• Views 0
• Likes 0
• Rating 12345

می دانید که اجسام را می‌توان به دو دسته‌ی منیر و غیرمنیر تقسیم کرد. اجسام منیر مانند خورشید یا یک لامپ روشن از خودشان نور دارند؛ بنابراین نور آن‌ها می‌تواند به طور مستقیم به چشم ما برسد و آن‌ها را ببینیم. اما اجسام غیرمنیر در صورتی توسط چشم قابل رۆیت است که نور یک چشمه‌ی نور، از روی آن‌ها بازتاب شود و به چشم ما برسد.

انواع اجسام غیر منیر

اجسام شفاف:

اجسام شفاف، اجسامی هستند که نور از آن‌ها عبور می‌کند، مانند: شیشه، هوا و آب.

اجسام نیمه شفاف:

اجسامی که نور از آن‌ها عبور می‌کند ولی از پشت آن‌ها اجسام دیگر به طور واضح دیده نمی‌شوند؛ مانند: شیشه‌های مات و کاغذ کالک.

اجسام کدر:

اجسام کدر، اجسامی هستند که نور از آن‌ها عبور نمی‌کند، مانند: آجر، مقوا، چوب و…

    تابش و شکست نور
هنگامی که یک شیء مانند یک قاشق یا یک قلم را داخل یک لیوان محتوی آب می‌گذاریم و از بیرون به لیوان نگاه می‌کنیم قاشق و قلم را شکسته می‌بینیم‌. همچنین وقتی به آب درون یک استخر نگاه می‌کنیم‌، عمق استخر کم‌تر از مقدار واقعی آن به نظر می‌رسد‌. مشاهده‌ی پدیده‌هایی از این قبیل به سبب پدیده‌ی شکست نور است.

شکل زیر ، گذر نور از سطح مرزی بین یک محیط شفاف رقیق ، مانند هوا و یک محیط شفاف غلیظ مانند شیشه یا آب را نشان می دهد. زاویه بین باریکه نور وخط عمود بر سطح ، در محیط غلیظ تر ، کمتر از محیط رقیق تر است .

یادآوری:

1-  محیطی که پرتو تابش در آن قرار دارد محیط اول و محیطی که پرتو شکست در آن است محیط دوم در نظر گرفته می شود.
2- هرگاه پرتوی بطور عمود بر سطح جدا کننده دو محیط شفاف بتابد، بدون شکست عبور می کند.
3- هرگاه محیط شفاف دوم غلیظ تر از محیط شفاف اول باشد، پرتو شکست به خط عمود نزدیکتر می شود و برعکس اگر محیط اول غلیظتر از محیط دوم باشد، پرتو شکست از خط عمود دورر می شود.

 نکته : وقتی نور به جسمی می تابد، مقداری از آن نور بازتاب می شود، مقداری نیز از جسم عبور می کند، اما جسم های شفاف مانند هوا، آب، شیشه، طلق های پلاستیکی شفاف نور را به خوبی از خود عبور می دهند.

تابش نور به اجسام
–  اینک به بررسی تابش نور در محیط با حالتهای  مختلف خواهیم پرداخت :
1- نور در یک محیط معین در مسیر مستقیم حرکت می کند. اگر در مسیر نور یک قطعه جسم شفاف عمود در مسیر نور قرار گیرد، مسیر نور در هنگام عبور از جسم هم چنان مستقیم خواهد بود.

2- اما اگر نور در مسیر خود، با زوایه ای دیگر به یک جسم شفاف (مثلا شیشه) برخورد کند، هنگام ورود به شیشه مسیر حرکتش مقداری کج می شود. به این پدیده شکست نور می گویند.

شکست نور
نور در یک محیط معین، به صورت مستقیم و با سرعت ثابت حرکت می کند، هرگاه محیط تغییر کند، سرعت نور نیز تغییر کرده و نور منحرف می شود و در مسیر جدید به خط راست حرکت می کند.تغییر مسیر پرتو نور به هنگام عبور از یک محیط شفاف به محیط شفاف دیگر را شکست نور می گویند.

زاویه تابش: زاویه ای بین پرتو تابش و خط عمود (i)
زاویه شکست: زاویه ای بین پرتو شکست و خط عمود (r)

رابطه ی زاویه تابش و زاویه ی شکست:
1-  اگر پرتو تابش عمود بر سطح مشترک بین دو محیط باشد،(یعنی زاویه آن با خط عمود برابر صفر باشد) در این صورت نور بدون شکست وارد محیط دوم شده و منحرف نمی شود.

2- اگر پرتو تابش از محیط رقیق (هوا) وارد محیط غلیظ (آب) شود در این حالت پرتو شکست به خط عمود نزدیک می شود یعنی زاویه شکست از زاویه ی تابش کوچک تر می شود.

3- اگر پرتو تابش از محیط غلیظ وارد محیط رقیق شود، در این حالت پرتو شکست از خط عمود دورتر می شود و زاویه ی شکست از زاویه ی تابش بزرگ تر می شود.

علت شکست نور:
سرعت نور در محیط های شفاف مختلف یکسان نیست، بطوریکه بیشترین سرعت آن در خلاء ( یا تقریباً هوا) بوده و برابر 300000 کیلومتر بر ثانیه است. در محیط های دیگر مثل آب و شیشه و غیره سرعت نور کمتر از این مقدار است. لذا هنگامی که محیط حرکت نور از نظر غلظت تغییر میکند سرعت آن نیز تغییر می نماید و با افزایش غلظت سرعت کاهش پیدا می کند و بر عکس. به این ترتیب علت شکست نور تغییر سرعت آن هنگام وارد شدن به محیط شفاف دوم است. در شکل زیر سرعت نور در محیط های مختلف و همچنین جدول سرعت نور را مشاهده خواهیم نمود.

ضریب شکست چیست؟
نسبت سرعت نور در هوا به سرعت نور در یک محیط شفاف را ضریب شکست آن محیط می نامند وبا نماد n نشان می دهیم.
اگر سرعت نور در هو ا C و سرعت نور در ماده شفاف V باشد داریم:
هر قدر ضریب شکست ماده شفاف بیشتر باشد) n بزرگتر باشد(  نور بیشتر شکسته می شود یعنی زاویه انحراف بیشتر میشود و به همان میزان سرعت نور بیشتر کاهش پیدا می کند.
تذکر مهم: ضریب شکست هوا ( یا خلاء) برابر 1 در نطر گرفته میشود.

 پدیده سراب چگونه است؟
پدیده سراب معمولاً در بیابان ها و جاده ها در روزهای گرم اتفاق می افتد. هر چه به سطح زمین نزدیک تر می شویم دمای لایه های هوا بیشتر و در نتیجه رقیق تر می شود. پرتو های نور که از یک شئی دور مانند درخت به طور مایل به سطح زمین می تابند، در اثر عبور از لایه های غلیظ تر به لایه های رقیق تر به تدریج به طرف بالا شکست می یابند تا این که در لایه های نزدیک به سطح زمین زاویه تابش آنها از زاویه حد این لایه ها بزرگتر شده و بازتاب کلی صورت می گیرد. پرتوهای بازتاب پس از شکست های متوالی( از لایه های رقیق تر به غلیظ تر ) به چشم ما می رسند، در این صورت لایه های نزدیک به سطح زمین که نور را باز می تابانند مانند سطح آب به نظر می رسند.

بازتاب نور

بازگشت نور از سطح اجسام را بازتاب نور می‌نامیم. هرگاه پرتو نوری را در امتداد مایل بر سطح‌های صیقلی نظیر سطح آب یا بر شیشه‌هایی که یک طرف آن‌ها جیوه اندود شده است نظیر آیینه‌ها تابیده شود بازتاب صورت می‌گیرد.

در این حالت پرتو نوری که به سطح جسم تابیده می‌شود را پرتو تابش و پرتو باز گشته از سطح را پرتو بازتاب و نقطه‌ای که نور به آن می‌تابد را نقطه تابش می‌نامند. ازگشت نور از سطح اجسام را بازتاب نور می‌نامیم. پرتو نوری که به سطح جسم تابیده می‌شود را پرتو تابش و پرتو باز گشته از سطح را پرتو بازتاب و نقطه‌ای که نور به آن می‌تابد را نقطه تابش می‌نامند.

• زاویه‌ی بین پرتوی تابش و خط عمود بر سطح در نقطه‌ی برخورد نور را زاویه‌ی تابش (i) و زاویه بین خط عمود و پرتوی بازتاب را زاویه‌ی بازتاب (r) می‌نامیم.

قانون‌های بازتابش نور

با توجه به تصویر زیر، قوانین بازتاب نور به شرح زیر بیان می‌شوند:

پرتو تابش، پرتو بازتاب و خط عمود بر سطح آیینه در نقطه تابش هر سه در یک صفحه‌اند.  زاویه‌ی تابش با زاویه‌ی بازتابش با یکدیگر برابرند؛i = r

بازگشت نور از اجسام دو حالت دارد:

بازتاب نامنظم به همه جهات (تقریباً همه اجسام به ویژه اجسام کدر).

بازتاب منظم وجهت دار (آینه‌ها؛ یعنی سطوح صاف و صیقلی).

بازتاب منظم:

این بازتابش در سطوح بسیار صاف صورت می‌گیرد. در این صورت پرتوهای نور به طور موازی به سطح تابیده و به طور موازی در یک جهت بازتاب می‌شوند. در این نوع بازتاب همواره تصویری واضح و روشن ایجاد می‌گردد، مانند آینه.

بازتاب نامنظم:

هرگاه یک دسته پرتو موازی نور به سطح ناهمواری برخورد کند به صورت پرتوهای غیر موازی و در جهات متفاوت بازتاب می‌شوند. در این نوع بازتابش تصویر اشیاء مبهم و نامشخص است.

منبع:  مبانی نور و فیزیک نوین – هالیدی و رزنیک – ترجمه و گرد آورنده دکتر کیاست پور و دکتر احبسیان