Nuru ni aina ya nishati inayotengenezwa na fotoni. Photoni ni kitengo kidogo zaidi cha mwanga unaoonekana. Je! unajua mwanga ndicho kitu chenye kasi zaidi katika ulimwengu? Kwa vile nuru ina chembe nyingi sana zinazoitwa fotoni ambazo huiruhusu kuwa kitu cha haraka zaidi katika ulimwengu. Mwanga husafiri katika ombwe la kilomita 300,000 kwa sekunde. Mwanga ni wa kipekee kwani upo katika maumbo mawili tofauti sana kwa wakati mmoja. Umbo moja ni chembe ndogo zinazoitwa fotoni. Fomu nyingine ni mawimbi. Njia rahisi ya kufikiria juu ya mwanga ni kama mawimbi.
Nuru itasafiri kwa mstari ulionyooka kabisa hadi itakapogonga kitu ambacho kitaipinda au kuakisi. Sifa hii ya mwanga kusafiri katika mstari wa moja kwa moja inaitwa rectilinear uenezi wa mwanga.
Je, umewahi kuona mwangaza unaoingia kwenye chumba chako cheusi kupitia tundu dogo? Ndiyo, utaona mwangaza wa mwanga ukisafiri kwa mstari ulionyooka.
Hebu tufanye majaribio machache ya msingi ili kuthibitisha kwamba mwanga husafiri kwa mstari ulionyooka.
Jaribio la 1:
Vitu vinavyohitajika: Mshumaa, fimbo ya kiberiti, na bomba dogo lililonyooka lenye mashimo, na bomba dogo lililopinda.
Washa mshumaa na uangalie moto wa mshumaa kupitia bomba moja kwa moja. Hapa taa ya mishumaa inaonekana.
Sasa, hebu tujaribu kuangalia moto kupitia bomba la bent. Moto hautaonekana kwetu sasa.
Uchunguzi: Moto hauonekani kupitia bomba lililopinda. Jaribio hili linathibitisha kuwa mwanga husafiri kwa mstari ulionyooka na huzuiwa iwapo utakutana na kikwazo chochote katika njia yake.
Jaribio la 2:
Vitu vinavyohitajika: Skrini tatu zinazofanana na mshumaa.
Toboa mashimo katikati ya skrini hizi tatu na uziweke kwenye jedwali moja nyuma ya nyingine kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro hapa chini. Weka mshumaa upande mmoja wa skrini hizi na uangalie kupitia upande mwingine wa skrini tatu.
1.Jaribu kuangalia mwali wa mshumaa. Rekebisha mashimo ya skrini na mshumaa ili uweze kuona mwali ukipita kwenye skrini hizi.
2. Sasa telezesha skrini yoyote kwa upande na ujaribu kuona mwako wa mshumaa. Haitaonekana.
Uchunguzi: Wakati mashimo yote matatu na moto viko kwenye mpangilio sawa, basi mwali unaonekana kwetu. Mara tu moja ya skrini inapovunja mpangilio, mwali hauonekani. Hii inawezekana tu wakati mwanga ulisafiri kwa njia iliyonyooka na si kwa njia ya zigzag.
1. Uundaji wa kivuli: Wakati wowote mwanga unapozuiliwa na dutu isiyo wazi kivuli hutengenezwa. Ni ya umbo sawa na kitu ingawa inaweza kuwa ya ukubwa tofauti.
2. Kuundwa kwa kupatwa kwa jua: Tokeo jingine la mwanga kusafiri katika njia iliyonyooka ni kuwepo kwa jua na kupatwa kwa mwezi. Je, unaona kwa nini Dunia, Mwezi, na Jua lazima ziwe katika mstari ulionyooka ili kusababisha kupatwa kwa jua? Nuru kutoka kwa Jua haiwezi kuinama karibu na Mwezi. Ikiwa mwanga wa jua hauwezi kufikia macho yako, basi huwezi kuona Jua.
3. Uundaji wa mchana na usiku: Ikiwa miale ya jua haifuati njia ya mstatili basi nuru ingeizunguka dunia na kungekuwa na mwanga wa jua wakati wa usiku.
4. Kamera ya tundu la mshimo: Kamera ya tundu la tundu linatokana na uenezi wa nuru kwenye mstari wa nyuma. Wacha tuone jinsi inavyofanya kazi. Kamera ya shimo la pini ni kifaa rahisi ambacho kina kisanduku kidogo ambacho kimepakwa rangi nyeusi ndani na kina tundu dogo la saizi ya pini kwenye mwisho mmoja. Kwa upande mwingine, kuna skrini ya karatasi ya kufuatilia au glasi iliyohifadhiwa kwa kutazamwa. Ukigeuza upande wenye shimo kuelekea mti wa mbali au mshumaa labda kisha uangalie skrini upande wa pili, utaona picha. Picha inaweza kuwa na ukungu kulingana na umbali au karibu na kitu. Lakini jambo la kufurahisha juu ya picha hiyo ni kwamba iko juu chini, au kama tunavyosema katika fizikia, picha imegeuzwa. Ugeuzi huu ndio uthibitisho kwamba nuru husafiri kwa mistari iliyonyooka.
Mwangaza husafiri kutoka juu ya mti (uhakika A) na kuangukia sehemu ya X kwenye skrini. Miale kutoka chini ya mti (uhakika B) huanguka kwenye Y. Kwa hivyo XY ni taswira iliyopunguzwa ya mti kwenye skrini. Ikiwa skrini inabadilishwa na filamu ya picha, picha ya mti inaweza kuchukuliwa.
Njia ya mwanga inawezaje kubadilishwa?
Zifuatazo ni sababu za nuru kukengeuka kutoka kwenye njia yake iliyonyooka:
(i) Hupiga uso na kurudi nyuma. Hii inaitwa kutafakari.
(ii) Hupita kutoka njia moja ya uwazi hadi nyingine na kubadilisha mwelekeo wake, kwa mfano mwanga unapopita kutoka hewani kwenda kwenye maji hubadilisha kasi, ambayo hufanya mwanga upinde. Hii inaitwa refraction.
(iii) Nuru huingia kwenye kitu lakini haipiti. Nyuso nyeusi huchukua karibu mwanga wote. Hii inaitwa kunyonya.
