baten kaitos
کاربر نگاه دانلود
پراش نور
پدیده‌ی پراش در حالت کلی پدیده‌ای است که در مورد امواج اتفاق می‌افتد. اگر موجی به مانعی برسد که سوراخی با ابعاد نزدیک به طول موج آن داشته باشد، در سوی دیگر مانع گسترده می‌شود و به شکل جبهه‌های کروی منتشر می‌شود، یا به عبارتی پراشیده می‌شود.
در مورد نور، پدیده‌ی پراش توجیه ساده‌ای از درک نظریه‌ی موجی نور است. این نظریه برای نخستین بار در اواخر سده‌ی هفدهم میلادی توسط هوینگس پیشنهاد شد و ۱۲۳ سال بعد توسط یانگ برای توجیه تداخل دوشکافی به کار رفت، اما بسیار کند مورد پذیرش قرار گرفت. دلیل عمده‌ی این عدم پذیرش توسط جامعه‌ی علمی آن روز مخالف بودن این نظریه با نظریه‌ی نیوتن بود. بنا بر نظریه‌ی نیوتن نور جریانی از ذره‌هاست. تا سال‌های درازی این نظریه، دیدگاه غالب در دنیای علم فیزیک بود.
آزمایش تداخل یانگ
در سال ۱۸۰۱ توماس یانگ، برخلاف اندیشه‌ی بیشتر دانشمندان تا آن زمان، به طور تجربی ثابت کرد که نور رفتار موجی دارد.
در آزمایش تداخل یانگ از دو پرده‌ی پشت سر هم استفاده می‌شود. نور تکفامی به پرده‌ی اول می‌تابد و از یک تک شکافی (S0) عبور می‌کند و پراشیده می‌شود. این شکاف مانند یک چشمه‌ی نقطه‌ای نور گسیل‌کننده‌ی جبهه‌های موج نیم‌دایره‌ای رفتار می‌کند. وقتی نور به پرده‌ی دوم می‌رسد توسط دو شکاف S1 و S2 پراشیده می‌شود، و این دو شکاف نیز مانند دو چشمه‌ی نقطه‌ای نور رفتار می‌کنند. موج‌های نوری که از این دو شکاف می‌گذرند، در ضمن هم‌پوشانی با هم تداخل می‌کنند و بر روی پرده یک نقش تداخلی به وجود می‌آورند که شامل بیشینه‌ها و کمینه‌های شدت نور است. بیشینه‌ها نوارهای روشن و کمینه‌ها نوارهای تاریک را می‌سازند. (شکل 1)
در اپتیک هندسی وجود چنین نقشی به کلی دور از انتظار است.
خال روشن فرنل
در سال ۱۸۱۹ فرهنگستان علوم فرانسه، که بیشتر اعضایش را حامیان نیوتن و تفکر او در چالش با نقطه‌نظر موجی نور تشکیل می‌دادند، مسابقه‌ای همراه با جایزه برای ارائه‌ی مقاله‌ای درباره‌ی پراش نور ترتیب داد. اوگوستن فرنل، مهندس جوان ارتش، که به نظریه‌ی موجی اعتقاد داشت، برنده‌ی این جایزه شد. اما حامیان نیوتن نه تغییر عقیده دادند و نه ساکت نشستند. یکی از این حامیان به نام پواسون «نتیجه‌ی عجیبی» را به این صورت ابراز کرد، که اگر نظریه‌های فرنل درست باشند موج‌های نوری هنگام عبور از لبه‌های یک کره باید به درون ناحیه‌ی سایه‌ی کره زبانه بکشند و در مرکز سایه خال روشنی ایجاد کنند. کمیته‌ی جایزه‌دهنده در موردپیشگویی این ریاضی‌دان نامی آزمایشی ترتیب داد و کشف کرد که خال روشن فرنل، که امروزه چنین نام گرفته است، به واقع در همان جا تشکیل می‌شود! برای یک نظریه هیچ چیز اطمینان‌بخش‌تر از این نیست که یکی از پیشگویی‌های نامنتظر و مغایر با ادراک آن به وسیله‌ی آزمایش تائید شود. طرح پراش ایجاد شده از گذر نور از لبه‌های یک قرص که مشابه با آزمایش پیش‌گفته است در شکل 2 آمده است. کره و قرص هر دو مقطعی با لبه‌ی دایره‌ای دارند. می‌توانید خال روشن فرنل را در مرکز آن ببینید.
شکل1
شکل2
شکل3
پدیده‌ی پراش در حالت کلی پدیده‌ای است که در مورد امواج اتفاق می‌افتد. اگر موجی به مانعی برسد که سوراخی با ابعاد نزدیک به طول موج آن داشته باشد، در سوی دیگر مانع گسترده می‌شود و به شکل جبهه‌های کروی منتشر می‌شود، یا به عبارتی پراشیده می‌شود.
در مورد نور، پدیده‌ی پراش توجیه ساده‌ای از درک نظریه‌ی موجی نور است. این نظریه برای نخستین بار در اواخر سده‌ی هفدهم میلادی توسط هوینگس پیشنهاد شد و ۱۲۳ سال بعد توسط یانگ برای توجیه تداخل دوشکافی به کار رفت، اما بسیار کند مورد پذیرش قرار گرفت. دلیل عمده‌ی این عدم پذیرش توسط جامعه‌ی علمی آن روز مخالف بودن این نظریه با نظریه‌ی نیوتن بود. بنا بر نظریه‌ی نیوتن نور جریانی از ذره‌هاست. تا سال‌های درازی این نظریه، دیدگاه غالب در دنیای علم فیزیک بود.
آزمایش تداخل یانگ
در سال ۱۸۰۱ توماس یانگ، برخلاف اندیشه‌ی بیشتر دانشمندان تا آن زمان، به طور تجربی ثابت کرد که نور رفتار موجی دارد.
در آزمایش تداخل یانگ از دو پرده‌ی پشت سر هم استفاده می‌شود. نور تکفامی به پرده‌ی اول می‌تابد و از یک تک شکافی (S0) عبور می‌کند و پراشیده می‌شود. این شکاف مانند یک چشمه‌ی نقطه‌ای نور گسیل‌کننده‌ی جبهه‌های موج نیم‌دایره‌ای رفتار می‌کند. وقتی نور به پرده‌ی دوم می‌رسد توسط دو شکاف S1 و S2 پراشیده می‌شود، و این دو شکاف نیز مانند دو چشمه‌ی نقطه‌ای نور رفتار می‌کنند. موج‌های نوری که از این دو شکاف می‌گذرند، در ضمن هم‌پوشانی با هم تداخل می‌کنند و بر روی پرده یک نقش تداخلی به وجود می‌آورند که شامل بیشینه‌ها و کمینه‌های شدت نور است. بیشینه‌ها نوارهای روشن و کمینه‌ها نوارهای تاریک را می‌سازند. (شکل 1)
در اپتیک هندسی وجود چنین نقشی به کلی دور از انتظار است.
خال روشن فرنل
در سال ۱۸۱۹ فرهنگستان علوم فرانسه، که بیشتر اعضایش را حامیان نیوتن و تفکر او در چالش با نقطه‌نظر موجی نور تشکیل می‌دادند، مسابقه‌ای همراه با جایزه برای ارائه‌ی مقاله‌ای درباره‌ی پراش نور ترتیب داد. اوگوستن فرنل، مهندس جوان ارتش، که به نظریه‌ی موجی اعتقاد داشت، برنده‌ی این جایزه شد. اما حامیان نیوتن نه تغییر عقیده دادند و نه ساکت نشستند. یکی از این حامیان به نام پواسون «نتیجه‌ی عجیبی» را به این صورت ابراز کرد، که اگر نظریه‌های فرنل درست باشند موج‌های نوری هنگام عبور از لبه‌های یک کره باید به درون ناحیه‌ی سایه‌ی کره زبانه بکشند و در مرکز سایه خال روشنی ایجاد کنند. کمیته‌ی جایزه‌دهنده در موردپیشگویی این ریاضی‌دان نامی آزمایشی ترتیب داد و کشف کرد که خال روشن فرنل، که امروزه چنین نام گرفته است، به واقع در همان جا تشکیل می‌شود! برای یک نظریه هیچ چیز اطمینان‌بخش‌تر از این نیست که یکی از پیشگویی‌های نامنتظر و مغایر با ادراک آن به وسیله‌ی آزمایش تائید شود. طرح پراش ایجاد شده از گذر نور از لبه‌های یک قرص که مشابه با آزمایش پیش‌گفته است در شکل 2 آمده است. کره و قرص هر دو مقطعی با لبه‌ی دایره‌ای دارند. می‌توانید خال روشن فرنل را در مرکز آن ببینید.
شکل1
شکل2
شکل3
