پاشندگی نور توسط منشور

امتیاز کاربران

ستاره غیر فعالستاره غیر فعالستاره غیر فعالستاره غیر فعالستاره غیر فعال
 

نور مرئی که به نور سفید هم مشهور است، شامل مجموعه ای از رنگ های متفاوت است. طیف این رنگ های متفاوت توسط منشور مثلثی قابل مشاهده است. نور سفید توسط منشور مثلثی به رنگ های قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی و بنفش تجزیه می شود. تجزیه نور سفید به رنگ های مختلف به پاشندگی نور معروف است. هر یک از رنگ های طیف نور سفید، طول موج های متفاوتی دارند و رنگ های مختلف با فرکانس های متفاوت در نور سفید، با مقادیر و زوایای مختلفی خمیده می شوند. 

 دقت شود، مواد متفاوت، چگالی نوری متفاوتی دارند و چگالی نوری؛ میزان تمایل ماده برای کاهش سرعت نور هنگام عبور از ماده را نشان می دهد. همانطور که قبلاً اشاره شده وقتی موج نوری وارد ماده ای می شود؛ با اتم های آن ماده واکنش دارد.

 

 

 هنگامی که موج نور با یک اتم از ماده برخورد می کند،توسط آن اتم جذب می شود. این انرژِی جذب شده باعث نوسان الکترون در اتم می شود. اگر فرکانس موج نور فرودی با فرکانس رزونانس نوسان الکترون هم خوانی نداشته باشد، آنگاه نور با همان بسامد فرودی دوباره از اتم گسیل می شود. موج نور بین فضای خالی بین دو اتم حرکت می کند. وقتی به اتم بعدی برخورد می کند، فرایند جذب و گسیل دوباره تکرار می شود.

چگالی نوری یک ماده، میل اتم های آن ماده برای نگهداری انرژی موج نور به صورت نوسان الکترون اتم های آن ماده است؛ قبل از گسیل مجدد که به صورت یک اغتشاش مغناطیسی جدید است. موج نور با سرعت سیصد هزار کیلومتر بر ثانیه در خلأ حرکت می کند. هنگام گذر از یک ماده، سرعت موج نور کمتر از c است. مقدار ضریب شکست n)) برای یک محیط خاص، در واقع چگالی نوری آن محیط را تعیین می کند. موادی که ضریب شکست بالاتری دارند، انرژی نورانی جذب شده را قبل از گسیل مجدد به فضای خالی بین اتمی، مدت زمان بیشتری نگه می دارند. هر چه فرکانس موج نور با فرکانس تشدید الکترون های ماده، هم خوانی بیشتری داشته باشد، چگالی نوری بیشتر و در نتیجه ضریب شکست بزرگتر خواهد بود. سرعت نور در این مواد، بیشتر کاهش خواهد یافت.

مقدار ضریب شکست یک ماده، برای بسامدهای مختلف، متفاوت است. مثلاً مقدار n برای نور بنفش1/53 و برای نور قرمز که بسامدش با نور بنفش فرق دارد 1/51 است این تفاوت در مقدار ضریب شکست ها اگر چه ناچیز است، امٌا وجود دارد. فرایند جذب و گسیل برای موج هایی با بسامد بالاتر (طول موج کمتر) مثل نور بنفش سبب می شود که سرعت این نور در شیشه کمتر از نور قرمز باشد که بسامد کمتر (طول موج بیشتر) دارد. مقادیر مختلف ضریب شکست شیشه برای بسامدهای متفاوت (طول موج های مختلف) سبب پاشندگی نور توسط منشور مثلثی شکل می شود.

نور بنفش، در منشور دارای سرعت کمتری است زیرا در هنگام عبور از منشور فرآیند جذب و گسیل آن بیشتر طول می کشد در نتیجه نور بنفش بیشتر از نور قرمز می شکند. اگر نور سفید به اولین مرز منشور مثلثی برسد، اندکی به رنگ های طیف تشکیل دهنده اش تجزیه می شود. اما پس از رسیدن به مرز دوم جداسازی بیشتر شده و پاشندگی نور سفید به وضوح قابل مشاهده است.