1401/03/02

پرسش:

وجود شیشه شفاف، چه تاثیری بر نور تابیده از چراغ دارد؟

پاسخ:

اگر منظورتان این است که نور در عبور از محیط شفاف مثل شیشه تغییری می کند یا خیر، شاید بحث زیر کمک باشد.

از دیرباز متفکرین در تلاش برای توصیف نور بودند. بجز یونان باستان که تا مدتها بر این اعتقاد بودند که منشا نور از چشم است و دلیل آن را برق چشم بعضی جانداران می دانستند، نظریه های بعدی هرکدام تا حدی در توصیف نور موفق بودند.

ممکن است نور را به صورت پرتوهایی در نظر بگیریم که از منبع نور یا جسم ساطع می شود. در این صورت نظریه پرتوی نور را در نظر گرفته ایم که هنوز علاقمندانی در علم و صنعت دارد. بر این اساس پرتو نور با سرعت 300 هزار کیلومتر بر ثانیه منتشر می شود و وقتی وارد محیط شفاف غیر از هوا می شود، متناسب با ضریب شکست آن محیط، سرعتش کم می شود. وقتی نور از آن محیط خارج شود دوباره به سرعت قبلی برمی گردد. در این صورت نور خارج شده از محیط شفاف مثل شیشه تغییری نکرده است و چون جذبی وجود ندارد شدت آن هم تغییر تکرده است. البته این حالت ایده آل است چون بالاخره جذب و همچنین بازتاب شدت نور را کم می کند ولی مقدار آن را ناچیز در نظر می گیریم. تنها نکته اینجا این است که این نور در مقایسه با نوری که از شیشه عبور نکرده است مقداری عقب افتاده است چون در داخل شیشه سرعت کمتری داشته است ولی این عقب افتادن از دید اپتیک پرتو قابل بررسی نیست.

ولی نظریه پرتو بودن نور برای برخی پرسشها و پدیده ها پاسخی ندارد و نیاز به نظریه قوی تری است. نظریه موج بودن نور پس از مشاهده پدیده هایی مثل تداخل دو شکاف یانگ قطعی شد. پس از آن نظریه با تاکید بر اینکه میدان الکتریکی و مغناطیسی نور در حال نوسان هستند با شواهد دیگر و قوانین ماکسول مطرح شد. بر این اساس نور رفتار موجی دارد و نوسان هم میدان الکتریکی و مغناطیسی است. بر این اساس نور وقتی وارد محیط شفاف می شود باید بارهای الکتریکی داخل ماده را به نوسان درآورد. این بارها همه جا هستند. سپس طبق قواعد الکترومغناطیس بارهای نوسانی دوقطبی های نوسانی را ایجاد می کنند که در جهات خاصی غیر از راستای دوقطبی، تابش می کنند. با این فرض نوری که از یک شیشه عبور می کند در بدو ورود بارها را به نوسان در می آورد و با تابش بارهای دیگری را به نوسان در می آورد و همینطور ادامه می یابد تا در نهایت تابش به صورت نور از ماده خارج شود. جالب است که در اینجا نور تا به ماده و بارها بر نخورد قابل بررسی نیست و وقتی به ماده برخورد کرد حتما یا جذب می شود و یا بارها را به نوسان در می آورد و تابش می کند.

کوانتوم هم در مورد نور فوتون را طرح می کند که فضای جامعی برای آنچه نمی تواند توسط پرتو و الکترومغناطیس پاسخ داده شود، باز می کند.

در هر صورت به طور خلاصه نور وقتی در خلا در حال انتشار است هیچ در مورد آن نمی توان گفت. به هیچ وجه قابل تشخیص نیست و هرگونه تلاش برای مشاهده یا ثبت نور منجر به بهم زدن آن می شود. وقتی نور به ماده ای برخورد می کند، در صورتی که شفاف باشد، الکترومغناطیس توصیف خوبی از آن می کند و با نوسان بارها آنچه اتفاق می افتد را توجیه می کند. البته هنوز معماهای زیادی در رابطه با نور است که می تواند مورد بررسی قرار گیرد.