نور نوعی انرژی است که از فوتون ها ساخته شده است. فوتون ها کوچکترین واحد نور مرئی هستند. آیا می دانید نور سریع ترین چیز در جهان است؟ از آنجایی که نور از ذرات بی جرمی به نام فوتون تشکیل شده است که به آن اجازه می دهد سریع ترین چیز در جهان باشد. نور با سرعت 300000 کیلومتر در ثانیه در خلاء حرکت می کند. نور منحصر به فرد است زیرا به دو شکل بسیار متفاوت در یک زمان وجود دارد. یک شکل آن ذرات ریز به نام فوتون است. شکل دیگر امواج است. ساده ترین راه برای تفکر در مورد نور مانند امواج است.
نور در یک خط کاملا مستقیم حرکت می کند تا زمانی که به جسمی برخورد کند که آن را خم کند یا منعکس کند. این خاصیت حرکت نور در یک خط مستقیم ، انتشار مستطیلی نور نامیده می شود.
آیا تا به حال متوجه پرتو نوری شده اید که از طریق یک سوراخ کوچک وارد اتاق تاریک شما می شود؟ بله، پرتو نور را خواهید دید که در یک خط مستقیم حرکت می کند.
اجازه دهید چند آزمایش اساسی انجام دهیم تا ثابت کنیم نور در یک خط مستقیم حرکت می کند.
آزمایش 1:
وسایل مورد نیاز: شمع، چوب کبریت و یک لوله مستقیم توخالی کوچک و یک لوله خمیده توخالی کوچک.
شمع را روشن کنید و از طریق لوله مستقیم به شعله شمع نگاه کنید. اینجا نور شمع نمایان است.
حال، اجازه دهید از طریق لوله خم شده به شعله نگاه کنیم. اکنون شعله برای ما قابل مشاهده نخواهد بود.
مشاهده: شعله از طریق لوله منحنی قابل مشاهده نیست. این آزمایش ثابت می کند که نور در یک خط مستقیم حرکت می کند و در صورت برخورد با مانعی در مسیر خود مسدود می شود.
آزمایش 2:
وسایل مورد نیاز: سه صفحه نمایشگر یکسان و یک شمع.
وسط این سه صفحه را سوراخ کنید و مانند شکل زیر آنها را پشت سر هم روی میز قرار دهید. شمع را در یک طرف این صفحه ها نگه دارید و از طرف دیگر سه صفحه نگاه کنید.
1-سعی کنید به شعله شمع نگاه کنید. سوراخ های صفحه و شمع را طوری تنظیم کنید که بتوانید شعله عبوری از این صفحه ها را ببینید.
2. حالا هر یک از صفحه ها را به طرفین بلغزانید و سعی کنید شعله شمع را ببینید. قابل مشاهده نخواهد بود.
مشاهده: وقتی هر سه سوراخ و شعله در یک تراز باشند، شعله برای ما قابل مشاهده است. به محض اینکه یکی از صفحه ها تراز را بشکند، شعله قابل مشاهده نیست. این تنها زمانی امکان پذیر است که نور در مسیر مستقیم حرکت کند و نه به صورت زیگزاگی.
1. تشکیل سایه: هر گاه نور توسط یک ماده کدر مسدود شود، سایه ایجاد می شود. همان شکل جسم است اگرچه ممکن است اندازه متفاوتی داشته باشد.
2. تشکیل خسوف: یکی دیگر از پیامدهای حرکت نور در مسیر مستقیم، وجود خورشید و ماه گرفتگی است. آیا می بینید چرا زمین، ماه و خورشید باید در یک خط مستقیم باشند تا خورشید گرفتگی ایجاد کنند؟ نور خورشید نمی تواند به دور ماه خم شود. اگر نور خورشید نتواند به چشم شما برسد، پس شما نمی توانید خورشید را ببینید.
3. تشكيل روز و شب: اگر تابش خورشيد يك مسير مستطيل را دنبال نكند، نور به دور زمين منحني مي‌شد و در طول شب نور خورشيد وجود داشت.
4. دوربین پین هول: دوربین پین هول بر اساس انتشار مستقیم نور است. بیایید ببینیم چگونه کار می کند. دوربین پین‌هول وسیله‌ای ساده است که از یک جعبه کوچک تشکیل شده است که داخل آن به رنگ مشکی است و یک سوراخ کوچک به اندازه یک سنجاق در یک سر دارد. در طرف دیگر، صفحه ای از کاغذ ردیابی یا شیشه مات برای مشاهده وجود دارد. اگر طرف سوراخ را به سمت درختی دوردست یا شاید یک شمع بچرخانید و سپس به صفحه در سمت مقابل نگاه کنید، متوجه یک تصویر خواهید شد. بسته به فاصله یا نزدیک بودن جسم ممکن است تصویر تار باشد. اما نکته جالب در مورد تصویر وارونه بودن آن یا به قول ما در فیزیک عکس وارونه است. این وارونگی چیزی است که گواه این است که نور در خطوط مستقیم حرکت می کند.
نور از بالای درخت (نقطه A) حرکت می کند و روی نقطه X روی صفحه می افتد. پرتوهای پایین درخت (نقطه B) روی Y می افتند. بنابراین XY تصویر معکوس شده درخت روی صفحه است. اگر صفحه با یک فیلم عکاسی جایگزین شود، می توان از درخت عکس گرفت.
چگونه می توان مسیر نور را تغییر داد؟
در زیر دلایل انحراف نور از مسیر مستقیم خود آورده شده است:
(i) به سطح برخورد کرده و به عقب باز می گردد. به این می گویند انعکاس.
(ii) از یک محیط شفاف به محیط دیگر عبور می کند و جهت خود را تغییر می دهد، برای مثال وقتی نور از هوا به آب می رود سرعت آن تغییر می کند که باعث خم شدن نور می شود. به این می گویند شکست.
(iii) نور وارد جسم می شود اما از آن عبور نمی کند. سطوح سیاه تقریباً تمام نور را جذب می کنند. به این میگن جذب.
