نور و آینه ها

نور صورتی از انرژی تابشی است که با سرعت 300000 کیلومتر بر ثانیه درفضا سیر می کند.

فرایند نور:
1- موجب دیدن اجسام می شود.
2- موجب عمل غذاسازی گیاهان می شود.
3- باعث کارکردن کلیه وسایل نوری می شود.

4- موجب تغییر رنگ لباس و پارچه می شود.

 


برای آنکه جسمی دیده شود، باید از آن جسم نور به چشم برسد، بنابر این جسم یا باید از خودش نور تابش کند و یا نورهایی را که برآن تابیده شده است، به طرف چشم بیننده بازتاب دهد.
به همین دلیل اجسام به دو دسته تقسیم می شوند.
1- اجسام منیر یا چشمه ی نور: اجسامی که از خود نور تولید می کنند. مانند خورشید، لامپ روشن، شمع روشن، چوب در حال سوختن
2- اجسام غیر منیر: این اجسام از خود نوری تابش نمی کنند، بلکه نوری را که از چشمه های نور به آن ها تابیده است به طرف چشم، باز می گردانند، در نتیجه ما می توانیم آن ها را ببینیم.

انواع چشمه ی نور:
1- چشمه ی گسترده نور: یک شی نورانی نظیر خورشید، چراغ روشن، شعله ی شمع را چشمه ی نور گسترده می نامیم.


2- چشمه نور نقطه ای: اگر صفحه ای از مقوا را که روی آن روزنه ی کوچکی ایجاد شده است، درمقابل چراغ روشنی قراردهیم، نور چراغ پس از گذشتن از روزنه منتشر می شود و روزنه مانند یک چشمه نور کوچک عمل می کند که به آن چشمه ی نقطه ای نور می گویند.

تقسیم بندی اجسام غیر منیر از نظر عبور نور از آنها:
1- اجسام شفاف : اجسامی که نور از آن ها عبور می کند مانند شیشه – هوا – آب

2- اجسام نیمه شفاف : اجسامی که نور از آن ها عبور می کند ولی از پشت آن ها اجسام دیگر به طور واضح دیده نمی شوند. مانند شیشه های مات – کاغذ کالک
3- اجسام کدر اجسامی که نور از آن ها عبور نمی کند.مانند آجر-مقوا-چوب و ....

نور به خط راست منتشر می شود.
چند دلیل مهم برای اثبات این موضوع:
1- عبور نور از لابه لای شاخ و برگ درختان
2- تشکیل سایه
3- خورشید گرفتگی
4- ماه گرفتگی

سایه چگونه تشکیل می شود؟ اگر جسم کدری در مقابل منبع نوری قرار گیرد در پشت جسم محوطه ی تاریکی بوجود می آید که به آن سایه می گویند.

راههای تشکیل سایه :
1- تشکیل سایه به وسیله چشمه ی نقطه ای نور: در این حالت فقط سایه کامل ایجاد می شود و مرز مشخصی بین تاریکی و روشنایی وجود دارد.
نکته: قطر سایه به فاصله ی چشمه ی نور تا جسم کدر و پرده بستگی دارد.
نکته: هر گاه چشمه ی نور به جسم کدر نزدیک شود قطر سایه بزرگتر می شود و هرگاه چشمه ی نور را از جسم کدر دور کنیم قطر سایه کوچک تر می شود.

2- تشکیل سایه به وسیله چشمه ی گسترده نور: در این حالت علاوه بر سایه کامل، نیم سایه نیز دیده می شود.
- خورشید گرفتگی (کسوف): هر گاه در چرخش ماه به دور زمین و هر دو به دور خورشید، مرکز آن سه (ماه،زمین،خورشید) روی یک خط راست واقع شود به طوری که ماه در وسط باشد، ماه جلوی نور خورشید را می گیرد و سایه آن روی زمین می افتد در نتیجه کسانی که در سایه ی ماه قرار دارند خورشید را تاریک می بینند. در این صورت می گوییم، خورشید گرفتگی رخ داده است.
- ماه گرفتگی: اگر زمین بین ماه و خورشید قرار گیرد، زمین جلوی نور خورشید را می گیرد و سایه آن روی ماه می افتد و آن را تاریک می کند. در این صورت می گوییم ماه گرفتگی رخ داده است.

بازتاب نور : برگشت نور از سطح یک جسم را بازتاب می گویند.
انواع بازتاب نور:
1- بازتاب منظم: این بازتابش در سطوح بسیار صاف صورت می گیرد. در این صورت پرتوهای نور به طور موازی به سطح تابیده و به طور موازی در یک جهت بازتاب می شوند. در این نوع بازتاب همواره تصویری واضح و روشن ایجاد می شود. مانند آینه

2- بازتاب نامنظم: هرگاه یک دسته پرتو موازی نور به سطح ناهمواری برخورد کند به صورت پرتوهای غیر موازی و در جهات متفاوت بازتاب می شوند. دراین نوع بازتابش تصویر اشیاء مبهم و نامشخص است.
آینه های کروی:
الف) آینه مقعر(کاو): اگر سطح داخلی آینه بازتاب کننده باشد، به آن آینه کاو می گویند.
نکته 1: اگر یک دسته پرتو نور موازی به آینه کاو بتابد پرتوهای بازتابیده در یک نقطه به نام کانون حقیقی به هم می رسند.
کانون با حرف F نمایش داده می شود.
به فاصله کانون تا آینه، فاصله کانونی می گویند و با حرف f نمایش می دهند.

نکته2: آینه های کاو می توانند از یک جسم هم تصویر مجازی و هم تصویر حقیقی ایجاد کنند.
تشکیل تصویر حقیقی یا مجازی، بستگی به فاصله جسم از آینه های کاو دارد. هر چه جسم به آینه نزدیک تر باشد، تصویر در فاصله ای دورتر ایجاد می شود و هرچه جسم را از آینه دور کنیم تصویر به آینه نزدیک تر می شود.

ب) آینه ی کوژ: اگر سطح خارجی آینه بازتاب کننده باشد، آن را آینه ی کوژ می گویند.
نکته1: هرگاه پرتوهای نور موازی محور اصلی به آینه محدب بتابد، طوری باز می تابد که امتداد پرتوهای بازتاب از یک نقطه روی محور اصلی می گذرند. این نقطه را کانون اصلی آینه ی محدب می نامند. کانون آینه محدب مجازی است.

نکته 2: تصویر در آینه ی محدب همواره مجازی، کوچک تر از جسم و مستقیم خواهد بود.

شکست نور:
وقتی نور به جسمی می تابد، مقداری از آن نور بازتاب می شود، مقداری نیز از جسم عبور می کند،
اما جسم های شفاف مانند هوا، آب، شیشه، طلق های پلاستیکی شفاف نور را به خوبی از خود عبور می دهند.

نور در یک محیط معین در مسیر مستقیم حرکت می کند.
اگر در مسیر نور یک قطعه جسم شفاف عمود در مسیر نور قرار گیرد، مسیر نور در هنگام عبور از جسم هم چنان مستقیم خواهد بود.

اما اگر نور در مسیر خود، با زوایه ای دیگر به یک جسم شفاف (مثلا شیشه) برخورد کند، هنگام ورود به شیشه مسیر حرکتش مقداری کج می شود. به این پدیده شکست نور می گویند.

نور در یک محیط معین، به صورت مستقیم و با سرعت ثابت حرکت می کند، هرگاه محیط تغییر کند، سرعت نور نیز تغییر کرده و نور منحرف می شود و در مسیر جدید به خط راست حرکت می کند.
تغییر مسیر پرتو نور به هنگام عبور از یک محیط شفاف به محیط شفاف دیگر را شکست نور می گویند
منشور:
قطعه ای مثلثی شکل است که از یک ماده شفاف مثل شیشه یا پلاستیک های بی رنگ ساخته می شود. وقتی پرتوهای نور به یکی از دیواره های منشور برخورد می کند و به آن وارد می شود، در اثر پدیده ی شکست مسیرش تغییر می کند. این پرتو هنگام خروج از دیواره ی دیگر منشور نیز، دچار تغییر می شود.

آزمایش نیوتن:
هرگاه شعاع نور سفیدی بر یک وجه منشور شیشه ای که قاعده ی آن به شکل مثلث است بتابانیم، نور سفید تجزیه شده و پرتوهای خروجی از منشور بر روی پرده طیف رنگینی از هفت رنگ قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی و بنفش را تشکیل می دهد. علت این پدیده آن است که میزان شکست نورهای رنگی مختلف، با هم یکسان نیست. هرگاه نور سفید وارد منشور شود، تغییر مسیر رنگ های تشکیل دهنده ی نور سفید از قرمز تا بنفش بیش تر شده و به هنگام خروج از منشور رنگ های مختلف نور سفید از یکدیگر جدا می شوند.
جداسازی رنگ های نور سفید به وسیله ی منشور را پاشیدگی نور (پاشیده شدن) می گویند.

به مجموعه نورهای رنگی که از پاشیده شدن نور در منشور به وجود می آید طیف نور گفته می شود.

 

انواع آینه ها :

 

1. آینه تخت : قطعه شیشه صافی که پشت آن به وسیله ی نقره یا جیوه اندود شده است و به خوبی نور را بازتاب می کند.  

 

ویژگی های تصویر در آینه تخت : 1. تصویر مجازی است.( تصویری که پرتوهای مجازی در پشت آینه به وجود می آید وفقط به علت بازتاب نور به وسیله آینه در پشت آینه به نظر می رسد.تصویر مجازی وجود خارجی ندارد و  بر روی پرده تشکیل نمی شود.) 2. تصویر هم اندازه ی جسم است. 3. تصویر برگردون (وارون جانبی)است. (یعنی سمت راست جسم در تصویر سمت چپ است و بالعکس. ) 4. تصویر مستقیم است. (یعنی بالاترین نقطه جسم بالاترین نقطه در تصویر و پایینی ترین نقطه در جسم پایین ترین نقطه در تصویر است. ) 5.فاصله جسم تا آینه با فاصله تصویر تا آینه برابر است.

 

کاربرد آینه تخت : این نوع آینه ها در منازل ، مغازه ها و آرایشگاه ها به کار برده می شوند.

 

 

 

2. آینه های کروی

 

 الف ) آینه محدب یا کوژ : اگر سطح خارجی    آینه کروی بازتاب کننده باشد، آن را آینه ی کوژ می گویند.

 

ویژگی های تصویر در آینه محدب : 1. تصویر مجازی است. 2. تصویر کوچکتر از جسم است. 3. تصویر برگردون (وارون جانبی)است. 4. تصویر مستقیم است. 5. تصویر از جسم به آینه نزدیک تر است.

 

کاربرد آینه محدب : آینه بغل اتومبیل و موتور سیکلت ، آینه جلوی راننده ، سر پیچ های تند و پارکینگ ها

 

 

 

 

 

 

ب) آینه مقعر یا کاو : اگر سطح داخلی آینه بازتاب کننده باشد، به آن آینه کاو می گویند.مثل داخل کفه قاشق

 

ویژگی های تصویر در آینه مقعر: در آینه مقعر ویژگی تصویر به مکان آن جسم در محور اصلی بستگی دارد . در این جا مکان شی به دو صورت کلی  در فاصله ی کانونی و دورتر از کانون در نظر گرفته شده است.

 

حالت اول : اگر جسم در فاصله ی کانونی (بین کانون تا آینه ) باشد : 1. تصویر مجازی است. 2. تصویر بزرگتر ازجسم است. 3. تصویر برگردون (وارون جانبی)است. 4. تصویر مستقیم است. 5. تصویر دورتر از جسم است(فاصله جسم تا آینه کمتر از فاصله تصویر در آینه است).

 

حالت دوم :  اگر جسم دورتر از کانون باشد : 1. تصویر حقیقی است.(تصویر حقیقی زمانی تشکیل می شود که پرتوهای تابش شده از یک نقطه شی پس از برخورد به آینه یا عدسی در نقطه ای دیگر به هم برسند. تصویر حقیقی بر روی پرده تشکیل می شود.مانند پخش فیلم در سینما ها.) 2. اندازه تصویر بستگی به محل جسم دارد که ممکن است بزرگتر یا کوچکتر از جسم باشد. 3. تصویر وارونه است. (یعنی بالاترین قسمت جسم پایین ترین قسمت در تصویر است وبالعکس. ) 4. فاصله تصویر تا آینه بستگی به فاصله جسم تاآینه دارد که ممکن است دورتر یا نزدیکتر از فاصله جسم تا تصویر باشد. (هر چه جسم به آینه نزدیک تر باشد، تصویر در فاصله ای دورتر ایجاد می شود و هرچه جسم را از آینه دور کنیم تصویر به آینه نزدیک تر می شود.)

 

کاربردآینه مقعر : دندانپزشکی (تصویر مجازی ) ، کاسه چراغ اتومبیل ها و چراغ قوه ها

 

منبع: درجستجوی علوم