سلام.
شاید این سوالی که میپرسم در برابر سوالاتی که تو این فروم مطرح میشه چیزی نباشه.
میخواستم دلیل عبور نور از شیشه و اجسام شفاف رو بدونم یا اجسام شفاف چه تفاوتی با مواد دیگه دارن که نور ازشون عبور میکنه؟
میدونم برای خیلی ها این سوال ساده ای هست اما هرچی تو گوگل گشتم و از دیگران پرسیدم جوابی نگرفتم.
ممنون میشم راهنماییم کنید.
برای بررسی این موضوع می شه از
دو دیدگاه استفاده کرد ... یکی دیدگاه
کلاسیک بررسی از امواج و نور رو موج الکترومغناطیسی می دونه ... دومی دیدگاه
کوانتومی که نور رو مجموعه ای از ذرات می بینه !...
اول در مورد دیدگاه کلاسیک یه توضیحی می دم , بعد هم کمی در مورد کوانتوم مسئله و توضیحاتی که بعضی از دوستان دادن ! ...
یه مسئله ی کلی اینه که :
دلیل اینکه مواد شفاف دیده می شن , عبور نور از این مواده و اگر هم که نور عبور نکنه و منعکس بشه , خوب دلیل به شفاف نبودن هست ! ...
حالا بحث اینه که عبور نور در مواد مختلف به چه عواملی بستگی داره ...
در کل
عبور نور از مواد به خیلی از پارامترها بستگی داره ... به قطبی بودن یا نبودن مواد ... رسانا یا نارسانا بودن مواد ... خطی یا غیر خطی بودن .. همگن بودن یا نبودن .. مقادیر ثابتی مثل ثابت دی الکتریک و یا غیره ...و همچنین به بسامد موج هم بستگی داره ...
ببینید , اگه بخوام خلاصه بگم , تقریبا همه چیز به
ضریب شکست محیط بستگی داره ...
امواج در برخورد با یه محیط , یا رد می شن و یا منعکس می شن ...
از دیدگاه کلاسیک ... امواجی که رد می شن
هم بسامد با موج فرودی هستن و فقط در اندازه ی دامنه با موج فرودی یا اصلی تفاوت دارن ... میزان تغییر این دامنه به مقدار ضریب شکست محیط بستگی داره ...
ولی در کل مسیر نور از ماده , مقدار دامنه ثابت هست ... به این خاطره که بعضی از اجسام نور رو از خودشون عبور می دن و شفاف دیده می شوند ... از این دست مواد ,
شیشه ...
از طرفی
در بعضی از مواد این ضریب شکست مختلط هست , دلیل اش رو می گم ... و همین ختلط بودن باعث می شه که یه
عامل نمایی در دامنه ی موج عبوری ( موجی که به درون ماده وارد می شه ) وارد بشه ... نتیجتا با پیشرفت موج در ماده ,
دامنه کمتر و کمتر می شه تا اینکه از بین بره ... توی
مواد غیر شفاف چنین مکانیزمی اتفاق میوفته ...
و اما این عامل مختلط زا ناشی از چه واقعیتیه ؟ ... این عامل به خاطر وجود
رسانندگی در بعضی از مواد بوجود میاد ( در ا دامه بیشتر توضیح می دم ) ...
در اصل موادی که به نوعی این عامل درونشون وجود داشته باشه دامنه ی امواج عبوری از این مواد به صورت نمایی در میاد و باعث می شه که موج , بعد از طی مسافتی از بین بره ... به عنوان مثال ,
فلزات
باید به این نکته توجه کنید که ما رسانای ایده آل و نارسانای ایده آل ( یعنی رسانندگی صفر , رسانندگی در نارساناها هم مقادیر متفاوتی داره ) به طور طبیعی نداریم ...
و اما بر هم کنش میدان الکترومغناطیسی با مواد ...
کلا , میدان مغناطیسی با
الکترون های آزاد ( در فلزات ) ...
الکترون های مقید ( در نارسانا ها ) و یا با
مولکولهای قطبی بر هم کنش می کنه ... و همین بر همکنش می تونه به صورت ارتعاشات اتمی یا مولکولی دیده بشه و یا در بخورد های بین اتم ها و مولکولها این انرژی هدر بره ...
و
این برهم کنش ها به بسامد موج فرودی بستگی داره ... و جالب تر اینکه مقادیر حقیقی و موهومی ضریب شکست محیط که در بالا گفتم هم به این بسامد بستگی داره ... به همین دلیله که همونطور که دوستمون (
mazoolagh ) گفتن بعضی از امواج از یک ماده عبور می کنن و بعضی دیگه نمی تونن ...
برای مثال امواج مرئی از شیشه عبور می کنه
چون در این طول موج ضریب شکست شیشه قسمت موهومی نداره ( رسانندگی صفر داره ) و موج می تونه بدون تغییر در مقدار دامنه عبور کنه ... ولی همین شیشه در طول موج فرابنفش انعکاس بالایی داره چون ضریب شکست شیشه در این طول موج مقدار موهومی داره (
مقداری رسانندگی در حد اتمی و مولکولی ) و دامنه هم به صورت نمایی کاهش پیدا می کنه ... در نتیجه نور قبل از عبور کامل از ماده , از بین می ره ...
منظور از این رسانندگی (
تولید گشتاورهای قطبی الکتریکی ... ) , بر همکنش موج با ماده و الکترون های آزاد و یا مقید و یا مولکول های قطبی ماده هست که باعث می شه
انرژِی موج رفته , رفته کمتر بشه و نتونه بدون تغییر از عبور کنه ! ....
خب این از دیدگاه کلاسیک ... امیدوارم که متوجه شده باشین ! ... بریم سر وقت دیدگاه کوانتومی و مدرن ...