آیا می توانید فیلامانت داخل لامپ مات را ببینید؟

مشاهده فیلامانت لامپ مات توسط لیزر

 

مقدمه:

 وقتی نور به یک جسم شفاف مانند شیشه تابیده می‌شود، بدون تغییر چندانی از آن عبور می‌کند و اگر شیشه خیلی تمیز باشد گاهی متوجه وجود آن نمی‌شویم. در واقع با کثیف شدن شیشه و دیدن آن، بخشی از نور توسط کثیفی‌ها پراکنده می‌شود. حال اگر شیشه مات باشد نور در گذر از آن پخش می‌شود. اینکه نور چقدر پخش شود، به میزان پخشندگی شیشه مات بستگی دارد. اگر نور به یک سطح مات مثل شیشه مات بتابد، در سمت دیگر، یک مرکز نور که در تمام جهات تابش دارد، دیده می‌شود و اگر شیشه مورد نظر پخشنده خوبی باشد، نور را در تمام جهات یکسان پخش می‌کند و در غیر این صورت در جهت تابش نور لیزر، نور شدت بیشتری دارد. اگر لیزر را به تخم مرغ، توپ تخم مرغی، نوک انگشت یا هر جسم دیگر که سطح مات دارد، بتابانید نور در سطح آن یک لکه ایجاد می‌کند، که ممکن است نور در سطح یا درون آن جسم، پخش شود. مثلا در لامپ مات با تاباندن نور لیزر به آن، لکه‌ای نورانی در سطح داخلی روشن می‌شود که تمام داخل آن را با آن نقطه نورانی روشن می‌کند. از آنجا که نور داخل لامپ، تقریبا از یک نقطه داخل لامپ را روشن می‌کند، این نور مثل یک پروژکتور تصویر فیلامنت را می‌تواند روی سطح مقابل بیندازد.

از طرفی می‌بینیم عدم واگرایی لیزر کاربردهای فراوانی دارد و یکی از مشخصات مهم لیزر است و از طرف دیگر می‌بینیم که نور پخشیده هم اهمیت زیادی دارد. اگر نور پخش نشود و پراکندگی نداشته باشیم، دید ما از دنیای اطرافمان بسیار مشکل خواهد بود. در یک اطاق تاریک با چراغ قوه می‌توانید دنبال چیزی بگردید، ولی با لیزر دشوار خواهد بود.

 

هدف:

شیشه لامپ مات، یک سطح نیمه شفاف است و با تاباندن نور لیزر به آن پخش می‌گردد. در این آزمایش قصد داریم، با تاباندن نور لیزر به سطح یک لامپ مات، از این پخش‌شدگی استفاده کنیم و با روشن کردن داخل آن سایه فیلامنت را روی سطح مقابل بیندازیم.

 

چه کاری می‌خواهیم انجام دهیم و به چه لوازمی نیاز داریم:

 می‌خواهیم نور لیزر را به سطح یک لامپ مات بتابانیم و سایه فیلامانت آن را روی سطح مقابل ببینیم. برای این کار به اقلام زیر نیاز داریم:

 

آزمایش:

  • نور لیزر را به سطح لامپ مات بتابانید.
  • سعی کنید تصویر سایه فیلامنت را روی سطح مقابل بیاندازد. به خاطر پخش نور لیزر در داخل لامپ، این لکه نورانی به یک منبع نور تبدیل شده که تمام فضای داخل لامپ را روشن می‌کند و سایه فیلامنت تشکیل می‌شود.

 

  • سایه فیلامنت را بررسی کنید. آیا رشته فیلامنت سالم است؟ جالب است بدانید که در حالت معمولی، به سختی می‌توان سلامت رشته فیلمانت یک لامپ مات را تشخیص داد، اما در این روش، با بررسی سایه روی سطح مقابل، صحت فیلامنت قابل ارزیابی است .
  • در ادامه تعدادی محیط‌های مات که بتواند نور را عبور دهد، مثل کاغذ کالک، انواع شیشه مات، کاغذ معمولی، انواع طلق‌های مات با درجات مختلف تهیه کنید. در صورت دسترسی به طلق شفاف، می‌توانید با سایش دو تکه از آن روی هم که کمی خاک الک کرده بین آن‌ها باشد، طلق مات خوبی درست کنید. نور لیزر را به آن‌ها بتابانید و در پشت آن سایه جسمی را روی پرده بررسی کنید. هرچه نور در پشت قطعه شما متمرکزتر و نقطه‌ای‌تر باشد تصویر واضح‌تری را ایجاد می‌کند.

 

آزمایش (پیشرفته‌تر):

 می‌توانید نور لیزر را به هر جسم دیگری که تو پر یا تو خالی باشد و شفاف نباشد بتابانید و اطلاعاتی از داخل آن بدست آورید. مثلا با این روش می‌توانید بدون لمس کردن، دو توپ تخم مرغی توپر و توخالی را از هم تشخیص دهید و یا صحت تخم مرغ را بررسی کنید.

می‌توانید جلوی نقطه نورانی در پشت قطعه‌ای که لیزر تابانده‌اید، یک عدسی بگذارید. از آنجا که منبع نورتان حالا تقریبا متمرکز است، می‌تواند به خوبی به اندازه قطر عدسی، قطر باریکه لیزر بزرگ شود، به شرطی که عدسی در فاصله‌ای به اندازه فاصله کانونی از شیشه مات قرار گیرد.

 

کاربرد:

  • پخش‌کننده‌های نور در ساخت وسایلی مانند پروژکتور، فلاش دوربین و نمایشگرLCD  کاربرد دارند.
  • با پخش نور می‌توانید اطلاعاتی از داخل جسم نیمه شفاف بدست آورید. روش‌هایی که بدون لمس کردن و یا تخریب قطعه می‌توانید از آن اطلاعاتی بدست آورید، در صنعت اهمیت زیادی دارند و به آن‌ها روش‌های ارزیابی غیرمخرب یاNDT می‌گویند.
  • با پخش نور از لیزر می‌توانید منبع نور نقطه‌ای درست کنید.

 

سؤال، پیشنهاد و نکته:

  • اگر داخل لامپ فیلامنتی نباشد روی سطح مقابل چه چیزی دیده می‌شود. آیا می‌توانید از این روش برای ارزیابی ضایعات داخل بافت بدن استفاده کنید.
  • برای ارزیابی غیر مخرب انواع قطعاتی که اطرافتان دارید و نور لیزر را پخش می‌کنند می‌توانید این ایده را بکار ببرید و از درون آن‌ها اطلاعاتی بدست آورید.
  • برای افزایش دقت، ممکن است از آشکارساز استفاده کنید.
  • می توانید وضعیت تغییرات درونی یک جسم را با مطالعه مداوم آن، طی مدت لازم ارزیابی کنید. مثلا اگر توزیع نور خروجی از یک تخم مرغ را با تاباندن نور لیزر مشاهده و اندازه گیری کنید، می‌بینید که روز به روز این توزیع تغییر می‌کند. البته برای هر آزمایش علمی از این نوع باید تمامی شرایط حفظ شود و تغییری در جهت، زاویه، شدت و دیگر مشخصات نور لیزر و همینطور تخم مرغ ایجاد نشود. این روش در ارزیابی تغییرات محیط‌های مختلف در علوم و صنعت کاربرد فراوان دارد.

 

ایده‌پردازی:

  • یک کاغذ مات یا یک پخشنده، از یک لیزر می‌تواند منبع نور نقطه‌ای درست کند. می‌توانید کاربردهایی را برای منبع نور نقطه ای تصور کنید و از این منبع نور نقطه‌ای برای آن منظور استفاده کنید. مثلا برای موازی کردن نور یا برای بزرگ کردن قطر نور، منبع نور نقطه‌ای می‌تواند کمک باشد. طرحی برای این منظور اجرا کنید و با روش‌های دیگر مقایسه کنید.
  • تشکیل تصویر توسط نور نقطه‌ای را بررسی کنید.
  • وضعیت سایه اجسام از یک نور نقطه‌ای را بررسی کنید.
  • وضعیت سایه چه اطلاعاتی از نقطه‌ای بودن نور می‌دهد. با تغییر در نوع سطح پخشنده و استفاده از کانونی کردن پرتو اولیه نقطه‌ای بودن را به روش‌های مختلف بررسی کنید. در این بررسی، چگونگی رسیدن به متمرکزترین منبع نور نقطه‌ای و همچنین درباره اهمیت آن بحث کنید.

 

 

آزمایش‌های مرتبط:

 

بیشتر بدانید:

ارتباط با بخش

از متخصص نور بپرس

در این بخش می توانید سؤالات خود را در رابطه با نور و لیزر بپرسید تا متخصصین به آن‌ها پاسخ دهند

لینک ارتباط مستقیم با