سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
شکست در واقع، خمیدگی مسیر پرتو نور است در حالی که پرتو نور از یک ماده به ماده ی دیگر عبور کند. شکست تنها در مرزها و با تغییر سرعت نور در مرز اتفاق می افتد...
عکس نویسنده
عکس نویسنده
نویسنده : ستاره نوربخش
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

چگالی نوری و سرعت نور

چگالی نوری و سرعت نور

شکست در واقع، خمیدگی مسیر پرتو نور است در حالی که پرتو نور از یک ماده به ماده ی دیگر عبور کند. شکست تنها در مرزها و با تغییر سرعت نور در مرز اتفاق می افتد. نزدیک شدن و دور شدن پرتو نور از خط عمود بر مرز به کاهش و یا افزایش سرعت نور در محیط جدید بستگی دارد. بحث اصلی ما در مورد جهت خمیدگی موج است، پس بررسی عواملی که درسرعت موج نور در گذر از یک محیط به محیط دیگر اهمیت ویژه ای دارد.

 

مکانیسم گذر موج نور از یک محیط همانند گذر هر موج دیگر از یک محیط است مثل تعامل ذره – ذره. (تعامل بین ذرات را در درس های بعدی به تفصیل شرح خواهیم داد.) مکانیسم انتقال انرژی به صورت مختصر توسط امواج اکترومغناطیس بررسی خواهد شد. در اینجا به جزئیات این روش خواهیم پرداخت.

 

یک موج الکترومغناطیس با نوسان یک بار الکتریکی ایجاد می شود. سرعت موج الکترومغناطیس در خلأ  برابر است با  3 * 10 8 m/s. این همان سرعت نور در خلأ می باشد. وقتی موج به ذره ای برخورد می کند، انرژی جذب کرده و این انرژی جذب شده باعث ارتعاش الکترون ها می شود، اگر بسامد موج اکترومغناطیس با بسامد تشدید ارتعاش الکترون یکسان نباشد، انرژی دوباره به صورت موج الکترومغناطیسی گسیل می شود. اگر بسامد موج الکترومغناطیس جدید برای بسامد موج اصلی باشد. پس سرعت نیز مانند موج اولیه در فاصله ی خلأ میان دو اتم برابر c است.

 

موج نوری گسیل شده از بین اتم ها می گذرد، وقتی به اولین ذره در همسایگی اش برخورد می کند، انرژِی این موج توسط ذره ی جدید جذب شده و این بار الکترون های این اتم مرتعش می شوند. این بار هم اگر بین بسامد موج الکترومغناطیس گسیل خواهد شد. این اتفاق جذب و گسیل آنقدر ادامه خواهد یافت تا انرژِی محیط از یک ذره به ذره ی دیگر منتقل می شود. هر فوتون با توجه به بسته های انرژی الکترومغناطیسی شان فاصله خلأ بین اتم ها را با سرعت c طی می کند. در حالی که زمان تأخیری که به فرآیند جذب و گسیل مربوط می شود . سرعت خالص گذر از یک طرف محیط به سوی دیگر آن را کم می کند. نتیجه آنکه، سرعت خالص یک موج الکترومغناطیس در هر محیطی کمتر از مقدار آن در خلأ یعنی( 3 * 10 8 m / s) است.

 

چگالی نوری و سرعت نور

 

چگالی نوری و ضریب شکست

مثل هر موج دیگری، سرعت پرتوهای نور به محیطی که در آنجاست، بستگی دارد. در مورد امواج الکترومغناطیس سرعت هر یک از این موج ها به چگالی نوری محیط (ماده) بستگی دارد.

 

چگالی نوری یک ماده با چگالی فیزیکی آن ماده متفاوت است. چگالی فیزیکی ماده نسبت جرم به حجم ماده می باشد. چگالی نوری یک ماده به گرایش اتم های آن ماده برای حفظ انرژی جذب شده از یک موج اکترومغناطیس می باشد. هر چه چگالی نوری ماده ای کمتر باشد، حرکت یک موج در خلال آن ماده کند تر صورت می گیرد.

 

یکی از خواصی که تواند بیانگر چگالی یک ماده باشد، مقدار ضریب شکست آن ماده است. ضریب شکست ماده را با n نمایش می دهند. ضریب شکست یک ماده در واقع به صورت ضریب عددی سرعت نور در خلأ تعریف می شود این مقدار نشان می دهد که سرعت موج نور در آن ماده چند مرتبه کوچکتر از سرعت آن در خلأ است. ضریب شکست خلأ عدد یک n=1) می باشد. و برای بقیه مواد به صورت زیر تعریف می شود.

چگالی نوری و سرعت نور

 

در جدول زیر مقدار ضریب شکست برای مواد مختلف آورده شده است. مواد بالای جدول مقدار چگالی نوری کمی دارند پس نور در آنها تندتر حرکت می کند. موادی که در قسمت پایین جدول آورده شده اند، سرعت نور در آن ها کمتر است پس ضریب شکست این مواد بالاتر است و چگالی نوری بیشتری دارند.

 

چگالی نوری و سرعت نور

 

با توجه به مقدار ضریب شکست هر ماده، می توان با فرمول ذکر شده ی بالا سرعت نور را در محیط های متفاوتی یافت. با توجه به یافتن سرعت نور در یک محیط، هر دانش آموز فیزیکی می تواند به راحتی پیش گویی کند که با تغییر محیط حرکت پرتو نور، نور به خط عمود نزدیک می شود و یا از آن دور می شود. در درس های بعدی به جزئیات این مطلب خواهیم پرداخت.


مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه و تنظیم: نوربخش

 

تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین