نور و باز تابش

نور(light):صورتی از انرژی است که از جسم داغ  منتشر می شود می تواند سبب تغییر ماده,انجام کار,واکنش شیمیایی و.. شود

منبع نور:محلی که نور از آن سرچشمه می گیرد

انواع چشمه نور(منبع نور)

1-نقطه ای(point source): منبع نور به قدری کوچک باشد که بصورت نقطه دیده شود یا نور از یک روزنه کوچک بتابد

مثال:ستارگان

2-گسترده(propagation of light):منبع نور بزرگ باشد و پرتوی نور زیادی از آن منتشر شود

مثال:خورشید-شمع-لامپ و....

ایجاد چشمه نقطه ای نور:

اگر مقابل یک لامپ(چشمه گسترده) یک فحه دارای روزنه قرار دهیم پرتوهای نور پس از عبور از هم دور میشوند به این روزنه روشن چشمه نور نقطه ای گویند

نحوه انتشار نور:(رفتار ذره ای نور)

اسحاق نیوتن  در کتاب خود در رساله‌ای درباره نور نوشت پرتوهای نور ذرات کوچکی هستند که از یک جسم نورانی نشر می‌شوند. احتمالاً اسحاق نیوتن نور را به این دلیل بصورت ذره در نظر گرفت که در محیطهای همگن به نظر می‌رسد در امتداد خط مستقیم منتشر می‌شوند که این امر را قانونانتشار نور  می‌نامند و یکی از مثالهای خوب برای توضیح آن بوجود آمدن سایهاست. 

سایه(shadow): هرگاه نور(از منبع نقطه ای ) به جسم کدری تابیده شود به دلیل انتشار مستقیم آن به قسمتی از پشت جسم نور نمی رسد و فضای تاریکی به نام سایه تشکیل میشود

محدوده روشنایی در سایه:هنگامی که جسم در برابر چشمه گسترده نور قرار گیرد تاریکی مطلق تشکیل نمی شود بلکه به قسمتی از سایه نور می رسد به محدوده بین تاریکی کامل تا روشنایی کامل محدوده سایه گویند

1-سایه کامل: به محدوده ای از سایه که به آن نور نمی رسد و تاریک کامل است سایه کامل گویند

2-نیم سایه:به محدوده ای از سایه که به آن نور می رسد نیم سایه گویند

جسم کدرobject

شکل:

شکل2

پرتو نور(ray of light):باریکه نور بال پهنای بسیار کم را پرتو نور گویند در علم فیزیک پرتو نور را با یک خط راست و بصورت فلش که جهت آن را نشان می دهد نمایش می دهند

هر باریکه نو از بینهایت پرتونور تشکیل شده

             انواع پرتو های نور:

              1-واگرا(divergent):پرتو های نوری که پس از انتشار از منبع از یکدیگر دور می شوند

              2-همگر(اconvergent):پرتو های نوری که به هم نزدیک می شوند از امتداد پرتو های نور واگرا نشکیل میشوند

              3-موازی:دسته پرتو های موازی پس از انتشار بدون تغییر پهنا ادامه می یابند 

انتشار نور به خط راست

برای نشان دادن اینکه نور به خط راست منتشر می شود روی هر یک از صفحه های a,b,c مطابق شکل روزنه ای ایجاد می کنیم با کشیدن یک نخ محکم از بین روزنه ها صفحه ها در یک راستا قرار میگیرند هرگاه چراغ روشنی را پشت a نگه داریم روشنایی نور را در صفحه cخواهیم دید ولی اگر یکی از صفحه هارا جابجا کنیم نور دیده نمی شود

ازمایش انتشارنور به خط راست:experiment of light travels in a straight line

دوربین روزنه ای pin-hole camera

قدیمی ترین نوع دوربین شناخته شده بصورتی جعبه ای تاریک با روزنه ای کوچک و صفحه کاغذ نیم شفاف در طرف دیگر آن قرار داشت

اگر جسمی خارج از جعبه و جلوی روزنه گذاشته شود تصوریر معکوس آن از سمت دیگر کاغذ نیم شفاف بصورت وارونه قابل دیدن است

هدف درست کردن این دوربین استفاده از خاصیت انتشار نور به خط راست است

نوبت به یادگیری برخی فرمول ها و قوانین مربوط به سایه و نیم سایه رسید

خط یک ضلع از یک جسمی که در مقابل منبع نور قرار دارد نشان می‌دهد و آن قسمت از سایه جسم می‌باشد که متناظر با خط در جسم است.

همانطور که می‌بینید دو پرتو نور از منبع نور به سمت لبه‌های و از جسم کشیده شده و امتداد آنکه به پرده رسیده نشان دهنده مرز بین تاریکی و روشنی می‌باشد. ما در ترسیم سایه یک جسم همیشه پرتوهایی که به محیط جسم می‌تابد را می‌کشیم و به بقیه پرتوها کاری نداریم. علت آن هم این است که پرتوهای دیگر، مثلاً پرتویی که به نقطه از جسم می‌خورد نمی‌تواند از جسم عبور کند و در نتیجه بازتاب می‌کند.

خط با خط موازی می‌باشد، در نتیجه در مثلث طبق قضیه تالس می‌توان روابط زیر را نوشت:

شکل زیر سایه حاصل از دست یک انسان که در برابر دو شمع قرار دارد را نشان می‌دهد.

تعریف

شمع در مقایسه با دست انسان که در جلوی آن و آن فاصله قرار دارد تقریباً یک منبع نقطه‌ای است. بعنوان مثال ستارگان آسمان در مقایسه با فاصله‌ای که از ما دارند را می‌توان بعنوان یک منبع نقطه‌ای در نظر گرفت. ولی وقتی دو منبع را کنار هم قرار می‌دهیم مانند یک منبع گسترده عمل می‌کند و نیم‌سایه تشکیل می‌دهد. بطور مثال یک لامپ مهتابی مثال خوبی از یک منبع گسترده است.

سؤال.

یک قرص منیر به شعاع  (تابش‌کننده) بطور موازی با دیوار در فاصله از آن قرار دارد و یک قرص کدر به شعاع بین آنها و در فاصله از دیوار، موازی با آن قرار گرفته است.

شکل مسئله را رسم کنید و سایه و نیم‌سایه را روی شکل مشخص کنید.

اندازه نیم سایه