2 الفتحة المزدوجة
2.3 الفتحة الفردیة
3 تاریخ
4 الطیف المرئی
5 طبیعة الضوء وانتشاره
6 المفعول الکهروضوئی
7 المنابع الضوئیة
8 نظریات
8.1 نظریة الدقائق لنیوتن
8.2 نظریة ماکسویل للموجات الکهرومغناطیسیة
8.3 نظریة اینشتاین للفوتون
8.4 النظریة الموجیة الکمیة
9 المراجع
10 اقرأ أیضا
[عدل]سرعة الضوء

عرفت سرعة الضوء بالفراغ بکونها تساوی بالضبط 299,792,458 م/ث (تقریباً 186,282 میل/ث). نتجت السرعة الثابتة للضوء فی نظام الوحدات الدولی من حقیقة أن المتر أصبح یعرف الآن على أنه المسافة التی یقطعها الضوء خلال زمن قدره 1/299,792,458 ثانیة. عبر التاریخ حاول الکثیر من الفیزیائیین قیاس سرعة الضوء ومن ضمنهم جالیلیو فی القرن السابع عشر. أجریت إحدى التجارب المبکرة لقیاس سرعة الضوء بواسطة الفیزیائی الدنمارکی أوول رومو فی العام 1676 م. باستخدام المقراب، رصد رومر المشتری وأحد أقماره، إیو. ملاحظاً تناقضاَ فی فترة الظهور لمدار إیو، تمکن رومر من حساب أن الضوء یلزمه 22 دقیقة لاجتیاز قطر مدار الأرض. لسوء الحظ لم تکن قیمة قطر مدار الأرض معروفة فی ذلک الوقت، ولو علم رومر قیمة قطر مدار الأرض لتوصل إلى سرعة للضوء تساوی 227,000,000 م/ث.[1] أجریت فی أوروبا تجربة أخرى أکثر دقة لقیاس سرعة الضوء على ید هیبولیت فیزو فی العام 1849 م. حیث وجه فیزو حزمة من الضوء إلى مرآة تبعد عدة کیلومترات. بوضع ترس دوار فی مسار سفر الضوء من المصدر إلى المرآة وبالعکس وجد فیزو عند معدل دوران محدد بأن الضوء سیعبر خلال إحدى فجوات الترس فی طریقه إلى المرآة وسیعبر فی الفجوة القادمة على الترس فی طریق العودة إلى المصدر. بمعرفة المسافة إلى المرآة، عدد أسنان الترس، ومعدل الدوران، تمکن فیزو من حساب سرعة للضوء تساوی 313,000,000 م/ث. أجرى لیون فوکو تجربة باستخدام مرایا دوارة لتحدد سرعة للضوء تساوی 298,000,000 م/ث فی العام 1862 م. أجرى ألبرت میکلسون تجارب لقیاس سرعة الضوء خلال الفترة بین عام 1877 م وحتى وفاته عام 1931 م. حیث کرر طریقة فوکو باستخدام مرایا دوارة مطورة لقیاس الزمن اللازم للضوء لاتمام رحلة ذهاب وعودة من ماونت ویلسون إلى ماونت سان انطونیو فی کالیفورنیا. أسفرت القیاسات الدقیقة عن سرعة للضوء تساوی 299,796,000 م/ث.
[عدل]انکسار الضوء

الضوء هو موجة عرضیة کهرومغناطیسیة. ویعد الانعکاس وانکسار الضوء وانحرافه، والتضارب أهم ظاهرة یتم ملاحظتها عن طریق الموجات. وتتحرک الموجة المیکانیکیة المتکررة التی تعتبر بمثابة اضطراب أو تشویش متکرر من خلال موجة متوسطة. وتتحرک الموجة المتوسطة فی أی مکان. کما تتقلب الذرات الفردیة والجزیئات فی موضعهم المتوازن، حیث لم یتغیر موضعهم المتوسط. کما تنقل هذه الذرات الفردیة والجزیئات بعض من طاقتهم لجیرانهم عند التفاعل معهم. وفی المقابل تنقل الذرات المجاورة طاقتها للذرات الاخری التی تجاورهم أسفل الخط.وبذلک یتم نقل الطاقة بهذه الطریقة من خلال الموجات المتوسطة، دون نقل أی مواد أخرى. وبالتالی، تعتبر کل نقطة علی واجهة الموجة هی مصدر النقاط التی تعمل علی إنتاج موجات جدیدة. وفی الثلاث أبعاد، تعتبر هذه الموجات الجدیدة موجات کرویة حیث تسمی (بالمویجات) التی تنتشر نحو الخارج بسرعة الموجات الموجودة فی محیط الموجات المتوسطة. کما تنبعث المویجات عن طریق النقاط الموجودة علی واجهة الموجة حیث تتداخل مع کل مویجة(تصغیر موجة) لتنتج الموجة المهاجرة أو المغادرة. وتسمی هذه القاعدة (بقاعدة هیجیین). وتقوم هذه القاعدة بالتحکم فی الموجات الکهرومغناطیسیة. وعندما نتعرض لدراسة انتشار الضوء، فإننا نحل أی واجهة موجیه محل مزیج من المصادر التی تم اضطرابها اعلی الواجهة الموحیة، حیث یشع الضوء فی هذه المرحلة نقطة علی صدر الموجة واجهة الموجة الأصلیة واجهة الموجة الجدیدة. وتمثل واجهة الموجة الموجودة علی الناحیة الأخرى من الفتحة صدر الموجة الموضح بالأسفل، وذلک عندما یمر الضوء من خلال الفتحة الصغیرة، حیث یتماثل حجم الفتحة مع طول الموجة الضوئیة. وینتشر الضوء علی حدود الحائل أو العارض. ویعتبر هذا العارض هو ظاهرة انحراف الضوء.
[عدل]التداخل
هوتهاجر موجتان أو أکثر فی محیط الموجة المتوسطة بصورة مستقلة، کما تمر الموجات بعضهم من بعض. ونلاحظ اضطراب بسیط فی بعض المناطق حیث تتداخل الموجات مع بعضها. وعندما تتداخل موجتان أو أکثر بعضها مع بعض، فان الإزاحة الناتجة تعد متساویة مع عملیات العزل الفردیة. فإذا تداخلت الموجتان مع بعضهم لبعض بمقدار سعات متساویة, بمعنی أن، إذا واجهت قمة الموجة اعلی القمة وإذا قابل جوف الموجة جوف الموجة الأخر, فإننا سنلاحظ علی التو الموجة الناتجة عن هذا التداخل بمقدار سعتین. کما أنة لدینا تداخل استدلالی.وإذا کانت الموجتان المتدخلتان خارج المرحلة بشکل کامل، بمعنی أنة، إذا واجهت قمة الموجة جوفها، فان الموجتان سیقومان بإلغاء کل موجة تعتبر خارج المرحلة بشکل کلی. ولذلک فإننا لدینا تداخل مدمر ومهلک.
[عدل]الفتحة المزدوجة
وإذا کان الضوء ساقطا علی العارض الذی یشتمل علی فتحتان صغیرتان جدا، فان المویجات الصادرة من کل فتحة ستقوم بالتداخل وراء الحائل. کما أنة إذا سمحنا بسقوط الضوء علی الشاشة التی تقع وراء العارض، فإننا سنلاحظ نوعا من الخطوط اللامعة وأیضا المظلمة. کما یعرف هذا النوع من الخطوط اللامعة والمظلمة بالنمط الهامشی. بینما تشیر الخطوط اللامعة والساطعة للتداخل البناء والاستدلالی، فان الخطوط المظلمة والداکنة تشیر إلی التضارب المدمر والهدام. الشکل(فتحات – شاقة)
[عدل]الفتحة الفردیة
وعندما یمر الضوء من خلال الفتحة الفردیة الذی یبلغ عرضها بنفس طول الموجة الضوئیة، فإننا سنلاحظ انحراف ضوئی فی الفتحة الفردیة التی یمر الضوء من خلالها. وتخبرنا قاعدة (هیجیین) بأننا من الممکن أن نعتبر کل جزء من الفتحة هو فتحة یصدر منها الموجات. وتتداخل هذه الموجات بعضها مع بعض لإنتاج نموذج من انحراف الضوء أو انکساره. وربما یحدث تضارب مدمر عندما یغادر الضوء الفتحة فی اتجاه معین، ویحدث هذا التضارب بین الأشعة اعلی حافة الفتحة (شعاع رقم 1), وبین الأشعة الوسطى(الأشعة رقم 5). وإذا تضارب هذان الشعاعان بشکل مدمر، فتتداخل أیضا الأشعة الثانیة والسادسة، والثالثة، والسابعة، والرابعة، والثامنة مع بعض. وعلاوة على ذلک، فان الضوء الصادر من وسط الفتحة یتضارب بعضه مع بعض بشکل مدمر، ویقوم بإلغاء الضوء المنبثق من النصف الأخر من الفتحة. ویتوسط الشعاع الأول والخامس طول الموجة خارج المرحلة وذلک إذا کان ینبغی أن یغادر الشعاع الخامس بدلا من الشعاع الأول نصف طول الموجة
کما نحتاج لتضارب مدمر لإنتاج أول هامش مظلم. وبالإضافة إلی ذلک یتم إنتاج الهوامش المظلمة الاخری فی نوعا من الانحراف أو الانکسار الضوئی وذلک عن طریق الفتحة الفردیة حیث توجد تلک الهوامش المظلمة علی زوایا θ
وإذا تم عرض نوع التدخل والتضارب علی شاشة ذات مسافة (L) من هذه الفتحات، فأنة من الممکن إیجاد طول الموجة من خلال مسافات الهوامش المظلمة.
[عدل]تاریخ

شکل اهتمام نیوتن بالمیکانیکا دافعًا شدیدًا لتفسیر ترکیبة الضوء على أساس میکانیکی بحت. فقد افترض نیوتن أن الضوء عبارة عن جسیمات صغیرة تسیر وفق خطوط مستقیمة ما لم یعترضها مانع ما. من الناحیة التجریبیة فقد کانت خواص الضوء، کالانعکاس على سطح مصقول والانکسار على سطح الماء معروفة فی ذلک الوقت لذا کان على نیوتن إعطاء تفسیر لهذه الظواهر على أساس نظریته الجسیمیة. وحسب نیوتن فإن انعکاس الضوء على السطوح المصقولة بحیث تکون زاویة الانعکاس تساوی زاویة السقوط سببه التصادم المرن لهذه الجسیمات وارتدادها بنفس کمیة الحرکة. أما انکسار الأشعة الضوئیة، فقد فسره باختلاف القوى المؤثرة على الجسیم فی کلا الوسطین. لقد لاقت أفکار نیوتن نجاحًا فی أول الأمر لکن سرعان ما اکتشفت ظواهر جدیدة تناقض هذه الأفکار، لعل أهمها یتلخص فی ظاهرة حیود الضوء. حیث إذا ما سلطنا منبع ضوئی على حاجز به ثقب فالملاحظ على شاشة وراء هذا الحاجز ظهور بقعة ضوئیة أعرض من الثقب ویزداد حجمها کلما ابتعدنا عن الثقب. هذا یتعارض کلیة مع قوانین نیوتن للحرکة. فإذا افترضنا أن الضوء عبارة عن جسیمات تسیر فی خط مستقیم فإن ذلک یعنی أن حجم البقعة الضوئیة سیساوی حجم الثقب لأن الحاجز سوف یمنع الجسیمات التی لم تمر عبر الثقب من العبور. هذا دفع هوغنس إلى نتیجة أن الضوء عبارة فی الحقیقة عن أمواج تنتشر فی الفضاء بحیث تصبح کل نقطة من صدر الموجة بدورها منبع لموجة أخرى. ثم جاء اکتشاف آخر لیدعم فرضیة الطبیعة الموجیة للضوء، ألا وهو ظاهرة التداخل فی تجربة شقی یونغ، حیث تسلط حزمة ضوئیة على حاجز به شقین عرضهما بضع مللیمترات والمسافة بینهما بضعة سنتیمترات، ووضعت شاشة مشاهدة للأشعة خلف الحاجز. وکانت نتیجة التجربة مذهلة فقد لوحظ على الشاشة مساحات عدیدة مضیئة مستطیلة مثل الشقین وأخرى مظلمة بحیث یکون ظهورها متناوبا ،أی مضیئ مظلم مضیئ مظلم وهکذا. أثر الظاهرة کان أوضح کلما کان حجم الشقین أصغر ویختفی تماما إذا ما زاد حجمهما عن بضع عشرات من الملیمترات. وکان هذا دلیلا على الطبیعة الموجیة للضوء.
[عدل]الطیف المرئی

مقال تفصیلی :طیف مرئی

یمکن تعریف هذا المدى من طیف الموجات الکهرومغناطیسیة بإنه ذلک الطیف الذی یمکن أن یؤثر فی العین فتحس بالرؤیة، ویبدأ طیف الضوء المرئی عند اللون البنفسجی وینتهی عند اللون الأحمر. ونظرًا لأن حساسیة العین تختلف باختلاف طول موجة الأشعة الضوئیة المستقبلة فهی قادرة على التمییز بین الألوان المختلفة. وتکون حساسیة العین أکبر ما یمکن عند الطول الموجی الذی یقع بین الأخضر والأصفر. وتقاس أطوال الموجات الضوئیة بوحدات صغیرة جدا مثل المیکرومتر والنانومتر والانجستروم.
یمکن ملاحظة اختلاف الطول الموجی بالعین ثم یترجم داخل العقل للون من الأحمر وهو ذو أطول موجة حیث أن طوله الموجی 700 نانومتر، والبنفسجی ذو أقصر طول موجی حیث أن طوله الموجی حوالی 400 نانومتر، وبینهم ترد مختلف الألوان کالبرتقالی، والآخضر، والأزرق.
الطول الموجی الطیف الکهرومغناطیسی خارج مجال رؤیة العین یطلق علیة الأشعة فوق البنفسجیة والأشعة تحت الحمراء. تستطیع بعض الحیوانات رؤیة بعض الأطوال الموجیة الطویلة مثل النحل.
إن تعرض الجلد للأشعة فوق البنفسجیة لفترة طویلة یمکن أن یسبب حروق الشمس أو سرطان الجلد، ونقص التعرض یسبب نقص فیتامین د.
[عدل]طبیعة الضوء وانتشاره

ینتشر الضوء موجیًّا فی جمیع الاتجاهات وبسرعة فائقة جدًّا لدرجة أنه لا یوجد فی حیاتنا الیومیة أی شیء یدعونا للقول إنه یتحرک أسرع من الضوء. ویکون انتشار الضوء فی خطوط مستقیمة. لذلک فان لکل جسیم ظل عند سقوط الضوء علیه أو على أی شی یصدر منه، لذلک یمکن القول بأن انتشار الضوء فی خطوط مستقیمة هو مبدأ علمی یتحقق من مشاهدة الظل، وکذلک فإن تجمع الضوء بالعدسات وبالکامیرات هو تطبیق لهذه الحقیقة. تختلف حساسیة العین باختلاف الطاقة الإشعاعیة المستقبلة من الأجسام المضیئة أو المرئیة، والعین قادرة على التمییز بین الألوان المختلفة المکونة لضوء العادی ضوء الشمس المرئی الواصل لسطح الأرض حیث لکل لون خواص مختلفة عن اللون الآخر. ویقع حد حساسیة العین فی التمییز أو الرؤیة للألوان أی للموجات الضوئیة بین الضوء الذی طول موجته (4000A أو 400 نانو متر) إلى (7000A أو 700 نانومتر) أی هاتین القیمتین هما حدود الإحساس بالرؤیة. لکن للعین أیضًا أن تکشف ضوء بطول موجة خارج عن هذه الحدود إذا کانت شدة الضوء عالیة لدرجة کافیة. ویستخدم الألواح الفوتوغرافیة والکاشفات الإلکترونیة الحساسة للکشف عن الإشعاع بدلاً عن العین البشریة وخاصة خارج الحدود المذکورة (4000-7000A) هذه الحدود تعرف بحدود الضوء المرئی (visible light).
وحسب تعریفنا السابق للضوء فیمکن أن نعرّف طبیعة الضوء استنادًا إلى معادلات ماکسویل ونظریة الکهرومغناطیسیة بأنه عبارة عن اضطراب کهرومغناطیسی ینتشر على هیئة موجات مستعرضة، جزء منها یتغیر فیها الجهد الکهربی دوریًّا، والجزء الآخر یتغیر فیه المجال المغناطیسی دوریًّا أیضًا وبنفس معدل تغیر الجهد الکهربی. والاثنان متعامدان على بعضهما.


موجة یتغیر فیها المجال الکهربی E متعامدا على موجة یتغیر فیها مجال مغناطیسی B. وتنتشر الموجة فی الاتجاه k العمودی على المستوی الذی ینغیر فیه المجالان (أی من الیسار إلى الیمین)
وتتمیز الموجة الکهرومغناطیسیة عامة بالعوامل التالیة :
1- سعة الموجة (a) بالمتر.
2- طول الموجة (λ) بالمتر.
3- سرعة الموجة (υ) متر/ثانیة.
4- التردد (f) هرتز أی دورة/ثانیة.
5- العدد الموجی (k) أی عدد الموجات لکل وحدة طول والذی یساوی (2Π/ λ) (متر) (-1).
6- الترددالزاوی (ω) والذی یساوی (ω=2Πf).
العلاقة الخاصة بسرعة الموجات تعطى کالتالی (υ=λ.f)، وفی حالة الموجات الکهرومغناطیسیة تکون العلاقة c =λ.f حیث c سرعة الضوء فی الفراغ. وهی تقدر بنحو 300000 کیلومتر / ثانیة.
وقد أثبت أینشتین فی النظریة النسبیة أن سرعة الضوء فی الفراغ ثابتة لا تتغیر، وأنها أعلى سرعة على الإطلاق ولا تستطیع الأجسام الوصول إلیها. حیث أن الأجسام تزید کتلتها کلما إقتربت سرعتها من سرعة الضوء.
وفی علم البصریات والموجات تقاس الأطوال بوحدات صغیرة جداً والمستخدم هو المیکرومتر μm، والمللی میکرومتر mm، أو النانومتر nm، أو الانجستروم A، حیث :
1A=10 (-10) meter
1μ=10 (-6) meter
1 nm = 10 (-3)µm=10 (-9) meter
فمثلاً طول الموجة الضوء الأصفر هی (5890A) وهی ضمن حدود حد الرؤیة (4000A-7000A) ومنبع الضوء حولنا هی الشمس وهذا لا یعنی أن الشمس فقط هی مصدر الضوء الوحید، فالنجوم والمجرات تـُصدر ضوءا. وفى حیاتنا الیومیة نحصل على الضوء بواسطة الکهرباء والمصابیح. ولاننسى النار فهی أیضا مصدر للضوء.
ضوء

سرعة الضوء

کان الفلکیون یعتقدون أن الضوء ینتقل بسرعة لانهائیة کما کان یُعتقد أن أی حدث یحدث فی أی مکان فی الکون یلاحظ فی جمیع النقاط الأخرى فی الکون فی الوقت ذاته. ویٌقال أن جالیلو قد حاول أن یقیس سرعة الضوء عام 1600 م ولکنة لم ینجح فی تلک الفترة إلا بعد محاولات متعددة وأقتنع أن سرعة الضوء لانهائیة أی لا یوجد شی أسرع من الضوء. ولکن فی عام 1849 م نجح العالم فیزو بإعطاء قیمة لسرعة الضوء على کوکب الأرض. أما فی الفضاء فان سرعة الضوء المطلقة هی (3exp8 m/s). وفی الأوساط المادیة فینتقل الضوء بسرعة معتمدة على خواص الوسط. والعلاقة بین سرعة الضوء فی الوسط (v) وسرعة الضوء فی الفراغ c هی:
(c/n)

v

c.(ε.μ) (1/2)
حیث (v) سرعة الضوء فی الوسط المادی.
وc سرعة الضوء فی الفراغ وهی تساوی (3exp8 m/s).
و(ε) معامل السماحیة الکهربائیة أی (معامل سماح المجال الکهربائی للوسط).
و(μ) معامل النفاذیه المغناطیسیة أی (معامل النفاذ للمجال المغناطیسی للوسط).
و (n=(c/v معامل الانکسار للوسط حیث یمثل النسبة سرعة الضوء بالفراغ وسرعة الضوء فی الوسط أو (n^2= ε.μ) لذلک قیمته دائماً أکبر من الواحد.
سرعة الضوء فی الماء هی ثلاثة أرباع سرعة الضوء فی الفراغ. سرعة الضوء فی الزجاج هی ثلثی سرعة الضوء فی الفراغ.
حسبت سرعة الضوء بالفراغ وکانت القیمة المحسوبة 299،792،458 متر فی الثانیة، أما عند مرور الضوء فی أوساط شفافة فان سرعته تقل کما أنه من الممکن ان یتعرض للانکسار والانعکاس حسب طبیعة الوسطین الذین یعبرهما.
[عدل]المفعول الکهروضوئی

تحدث ظاهرة المفعول الکهروضوئی (photoelectric effect) عند سقوط إشعاع کهرومغناطیسی على سطح معدن فینتج عنه تحریر إلکترونات من سطح المعدن. ذلک لأن جزءا من طاقة الشعاع الکهرومغناطیسی یمتصها الإلکترون المرتبط بذرات المعدن فیتحرر منه ویکتسب طاقة حرکة وهذه العملیة تعتمد على تردد موجة الضوء.
بقیت النظریة الموجیة للضوء سائدة زمن طویل حتى نهایة القرن التاسع عشر إلى أن إکتـُشف المفعول الکهرضوئی فعمل على قلب المفاهیم عن طبیعة الضوء.
المفعول الکهرضوئی یتلخص فیمایلی: یسلط إشعاع ضوئی على معدن موضوع فی ناقوس مفرغ من الهواء وفی وجود حقل کهربائی مطبق بین قطبین مربوطین بمقیاس التیار الکهربائی. فی حالة عدم وجود أی إشعاع یشیر مؤشر الجهاز إلى الصفر. وعند تسلیط الإشعاع یلاحظ تحرک مؤشر الجهاز دلالة على وجود تیار کهربائی، أی أن عددا من الإلکترونات انتـُزعت من المعدن وانتقلت تحت تأثیر الحقل الکهربائی إلى القطب الموجب. إلى هنا لا شیء یتناقض مع النظریة الموجیة, حیث یمکن الافتراض ان طاقة الموجة(والمتناسبة مع مربع سعة الموجة) انتقلت إلى إلکترونات المعدن. لکن التجربة أثبتت أن طاقة الإلکترونات لا تعتمد على شدة الإشعاع ولکن على تواتره : تستجیب الإلکترونات فی الذرة لتردد شعاع الضوء بصفة خاصة، وزیادة شدة الإشعاع یُزید فقط عددالإلکترونات.
العلاقة بین طاقة الإلکترونات E وتواتر الإشعاع f خطیة:

حیث V هو جهد التأین للمعدن ویسمى کذلک جهد الخروج, h هو ثابت بلانک وهو العدد الممیز لمیکانیکا الکم وهو یعطی العلاقة بین تردد الموجة وطاقة الموجة. وجهد التأین خاصیة من خواص المادة ویعتمد على التوزیع الإلکترونی لذرة العنصر، ومقداره یختلف من عنصر إلى عنصر.
أول من قدم تفسیر هذا المفعول کان ألبرت آینشتین فحسب هذا الأخیر فإن الضوء یصدر فی شکل کمات منفصلة من الطاقة تسمى فوتونات کل فوتون یحمل معه مقدارا من الطاقة یساوی جداءالتواتر بثابت بلانک.
ملاحظة: عکس ما یعتقد البعض فإن أینشتین حصل على جائزة نوبل على أعماله حول المفعول الکهروضوئی ولیس عن النظریة النسبیة
[عدل]المنابع الضوئیة

هناک العدید من المنابع الضوئیة. وأکثر هذه المنابع شیوعا هی المنابع الحراریة: وهی عبارة عن جسم یصدر عند درجة حرارة معینة طیفًا مطابقًا لإشعاع الجسم الأسود. ومن الأمثلة على ذلک الطیف (الإشعاع المنبعث من جو الشمس عند ذروة منحنی بلانک حوالی 6000 کلفن من الطیف الکهرومغناطیسی)، المصابیح الکهربائیة المتوهجة (التی تصدر فقط حوالی 7٪ من طاقتها کضوء مرئی والباقی کأشعة تحت الحمراء)، والجزیئات الصلبة المتوهجة فی النیران.
تنزاح الذروة فی طیف الجسم الأسود فی اتجاه مجال الأشعة تحت الحمراء للأجسام الباردة نسبیا مثل البشر. وکلما ازدادت درجة حرارة الجسم (کالحدید المنصهر)، تنزاح الذروة إلى أطوال موجیة أقصر، مولدة أولا توهجًا أحمرًا، ثم توهجًا أبیضًا، وأخیرًا توهجًا أزرقًا حین تنزاح الذروة خارجة من الجزء المرئی من الطیف داخلة إلى مجال الأشعة فوق البنفسجیة. یمکن رؤیة هذه الألوان عند تسخین المعدن إلى درجات حرارة عالیة فنرى اللون الأحمر ثم اللون الأبیض. أما الإصدارات الحراریة الزرقاء فلا یمکن رؤیتها غالبًا. واللون الأزرق الذی نراه فی لهب الغاز أو مشعل اللحام هو فی الواقع نتیجة لانبعاثات جزیئیة، وخصوصًا من جذور CH الحرة (تصدر حزمة موجیة طولها حوالی 425 نانومتر).
تصدر الذرات الضوء وتمتصه عند طاقات ممیزة. مما یولد خیوط الإصدار الذری فی طیف کل ذرة. یمکن للإصدار أن یکون تلقائیا(Spontaneous emission)، کما فی حالة مصباح ثنائی باعث للضوء، ومصباح التفریغ الغازی (مثل مصابیح النیون، ولافتات النیون، ومصابیح بخار الزئبق، وغیرها)، واللهب (ضوء صادر عن الغاز الساخن نفسه، على سبیل المثال، یـُصدر الصودیوم ضوءا أصفرا عند وضعه فی لهب الغاز). ویمکن أیضا أن یکون الإصدار محفزًا، کما هو الحال فی اللیزر أو فی الموجات الدقیقة للمایزر.
تباطؤ الجسیمات المشحونة، مثل الإلکترونات، یمکن أن یُولد إشعاعًا مرئیًا: إشعاع سیکلوترونی، وإشعاع سنکترونی، وأشعة انکباح. الجسیمات الأولیة المتحرکة بسرعة أکبر من سرعة الضوء ضمن وسط ما یمکن أن تولد إشعاع شیرنکوف.
تُولد بعض المواد الکیمیائیة إشعاعًا مرئیًا بعملیة الضیائیة الکیمیائیة. وکذلک فی الأجسام الحیة، تسمى هذه العملیة بالضیائیة الحیویة. فمثلا تقوم الیراعة بتولید الضوء بهذه الطریقة، ویمکن للمراکب المبحرة فی الماء أن تمیز البلانکتون الذی یولد توهجًا ضعیفًا. تقوم بعض المواد بتولید الضوء عندما تضاء بإشعاع ذی طاقة تناسب توزیعها الإلکترونی. تعرف هذه الظاهرة بالفلوریة. وتستخدم فی المصابیح الفلوریة. تصدر بعض المواد الضوء بعد فترة قصیرة من تحفیزها بإشعاع طاقی، وتعرف هذه الظاهرة باسم الفسفوریة .
یمکن تحفیز المواد الفسفوریة بتسلیط جسیمات دون الذریة علیها. والتألق المهبطی (بالإنجلیزیة: Cathodoluminescence) هو أحد الأمثلة على ذلک. هذه الآلیة تستخدم فی الرائی ذو أنبوب الأشعة المهبطیة.
ویوجد آلیات أخرى لإنتاج الضوء:
ومیض
ضیائیة کهربائیة w:en:electroluminescence
ضیائیة صوتیة
ضیائیة احتکاکیة w:en:triboluminescence
إشعاع شیرنکوف
عندما یمتد مفهوم الضوء لیشمل الفوتونات ذات الطاقة العالیة جدًا (أشعة غاما)، فإن آلیات تولید الضوء تشمل أیضًا:
النشاط الإشعاعی
فناء الجسیم – الجسیم المضاد.
میزت هیئة الإضاءة الدولیة بین المنبع الضوئی والمضیاء. المنبع الضوئی هو مصدر فیزیائی للضوء، مثل الشمس والمصابیح، بینما یشیر مصطلح مضیاء إلى توزیع قدرة طیفیة خاص. وبالتالی یمکن توصیف المضیاء مسبقًا، ولکن قد لا یمکننا تصنیعه عملیًا.[2]
[عدل]نظریات

لقد کان یٌعـتقد حتى نهایة القرن الثامن عشر بأن الضوء شبیه بالصوت ویحتاج إلى وسط مادی حتى ینتقل ویسمى هذا الوسط بالأثیر الذی کان یعرفه العلماء بأنة مادة رقیقة جداً ذات کثافة متناهیة فی الصغر وذلک لتبریر إن الأثیر لا یمکن ملاحظته ولکن تجربة (میکلسون- مورلی) أثبت إن الأثیر غیر موجود.
ففی عام 1905م وضع اینشتاین فرضاً لحل هذه المشکلة والفرض یقول : (إذا کان هناک عدد من الراصدین یتحرکون بسرعة منتظمة کل منهم بالنسبة للآخر وأیضاً بالنسبة للمصدر الضوئی وإذا کل من الراصدین یقیس سرعة الضوء الخارج من المصدر فأنهم جمیعاً سیحصلون على نفس القیمة لسرعة الضوء).
هی نفس فکرة جالیلو عام 1600م وهذا الفرض هو أساس النظریة النسبیة الخاصة والتی استغنت عن فکرة وجود الأثیر. وأثبت أن سرعة الضوء ثابتة فی جمیع المراجع.
[عدل]نظریة الدقائق لنیوتن
تصور نیوتن أن الجسم المضیء تنبعث منه جسیمات دقیقة کرویة تامة المرونة وتسیر بسرعة منتظمة کبیرة جداً وتختلف من وسط إلى آخر حسب کثافته. وتکون حرکة هذه الجسیمات الکرویة فی خطوط مستقیمة فی الوسط المتجانس الواحد وقد استدل نیوتن على أن الأشعة الضوئیة عندما تصطدم بسطح عاکس فأن زاویة السقوط تساوی زاویة الانعکاس کاصطدام کرة تامة المرونة بسطح أملس مرتدة بحیث زاویة سقوطها تساوی زاویة انعکاسها.
أما فی ظاهرة الانکسار فأنه قد فسره نیوتن عندما تخترق هذه الجسیمات الکرویة الضوئیة أوساطاً مختلفة الکثافة مثل الماء أو الزجاج فأنها تنکسر داخل کل وسط وتنحرف عن المسار المستقیم لها. فعند انتقال الضوء من وسط اقل کثافة مثل الهواء إلى وسط أکثر کثافة مثل الماء فأن الوسط المائی یحرف هذه الجسیمات الضوئیة إلى أسفل ومعنى ذلک أن المرکبة الرأسیة لسرعة الضوء المنکسر سوف تقل بحیث تقترب الجسیمات الکرویة الضوئیة من العمود على السطح الفاصل بین الوسطین.
وبذلک سوف تزداد السرعة المحصلة أی أن سرعة الضوء فی الوسط الکثیف سوف تزداد وتصبح أکبر من سرعة الضوء فی الوسط الخفیف (أی أن سرعة الضوء تعتمد على الکثافة الضوئیة للوسط). وهذا غیر صحیح ویخالف التجارب العلمیة حیث أن سرعة الضوء تکون أکبر ما یمکن فی الفراغ أی تزداد کلما قلت الکثافة للوسط فأن سرعة الضوء فی ذروتها فی الفراغ وبالتالی فشلت نظریة نیوتن فی تفسیر ظاهرة الحیود والتداخل والاستقطاب.
[عدل]نظریة ماکسویل للموجات الکهرومغناطیسیة
وجد ماکسویل أن الضوء هو موجة کهرومغناطیسیة سرعتها تساوی سرعة الضوء. أی أن الضوء موجات کهرومغناطیسیة ذات طاقة، وقد أتضح أن الشحنة الکهربائیة تولد مجالاً کهربائیاً حولها وهی ساکنة، وتولد مجالاً مغناطیسیاً وهی متحرکة. کذلک التغیر فی المجال الکهربائی یولد مجالاً مغناطیسیاً، وهذا نص قانون (أمبیر). وأن التغیر فی المجال المغناطیسی یولد مجالا کهربائیا وهذا نص قانون (فارادای). هذه الحقیقة هی أصل تکوین الموجات الکهرومغناطیسیة حیث أن شحنة کهربائیة متذبذبة تولد فی الفضاء مجالین کهربائی ومغناطیسی ،أی مجالاً (کهرومغناطیسی) متغیر وهذا المجال یتحرک فی الفراغ بسرعة الضوء نفسها (3exp8 متر /ثانیة) أی 300000 کیلومتر /ثانیة.
C =1/ ((ε.μ) (1/2)) = 3 exp8
أما شدة الضوء (I) أو شدة الموجة الکهرومغناطیسیة فهی (الطاقة فی وحدة الزمن لوحدة المساحة وعمودیة على اتجاه انتشار الموجة) . I= ε. (Eexp2). c
حیث (E) شدة المجال الکهربائی أو المغناطیسی (B).
یحدد المدى التقریبی للطیف الکهرومغناطیسی من موجات الرادیو ذات الطول الموجی الطویل إلى أشعة جاما ذات الطول الموجی القصیر جداً والطاقة العالیة. والضوء المرئی أی الذی یمکن للعین البشریة رصد موجاته یقع بین مدى من فوق البنفسجی إلى تحت الأحمر.ومن الجدیر بالذکر أنة لا توجد حدود تفصل مناطق الطیف من بعضها البعض.
عندما تسقط الموجات الکهرومغناطیسیة على سطح ما وبصورة عمودیة فأن الجسم یمتص تلک الأشعة وأن قوة تسمى قوة الأشعاع تظهر وتحسب من خلال العلاقة التالیة :
F= P/ ©
حیث P هی الطاقة لکل وحدة زمن أی القدرة للموجة الکهرومغناطیسیة الممتصة ویمکن الحصول على P من خلال العلاقة التالیة:
P= (u) / c
حیث u هی الطاقة الکهرومغناطیسیة.
[عدل]نظریة اینشتاین للفوتون
من أهم العلماء الفیزیائیین الذین قاموا بتفسیر سلوک الضوء حول العالم بلانک الذی درس الطاقة الأشعاعیة المنبعثة من الاجسام الساخنة واستطاع حسابها بالقانون التالی:
E= h. f
حیث (E) هی الطاقة و (h) هو ثابت یسمى ثابت بلانک ویساوی 6.635exp-34 J.s جول.ثانیة. و (f) هو التردد الضوء المنبعث.
وأن الضوء ینبعث على شکل کمات صغیرة سماها الفوتون واقترح اینشتاین على أساس فرض بلانک أن الطاقة فی الحزم الضوئیة تنتشر فی الفراغ بشکل حزم مرکزة من الطاقة وهی الفوتونات ویکون انبعاثها على شکل کمات أی دفعات واقترح أن الضوء المار خلال الفراغ لا یسلک سلوک الموجة إطلاقاَ بل سلوک جسیم الفوتون وبذلک تعارض اینشتاین فی أول الأمر مع مبدأ النظریة الموجیة للضوء التی حققت نتائج مخبریه عظیمة ولکن بعد مرور فترة زمنیة أید اینشتاین فکرة النظریة الموجیة وعارض نفسه أی عارض مبدأ سلوک الجسیمات.
وفی عام 1924م وضع العالم الفرنسی دی بروجلی مبدأ هام جداً وهو المبدأ السائد حتى الآن والذی نال على أثرة شهادة الدکتوراه فی الفیزیاء وینص على: (أن للضوء صفة مزدوجة فهو یسلک سلوک الموجة تحت ظروف معینة - (وهذا یفسر الانعکاس والانکسار والاستقطاب والحیود والتداخل وهذا ما یتفق مع نظریة ماکسویل)- وأن الضوء یسلک سلوک الجسیم (الفوتون) تحت ظروف أخرى -(وهذا یفسر تفاعل الضوء مع المواد والظاهرة الکهروضوئیة وظاهرة کومبتون وغیرها وهذا ما یتفق مع نظریات اینشتاین ونیوتن).
وهذا یعنی أن للمادة صفة مزدوجة فإذا کان لدینا جسم کتلته (m) یتحرک بکمیة حرکة (p) فأن طول الموجة المصاحبة له تعطى من خلال القانون التالی :
λ = (h) / P
ومن وجه نظری فأن هذا القانون مهم جداً وهو محور النظریة الکمیة لاحظ فی القانون أن
P. λ= h
حیث أن (p) تمثل الاعتبارات الجسیمیة(P = m. v حیث v سرعة الجسیم) و(λ) طول الموجة وحاصل ضربهم هو ثابت بلانک (h). ویعنی بشکل أدق أنه یمکن القول بأن حزمة أی حزمة ضوئیة لها تردد وطول موجی ویمکن اعتبارها موجة ویمکن القول أن الحزمة الضوئیة مشکلة من الفوتونات أی لها طاقة حرکة وکمیة حرکة.
[عدل]النظریة الموجیة الکمیة
لدراسة انتقال الطاقة کحرکة موجیة یتطلب عادة وسط حیث تتذبذب جزیئات الوسط. فالجسیم المتذبذب یؤثر بقوة على جارة فتجعله یتذبذب أیضاً وبهذه الطریقة فأن الحرکة من جسیم إلى آخر وبالتالی یتم انتقال الطاقة الموجیة فی المادة، وهی حالة مشابهة لما یحدث فی الماء عندما تنقل الطاقة إلى الضفة دون أن تنتقل جسیمات الماء نفسه أو انتقال الصوت فی الهواء. وفکرة الأثیر ابتکرت کی یکون هذا الوسط هو الوسط الناقل للضوء بالطریقة السابقة. ولکن الضوء حسب النظریة الکهرومغناطیسیة لا یحتاج إلى وسط فهو یأتی من الشمس أی فی الفراغ الذی لا وسط فیه وبسرعة الضوء المطلقة وبعد ذلک تبین من النظریة الکهرومغناطیسیة أن الموجة الکهرومغناطیسیةعبارة عن تغیر مجالین متوافقین بنفس التردد، أحدهما کهربائی (E) ووالآخر مغناطیسی (B).
وقد عُرّفت جبهة الموجة على أساس ذلک بأنها المحل الهندسی لجمیع النقاط ذات الطور الواحد.
[عدل]المراجع

^ Scientific Method, Statistical Method and the Speed of Light. Statistical Science 2000, Vol. 15, No. 3, 254–278
^ McDonald, Roderick (1997), Colour Physics for Industry (Second Edition ed.), Society of Dyers and Colourists, p. 99, ISBN 0 901956 70 8‎
[عدل]اقرأ أیضا

ضغط إشعاع
موجة کهرومغناطیسیة
طیف
طیف امتصاص
طیف انبعاث
مجموعة خطوط بالمر
مجموعة خطوط رایلی
طاحونة ضوئیة
مطیافیة
مطیافیة الأشعة تحت الحمراء
مطیاف الإلکترونات
مطیافیة الکتلة
مرشح ضوئی
تصنیفان: فیزیاء ضوء
قس انگلیسی
Visible light (commonly referred to simply as light) is electromagnetic radiation that is visible to the human eye, and is responsible for the sense of sight.[1] Visible light has wavelength in a range from about 380 nanometres to about 740 nm. The visible light range is located between the invisible infrared, which is found at longer wavelengths and the invisible ultraviolet, which is found at shorter wavelengths.
Primary properties of visible light are intensity, propagation direction, frequency or wavelength spectrum, and polarisation, while its speed in a vacuum, 299,792,458 meters per second (about 300,000 kilometers per second), is one of the fundamental constants of nature. Visible light, as with all types of electromagnetic radiation (EMR) is experimentally found to move at exactly this same speed in vacuum.
In common with all types of EMR, visible light is emitted and absorbed in tiny "packets" called photons, and exhibits properties of both waves and particles. This property is referred to as the wave–particle duality. The study of light, known as optics, is an important research area in modern physics.
In physics, the term light sometimes refers to electromagnetic radiation of any wavelength, whether visible or not.[2][3] This article focuses on visible light. See the electromagnetic radiation article for the general term.
Contents [hide]
1 Speed of visible light
2 Electromagnetic spectrum
3 Optics
3.1 Refraction
4 Light sources
5 Units and measures
6 Light pressure
7 Historical theories about light, in chronological order
7.1 Classical Greece and Hellenism
7.2 Classical India
7.3 Descartes
7.4 Particle theory
7.5 Wave theory
7.6 Quantum theory
7.7 Electromagnetic theory as explanation for all types of visible light and all EM radiation
8 See also
9 Notes
10 References
Speed of visible light

Main article: Speed of light
The speed of light in a vacuum is defined to be exactly 299,792,458 m/s (approximately 186,282 miles per second). The fixed value of the speed of light in SI units results from the fact that the metre is now defined in terms of the speed of light. All forms of electromagnetic radiation are believed to move at exactly this same speed in vacuum.
Different physicists have attempted to measure the speed of light throughout history. Galileo attempted to measure the speed of light in the seventeenth century. An early experiment to measure the speed of light was conducted by Ole Rømer, a Danish physicist, in 1676. Using a telescope, Rømer observed the motions of Jupiter and one of its moons, Io. Noting discrepancies in the apparent period of Io's orbit, he calculated that light takes about 22 minutes to traverse the diameter of Earth's orbit.[4] Unfortunately, its size was not known at that time. If Rømer had known the diameter of the Earth's orbit, he would have calculated a speed of 227,000,000 m/s.
Another, more accurate, measurement of the speed of light was performed in Europe by Hippolyte Fizeau in 1849. Fizeau directed a beam of light at a mirror several kilometers away. A rotating cog wheel was placed in the path of the light beam as it traveled from the source, to the mirror and then returned to its origin. Fizeau found that at a certain rate of rotation, the beam would pass through one gap in the wheel on the way out and the next gap on the way back. Knowing the distance to the mirror, the number of teeth on the wheel, and the rate of rotation, Fizeau was able to calculate the speed of light as 313,000,000 m/s.
Léon Foucault used an experiment which used rotating mirrors to obtain a value of 298,000,000 m/s in 1862. Albert A. Michelson conducted experiments on the speed of light from 1877 until his death in 1931. He refined Foucault's methods in 1926 using improved rotating mirrors to measure the time it took light to make a round trip from Mt. Wilson to Mt. San Antonio in California. The precise measurements yielded a speed of 299,796,000 m/s.
The effective velocity of light in various transparent substances containing ordinary matter, is less than in vacuum. For example the speed of light in water is about 3/4 of that in vacuum. However, the slowing process in matter is thought to result not from actual slowing of particles of light, but rather from their absorption and re-emission from charged particles in matter.
As an extreme example of the nature of light-slowing in matter, two independent teams of physicists were able to bring light to a "complete standstill" by passing it through a Bose-Einstein Condensate of the element rubidium, one team at Harvard University and the Rowland Institute for Science in Cambridge, Mass., and the other at the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, also in Cambridge.[5] However, the popular decription of light being "stopped" in these experiments refers only to light being stored in the excited states of atoms, then re-emitted at an arbitrarily later time, as stimulated by a second laser pulse. During the time it had "stopped" it had ceased to be light.
Electromagnetic spectrum

Main article: Electromagnetic spectrum


Electromagnetic spectrum with light highlighted
Generally, EM radiation (the designation 'radiation' excludes static electric and magnetic and near fields) is classified by wavelength into radio, microwave, infrared, the visible region we perceive as light, ultraviolet, X-rays and gamma rays.
The behaviour of EM radiation depends on its wavelength. Higher frequencies have shorter wavelengths, and lower frequencies have longer wavelengths. When EM radiation interacts with single atoms and molecules, its behaviour depends on the amount of energy per quantum it carries.
Optics

Main article: Optics
The study of light and the interaction of light and matter is termed optics. The observation and study of optical phenomena such as rainbows and the aurora borealis offer many clues as to the nature of light.
Refraction
Main article: Refraction


An example of refraction of light. The straw appears bent, because of refraction of light as it enters liquid from air.


A cloud illuminated by sunlight
Refraction is the bending of light rays when passing through a surface between one transparent material and another. It is described by Snell's Law:

where is the angle between the ray and the surface normal in the first medium, is the angle between the ray and the surface normal in the second medium, and n1 and n2 are the indices of refraction, n = 1 in a vacuum and n 1 in a transparent substance.
When a beam of light crosses the boundary between a vacuum and another medium, or between two different media, the wavelength of the light changes, but the frequency remains constant. If the beam of light is not orthogonal (or rather normal) to the boundary, the change in wavelength results in a change in the direction of the beam. This change of direction is known as refraction.
The refractive quality of lenses is frequently used to manipulate light in order to change the apparent size of images. Magnifying glasses, spectacles, contact lenses, microscopes and refracting telescopes are all examples of this manipulation.
Light sources

See also: List of light sources
There are many sources of light. The most common light sources are thermal: a body at a given temperature emits a characteristic spectrum of black-body radiation. Examples include sunlight (the radiation emitted by the chromosphere of the Sun at around 6,000 Kelvin peaks in the visible region of the electromagnetic spectrum when plotted in wavelength units [6] and roughly 40% of sunlight is visible), incandescent light bulbs (which emit only around 10% of their energy as visible light and the remainder as infrared), and glowing solid particles in flames. The peak of the blackbody spectrum is in the infrared for relatively cool objects like human beings. As the temperature increases, the peak shifts to shorter wavelengths, producing first a red glow, then a white one, and finally a blue colour as the peak moves out of the visible part of the spectrum and into the ultraviolet. These colours can be seen when metal is heated to "red hot" or "white hot". Blue thermal emission is not often seen. The commonly seen blue colour in a gas flame or a welder's torch is in fact due to molecular emission, notably by CH radicals (emitting a wavelength band around 425 nm).
Atoms emit and absorb light at characteristic energies. This produces "emission lines" in the spectrum of each atom. Emission can be spontaneous, as in light-emitting diodes, gas discharge lamps (such as neon lamps and neon signs, mercury-vapor lamps, etc.), and flames (light from the hot gas itself—so, for example, sodium in a gas flame emits characteristic yellow light). Emission can also be stimulated, as in a laser or a microwave maser.
Deceleration of a free charged particle, such as an electron, can produce visible radiation: cyclotron radiation, synchrotron radiation, and bremsstrahlung radiation are all examples of this. Particles moving through a medium faster than the speed of light in that medium can produce visible Cherenkov radiation.
Certain chemicals produce visible radiation by chemoluminescence. In living things, this process is called bioluminescence. For example, fireflies produce light by this means, and boats moving through water can disturb plankton which produce a glowing wake.
Certain substances produce light when they are illuminated by more energetic radiation, a process known as fluorescence. Some substances emit light slowly after excitation by more energetic radiation. This is known as phosphorescence.
Phosphorescent materials can also be excited by bombarding them with subatomic particles. Cathodoluminescence is one example. This mechanism is used in cathode ray tube television sets and computer monitors.


A city illuminated by artificial lighting
Certain other mechanisms can produce light:
Bioluminescence
Cherenkov radiation
Electroluminescence
Scintillation
Sonoluminescence
triboluminescence
When the concept of light is intended to include very-high-energy photons (gamma rays), additional generation mechanisms include:
Particle–antiparticle annihilation
Radioactive decay
Units and measures

Main articles: Photometry (optics) and Radiometry
Light is measured with two main alternative sets of units: radiometry consists of measurements of light power at all wavelengths, while photometry measures light with wavelength weighted with respect to a standardised model of human brightness perception. Photometry is useful, for example, to quantify Illumination (lighting) intended for human use. The SI units for both systems are summarised in the following tables.
Table 1. SI radiometry units v t e
Quantity Symbol[nb 1] SI unit Symbol Dimension Notes
Radiant energy Qe[nb 2] joule J M⋅L2⋅T−2 energy
Radiant flux Φe[nb 2] watt W M⋅L2⋅T−3 radiant energy per unit time, also called radiant power.
Spectral power Φeλ[nb 2][nb 3] watt per metre W⋅m−1 M⋅L⋅T−3 radiant power per wavelength.
Radiant intensity Ie watt per steradian W⋅sr−1 M⋅L2⋅T−3 power per unit solid angle.
Spectral intensity Ieλ[nb 3] watt per steradian per metre W⋅sr−1⋅m−1 M⋅L⋅T−3 radiant intensity per wavelength.
Radiance Le watt per steradian per square metre W⋅sr−1⋅m−2 M⋅T−3 power per unit solid angle per unit projected source area.
confusingly called "intensity" in some other fields of study.
Spectral radiance Leλ[nb 3]
or
Leν[nb 4] watt per steradian per metre3
or
watt per steradian per square
metre per hertz
W⋅sr−1⋅m−3
or
W⋅sr−1⋅m−2⋅Hz−1 M⋅L−1⋅T−3
or
M⋅T−2 commonly measured in W⋅sr−1⋅m−2⋅nm−1 with surface area and either wavelength or frequency.


Irradiance Ee[nb 2] watt per square metre W⋅m−2 M⋅T−3 power incident on a surface, also called radiant flux density.
sometimes confusingly called "intensity" as well.
Spectral irradiance Eeλ[nb 3]
or
Eeν[nb 4] watt per metre3
or
watt per square metre per hertz W⋅m−3
or
W⋅m−2⋅Hz−1 M⋅L−1⋅T−3
or
M⋅T−2 commonly measured in W⋅m−2⋅nm−1
or 10−22W⋅m−2⋅Hz−1, known as solar flux unit.[nb 5]


Radiant exitance /
Radiant emittance Me[nb 2] watt per square metre W⋅m−2 M⋅T−3 power emitted from a surface.
Spectral radiant exitance /
Spectral radiant emittance Meλ[nb 3]
or
Meν[nb 4] watt per metre3
or
watt per square
metre per hertz
W⋅m−3
or
W⋅m−2⋅Hz−1 M⋅L−1⋅T−3
or
M⋅T−2 power emitted from a surface per wavelength or frequency.


Radiosity Je or Jeλ[nb 3] watt per square metre W⋅m−2 M⋅T−3 emitted plus reflected power leaving a surface.
Radiant exposure He joule per square metre J⋅m−2 M⋅T−2
Radiant energy density ωe joule per metre3 J⋅m−3 M⋅L−1⋅T−2
See also: SI • Radiometry • Photometry • (Compare)
Table 2. SI photometry units v t e
Quantity Symbol[nb 6] SI unit Symbol Dimension Notes
Luminous energy Qv [nb 7] lumen second lm⋅s T⋅J [nb 8] units are sometimes called talbots
Luminous flux Φv [nb 7] lumen (= cd⋅sr) lm J also called luminous power
Luminous intensity Iv candela (= lm/sr) cd J an SI base unit, luminous flux per unit solid angle
Luminance Lv candela per square metre cd/m2 L−2⋅J units are sometimes called nits
Illuminance Ev lux (= lm/m2) lx L−2⋅J used for light incident on a surface
Luminous emittance Mv lux (= lm/m2) lx L−2⋅J used for light emitted from a surface
Luminous exposure Hv lux second lx⋅s L−2⋅T⋅J
Luminous energy density ωv lumen second per metre3 lm⋅s⋅m−3 L−3⋅T⋅J
Luminous efficacy η [nb 7] lumen per watt lm/W M−1⋅L−2⋅T3⋅J ratio of luminous flux to radiant flux
Luminous efficiency V 1 also called luminous coefficient
See also: SI • Photometry • Radiometry • (Compare)
The photometry units are different from most systems of physical units in that they take into account how the human eye responds to light. The cone cells in the human eye are of three types which respond differently across the visible spectrum, and the cumulative response peaks at a wavelength of around 555 nm. Therefore, two sources of light which produce the same intensity (W/m2) of visible light do not necessarily appear equally bright. The photometry units are designed to take this into account, and therefore are a better representation of how "bright" a light appears to be than raw intensity. They relate to raw power by a quantity called luminous efficacy, and are used for purposes like determining how to best achieve sufficient illumination for various tasks in indoor and outdoor settings. The illumination measured by a photocell sensor does not necessarily correspond to what is perceived by the human eye, and without filters which may be costly, photocells and charge-coupled devices (CCD) tend to respond to some infrared, ultraviolet or both.
Light pressure

Main article: Radiation pressure
Light exerts physical pressure on objects in its path, a phenomenon which can be deduced by Maxwell's equations, but can be more easily explained by the particle nature of light: photons strike and transfer their momentum. Light pressure is equal to the power of the light beam divided by c, the speed of light. Due to the magnitude of c, the effect of light pressure is negligible for everyday objects. For example, a one-milliwatt laser pointer exerts a force of about 3.3 piconewtons on the object being illuminated; thus, one could lift a U. S. penny with laser pointers, but doing so would require about 30 billion 1-mW laser pointers.[7] However, in nanometer-scale applications such as NEMS, the effect of light pressure is more significant, and exploiting light pressure to drive NEMS mechanisms and to flip nanometer-scale physical switches in integrated circuits is an active area of research.[8]
At larger scales, light pressure can cause asteroids to spin faster,[9] acting on their irregular shapes as on the vanes of a windmill. The possibility to make solar sails that would accelerate spaceships in space is also under investigation.[10][11]
Although the motion of the Crookes radiometer was originally attributed to light pressure, this interpretation is incorrect; the characteristic Crookes rotation is the result of a partial vacuum.[12] This should not be confused with the Nichols radiometer, in which the (slight) motion caused by torque (though not enough for full rotation against friction) is directly caused by light pressure.[13]
Historical theories about light, in chronological order

Classical Greece and Hellenism

This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed. (May 2011)
In the fifth century BC, Empedocles postulated that everything was composed of four elements; fire, air, earth and water. He believed that Aphrodite made the human eye out of the four elements and that she lit the fire in the eye which shone out from the eye making sight possible. If this were true, then one could see during the night just as well as during the day, so Empedocles postulated an interaction between rays from the eyes and rays from a source such as the sun.
In about 300 BC, Euclid wrote Optica, in which he studied the properties of light. Euclid postulated that light travelled in straight lines and he described the laws of reflection and studied them mathematically. He questioned that sight is the result of a beam from the eye, for he asks how one sees the stars immediately, if one closes one's eyes, then opens them at night. Of course if the beam from the eye travels infinitely fast this is not a problem.
In 55 BC, Lucretius, a Roman who carried on the ideas of earlier Greek atomists, wrote:
"The light & heat of the sun; these are composed of minute atoms which, when they are shoved off, lose no time in shooting right across the interspace of air in the direction imparted by the shove." – On the nature of the Universe
Despite being similar to later particle theories, Lucretius's views were not generally accepted.
Ptolemy (c. 2nd century) wrote about the refraction of light in his book Optics.[14]
Classical India

This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed. (May 2011)
In ancient India, the Hindu schools of Samkhya and Vaisheshika, from around the early centuries CE developed theories on light. According to the Samkhya school, light is one of the five fundamental "subtle" elements (tanmatra) out of which emerge the gross elements. The atomicity of these elements is not specifically mentioned and it appears that they were actually taken to be continuous.
On the other hand, the Vaisheshika school gives an atomic theory of the physical world on the non-atomic ground of ether, space and time. (See Indian atomism.) The basic atoms are those of earth (prthivi), water (pani), fire (agni), and air (vayu) Light rays are taken to be a stream of high velocity of tejas (fire) atoms. The particles of light can exhibit different characteristics depending on the speed and the arrangements of the tejas atoms.[citation needed] The Vishnu Purana refers to sunlight as "the seven rays of the sun".[citation needed]
The Indian Buddhists, such as Dignāga in the 5th century and Dharmakirti in the 7th century, developed a type of atomism that is a philosophy about reality being composed of atomic entities that are momentary flashes of light or energy. They viewed light as being an atomic entity equivalent to energy.[citation needed]
Descartes
René Descartes (1596–1650) held that light was a mechanical property of the luminous body, rejecting the "forms" of Ibn al-Haytham and Witelo as well as the "species" of Bacon, Grosseteste, and Kepler.[15] In 1637 he published a theory of the refraction of light that assumed, incorrectly, that light travelled faster in a denser medium than in a less dense medium. Descartes arrived at this conclusion by analogy with the behaviour of sound waves.[citation needed] Although Descartes was incorrect about the relative speeds, he was correct in assuming that light behaved like a wave and in concluding that refraction could be explained by the speed of light in different media.
Descartes is not the first to use the mechanical analogies but because he clearly asserts that light is only a mechanical property of the luminous body and the transmitting medium, Descartes' theory of light is regarded as the start of modern physical optics.[16]
Particle theory
Main article: Corpuscular theory of light


Pierre Gassendi.
Pierre Gassendi (1592–1655), an atomist, proposed a particle theory of light which was published posthumously in the 1660s. Isaac Newton studied Gassendi's work at an early age, and preferred his view to Descartes' theory of the plenum. He stated in his Hypothesis of Light of 1675 that light was composed of corpuscles (particles of matter) which were emitted in all directions from a source. One of Newton's arguments against the wave nature of light was that waves were known to bend around obstacles, while light travelled only in straight lines. He did, however, explain the phenomenon of the diffraction of light (which had been observed by Francesco Grimaldi) by allowing that a light particle could create a localised wave in the aether.
Newton's theory could be used to predict the reflection of light, but could only explain refraction by incorrectly assuming that light accelerated upon entering a denser medium because the gravitational pull was greater. Newton published the final version of his theory in his Opticks of 1704. His reputation helped the particle theory of light to hold sway during the 18th century. The particle theory of light led Laplace to argue that a body could be so massive that light could not escape from it. In other words it would become what is now called a black hole. Laplace withdrew his suggestion later, after a wave theory of light became firmly established as the model for light (as has been explained, neither a particle or wave theory is fully correct). A translation of Newton's essay on light appears in The large scale structure of space-time, by Stephen Hawking and George F. R. Ellis.
Wave theory
In the 1660s, Robert Hooke published a wave theory of light. Christiaan Huygens worked out his own wave theory of light in 1678, and published it in his Treatise on light in 1690. He proposed that light was emitted in all directions as a series of waves in a medium called the Luminiferous ether. As waves are not affected by gravity, it was assumed that they slowed down upon entering a denser medium.


Thomas Young's sketch of the two-slit experiment showing the diffraction of light. Young's experiments supported the theory that light consists of waves.
The wave theory predicted that light waves could interfere with each other like sound waves (as noted around 1800 by Thomas Young), and that light could be polarised, if it were a transverse wave. Young showed by means of a diffraction experiment that light behaved as waves. He also proposed that different colours were caused by different wavelengths of light, and explained colour vision in terms of three-coloured receptors in the eye.
Another supporter of the wave theory was Leonhard Euler. He argued in Nova theoria lucis et colorum (1746) that diffraction could more easily be explained by a wave theory.
Later, Augustin-Jean Fresnel independently worked out his own wave theory of light, and presented it to the Académie des Sciences in 1817. Simeon Denis Poisson added to Fresnel's mathematical work to produce a convincing argument in favour of the wave theory, helping to overturn Newton's corpuscular theory. By the year 1821, Fresnel was able to show via mathematical methods that polarisation could be explained only by the wave theory of light and only if light was entirely transverse, with no longitudinal vibration whatsoever.
The weakness of the wave theory was that light waves, like sound waves, would need a medium for transmission. A hypothetical substance called the luminiferous aether was proposed, but its existence was cast into strong doubt in the late nineteenth century by the Michelson-Morley experiment.
Newton's corpuscular theory implied that light would travel faster in a denser medium, while the wave theory of Huygens and others implied the opposite. At that time, the speed of light could not be measured accurately enough to decide which theory was correct. The first to make a sufficiently accurate measurement was Léon Foucault, in 1850.[17] His result supported the wave theory, and the classical particle theory was finally abandoned, only to partly re-emerge in the 20th century.
Quantum theory
In 1900 Max Planck, attempting to explain black body radiation suggested that although light was a wave, these waves could gain or loose energy only in finite amounts related to their frequency. Planck called these "lumps" of light energy "quanta" (from a Latin word for "how much." In 1905, Albert Einstein used the idea of light quanta to explain the photoelectric effect, and suggested that these light quanta had a "real" existance. These light particles were named photons in In 1923 Arthur Holly Compton showed that the wavelength shift seen when low intensity X-rays scattered from electrons (so called Compton scattering) could be explained by a particle-theory of X-rays but not a wave theory. In 1926 Gilbert N. Lewis named these liqht quanta photons.
Eventually the modern theory of quantum quantum mechanics came to picture light as (in some sense) both a particle and a wave, and (in another sense), as a phenomenon which is neither a particle or a wave (which actually are macroscopic phenomena, such as baseballs or ocean waves). Instead, modern physics sees light as something that can be described sometimes with mathematics appropriate to one type of macroscopic metaphor (particles), and sometimes another macroscopic metaphor (water waves), but is actually something that cannot be fully imagined. As in the case for radio waves and the X-rays involved in Compton scattering, physicists have noted that electromagnetic radiation tends to behave more like a classical wave at lower frequencies, but more like a classical particle at higher frequencies, but never completely loses all qualities of one or the other. Visible light, which occupies a middle ground in frequency, can easily be shown in experiments to be describable using either a wave or particle model, or sometimes both.
Electromagnetic theory as explanation for all types of visible light and all EM radiation
Main article: Electromagnetic radiation


A linearly polarised light wave frozen in time and showing the two oscillating components of light; an electric field and a magnetic field perpendicular to each other and to the direction of motion (a transverse wave).
In 1845, Michael Faraday discovered that the plane of polarisation of linearly polarised light is rotated when the light rays travel along the magnetic field direction in the presence of a transparent dielectric, an effect now known as Faraday rotation.[18] This was the first evidence that light was related to electromagnetism. In 1846 he speculated that light might be some form of disturbance propagating along magnetic field lines.[19] Faraday proposed in 1847 that light was a high-frequency electromagnetic vibration, which could propagate even in the absence of a medium such as the ether.
Faraday's work inspired James Clerk Maxwell to study electromagnetic radiation and light. Maxwell discovered that self-propagating electromagnetic waves would travel through space at a constant speed, which happened to be equal to the previously measured speed of light. From this, Maxwell concluded that light was a form of electromagnetic radiation: he first stated this result in 1862 in On Physical Lines of Force. In 1873, he published A Treatise on Electricity and Magnetism, which contained a full mathematical description of the behaviour of electric and magnetic fields, still known as Maxwell's equations. Soon after, Heinrich Hertz confirmed Maxwell's theory experimentally by generating and detecting radio waves in the laboratory, and demonstrating that these waves behaved exactly like visible light, exhibiting properties such as reflection, refraction, diffraction, and interference. Maxwell's theory and Hertz's experiments led directly to the development of modern radio, radar, television, electromagnetic imaging, and wireless communications.
In the quantum theory, photons are seen as wave packets of the waves described in the classical theory of Maxwell. The quantum theory was needed to explain effects even with visual light that Maxwell's classical theory could not (such as spectral lines).
See also

Wikimedia Commons has media related to: Light
Look up light in Wiktionary, the free dictionary.
Wikiquote has a collection of quotations related to: Light
Automotive lighting
Ballistic photon
Color temperature
Electromagnetic spectrum
Fermat's principle
Huygens' principle
International Commission on Illumination
Journal of Luminescence
Light beam – in particular about light beams visible from the side
Light Fantastic (TV series)
Light mill
Light pollution
Light therapy
Lighting
Luminescence: The Journal of Biological and Chemical Luminescence
Photic sneeze reflex
Photometry
Photon
Rights of Light
Risks and benefits of sun exposure
Spectrometry
Spectroscopy
Visible spectrum
Wave–particle duality
Notes

^ Standards organizations recommend that radiometric quantities should be denoted with a suffix "e" (for "energetic") to avoid confusion with photometric or photon quantities.
^ a b c d e Alternative symbols sometimes seen: W or E for radiant energy, P or F for radiant flux, I for irradiance, W for radiant emittance.
^ a b c d e f Spectral quantities given per unit wavelength are denoted with suffix "λ" (Greek) to indicate a spectral concentration. Spectral functions of wavelength are indicated by "(λ)" in parentheses instead, for example in spectral transmittance, reflectance and responsivity.
^ a b c Spectral quantities given per unit frequency are denoted with suffix "ν" (Greek)—not to be confused with the suffix "v" (for "visual") indicating a photometric quantity.
^ NOAA / Space Weather Prediction Center includes a definition of the solar flux unit (SFU).
^ Standards organizations recommend that photometric quantities be denoted with a suffix "v" (for "visual") to avoid confusion with radiometric or photon quantities.
^ a b c Alternative symbols sometimes seen: W for luminous energy, P or F for luminous flux, and ρ or K for luminous efficacy.
^ "J" is the recommended symbol for the dimension of luminous intensity in the International System of Units.
References

^ CIE (1987). International Lighting Vocabulary. Number 17.4. CIE, 4th edition. ISBN 978-3-900734-07-7.
By the International Lighting Vocabulary, the definition of light is: “Any radiation capable of causing a visual sensation directly.”
^ Gregory Hallock Smith (2006), Camera lenses: from box camera to digital, SPIE Press, p. 4, ISBN 9780819460936
^ Narinder Kumar (2008), Comprehensive Physics XII, Laxmi Publications, p. 1416, ISBN 9788170085928
^ Scientific Method, Statistical Method and the Speed of Light. Statistical Science 2000, Vol. 15, No. 3, 254–278
^ Harvard News Office (2001-01-24). "Harvard Gazette: Researchers now able to stop, restart light". News.harvard.edu. Retrieved 2011-11-08.
^ http://thulescientific.com/LYNCH%20&%20Soffer%20OPN%201999.pdf
^ Tang, Hong X. (October 2009), "May the Force of Light Be with You", IEEE Spectrum: pp. 41 – 45, retrieved 7 September 2010.
^ See, for example, nano-opto-mechanical systems research at Yale University.
^ Kathy A. (2004-02-05). "Asteroids Get Spun By the Sun". Discover Magazine.
^ "Solar Sails Could Send Spacecraft 'Sailing' Through Space". NASA. 2004-08-31.
^ "NASA team successfully deploys two solar sail systems". NASA. 2004-08-09.
^ P. Lebedev, Untersuchungen über die Druckkräfte des Lichtes, Ann. Phys. 6, 433 (1901).
^ Nichols, E.F & Hull, G.F. (1903) The Pressure due to Radiation, The Astrophysical Journal,Vol.17 No.5, p.315–351.
^ Ptolemy and A. Mark Smith (1996), Ptolemy's Theory of Visual Perception: An English Translation of the Optics with Introduction and Commentary, Diane Publishing, p. 23, ISBN 0-871-69862-5
^ Theories of light, from Descartes to Newton A. I. Sabra CUP Archive,1981 pg 48 ISBN 0-521-28436-8, 9780521284363
^ 'Theories of light, from Descartes to Newton A. I. Sabra CUP Archive,1981 pg 48 ISBN 0-521-28436-8, 9780521284363
^ David Cassidy, Gerald Holton, James Rutherford (2002), Understanding Physics, Birkhäuser, ISBN 0387987568
^ Longair, Malcolm. Theoretical Concepts in Physics (2003) p. 87.
^ Longair, Malcolm. Theoretical Concepts in Physics (2003) p. 87
View page ratings
Rate this page
What's this?
Trustworthy
Objective
Complete
Well-written
I am highly knowledgeable about this topic (optional)

Submit ratings
Categories: Light
قس اردو
روشنی (فارسی) یا نور (عربی) ایک برقناطیسی اشعاع ہے جس کا طول موج اِنسانی آنکھ کیلئے قابلِ دید ہے (تقریباً 400-700 نینومیٹر).
یہ قوت ہی کی ایک شکل ہے۔ یہ ایک محرک لہر ہے۔ جب یہ آنکھوں سے ٹکراتی ہے تو دیکھنے کی حس پیدا ہوتی ہے۔ با الفاظ دیگر ہم روشنی کے ذریعے ہی دیکھتے ہیں۔ نیوٹن کے نظریہ جسیمی Corpuscular کی رو سے روشنی چھوٹے چھوٹے ذرات پر مشتمل ہے۔ یہ طویل موج(waves) ، جس میں چھوٹی سے چھوٹی اور لمبی سے لمبی شامل ہو سکتی ہے۔
روشنی جو ہماری آنکھوں پر نظر انداز ہوتی ہے اسکی طول موج یعنی wave length انچ کے چالیس ہزارویں حصے سے اس ہزارویں حصے تک طول (length) موج رکھتی ہے۔


فہرست [غائب کریں]
1 رفتار
2 سفید روشنی
3 اِنعکاسِ نُور (Reflection of Light)
4 روشنی کا انعطاف (Refraction of Light)
5 مزید دیکھیۓ
[ترمیم]رفتار

ہر قسم کی روشنی ایک ہی رفتار رکھتی ہے جو 300000000 میٹر فی سیکنڈ یا 186000 میل فی سیکنڈ ہے۔

[ترمیم]سفید روشنی



منشور سے گزرتی ہوئی روشنی
سفید روشنی بہت سے رنگوں کا مجموعہ ہے۔ روشنی کی ایک شعاع (ray) کو ایک تکونی منشور (prism) سے گزار کر اسکا بہ آسانی تجربہ کیا جاسکتا ہے۔ روشنی جو جب تک آئینہ mirror کی طرح چمکیلی سطح رکھنے والی سے منعکس reflect نہ کیا جائے تو وہ سیدھی لائن straight line میں سفر کرتی رہتی ہے۔

[ترمیم]اِنعکاسِ نُور (Reflection of Light)

جب روشنی ایک واسطے (medium) سے گزر کر دوسرے واسطے میں داخل ہوتی ہے تو روشنی کا کچھ حصہ پہلے واسطے میں ہی ایک خاص سمت میں واپس لوٹ آتا ہے جسے انعکاسِ نُور کہا جاتا ہے۔
[ترمیم]روشنی کا انعطاف (Refraction of Light)

جب روشنی کا ایک حصہ دوسرے واسطے میں داخل ہو کر مڑ جاتا ہے تو اسے انعطاف کہتے ہیں۔ ایسا عموما تب ہوتا ہے جب دوشنی کسی کثیف واسطے dense medium سے کسی ہلکے واسطے light medium میں یا ہلکے واسطے سے کثیف واسطے میں داخل ہوتی ہے۔


پانی کے پیالے میں X جگہ پر پڑی ہوئی شے انعطاف کی وجہ سے Y جگہ پر نظر آتی ہے
اس کی ایک مثال یوں دی جاسکتی ہے کہ

جب روشنی ہوا(light medium) میں سے گزر کر پانی (dense medium) میں داخل ہوتی ہے تو اپنے ارتفاع perpendicular کی طرف جھک جاتی ہے اور جب کثیف واسطے یعنی پانی سے باہر نکلتی ہے تو اپنے ارتفاع سے پرے ہو جاتی ہے۔
[ترمیم]مزید دیکھیۓ

٭Electromagnetic waves
زمرہ:
سائنس
قس ترکی
Işık, doğrusal dalgalar halinde yayılan elektromanyetik dalgalara verilen addır. 380 - 750 nm. dalga boyları arası dalgaboyu gözle görülebilir ancak bilimsel terminolojide gözle görünmeyen dalga boylarına da ışık denilebilir. Işığın özellikleri, radyo dalgalarından gamma ışınlarına kadar gidebilen, elektromanyetik dalganın boyuna göre değişir.
Keşfedilen ilk görünmez ışınım, 1800 yılında William Herschel tarafından rastlantıyla bulunan kızılötesi ışınımdır. Herschel, güneş ışığını bir prizmadan geçirerek tayf renkleri olarak adlandırılan kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, lacivert ve mor renkleri incelerken çok ilginç bir şeyle karşılaşır. Her rengin sıcaklığını ayrı ayrı termometreyle ölçerken, kırmızı rengin ötesinde termometrenin yükseldiğini görür. Bu şekilde yayılan ısının da kırmızı ışık gibi bir ışık türü olduğunu, ama insan gözüyle görülmediğini istemeden de olsa göstermiş olur. William bu keşfine kızılötesi ışınım adını verir. Bu keşiften sonra tayfın diğer ucunda yer alan ve morötesi ışık olarak adlandırılan, görünmez ışık da fotoğraf kartı üzerindeki etkisi sayesinde keşfedilir.
Ana dalga boyu bantları, dalga boyu uzunluklarına göre büyükten küçüğe doğru şöyle sıralanır: Radyo-Mikrodalgalar- milimitre altı- uzak kızılötesi- yakın kızılötesi- görünür dalgalar- morötesi- yumuşak x ışınları- sert x ışınları- gamma ışınları.
Işığın, ve tüm diğer elektromanyetik dalgaların temel olarak üç özelliği vardır:
Frekans: Dalgaboyu ile ters orantılıdır, insan gözü bu özelliği renk olarak algılar.
Şiddet: Genlik olarak da geçer, insan gözü tarafından parlaklık olarak algılanır.
Polarite: Titreşim açısıdır, normal şartlarda insan gözü tarafından algılanmaz.
Karanlık bir yerde göremeyiz; tıpkı Albert Einsteinin dediği gibi "Karanlık diye bir şey yoktur, karanlık ışığın yokluğudur". Işık kaynakları olmadan ışık da olamaz ve ışık kaynakları bize kendiliklerinden gözükürler. Onun için fizik dilinde ışık kaynağı denir. Onlardan kaynaklanan ışığın aracılığıyla gördüğümüz cisimlere de karanlık cisimler adını veririz. Karanlık cisimler, ışık kaynağından çıkan ışınların yansıması sonucu bize gözükür. Işık kaynağı ile karanlık cisimlerin arasına koyduğumuz cam, su gibi cisimler, bu karanlık cisimleri görmemizi engellemez.
Işık bizim görebilmemizin ana nedenidir. Eğer ışık olmasaydı hiçbir şey göremezdik. Çünkü görme işleminde ışık kaynağından çıkan ışınlar etrafımızdaki cisimlere çarparak gözümüze ulaşırlar da o narin göz bebeğimiz onları birer birer içeri buyur edip retinada ağırlar. Daha sonra retinaya körü körüne bağlı sinirler aracılığı ile burada oluşan görüntü, işlenmesi ve yorumlanması için beyne yollanır. Fakat 1600'lü yıllarda ışık ışınlarının gözümüzden çıkıp diğer cisimlere çarpıp geri geldiğine ve böylece görebildiğimize inanılırdı.
Işık; foton denilen kütlesiz (ağırlıksız değil, kütlesiz) ve yüksüz atom-altı parçacıklardan oluşur.Tüm parçacıklar gibi fotonlar da dalga özelliği gösterirler. Yani bir dalga boyları ve bir frekansları vardır. Işık ışınları da fotonların ilerlerken aldıkları yoldan başka bir şey değildirler. Fotonlar kaynaklarından çıktıktan sonra -eğer önlerinde hiçbir engel yoksa- düz doğrultuda ve hiç sapmadan yayılırlar. Herhangi bir cisme çarpınca da cismin şeffaf olup olmamasına göre yansır veya kırılırlar.
Günümüzde ışığın hareketi, dual (ikili, çift) model denilen dalga ve parçacık teorilerinin birleşmesinden oluşmuş bir teori ile açıklanmakta. Açıklama kısaca şöyle: Işık dalga özelliği gösteren fotonlardan oluşmuştur. Ve yayılırken iki özelliği de gösterebilir. Ama kesinlikle ikisini bir arada değil! Bazen dalga bazen de parçacık olarak yayılır ışık. Ama hangi hallerde parçacık hangi hallerde dalga olarak yayıldığı konusunda hiçbir bilgimiz yok. Ama şunu biliyoruz ki biz onu dalga olarak görmek istiyorsak dalga, parçacık olarak görmek istiyorsak parçacık olarak davranır.
[değiştir]Işığın algılanması

İnsan tarafından renklerin algılanması; ışığa, ışığın cisimler tarafından yansıtılışına ve nesnenin göz yardımıyla beyne iletilmesi sayesinde gerçekleşir. Bize ışık kaynağından gelen ışınlar gözümüze yansır ve bu ışınların sayesinde karşımızdakini rahatlıkla görebiliriz.
Göz tarafından algılanan ışık, retinada sinirsel sinyallere dönüştürülüp, optik sinir aracılığıyla beyine iletilir. Göz, üç temel birleştirici renk olan; kırmızı, mavi ve yeşile tepki verir ve beyin, diğer renkleri bu üç rengin farklı kombinasyonları olarak algılar. Renklerin algılanışı dış koşullara bağlı olarak değişir. Aynı renk güneş ışığında ve mum ışığında farklı algılanacaktır. Fakat, insanın görme duyusu ışığın kaynağına uyum sağlayarak, bizim her iki koşuldakinin de aynı renk olduğunu algılamamızı sağlar.
Tat alma, duyma, dokunma ve diğer duyularımızda da olduğu gibi, renklerin algılanışı da özneldir. Bir renk sıcak, soğuk, ağır, hafif, yumuşak, kuvvetli, heyecan verici, rahatlatıcı, parlak veya sakin olarak algılanabilir. Ancak bu tanımlama, kişinin, kültür, dil, cinsiyet, yaş, çevre veya deneyimlerinden kaynaklanır. Kısaca, herhangi bir renk, iki ayrı insanda aynı duyguları uyandırmayacaktır. İnsanları gamma ışınına duyarlılıklarıyla da birbirlerinden ayırmak mümkündür.

Wikimedia Commons'ta
Işık ile ilgili çoklu ortam belgeleri bulunur.
Kategoriler: Vikipedi düzenle Haziran 2011Işık
قس


ماهیت ذر‌ه‌ای
اسحاق نیوتن (Isaac Newton) در کتاب خود در رساله‌ای درباره نور نوشت پرتوهای نور ذرات کوچکی هستند که از یک جسم نورانی نشر می‌شوند. احتمالاً اسحاق نیوتن نور را به این دلیل بصورت ذره در نظر گرفت که در محیطهای همگن به نظر می‌رسد در امتداد خط مستقیم منتشر می‌شوند که این امر را قانون می‌نامند و یکی از مثالهای خوب برای توضیح آن بوجود آمدن سایه است.
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.
نظریه مکملی
نظریه جدید نور شامل اصولی از تعاریف نیوتون و هویگنس است. بنابراین گفته می‌شود که نور خاصیت دو گانه‌ای دارد، برخی از پدیده‌ها مثل تداخل و پراش خاصیت موجی آنرا نشان می‌دهد و برخی دیگر مانند پدیده فوتوالکتریک ، پدیده کامپتون و ... با خاصیت ذره‌ای نور قابل توضیح هستند.
تعریف واقعی نور چیست؟
تعریف دقیقی برای نور نداریم، جسم شناخته شده یا مدل مشخص که شبیه آن باشد وجود ندارد. ولی 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. نظریه ماکسول درباره انتشار نور و بحث می‌کند در حالی که نظریه کوانتومی برهمکنش نور و ماده یا جذب و نشر آن را شرح می‌دهد ازآمیختن این دو نظریه ، نظریه جامعی که کوانتوم الکترودینامیک نام دارد، شکل می‌گیرد. چون نظریه‌های الکترومغناطیسی و کوانتومی علاوه بر پدیده‌های مربوط به تابش بسیاری از پدیده‌های دیگر را نیز تشریح می‌کنند منصفانه می‌توان فرض کرد که مشاهدات تجربی امروز را لااقل در قالب ریاضی جوابگو است. طبیعت نور کاملا شناخته شده است، اما باز هم این پرسش هست که واقعیت نور چیست؟
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. ناحیه نور مرئی بر حسب طول موج از حدود 400 نانومتر (آبی) تا 700 نانومتر (قرمز) گسترده است که در وسط آن طول موج 555 نانومتر (نور زرد) که چشم انسان بیشترین حساسیت را نسبت به آن دارد یک ناحیه پیوسته که ناحیه مرئی را در بر می‌گیرد و تا فرو سرخ دور گسترش می‌یابد.




خواص نور و نحوه تولید
سرعت نور در محیطهای مختلف متفاوت است که بیشترین آن در خلاء و یا بطور تقریبی در هوا است، در داخل ماده به پارامترهای متفاوتی بر حسب حالت و خواص الکترومغناطیسی ماده وابسته است. بوسیله کاواک جسم سیاه می‌توان تمام ناحیه طول موجی نور را تولید نمود. در طبیعت در طول موجهای مختلف مشاهده شده اما مشهورترین آن نور سفید است که یک نور مرکبی از سایر طول موجها می‌باشد. تک طول موجها آنرا بوسیله لامپهای تخلیه الکتریکی که معرف طیفهای اتمی موادی هستند که داخلشان تعبیه شده می‌توان تولید کرد.
مباحث مرتبط با عنوان
آزمایش تجزیه نور سفید
آزمایش فیزو در اندازه گیری سرعت نور
آزمایش مایکلسون در اندازه گیری سرعت نور
آشکارسازهای نوری
اثر کامپتون
انرژی الکترومغناطیسی
چشمه‌های نوری
پدیده فوتوالکتریک
پراش نور
تابش فرو سرخ
تابش جسم سیاه
تابش فرا بنفش
تداخل نور
سایه و نیم سایه
سرعت نور
طیف اتمی
فوتون
قوانین اسنل و دکارت
لامپ تخلیه الکتریکی
محاسبه سرعت نور