نظریه های نورشناسی

نظریه نور به مانند ذره

نظریه نور به مانند ذره توسط دانشمند معروف یونانی فیثاغورث مطرح شد.

وی بر این باور بود که بینایی به دلیل پرتوهای نوری صورت می‌گیرد که از چشم انسان خارج شده و به یک جسم برخورد می‌کنند.

این نظریه مخالفانی نیز داشت. برای نمونه اپیکور معتقد بود که اجسام خود تولید کننده نور و پرتوهای آن هستند نه چشم انسان. پس از آن پرتوهای نور تولید شده از جانب اجسام به چشم انسان برخورد کرده و بینایی صورت می‌پذیرد.

دانشمندان دیگری نیز پس از ارائه این نظریات سر برآوردند تا با کمک نمودارهای پرتوهای نوری به بررسی رفتارهای نور بپردازند و نشان دهند که نور چگونه در هنگام عبور از یک محیط و ورود به محیط دیگر دچار انعکاس شده و یا خم می‌گردد.

نظریه نور به مانند موج

نظریه نور به مانند موج را دانشمندان اروپایی مطرح کردند که یکی از مهمترین آن‌ها هویگنس بود.

طی این نظریه هویگنس درباره وجود یک فضای نامرئی صحبت کرد که فضای خالی میان اجسام را پر می‌کند.

مطابق با این نوع از نظریه‌های نورشناسی وجود یک جسم درخشان و نورانی کمک می‌کند تا ارتعاشاتی در این فضای نامرئی شکل بگیرد.

پس از آن امواج تشکیل شده به سمت جلو حرکت می‌کنند و حرکتشان را تا زمانی ادامه می‌دهند که با یک جسم برخورد داشته باشند.

این جسم ممکن است چشم باشد. در این صورت امواج تولید شده به تحریک بینایی دست خواهند زد.

بعد از آن دانشمندانی از قبیل نیوتن نظرات متفاوتی ارائه دادند. از نظر نیوتن نور یک نوع ذره است که در خط مستقیم و رو به جلو حرکت دارد. این ذرات ممکن است کوچک باشند و یا حرکت بسیار سریعی را تجربه کنند و شما هرگز نتوانید آن‌ها را ببینید.

شاید به این مطلب هم علاقه مند باشید. تاثیر رنگ نور بر اختلال استرس چیست ؟

نظریه نور به مانند پرتو

با استفاده از این دسته از نظریه‌های نورشناسی راحت‌تر می‌توانید رفتارهای نور و عملکردهای محصولاتی از قبیل چراغ پارکی، چراغ خیابانی و یا چراغ فضای باز را تحلیل کرده و مورد بررسی قرار دهید. از مهمترین رفتارهای نور می‌توان به انعکاس، شکست و پراکندگی اشاره کرد.

انعکاس در وضعیتی شکل می‌گیرد که یک پرتو نور به سطحی صاف و صیقلی برخورد کرده و سپس به بیرون باز می‌گردد. این پدیده در فیزیک بازتاب نور نام گرفته است. به این نکته توجه داشته باشید که نور همیشه به سطوح صاف و صیقلی برخورد نکرده و برخی از مواقع به سطوح ناهموار برخورد می‌کند.

در این شرایط پرتوها در تمامی زوایا انعکاس می‌یابند. رفتار دیگر نور شکست نام دارد. این پدیده در مواقعی روی می‌دهد که یک پرتو نوری از محیط شفاف به محیط شفاف دیگر وارد شود. مثلاً از هوا به آب.

تحت این شرایط با تغییر سرعت نور پرتوهای آن نیز خم خواهد شد. بسته به این عامل که ماده دوم چه اندازه نور را کند کرده و سرعت آن را کاهش دهد زاویه شکست نور و یا میزان خمش آن دچار تغییر خواهد شد.

نظریه نور به شکل امواج الکترومغناطیس

یکی دیگر از نظریه‌های نورشناسی نظریه نور به مثابه امواج الکترومغناطیسی است. این نظریه توسط جیمز کلارک ماکسول تحقیق شد و توسعه پیدا کرد. از نظر ماکسول نور یک نوع موج است که از میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی به وجود می‌آید.

این میدان‌ها دارای زوایای قائم نسبت به جهت حرکت موج هستند و در همین زاویه‌ها نیز ارتعاش دارند. ارتعاشات و یا تشعشعات الکترومغناطیسی در خلا حرکت داشته و سرعت آن‌ها معادل ۱۸۶ هزار مایل بر ثانیه است.

دانشمندان با این نظریه و با استفاده از اصطلاحات و مفاهیمی از قبیل طول موج و فرکانس بر اساس ساختار امواج و نحوه عملکرد آن‌ها به مدل‌های کامل نور دست پیدا کردند.

 

 

شاید به این مطلب هم علاقه مند باشید. زاویه نورپردازی؛ نورپردازی و بازی با شکل ها و رنگ ها سرد یا گرم : همه چیز راجع رنگ نور و تاثیرات آن دمای رنگ در نورپردازی و کاربرد آن در نورپردازی

 

نظریه کوانتومی نور به شکل ذره

نظریه کوانتومی نور به شکل ذره توسط ماکس پلانک مطرح شد. از نظر وی نور می‌تواند انرژی را در مقادیر جداگانه‌ای حمل کند و این مقادیر باید واحدهای افزایش انرژی پایه باشند. پس از ارائه این نظر دانشمندان دیگری آن را مورد بحث و بررسی دقیق‌تر قرار دادند.

برای نمونه انیشتین تابش نور ماورا بنفش به سطح فلزات را بررسی کرد و الکترون‌هایی را تشخیص داد که از سطح فلزات ساطع می‌شوند. سپس بیان کرد که اگر انرژی نور را به صورت بسته‌های انرژی در نظر بگیریم می‌توانیم تصور کنیم که نور حاوی فوتون‌ها است.

فوتون‌هایی که به سطح فلزات برخورد کرده و انرژی خود را به الکترون‌ها انتقال می‌دهند. در این صورت از اتم‌های والد خود جدا شده و در امتداد فلزات حرکت می‌کنند. حتی امکان خروج از سطح را نیز دارند.

نیلزبور دیگر دانشمندی بود که به بررسی بیشتر نظریه پلانک پرداخت. او این نظریه را برای اصلاح مدل اتم به کار برد. تا آن زمان دانشمندان بر این باور بودند که اتم‌ها هسته‌هایی با بار مثبت داشته و توسط الکترون‌هایی محاصره شده‌اند و شبیه سیاره‌ها به دور خود گردش می‌کنند.

اما بور به این باور رسید که الکترون‌ها بر اساس انرژی خود در مدارهایی جداگانه جریان پیدا می‌کنند. با حرکت یک الکترون از یک مدار به مدار پایین‌تر انرژی‌هایی به شکل فوتون را از دست می‌دهد.

به طور کلی نظریه‌های کوانتومی نور بر این باورند که نور به صورت بسته‌های کوچک انرژی و یا ذرات بدون جرمی وجود دارد که فوتون نامیده می‌شوند. طبق این نوع از نظریه‌های نورشناسی نور درون اتم شکل می‌گیرد و زمانی به وجود می‌آید که تحریک شده باشد.

نظریه دوگانگی موج ذره

یکی دیگر از نظریه‌های نورشناسی نظریه دوگانگی موج و ذره است که انیشتین مسیر پذیرش آن را هموار نمود. او نور را نوعی میدان پیوسته از امواج معرفی کرد و نظریه و توصیف خود را که نور جریانی از ذرات است را تکمیل کرد.

در حال حاضر بیشتر دانشمندان معتقدند که نور ماهیت دوگانه داشته و مجموعه‌ای از یک یا چند فوتون است که در فضا به شکل امواج الکترومغناطیسی انتشار پیدا می‌کنند.

 

شاید به این مطلب هم علاقه مند باشید. آیا لامپ های ال ای دی داغ می شوند؟