تداخل و پراش، رنگ‌های عجیب طبیعت

پر طاووس

تا به حال از نزدیک به بال‌های یک پروانه یا یک پر طاووس دقت کرده‌اید؟ اگر از نزدیک آن‌ها را نگاه کنید و کمی حرکت دهید، متوجه تغییر رنگ در آن‌ها می‌شوید. این رنگ‌های زیبا از کجا آمده؟ یا برای مثال دیسک نوری (CD) به صورت طیفی از همه‌ی رنگ‌ها دیده می‌شود. چرا سی‌دی به این صورت است و نور را تجزیه می‌کند؟ به نظر سطح صافی دارد! پس چرا این اتفاق می‌افتد؟

ابن هیثم

پدر نورشناسی

ابن هیثم
تاریخ از پدر نورشناسی می گوید

سایه روشن های یک سرگذشت

 

اشاره

وقت گشتی دگر است و ما را آهنگ سفر به زمان های بسلو دور. چه باک است از دوری راه که: مرکب تاریخ بسیار راهوار است. هدف، زنده کردن یاد صاحب نامی است که پرتو اندیشه هایش اروپای قرون وسطایی دربند در بیداد سکون و انجماد را نشانه گرفت.

چه نیازی است به توشه در این سفر که همچون دیگر سیاحت های تاریخی، حس افتخار آمیخته به حیرت از توانمندی های یک مسلمان، ما را همراهی خواهد کرد.

افسانه‌ی کوانتومی نور، دوگانگی موجی ذره‌ای!

افسانه‌ی کوانتومی نور،دوگانگی موجی ذره‌ای!

طبیعتا یکی از سوال‌های همیشگی که توی فیزیک وجود داشته اینکه که «چی شد بلاخره؟ نور موج بود یا ذره؟» و اصولا یک جوابی که برای این سوال وجود داره اینه که «هر جفتش!»…

ولی چرا نباید یکی از این دو تا باشه؟ چی شد که به این نتیجه رسیدیم…؟

عکس: دایره رنگین کمانی

 

تجزیه نور
تصویر بالا حاصل تابش نور خورشید در داخل یک عدسی محدب است که بر روی دیوار افتاده است. رنگین کمان اطراف دایره، حاصل تجزیه نورِ سفیدِ خورشید در داخل عدسی است که همچون یک منشور، نور خورشید را به نور های رنگی تجزیه می‌کند.

 

 

 

عدسی داخل در که نور خورشید از آن عبور می‌کند.
عدسی داخل در که نور خورشید از آن عبور می‌کند.

 

عکس: آینه بینهایت

آینه بینهایت

آینه بی نهایت(infinity mirror) از یک آینه و یک نیم‌آینه تشکیل میشود.به طوری که اگر دور تا دور دو آینه و نیم آینه ی موازی ، یک نوار ال ای دی قرار دهیم ، شکل بالا پدید می آید . نور ال ای دی به آینه می خورد و باز تاب آن یه نیم آینه برخورد می کند ، نیم‌آینه بخشی از نور را بازتاب و به سمت آینه می فرستد و بخشی را عبور میدهد.

به همین سبب تصویر بین آینه و نیم آیینه در داخل آینه تکرار میشود و چنین تصویری به وجود می‌آید.

چرا آسمان آبی رنگ است؟

در زندگی روزمره ما خیلی پدیده‌های فیزیکی جالب وجود دارد که گاه آنقدر برای ما تکراری شده‌اند که درباره آن‌ها فکر نمی‌کنیم و یا متوجه آن‌ها نیستیم.  یکی از این‌ پدیده‌ها آسمان است. مثلا اینکه چرا آسمان در طول روز آبی رنگ است و در موقع طلوع یا غروب خورشید رنگ قرمز به خود می‌گیرد؟ برای اینکه دلیل این پدیده را متوجه شوید، با ما همراه باشید.

شفق قطبی، هاله ای در آسمان

شفق قطبی (Aurora)، یکی از پدیده های زیبا و البته کمی ترسناک است که در نواحی قطبی اتفاق می افتد. در پدیده شفق قطبی، نور های رنگی و خیره کننده ای در  آسمان پدید می آید که منظره دیدنی را ایجاد می کند.

همانند دیگر پدیده ها، در مورد شفق قطبی هم در قدیم افسانه هایی وجود داشت.

گروهی از مردم معتقد بودند که روح انسان های خوب، به آسمان می رود، جایی که شفق قطبی است. در آنجا همیشه جشن و خوشحالی است و این نور ها، نور های جشن است! گروهی دیگر اعتقاد داشتند که ارواح با هم در آسمان توپ بازی می کنند و این نور ها، نتیجه دعوای آن هاست! و عده ای از مردم کانادا هم به آن رقص ارواح می گفتند. گروهی از سرخپوستان هم شفق قطبی را نشانه جنگ می دانستند و در موقع دیدن این نور ها، با خود چاقو حمل می کردند.

از این افسانه ها که بگذریم، دلیل واقعی این پدیده چیست؟

رنگین کمان در فیزیک

در سراسر تاریخ، بشر همیشه شیفته رنگین کمان بوده است. رنگین کمان قوسی شکل با رنگ های مختلف، همیشه موضوع آوازها، شعرها، داستان ها و اسطوره ها بوده است. برای کشف راز رنگین کمان اول باید کشف کنیم که آب و نور چگونه با هم کار می کنند تا یک کار هنری به نام رنگین کمان به وجود آورند. رنگین کمان ها نور هستند. شما نمی‌توانید آن‌ها را لمس کنید و نمی‌توانید به پشت آن‌ها برسید. آن ها تنها در چشم های ما بهه وجود می‌آیند.

رنگین کمان دارای رنگ های بنفش و آبی در یک انتهای طیف و نارنجی ها و قرمزها در انتهای دیگر طیف هستند. یک رنگین کمان نور قابل مشاهده‌ای است که به هفت رنگی که ما می‌بینیم شکسته شده. رنگهای رنگین کمان: قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی،نیلی و بنفش است.(البته طیفی میان اینها است)

باید سه چیز اتفاق بیفتد تا ما رنگ های یک رنگین کمان را ببینیم. اول این که خورشید باید بدرخشد. دوم خورشید پشت سر ما باشد و سوم این که باید قطرات آب در هوا، در جلوی ما باشد. به این ترتیب نور خورشید به قطرات آب می تابد، قطرات آب که مثل منشور ریزی عمل می کنند نور را خم می کنند یا می‌شکنند و به رنگ هایش تجزیه می کنند. در واقع شعاع های نور دوبار خم می شود. یک بار هنگامی که شعاع های نور وارد قطرات آب می شوند خم می شوند. سپس در پشت قطرات منعکس می شوند و دوباره خم می شوند. این در شرایطی است که قطرات آب وجود دارد. هر قطره تنها یک رنگ نور را منعکس می کند. بنابراین باید قطرات آب خیلی زیادی وجود داشته باشد تا یک رنگین کمان کامل تشکیل شود. شما واضح ترین رنگین کمان ها را موقعی می بینید که قطرات آب بزرگ هستند که معمولاً درست بعد از یک رگبار باران است.