آموختن علم و دانش بیشتر

شکست نور

تاریخ:چهارشنبه 21 دی 1390-12:26

شكست نور
پدیده دومی كه علاوه بر بازتاب در دستگاههای نوری مهم می‌باشد شكست هست.

دید كلی


پدیده دومی كه علاوه بر بازتاب در دستگاههای نوری مهم می‌باشد شكست هست.

  • آیا از خود پرسیدید كه چرا وقتی چوبی را وارد آب استخر می‌كنیم از بیرون كج دیده می‌شود؟
  • پرتوهایی كه از یك عدسی می‌گذرد از مسیر اولیه‌اش منحرف می‌شود؟
  • تیری را كه از پشت شیشه‌ای به یك نقطه‌ای هدف گیری كنیم، به هدف نمی‌خورد؟ و ....

    در سیستمهای نوری در برخی ساختارها حضور شكست مفید است و در برخی از سیستمها ایجاد مزاحمت (مثلاً اعوجاج) و ... می‌نماید. در منشورها این شكست نور است كه با انحراف از مسیر اولیه نور سفید را به ما می دهد و ... . نورهای اجسام خارجی كه توسط عدسی خود چشم و برای چشم های بیمار با همكاری عینكها روی شبكیه چشم جمع می شوند و تشكیل تصویر می‌دهند. این تغییر امتداد مسیر پرتوها در عینك و عدسی چشم همان پدیده شكست است. چون تمام سطح به سطوح كوچك تخت و كروی با هندسه معین می شوند. ما نیز سطوح اپتیكی سیستمها را به این دو سطح محدود می‌كنیم.

شكست در سطوح تخت

شكست نور در شیشه (تیغه نازك) را بررسی می‌كنیم: وقتی نور به شیشه می‌تابد چون طرفین آن هوا (یا محیطی) با جنس یكسان است. مثلا طرفین تیغه شیشه‌ای هوا باشد در سطح اول مقداری منحرف می‌شود، این شكست اولیه یك جابجایی داخلی را برای این نور سبب می‌شود و در سطح دوم دوباره یك شكست دیگری پیدا كرده و امتداد اولیه خود را می‌یابد. پدیده شكست در مرز مشترك محیطها از قانون اسنل تبعیت می‌كند.


(n1 sin (i) = n2 sin (r

شكست در سطوح كروی

در سیستمهای نوری با اجزای نوری همچون آینه‌ها ، عدسیها ، منشورها و ... قوانین اسنل مربوط به شكست و انعكاس مسیر پرتو را می‌دهد. اگر سطح كروی ما یك دیوپترهای كروی (سطح شكست كروی) باشد كه دو محیط با جنسهای مختلف نوری را از هم جدا می‌كند باشد. مثلاً از یك ستاره‌ای در بینهایت نور به یك دیوپتر كروی بتابد، هم در بی نهایت است. و پرتوهای تابش موازی هم می‌آیند و موازی محور اصلی دیوپتر به قسمتهای مختلف آن می‌خورند و بعد از شكست در دیوپتر خود یا امتدادهایشان از كانون دیوپتر عبور می‌كنند كه محل تقاطع نقطه منفردی است و نیز شكست دو مرحله‌ای منشورها كه طیف سالم و دقیق نور سفید را ایجاد می‌كنند.

شكست دو مرحله‌ای

در تیغه‌های متوازی السطوح و كلا شیشه‌های (دیوپترهای) با ضخامت معین شكست در سطح اول و شكست در سطح دوم داریم. برای تیغه متوازی السطوح همانند شیشه نازك ساده فقط یك جابجایی داخلی برای پرتو اتفاق می‌افتد، امّا برای منشورها و غیره علاوه از جابجایی داخلی امتداد پرتو نیز عوض می شود دیو پتر های ضخیم نیز همین حالت را دارند.

در ساختمان طیف سنجهای نوری ، منشورها حضور دارند در مسافت یاب منشوری یافت می شوند در دستگاههای رادیولوژی جهت جابجایی داخلی كاربرد دارند. در ساختمان موجبر نوری در تداخل سنجها در برخی سیستمهای اندازه گیری سرعت نور این پدیده به عنوان مكانیزم دستگاه عمل می‌كند. و ...

منبع: رشد


نوع مطلب : نور(فیزیک) 

داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

میکروسکوپ نوری

تاریخ:چهارشنبه 21 دی 1390-11:56

میكروسكوپ نوری
با توجه به گسترش روز افزون میكروسكوپها در شاخه‌های مختلف علوم پزشكی و صنعت هر روزه شاهد پیشرفتهای مختلف در صنعت میكروسكوپها می‌باشیم. این پیشرفتها شامل پیشرفت سیستم روزی طراحی اجزای مكانیكی ، پایداری استحكام و راحتی در استفاده از آنها می‌باشد. میكروسكوپهای نوری معمولی كه در تحقیقات بیولوژیكی و پزشكی بكار می‌روند دو دسته می‌باشند. یك دسته دارای چشمه نوری مجزا از میكروسكوپ می‌باشند و دسته دوم میكروسكوپهایی می‌باشند كه دارای چشمه نوری تعبیه شده در میكروسكوپ می‌باشند. میكروسكوپهای معمولی مدرن مورد استفاده از نوع دوم می‌باشد و تقریبا ساخت و استفاده نوع اول منسوخ شده است.

دید كلی

با توجه به گسترش روز افزون میكروسكوپها در شاخه‌های مختلف علوم پزشكی و صنعت هر روزه شاهد پیشرفتهای مختلف در صنعت میكروسكوپها می‌باشیم. این پیشرفتها شامل پیشرفت سیستم روزی طراحی اجزای مكانیكی ، پایداری استحكام و راحتی در استفاده از آنها می‌باشد. میكروسكوپهای نوری معمولی كه در تحقیقات بیولوژیكی و پزشكی بكار می‌روند دو دسته می‌باشند. یك دسته دارای چشمه نوری مجزا از میكروسكوپ می‌باشند و دسته دوم میكروسكوپهایی می‌باشند كه دارای چشمه نوری تعبیه شده در میكروسكوپ می‌باشند. میكروسكوپهای معمولی مدرن مورد استفاده از نوع دوم می‌باشد و تقریبا ساخت و استفاده نوع اول منسوخ شده است.

اجزای اصلی میكروسكوپ نوری

پایه

یك قطعه شامل یك بخش پایین به صورتهای مختلف و گاهی بصورت نعل اسبی می‌باشد كه بر روی میز محل مطالعه قرار می‌گیرد. پایه دارای ستون می‌باشد كه اجزا مختلف به آن متصل می‌شود، وزن پایه نسبتا زیاد است و اجزائی كه بر روی پایه سوارند عبارتند از: چشمه نور و حركت دهنده لوله میكروسكوپ.

لوله

میكروسكوپهای مختلف تك چشمی (monocular) و یا دو چشمی (binocular) می‌باشند، وقتی به مدت طولانی می‌خواهیم از میكروسكوپ استفاده كنیم دو چشمی بهتر است، چون مانع خستگی چشم می‌باشد. لوله شامل دو گروه عدسی به نامهای چشمی و شیئی است.

عدسیهای شیئی

در میكروسكوپهای معمولی چهار عدسی شیئی بر روی صفحه چرخان نصب شده كه ویژگیهای این عدسیها بصورت زیرا است:


عدسی شیئی آكروماتیك X10 (16 میلیمتری با N.A = 0.3)
عدسی شیئی آكروماتیك X40 (4 میلیمتری با N.A = 0.65)
عدسی فلورئیت X45 (35 میلیمتری)
عدسی آكروماتیك X90 (2 میلیمتری و N.A = 1.2)



دو عدسی اول در حالت خشك و دو عدسی بعدی در حالت ایمرسیون روغنی مورد استفاده قرار می‌گیرند. وظیفه عدسی شئی تهیه تصویر بزرگ شده از شیئی مورد نظر است عدسیهای شیئی وقتی به صورت خشك بكار می‌روند، دارای N.A زیاد نمی‌باشند و لذا مدت تفكیك آنها است. استفاده از روش ایمرسیون روغنی می‌تواند موجب افزایش N.A و افزایش روزلوشن شود. عدسیهای شیئی معمولا بصورت عدسیهای مركب می‌باشند. كیفیت در عدسیهای شیئی وابسته به شدت روشنایی تصویر می‌توان تفكیك می‌باشد.

عدسیهای چشمی

وظایفی كه چشمی بر عهده دارند عبارتند از: بزرگ سازی تصویر معكوس حاصله از عدسی شیئی ، تشكیل تصویر مجازی از تصویر حاصله بوسیله عدسی شیئی ، اندازه گیری و سنجش اجزا واقع در تصویر. چشمیها دارای انواع مختلفی می‌باشند كه دو نوع معروف و معمول آنها عبارتند از چشمی هویگنس (Huygenian) و چشمی رامزدن (Ramsden). چشمی هویگنس متشكل از دو عدسی سطح محدب می‌باشد كه یك طرف هر كدام مسطح و یكطرف محدب می‌باشد.

در نوع هویگنس سطح محدب هر دو عدسی بطرف پایین می‌باشد و بین این دو عدسی دیافراگم قرار گرفته ، دیافراگم در محل كانون عدسی بالای عدسی چشمی واقع است. عدسی پایین پرتوهای رسیده از عدسی شی را جمع آوری نموده و در محل دیافراگم یا در نزدیكی آن متمركز می‌نماید. عدسی چشمی این تصویر را بزرگ نموده و البته بصورت یك تصویر مجازی بزرگ شده به چشم فرد مشاهده‌گر منتقل می‌كند.

كار دیافراگم كاهش خیره كننده‌گی نور رسیده به چشم بیننده است.چشمیهای هویگنس به چشمیهای منفی معروفند و دارای بزرگنمایی 10 و 5 می‌باشند. چشمی هویگنس دارای قیمت نسبتا ارزان و كارایی مناسب می‌باشد، اشكال عمده آن محدود بودن میدان دید و عدم تامین راحتی كافی برای چشم است. چشمیهای رامزدن به چشمیهای مثبت معروفند، این چشمیها با دقت خوبی انحرافات عدسیهای آپكروماتیك را تصحیح می‌نمایند.

سیستم روشنایی

میكروسكوپها دارای محدودیتهای متعددی می‌باشند و لیكن در عمل اغلب روشنایی میكروسكوپ موجب محدودیت اصلی می‌شود. بنابراین تلاشهای زیادی در تهیه روشنایی و روش تهیه روشنایی مناسب برای میكروسكوپها گردیده است. پس تهیه نور مناسب می‌تواند نقش اساسی در وضوح تصویر داشته باشد. روشنی محیط نمی‌تواند برای تهیه تصویر مناسب و كافی باشد، لذا در تهیه روشنایی حتما باید از لامپها و چشمه‌های مصنوعی نوری استفاده می‌شود. لامپهای مورد استفاده در میكروسكوپها عبارتند از:


  • لامپ هالوژن: این لامپ نور سفید ایجاد می‌كند و متشكل از یك رشته تنگستن در گاز هالوژن می‌باشد. حاصلضرب شدت نور حاصله در طول عمر این لامپ تقریبا ثابت است. از لحاظ قیمت در مقایسه با لامپ جیوه و گزنون ارزانتر می‌باشد و برای كارهای فتومیكروگرافی مفید است.

  • لامپ تنگستن: این لامپها در میكروسكوپهای ارزان قیمت و آموزشی بكار می‌روند.

  • لامپ گزنون: این نوع لامپ یك لامپ تخلیه الكتریكی است. این لامپها دارای پایداری بیشتری نسبت به لامپهای جیوه‌ای می‌باشند.

  • لامپ جیوه‌ای: این لامپ همانند لامپ گزنون از طریق تخلیه الكتریكی ایجاد نور می‌نماید. لامپ جیوه‌ای حاوی مقدار كمی جیوه است كه در اثر یونیزه شدن هوای داخل لامپ ، یونهای تولید شده موجب تبخیر و یونیزه شدن جیوه‌ها می‌شوند.

كندانسور

وظیفه كندانسور متمركز سازی نور بر روی نمونه می‌باشد. كندانسور در زیر Stage كه محل قرار‌‌‌گیری نمونه است واقع می‌شود.


  • كندانسور آبه: این نوع كندانسور عموما در میكروسكوپهای معمولی بكار می‌روند. در این نوع كندانسورها دو عدسی بكار رفته است و دارای قیمت ارزان می‌باشند. این كندانسورها با عدسیهای شیئی و آكرومات CF با بزرگنمایی 4x تا 100x برای مشاهدات عمومی و كاربردهای تشخص مفید می‌باشند.

  • كندانسور با عدسی متحرك: این كندانسور برای فتومیكروگرافی همراه با عدسی‌های شیئی و پلن آكرومات از نوع CF مفید می‌باشند.

  • كندانسور آكرومات: این گروه كندانسور در مشاهدات و فتومیكروگرافی مورد استفاده قرار می‌گیرد این نوع كندانسور با عدسیهای شیئی 4x تا 100x می‌تواند بكار رود.

  • كندانسور آكرومات - آپلانت: این نوع كندانسور را پایه همراه با عدسی های شیئی آپوكرومات بكار برد این كندانسور ها برای فتومیكروگرافی جهت تصویرگیری از اجزا بسیار ریز بسیار مفید می باشد.

  • كندانسور جهت عدسیهای شیئی با توان كم ، كه این نوع كندانسور معمولا در بزرگنماییهای بسیار پایین مثل عدسی شیئی با بزرگنمایی 4x تا 460x مفید هستند.

چگونگی تشكیل و مشاهده تصویر

نور به صورت موج سینوسی پیوسته انتشار نمی‌یابد و لیكن می‌توان تصور كرد كه یك فوتون همچون یك بار ولی با سرعت 300000 كیلومتر در ثانیه حركت می‌كند. و چون این ذرات بطور پی‌در‌پی در حال تعقیب یكدیگرند، لذا در عمل راهی جز نمایش آنها به صورت یك موج پیوسته نیست. فوتونهای نوری می‌توانند دارای طول موجهای متفاوتی باشند، رنگ نور بوسیله طول موج آن تعیین می‌شود. مخلوط نورهای مختلف موجب تحریك شبكیه چشم می‌شود كه انسان احساس رنگ سفید می‌نماید.

اكثرا اشیایی كه توسط میكروسكوپ مشاهده می‌شوند نسبت به نور شفاف می‌باشند و اجزای آنها تنها وقتی قابل مشاهده می‌باشند كه این اجزا نسبت به زمینه دارای كنتراست (كنتراست در شدت و یا رنگ) باشند. وقتی كه نور سفید به یك جسم قرمز بتابد، تمامی طول موجهای موجود در نور سفید بجز نور قرمز در آن جذب می‌شود. بنابراین یك جسم با ناحیه قرمز را در یك زمینه سفید بخاطر آنكه دارای كنتراست رنگی می‌باشد می‌توان دید.

عدسی شیئی در میكروسكوپ كه یك عدسی همگرا با فاصله كانونی كوچك است، تصویر حقیقی و وارونه و بزرگتر از شیئ را تشكیل می‌دهد. برای این منظور شیئ باید بین كانون عدسی شیئی و قرار گیرد، توان عدسی شیئی بزرگتر از توان عدسی چشمی است و تصویر اول را بزرگتر می‌كند (عدسی چشمی مثل ذره بین عمل می‌كند) و تصویر حاصل از عدسی شیئی باید در فاصله كانونی عدسی چشمی باشد. از این شیئ ، تصویر مجازی نهایی تشكیل می‌شود كه بزرگتر است.

منبع: رشد


نوع مطلب : نور(فیزیک) 

داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

طبیعت نور

تاریخ:چهارشنبه 21 دی 1390-11:51

طبیعت نور
حساسیت اندامهای دیداری به نور بسیار زیاد است. بنابر تازه‌ترین اندازه گیریها ، برای ‏احساس نور كافی است كه حدود انرژی تابشی در هر ثانیه و تحت شرایط مناسب بر ‏چشم بتابد.

دید كلی

حساسیت اندامهای دیداری به نور بسیار زیاد است. بنابر تازه‌ترین اندازه گیریها ، برای ‏احساس نور كافی است كه حدود انرژی تابشی در هر ثانیه و تحت شرایط مناسب بر ‏چشم بتابد. به عبارت دیگر ، توان كافی برای تحریك نوری قابل احساس مساوی ‏است. چشم انسان از جمله حساسترین وسایلی است كه می‌تواند وجود نور را درك كند. اثر ‏نور بر چشم در فرایند شیمیایی معینی خلاصه می شود. كه در لایه حساس چشم پدید ‏می‌آید و باعث تحریك عصب بینایی و مركزهای مربوط در مغز قدامی می‌شود. اثر ‏شیمیایی نور مشابه با كش روی اجزای حساس چشم انسان را می‌توان در محو ‏تدریجی رنگها در نور مشاهده كرد (محور تدریجی مصنوعی است).

آزمایش ساده

با استفاده از این وسایل خاص می‌توان پدید آمدن جریان الكتریكی بر اثر نور را به ‏سهولت آشكار كرد. اگر بام یك خانه كوچك را بتوان با ماده‌ای كه در فتوسلها بكار می‌رود پوشاند، می‌توان در یك روز آفتابی به كمك انرژی نوری جریان الكتریكی با توان چند ‏كیلووات بدست آورد. سرانجام باید متمركز شد كه اثر مكانیكی نور را نیز می‌توان ‏مشاهده كرد. این اثر در فشار نور بر سطح بازتاب دهنده یا جذب كننده نور آشكار می‌‏شود. ‏اگر جسم را به شكل پره‌های متحركی بسازیم، چرخش چنین پره‌هایی بر اثر نور تابشی ‏را می‌توان دید. این آزمایش جالب توجه اولین بار در 1900 توسط بروف در مسكو انجام ‏شده است. محاسبه‌ها نشان می‌دهد كه تابش پرتوهای خورشیدی بر آینه‌ها‌ اثر می‌كند.‏

فرآیندهای نورانی‏

در مدت جذب نور توسط مواد در ساختمان تعداد نسبتا كمی از مواد حساس به نور ، ‏تبدیلهای شیمیایی صورت می‌گیرد. ولی نور توسط هر جسم به میزان معینی جذب می‌‏شود، كه از گرم شدن جسم می‌توان آنرا آشكار ساخت.‏ گرم شدن اجسام بر اثر جذب نور فرآیندی كلی است كه می‌تواند به سهولت بوجود ‏آید و برای آشكارسازی و اندازه گیری انرژی ناشی بكار می‌رود.

گرم شدن توسط ‏تابش خورشیدی نمونه ساده‌ای از این فرآیند است. در مناطق جنوبی كه روزهای آفتابی ‏بسیار زیادی وجود دارد از گرمای حاصل از جذب انرژی خورشیدی می‌توان برای حركت در ‏آوردن دستگاهها بهره گرفت.‏ انرژی بدست آمده بر اثر تابش خورشیدی در نواحی جنوبی در روزهای آفتابی به بیش از ‏J/s‏ 1000 در هر متر مربع سطح بالغ می‌شود. بطوری كه آهنی تخت كه روی بام ‏ساختمان قرار گرفته باشد می‌تواند آب گرم ساكنان در تمام فصل تابستان تأمین كندآب گرمكن خورشیدی. با ‏متمركز كردن پرتوهای خورشیدی به كمك آینه بزرگ می‌توان آنرا تا دمای بالایی گرم ‏كرد. اثر نور را می‌توان در بعضی پدیده‌های الكتریكی مشاهده كرد. با توجه به اینكه ‏روشن كردن یك سطح فلزی می‌تواند باعث بیرون آمدن الكترونها از آن شود (اثر فوتو ‏الكتریك).

اثرات نور

در حال حاضر چشمه‌های جدید تابش همدوس پر انرژی تكامل یافته‌اند. این چشمه‌ها لیزرها هستند كه اجازه می‌دهند با متراكم كردن انرژی در سطح كوچكی فشار نوری ‏بدست آید. پس نور می‌تواند اثرهای گوناگونی ایجاد كند. همه اینها مؤید این هستند ‏كه تابش نور حامل انرژی است. تبدیل این انرژی در تمام پدیده‌ها شرح داده شده در بالا ‏دیده می‌شود.‏

مثالهای بالا نشان می‌دهند كه اثرهای نور گوناگون است. البته نقش نور به عنوان ‏چشمه مستقیم انرژی نسبتا كوچك است. ماشینهای مبتنی بر گرم شدن بر اثر نور ‏خیلی بكار نمی‌روند، و آنهایی كه مبتنی بر اثر فوتو الكتریك هستند، هنوز منتظر تكامل می‌باشند. ولی آزمایشها نشان می‌دهند كه فوتوسلهایی كه با استفاده از نیمرسانای ژرمانیم و ‏سیلیكون كار می‌كنند تا 15% انرژی تابشی فرودی را مستقیما به انرژی الكتریكی تبدیل ‏می‌كنند (باتریهای خورشیدی).‏

منبع: رشد


نوع مطلب : نور(فیزیک) 

داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

کوره آفتابی

تاریخ:چهارشنبه 21 دی 1390-11:01

كوره آفتابی
پرتو نورهای تابیده شده نسبت به محور اصلی در بازتاب تقارن آینه‌ای دارند. پرتو نورهایی كه موازی محور اصلی بتابد حتما بازتاب آنها از كانون می‌گذرد (كانون اصلی) ، پس در آن نقطه حرارت و گرما بسیار بالاتر از اطراف است.


تصویر

مقدمه

كوره آفتابی وسیله‌ای است برای تولید گرما بوسیله تجمع و تمركز نور خورشید در یك نقطه خاص و استفاده از حرارت آن نقطه برای تولید آب گرم و بخار آب گرم. كوره آفتابی به شكل بشقاب كاو (مقعر) و آینه‌ای و صیقلی (كه نورهای تابیده شده به طرف خود را بازتاب می‌كند) است. نورهای تابیده شده از بی نهایت دور موازی هستند، بنابراین همه آنها بعد از بازتابش نقطه خاصی به نام كانون می‌گذرند. برای ورود به بحث با چند اصطلاح آشنا می‌شویم.


مركز آینه (C): نقطه‌ای است كه فاصله تمام نقاط سطح از آن نقطه ثابت است.

كانون (F): نصف فاصله سطح تا مركز را كانون می‌نامند و فاصله و سطح بشقاب (رأس آینه) تا كانون فاصله كانونی (f) نامیده می‌شود.

محور اصلی: خطی فرضی كه وسط (رأس) بشقاب را به مركز وصل كرده و كانون روی آن نیز كانون اصلی نامیده می‌شود.

تصویر

پرتو نورهای تابیده شده نسبت به محور اصلی در بازتاب تقارن آینه‌ای دارند. پرتو نورهایی كه موازی محور اصلی بتابد حتما بازتاب آنها از كانون می‌گذرد (كانون اصلی) ، پس در آن نقطه حرارت و گرما بسیار بالاتر از اطراف است. پس اگر منبع آب در آن نقطه قرار داده شود آب در اثر انرژی دریافتی از خورشید بسیار گرم خواهد شد و این اساس یك كوره آفتابی است.

نمونه كوچك و قدیمی كوره آفتابی ذره‌بین است كه از شیشه محدب یا حتی یخ تراشیده شفاف ساخته می‌شد. امروزه از اجسام آینه‌ای با توجه به ویژگی ساختمانی گفته شده برای تولید آب گرم منازل در ابعاد محدود در پشت بامها و در ابعاد بزرگتر ساختمان بلند كه نمای بیرونی آن به شكل كاو طراحی شده و در نمای جلویی آن از شیشه‌های رفلكس و آینه‌ای برای بازتاب نور استفاده می‌شود، بطوری كه بازتابها در یك نقطه در مقابل یعنی كانون جمع می‌شوند.

در كانون یك منبع آب قرار می‌دهند و با لوله كشیهایی به توربین تولید برق وصل می‌كنند، با توجه به ابعاد ساختمان انرژی گرمایی دریافتی فوق العاده بالاست و بخار آب تولید شده با جریان شدید در لوله‌ها به توربین رسیده و باعث چرخش آن و تولید برق ارزان قیمت در چنین مجموعه نیروگاهی برق - آبی می‌گردد.

با توجه به پیشرفت صنعتی ، نیاز روز افزون به انرژی ، گرانی ، محدودیت منابع ، ناوگان حمل و نقل ، آلودگیهای زیست محیطی برخی منابع انرژی مثل سوختهای فسیلی ، پسماندها و ... . استفاده از انرژی خورشید به عنوان منبع سالم و تجدید پذیر انرژی در زمین راه كار مناسبی برای منازل در جهت كاهش هزینه و آلودگی و ... باشد، بویژه كه برخی مناطق به دلیل صعب العبور بودن و هزینه انتقال و تلفات انرژی بالایی دارند.


برای افزایش بهره‌وری در استفاده از بشقابها و نیروگاهها می‌توان موارد زیر را در نظر گرفت. موقعیت جغرافیایی ، اقلیمی ، ویژگیهای آب و هوا با توجه به آفتابی بودن ، طول روز مسیر ظاهری حركت خورشید در آسمان از طلوع تا غروب و با استفاده از منابع اطلاعاتی در این مورد می‌توان اطلاعات لازم را بدست آورد.

استفاده از مواد مناسب و طراحی آنها در جهت افزایش نسبت بازتاب به نور تابشی و همچنین برنامه رایانه‌ای و یك موتور برای چرخاندن دستگاه و مجموعه برای افزایش كارایی توصیه می‌شود، طوری كه بشقاب و مجموعه همواره مسیر حركت خورشید را تعقیب كرده و متناسب با آن بچرخد. در برنامه رایانه‌ای استفاده از روش و نمودار رویدات و سلرز - مدار میل خورشید بر حسب عرض جغرافیایی ، انرژی رسیده به سطح و توان جذب و بازتاب سطح در منبع فوق سودمند است.

منبع: رشد


نوع مطلب : نور(فیزیک) 

داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

عدسی چشم

تاریخ:چهارشنبه 21 دی 1390-10:59

عدسی چشم
عدسی عضوی است محدب الطرفین ، قابل انعطاف، بدون رگ و شفاف با قطر 9 میلیمتر و ضخامت 4 میلیمتر كه ما بین مایع زلالیه و زجاجیه چشم قرار دارد.

ساختمان عدسی

عدسی عضوی است محدب الطرفین ، قابل انعطاف، بدون رگ و شفاف با قطر 9 میلیمتر و ضخامت 4 میلیمتر كه ما بین مایع زلالیه و زجاجیه چشم قرار دارد. و توسط زنولها به شیارهای بین جسم مژگانی اتصال دارد. عدسی فرد بالغ دارای سه بخش كپسول، پوشش جلویی و ماده عدسی است. كپسول غشای پایه قابل انعطاف و سختی است كه كل عدسی را می‌پوشاند فقط سطح جلویی عدسی به وسیله پوشش مكعبی پوشانیده شده است.

استوای عدسی، سلولهای مكعبی استوانه‌ای می‌شوند از حالت عمودی به حالت موازی با سطح عدسی در می‌آیند و رشته‌های عدسی را می‌سازند این رشته‌ها به شكل دوایر متحدالمركز در پیرامون یك هسته مركزی، عمود بر مردمك قرار می‌گیرند. رشته‌های پیر بدون هسته‌اند و رشته‌های جوان در استوای عدسی ساخته می‌شوند هر رشته یك منشور شش ضلعی بطول 7-10 میلیمتر است كه تمامی قطر عدسی را طی می‌كنند. كپسول عدسی كمی از جدار مویرگ نفوذ‌پذیرتر است. عدسی حاوی 65% آب ، 35% پروتئین ، پتاسیم ، اسید اسكوربیك ، گلوتاتیون اكسید و احیاء و ... می‌باشد. عدسی بدون رگ و عصب است و مواد غذایی را از زلالیه می‌گیرد. سلولهای اپی‌تلیال استوانه‌ای عدسی در تمام عمر تكثیر می‌شوند و فیبرهای مسن‌تر به داخل هسته عدسی می‌روند.


تصویر

عمل عدسی در چشم

عدسی (بعد از قرنیه) دومین قدرت چشم است. عدسی در پشت مردمك واقع شده است و عمل تطابق و متمركز كردن نور بر روی شبكیه را انجام می‌دهد. در هنگام مطالعه، عدسی با تغییر انحنا خود این امكان را ایجاد می‌نماید كه بتوانیم اجسام نزدیك را بخوبی ببینیم. این قابلیت از سن 45-40 سالگی به بعد، كاهش می‌یابد و بنابراین پیر چشمی عارض می‌گردد، بدین معنا كه برای دید نزدیك و مطالعه نیاز به عینك جداگانه خواهد بود. هرگاه فردی به نزدیك نگاه می‌كند، انقباض عضله سیلیاری، كشش عدسی را كم می‌كند و لذا عدسی كروی‌تر شده و قدرت انكساری بیشتری پیدا می‌كند و تصویر جسم نزدیك را بر شبكیه می‌اندازد (عمل تطابق). در نگاه به دور عكس این حالت اتفاق می‌افتد. با پیر شدن و كاهش حالت ارتجاعی عدسی ، قدرت تطابق آن كاهش می‌یابد و فرد تار می‌بیند.

بیماریهای عدسی چشم

پیر چشمی با كاهش قدرت تطابق عدسی، باعث كاهش توانایی فرد در اجرای اعمال نزدیك می‌شود.
آب مروارید یا كاتاراكت كه یكی از شایعترین بیماریهای چشم می‌باشد بعلت كدر شدن عدسی چشم اتفاق می‌افتد. در آب مروارید، كدورت عدسی باعث تاری دید دور و نزدیك می‌شود.
در رفتگی عدسی كه با تاری دید شدید مشخص می‌شود.
همچنین كاهش تطابق عدسی چشم می‌تواند باعث عیوب انكساری چشم (دوربینی، نزدیك بینی و ...) شود.

منبع: رشد


نوع مطلب : نور(فیزیک) 

داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

خطرات آلودگی نوری

تاریخ:چهارشنبه 21 دی 1390-10:58

خطرات آلودگی نوری‌
پدرها و مادرها و پدربزرگ‌ها و مادربزرگ‌های ما بخوبی‌شب‌های گرم تابستان را به خاطر می‌آورند. وقتی در محله‌های مركزی شهر در خانه‌هایی كه خانه بود و مثل امروز به لانه‌ها یا خوابگاه‌هایی كوچك بدل نشده بود

پدرها و مادرها و پدربزرگ‌ها و مادربزرگ‌های ما بخوبی‌شب‌های گرم تابستان را به خاطر می‌آورند. وقتی در محله‌های مركزی شهر در خانه‌هایی كه خانه بود و مثل امروز به لانه‌ها یا خوابگاه‌هایی كوچك بدل نشده بود

از پشت توری پشه‌بند هم می‌توانستی صدها ستاره بشماری و گاه عبور شهابی را ببینی و در دل آرزویی كنی. اگر خوابت نمی‌برد و از پشه‌بند بیرون می‌آمدی حتی از همان خانه‌های میانه شهر هم می‌توانستی نواری از راه كهكشان كم‌سو را در آسمان ببینی.


اینك همه چیز از دست رفته است. جای آن خانه‌های باصفا را آپارتمان‌ها گرفته‌اند. جای شعر آهنگین شاهنامه را برنامه‌های سینمایی و جای ستاره‌های آسمان را پروژكتورها. گویی شعر سهراب سپهری تحقق پیدا كرده است و نئون كمر به قتل مهتاب بسته و ما شادمانیم كه دنیایمان مدرن شده است، در حالی كه در این طغیان نورهای لجام‌گسیخته، سلامت و امنیت خود را نیز از دست داده‌ایم.

زندگی مدرن ما با خود آلودگی‌های فراوانی به همراه داشته است، آلودگی منابع آب و محیط زیست، هوا، صوتی و ده‌ها نوع آلودگی دیگر؛ اما یكی از ویژگی‌های آلودگی‌ها این است كه ما متوجه مضر بودن آنها می‌شویم و اگرچه خودمان هم در فرآیند آلوده‌سازی مشاركت داریم، اما می‌دانیم كه راه، راه درستی نیست.



گونه‌ای دیگر از آلودگی‌ها نیز وجود دارد كه جهان همراه با فرآیند رشد فناوری با آن مواجه شده است و ظاهری متفاوت دارد. در حقیقت در نگاه اول این مساله به هیچ وجه آلودگی به نظر نمی‌رسد، اما نگاهی دقیق‌تر ما را متوجه خطرات آن می‌كند. آلودگی نوری امروزه به یكی از آلودگی‌های اصلی محیط زیست تبدیل شده است.

آلودگی‌ نوری چیست؟

بی‌شك زمانی كه ادیسون نخستین لامپ الكتریكی خود را به جهان معرفی كرد هیچ گاه گمان نمی‌كرد كه روزی آن ابزار ارزشمند كه روشنایی را به شب‌های تیره انسان آورده به ابزاری برای آلودگی تبدیل شود؛ اما در طول مسیر رشد فناوری‌های متعدد، منابع نوری موجود در شهرها نیز افزایش یافتند تا كم‌كم به بحرانی مهم تبدیل شدند.

اگر تصاویر ماهواره‌ای از زمین را كه در شب گرفته شده است ببینید و بتوانید مقایسه‌ای بین تصاویری كه با فاصله 10 و 20 سال از زمین گرفته شده‌اند، كنید متوجه شكل كلان این خطر می‌شوید. امروزه تقریبا هیچ نقطه واقعا تاریكی در جهان وجود ندارد. اما آیا این موضوع بد است؟ پیش از پاسخ به این پرسش باید دید تعریف آلودگی‌ نوری چیست؟ براساس تعریف انجمن بین‌المللی آسمان تاریك كه یكی از سازمان‌های اصلی مبارزه با آلودگی‌ نوری در جهان است، منابع نوری كه بدون هدف و بدون مهار مناسب جهت و شدت‌ آن،‌ نصب و استفاده می‌شوند منابع‌ آلوده‌كننده محیط به حساب می‌آیند. به این ترتیب هر نوری آلوده‌كننده محیط نیست؛ برای مثال یكی از چراغ‌های خیابان یا یكی از اتوبان‌های نزدیك منزل خود را در نظر بگیرید.

این چراغ‌ها با هدف روشن كردن سطح زمین برای بهبود شرایط دید در شب نصب شده‌اند. حال یك بار دیگر و با دقت به آنها نگاه كنید. متوجه می‌شوید كه در بیشتر موارد با پروژكتوری مواجهید كه هیچ قاب یا حفاظی روی آن قرار ندارد و در خیابان‌ها با لامپ‌های بدون سرپوش مواجه می‌شوید یا حتی در برخی موارد در پارك‌ها با چراغ‌های قوی‌‌ای مواجه می‌شوید كه رو به آسمان تنظیم شده‌‌اند و با تعجب متوجه خواهید شدكه سطح زیر آن بر خلاف انتظار چندان روشن نیست.

در چنین حالتی، نوری كه مستقیم به سمت آسمان حركت می‌كند هیچ نقشی در روشن كردن زمین زیر پای شما ندارد. یك تحقیق عمومی نشان می‌دهد در بیشتر موارد،‌ چنین چراغ‌هایی 30 تا 40 درصد توان خود را صرف روشن كردن مستقیم آسمان می‌كنند. حال تصور كنید كه روی همین چراغ را محفظه‌ای قیفی شكل قرار دهیم كه تا زیر محل قرارگرفتن لامپ امتداد یابد.

در این صورت بخشی از نور منبع‌ها كه بیشتر برای روشن كردن زمین استفاده می‌شد باز هم مستقیم به زمین می‌رسد، اما 30 تا 40 درصدی كه بی‌دلیل روانه آسمان می‌شد به داخل حفاظ برخورد می‌كند و به سمت زمین بازتابانده می‌شود. به این ترتیب زمین شما 30 درصد بیشتر روشن می‌شود و در عوض آسمان و محیط شما،‌ تاریك‌تر و طبیعی‌تر باقی می‌‌ماند.

خطرات آلودگی نوری‌

اگر چه این واقعیت درست است كه اولین گروه‌‌هایی كه متوجه خطر آلودگی نوری شدند، منجمان و بویژه منجمان آماتور بودند،‌ اما خطرات آلودگی نوری تنها در از دست دادن زیبایی‌های آسمان شب خلاصه نخواهد شد. منجمان چون شاهد بودند چگونه هر روز تعداد ستاره‌هایی كه در آسمان شب می‌بینند كاهش می‌یابد، متوجه خطر شدند و بسرعت شروع به اقدام علیه گسترش این پدیده بویژه در اطراف محل استقرار رصدخانه‌های بزرگی شدند كه با هزینه‌های كلان و با اتكا بر آسمان تاریك محل ساخته شده بودند و اینك در خطر قرار داشتند.

انجمن آسمان تاریك امریكا توانست با توجیه مردم شهر یك میلیون نفری توسكان در نزدیكی كیت پیك آلودگی ‌نوری این ناحیه را كاملا مهار كند؛ اما تحقیقات بعدی نشان داد كه اثرات آلودگی مهم‌‌تر از اینهاست. جانور‌شناسان نشان دادند گونه‌های متعددی از حیوانات بر اثر پدیده آلودگی نوری دچار اختلال در سیستم جهت‌یابی خود می‌شوند و با خطر گم شدن و انقراض مواجهند. این مساله بویژه در پرندگانی كه نزدیكی شهرها زندگی می‌كنند، رخ می‌دهد.

وقتی به یاد آوردید كه در شهری مانند تهران بیش از 100 گونه مختلف پرنده زندگی می‌كنند كه بر اثر تغییر ساعت بیولوژیك در خطر قرار دارند، شاید موضوع جدی‌تر به نظر آید موجودات دیگر هم با خطر روبه‌رو هستند.


لاك‌پشت‌‌ها یكی از معروف‌‌‌ترین مثال‌‌ها هستند. زمانی كه بچه لاك‌پشت‌ها از تخم بیرون می‌آیند به سمت مهتاب حركت می‌كنند تا خود را به دریا برسانند.چندی پیش در یكی از سواحل ایالات متحده لاك‌پشت‌ها پیاپی جهت خود را عوض و در خلاف جهت دریا حركت كردند و بیشتر آنها بدون آن كه به آب برسند از میان رفتند. محققان متوجه شدند نورهای هتل‌های گردشگری آن منطقه جایگزین نورماه و عامل مرگ لاك‌پشت‌ها شده‌اند. انسان هم در معرض آلودگی نوری قرار دارد.

روان‌شناسان ثابت كرده‌اند زندگی در محیطی آلوده از نظر نوری می‌تواند ساعت درون بدن انسان را مختل كند و در عین حال با تغییر ساعت خواب و عمیق نشدن مراحل خواب به استرس و فشارهای عصبی افراد و افزایش خطر بیماری‌های ناشی از استرس بیفزاید.بتازگی نیز گروهی از پزشكان اعلام كرده‌اند احتمال می‌دهند آلودگی نوری عامل مهمی در افزایش خطر ابتلا به برخی سرطان‌ها باشد. اگر هنوز هم قانع نشده‌اید می‌توانید به مساله انرژی فكر كنید.

در شرایطی كه همه جهان از تلاش برای كم كردن مصرف انرژی به‌منظور مقابله با گرم شدن زمین سخن می‌گویند می‌توان در نظر داشت كه مبارزه با آلودگی‌ نوری دست‌كم 30 درصد كاهش در هزینه‌های مربوط به انرژی در حوزه روشنایی را به همراه خواهد داشت.

شاید برخی گمان كنند با افزایش نور محیط به امنیت آن ناحیه افزوده می‌شود، در حالی كه تحقیقات نشان می‌دهد با استفاده از نور بیش از حد بر تضاد تاریكی و روشنایی افزوده می‌شود و به دلیل گشودگی بیشتر مردمك چشم، امكان تشخیص كاهش می‌یابد و محیط برخلاف انتظار، ناامن‌تر خواهد شد.
منبع: پارس اسكای


نوع مطلب : نور(فیزیک) 

داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

سرعت نور در محیط مادی

تاریخ:چهارشنبه 21 دی 1390-10:56

سرعت نور در محیط مادی
در هر محیط مادی سرعت نور و و طول موج آن مقدارشان از مقدار خلا كمتر است كمیتی كه در هر محیطی ثابت می ماند فركانس نور هست. فركانس نور با طول موجش نسبت عكس دارد.(V=F L) كه در آن F معرف فركانس وL معرف طول موج و V معرف سرعت نور در محیط مادی می باشد.

سرعت نور در محیط های غیر خلا

ماهیت و معادلات حركتی نور:

در هر محیط مادی سرعت نور و و طول موج آن مقدارشان از مقدار خلا كمتر است كمیتی كه در هر محیطی ثابت می ماند فركانس نور هست. فركانس نور با طول موجش نسبت عكس دارد.(V=F L) كه در آن F معرف فركانس وL معرف طول موج و V معرف سرعت نور در محیط مادی می باشد.
در اپتیك خواص محیط در یك طول امواج را می توان توسط یك پارامتر یعنی نسبت سرعت نور در خلا به سرعت نور در محیط توصیف نماییم. این پارامتر ضریب شكست نام دارد.(n=c/v) بنابر این در یك محیط مادی داریم : (V=F L )

كه در این رابطه (n) این ضریب شكست تنها كمیتی است كه برای محاسبه رفتار نور در محیط مورد نیاز هست.از آنجایی كه سرعت نور در محیط های مختلف متفاوت است ،تعیین مسیر پیشروی نور ردیایی پرتو) كه از میان محیط های مختلف طی مسیر می كند مشكل می باشد.

كمیات نوری د رمحیط و خلا:

سرعت نور د رخلا ، فركانس نور ، طول موج نور د رخلا ، ضریب شكست نور ، سرعت نور در محیط، طول موج نور در محیط و...


فرض كنید كه (x) فاصله ای باشد كه موج نوری در مدت زمان (t) در خلا طی می كند (x=c t) در همان فاصله زمانی (t) موج فاصله كوتاهتر( x1) را در محیطی با ضریب شكست (n1)طی خواهد كرد .برای سایر محیط ها با ضرایب شكست n3،n2 و... فاصله پیموده شده برابراست با: x3،x2و... اگر تمام این معادلات در ضرایب شكست مربوطه ضرب شوند در این صورت همه كمیاب برابر مسافت طی شده در خلا خواهد بود.
x0=n1 x1=...= c t

بنابراین مسافت های معادل با مسافت در خلا وجود دارند كه طول راه نوری نامیده می شوند. با این كمیت می توان مسافت های را كه نور در محیط های مختلف طی می كند با هم مقایسه كرد.

محاسبه سرعت نور د رمحیط بوسیله روابط ماكسول:

معادلات ماكسول نیز سرعت نور در محیط را بطور دقیق معرفی می كند برای این منظورمعادلات ماكسول را فقط لیست می كنیم:


قانون گوس در الكتریسیته
قانون گوس در مغناطیس
قانون القای فاراده
قانون تعمیم یافته آمپر


معادلات(1)و(2) در محیط مادی دست نخورده باقی می مانند اما در معادلات (3)و(4) فقط ثابت ها ی خلا جای خود را به گذردهی الكتریكی محیط و تراوایی مغناطیسی محیط می دهنددر نتیجه سرعت انتشار اموج الكترو مغناطیسی (نوری) در محیط ها (V) بدست می آید. با به كار بردن كمیت بدون بعد نسبت تراوایی مغناطیسی محیط به خلا به نام تراوایی نسبی و نسبت گذردهی الكتریكی محیط به خلا به نام گذر دهی نسبی یا ضریب دی الكتریك می توانیم سرعت نور در محیط را بر حسب كمیات الكترومغناطیسی محیط بنویسیم.

در داخل محیط های جاذب نور ضریب شكست و به تبع آن سرعت نور دیگر ثابت نمی ماند و فركانس نور نیز در چنین محیط هایی تغییر می كند برای بررسی محیط های این چنینی ضریب جذبى را نیز به عنوان ثابت دیگری تعریف می كنیم.

منبع: رشد


نوع مطلب : نور(فیزیک) 

داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

اسپکتروسکوپ

تاریخ:چهارشنبه 21 دی 1390-10:54

اسپكتروسكوپ
اسپكتروسكوپ دستگاهی است كه برای مشاهده و بررسی طیف مورد استفاده قرار می‌گیرد و دارای انواع مختلفی است: راستانما ، دو منشوری ، مقایسه‌ای و ... .

دید كلی

اسپكتروسكوپ دستگاهی است كه برای مشاهده و بررسی طیف مورد استفاده قرار می‌گیرد و دارای انواع مختلفی است: راستانما ، دو منشوری ، مقایسه‌ای و ... .

اسپكتروسكوپ كه برای بررسی طیف هر نوع چشمه نور بكار می‌رود و اساس كار آن تجزیه رنگهای متفاوت است كه شامل 4 قسمت می‌باشد كه عبارتند از:

كولیماتور (Collimator)

در لوله موازی كننده یا كولیماتور چشمه نور مقابل شكافی كه در كانون اصلی یك عدسی محدب است، قرار دارد. از آنجا كه شكاف در كانون عدسی واقع است، نور پس از عبور از عدسی بطور موازی از لوله كولیماتور خارج خواهد شد.

برای اینكه بتوان قسمتهای مختلف طیف را بطور مجزا از یكدیگر تشخیص داد، باید شكاف باریك باشد تا طیفی مشخص و صریح كه در آن تجزیه رنگها به دقت صورت گرفته است، تولید شود. بدین منظور در كنار شكاف ، پیچی منظور شده است كه می‌توان عرض آنها را كم و زیاد كرد تا زمانی كه كه طیف مطلوب بدست آید.

منشور

نور موازی خارج شده از كولیماتور در راه خود به منشوری مثلث‌القاعده كه نسبت به جهت تابش اشعه در مینیمم انحراف است، برخورد می‌كند. دسته پرتو نور ضمن گذشتن از منشور به طرف قسمت ضخیم آن شكسته می‌شود (شكست نور) و میزان شكست آن برای نور بنفش بیشتر و برای نور قرمز كمتر است. به این دلیل نور قرمز در بالا و بنفش در پایین قرار دارد و بقیه رنگها بین این دو رنگ دیده می‌شوند.

دوربین

نور پس از شكست و تجزیه در منشور به صورت دسته پرتوهای موازی و رنگین جداگانه در می‌آید كه پس از شكست در یك عدسی همگرای محدب در سطح كانونی آن جمع می‌شود و روی هم طیفی را تشكیل می‌دهد كه می‌توان بوسیله ذره‌بین طیف را بزرگتر از آنچه كه هست، نشان داد، یا اینكه طیف را بر روی پرده سفیدی تشكیل داد.

میكرومتر (Micrometer)

برای تقسیم بندی مشخص طیف از میكرومتر استفاده می‌شود.

اجزای میكرومتر

این لوله عبارت است از یك عدسی همگرا ، یك شیشه مدرج و یك منبع نور.

شیشه مدرج در كانون عدسی همگرا قرار دارد و دارای درجه بندی میكرومتر است. پس از روشن شدن منبع روشنایی تصویر درجات پس از عبور از عدسی بر روی سطح منشور منعكس و به گونه‌ای روی طیف منطبق می‌گردد كه رنگ قرمز و بنفش بر روی درجات مربوط قرار گیرند. به همین سبب برای جابجایی تصویر درجه بندی از بالا به پایین یا از راست به چپ روی لوله میكرومتر چند پیچ تعبیه شده كه به كمك آنها می‌توان تصویر درجه بندی را بطور واضح تنظیم كرد.

منبع: رشد


نوع مطلب : نور(فیزیک) 

داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

عدسی ضخیم

تاریخ:چهارشنبه 21 دی 1390-10:52

عدسی ضخیم
قتی كه نتوان ضخامت عدسی را در مقایسه با فاصله كانونی آن كوچك گرفت، در این صورت بعضی از روابطی كه در مورد عدسیهای نازك بیان می‌شود، قابل استفاده نیستند. چنین عدسیهایی را عدسیهای ضخیم می‌گویند. این اصطلاح نه تنها درباره یك عدسی همگن شامل دو سطح كروی با جدایی نسبتا زیاد بكار می‌رود، بلكه هر گونه سطوح هم محور در نقش یك دستگاه واحد نیز عدسی ضخیم است. بنابراین ممكن است یك عدسی ضخیم از چند عدسی نازك كه ممكن است با هم در تماس بوده یا از هم جدا باشند، درست شود.

اطلاعات اولیه

وقتی كه نتوان ضخامت عدسی را در مقایسه با فاصله كانونی آن كوچك گرفت، در این صورت بعضی از روابطی كه در مورد عدسیهای نازك بیان می‌شود، قابل استفاده نیستند. چنین عدسیهایی را عدسیهای ضخیم می‌گویند. این اصطلاح نه تنها درباره یك عدسی همگن شامل دو سطح كروی با جدایی نسبتا زیاد بكار می‌رود، بلكه هر گونه سطوح هم محور در نقش یك دستگاه واحد نیز عدسی ضخیم است. بنابراین ممكن است یك عدسی ضخیم از چند عدسی نازك كه ممكن است با هم در تماس بوده یا از هم جدا باشند، درست شود.



img/daneshnameh_up/0/0f/p2.png

مشخصات عدسی ضخیم

محور اصلی

محور اصلی ، خط مستقیمی است كه رئوس و مراكز سطوح كروی طرفین عدسی ضخیم را به هم وصل می‌كند.

كانون عدسی

اگر پرتوی به موازات محور اصلی بر عدسی بتابانیم، بعد از شكست و عبور از عدسی‌ها ، خود پرتو یا امتداد آن هر جا كه محور اصلی را قطع كند، آن نقطه را كانون عدسی می‌گویند. در حالتی كه خود پرتوها بعد از خروج از عدسی‌ها محور اصلی را قطع كنند، در این صورت كانون حقیقی است. در حالت دوم كه امتداد پرتوهای خروجی محور اصلی را قطع كنند، كانون مجازی خواهد بود.

كانون شیئی و تصویری

كانون شیئی نقطه‌ای است بر روی محور اصلی كه اگر نوری از آن نقطه بر مجموعه سطوح كروی بتابد، پرتو نور بعد از خروج از سیستم موازی محور اصلی خواهد بود. برای مشخص كردن این نقطه باید نوری از خروجی سیستم به موازات محور اصلی بر آن بتابانیم. با در نظر گرفتن این كه در این حالت كانونها عوض شده (كانون شیئی ، تصویری شده) ، شكست پرتو را در مجموعه سطوح كروی تعقیب می‌كنیم تا نور از سیستم خارج شود. این نور خود یا امتدادش هر جا محور اصلی را قطع كند، این نقطه كانون شیئی حقیقی یا مجازی سیستم خواهد بود. اگر كانون در فضای شیئی عدسی قرارگیرد، آن را كانون شیئی می‌گویند، كانون در طرف دیگر كانون تصویری خواهد بود.

صفحات كانونی

اگر صفحه‌ای عمودی را در كانونهای شیئی و تصویری بر محور اصلی عدسی ضخیم رسم كنیم، صفحات كانونی آن عدسی تشكیل خواهند بود.

نقاط اصلی و صفحات اصلی

اگر پرتوی را به موازات محور اصلی بر سطح عدسی بتابانیم، در این صورت پرتو نور بعد از شكست در داخل سیستم از طرف دیگر خارج می‌شود. حال اگر امتداد پرتو موازی با محور اصلی را در داخل سیستم ادامه دهیم، این خط امتداد پرتو خروجی را در نقطه‌ای قطع می‌كند، در این نقطه صفحه عمودی بر محور اصلی عدسی رسم می‌كنیم كه آن را صفحه اصلی تصویر می‌گویند. نقطه تقاطع این صفحه با محور اصلی را نقطه اصلی تصویر می‌گویند.

حال اگر پرتوها از كانون شیئی خارج شده و بر سیستم تابانده شوند، در این صورت از طرف دیگر به‌صورت موازی خارج می‌شوند. اگر عملیات فوق را در مورد این پرتوها نیز انجام دهیم، نقطه اصلی شی و صفحه اصلی شی نیز حاصل می‌گردد. اصطلاحاً این نقاط اصلی را با نشان می‌دهند.




img/daneshnameh_up/2/2d/p3.png

فرمول عدسی سازان در مورد عدسی ضخیم

در مورد یك عدسی ضخیم كه در هوا قرار دارد، می‌توان فرمول ساده عدسی نازك را بكار برد. ولی باید توجه داشت كه فواصل جسم و تصویر به ترتیب باید از صفحات اصلی كه از می‌گذرد، اندازه گیری شوند. در این صورت فاصله كانونی f (نسبت به صفحه اصلی) از رابطه زیر حاصل می‌شود:

در رابطه فوق t كلفتی یا ضخامت عدسی ، شعاعهای سطوح كروی در طرفین عدسی و n ضریب شكست عدسی می‌باشد.

منبع: رشد


نوع مطلب : نور(فیزیک) 

داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

عدسی نازک

تاریخ:چهارشنبه 21 دی 1390-10:51

عدسی نازك
به یك عدسی كه از تركیب دو دیوپتر حاصل می‌شود، زمانی عدسی نازك گفته می‌شود كه فاصله دو دیوپتر تشكیل دهنده آن بسیار كوچك (تقریبا صفر) باشد. عدسی نازك را می‌توان به صورت عدسیی تعریف كرد كه ضخامت آن در مقایسه با فواصلی كه به خواص نوری آن مربوط هستند، كوچك باشد. از جمله این فواصل نوری می‌توان به شعاع انحنای سطوح كروی ، فواصل كانونی و فاصله‌های مربوط به جسم و تصویر اشاره كرد. 

ویژگیهای عدسی نازك

عدسی نازك می‌تواند به صورتی ساخته شود كه هر دو طرف آن محدب باشد و یا ممكن است طرفین آن مقعر باشند، ولی در هر دو حالت باید شرط گفته شده در تعریف این عدسی تحقق یافته باشد. در هر حال عدسی نازك دارای خصوصیات زیر است:



تصویر

محور اصلی و مركز عدسی

محور اصلی خط مستقیمی است كه از مركز عدسی كه مركز نوری نامیده می‌شود، عبور می‌كند و بر سطوح كروی عمود است. هر سطحی از عدسی را می‌توان به صورت قسمتی از سطح یك كره در نظر گرفت. بنابراین هر طرف عدسی دارای یك مركز خواهد بود. این نقطه را با حرف C نشان داده و مركز عدسی می‌نامند.

كانون عدسی

هرگاه پرتوهایی موازی با محور اصلی بر روی سطح عدسی بتابد، این پرتوها در عدسی‌های همگرا (محدب) بعد از شكست و گذر از عدسی در یك نقطه به هم می‌رسند و همگرا می‌شوند. این نقطه را كانون عدسی گویند. در عدسی‌های واگرا (مقعر) نیز پرتوها بعد از شكست و عبور از عدسی از هم دور شده و واگرا می‌شوند. اما اگر امتدادهای اولیه این پرتوها را رسم كنیم، در یك نقطه به همدیگر می‌رسند كه به این نقطه كانون می‌گویند. با توجه به این كه پرتوها می‌توانند هم از طرف راست و هم از طرف چپ به عدسی بتابند، بنابراین هر عدسی دارای دو كانون خواهد بود كه با نشان می‌دهند. فاصله كانونها از مركز عدسیها را فاصله كانونی گویند.

تشكیل تصویر در عدسی نازك

وقتی كه جسمی را در یك طرف عدسی و دورتر از كانون قرار دهیم، تصویری از آن در طرف دیگر بدست می‌آید. چنانچه جسم به طرف كانون اول حركت داده شود، تصویر از كانون دوم دور و بزرگتر خواهد شد و چنانچه جسم را از كانون اول دور كنیم، تصویر به كانون دوم نزدیك شده و اندازه آن كوچكتر می‌شود.



تصویر

فرمول عدسیها در مورد عدسی نازك

در یك عدسی نازك كه از ماده‌ای با ضریب شكست n ساخته شده و شعاعهای دو سطح كروی آن به ترتیب هستند، به سادگی می‌توان نشان داد كه برای پرتوهای پیرا محوری ، فاصله جسم و فاصله تصویر از معادله زیر پیروی می‌كند:



در رابطه فوق s فاصله جسم از عدسی و فاصله تصویر از عدسی می‌باشد. همچنین در این رابطه فرض می‌شود كه ضریب شكست محیط پیرامون عدسی یك است. اگر چنانچه رابطه فوق را بر حسب فاصله كانونی f كه بصورت {1 \over f}={1 \over s} + {1 \over {s^\prime} تعریف می‌شود، بنویسیم به رابطه زیر خواهیم رسید:



رابطه فوق به فرمول عدسی سازان معروف است.

منبع: رشد


نوع مطلب : نور(فیزیک) 

داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

پدیده عجیب نوری

تاریخ:چهارشنبه 21 دی 1390-10:47

«پدیده عجیب نوری» قوانین چندصدساله «بازتاب و شكست نور» فیزیكدانان را به چالش كشید
محققان دانشكده مهندسی و علوم كاربردی هاروارد با بكارگیری شیوه انقطاع فاز توانسته‌اند پرتوهای نور را وادار به رفتار در جهتی كنند كه قوانین چندین قرن در مورد انعكاس و انكسار را به چالش می‌طلبد.

محققان دانشكده مهندسی و علوم كاربردی هاروارد با بكارگیری شیوه انقطاع فاز توانسته‌اند پرتوهای نور را وادار به رفتار در جهتی كنند كه قوانین چندین قرن در مورد انعكاس و انكسار را به چالش می‌طلبد.

به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، این كشف به فرمول‌بندی جدید قوانین ریاضی منجر شده كه به پیش‌بینی مسیر پرتوهای نور در زمان خروج از سطح یا حركت از یك واسط به واسط دیگر می‌پردازد.

این محققان توانسته‌اند با استفاده از سطوح طراح، تاثیرات آینه‌های سرگرمی را بر روی سطح صاف ایجاد كنند.

از زمانهای قدیم این امر شناخته شده‌ بود كه نور در سرعت‌های مختلف، از میان واسطهای گوناگون حركت می‌كند. انعكاس (بازتاب) و انكسار (شكست) نور، زمانی رخ می‌دهند كه نور با یك ماده در یك زاویه برخورد می‌كند؛ چرا كه یك سمت پرتو می‌تواند از سوی دیگر سرعت بگیرد. از همین رو جبهه موج جهت خود را تغییر می‌دهد.

قوانین متعارف كه در كلاسهای فیزیك تدریس می‌شوند، به پیش‌بینی زوایای انعكاس و انكسار بر اساس زوایه ورودی و خصوصیات دو واسط می‌پردازند.

فیزیكدانان هاروارد، در زمان بررسی رفتار نور هنگام برخورد با سطوح منقش به نانوساختارهای فلزی، دریافتند كه معادلات معمول برای توصیف پدیده حاصله در آزمایشگاه، كافی نیست.

قوانین كلی جدید كه در هاروارد ایجاد شده، بر اساس این اكتشاف است كه مرز بین دو واسط، در صورتی كه بطور ویژه طراحی شوند، می‌تواند مانند واسط سوم عمل كند.

برای مثال، سطحی مانند سطح دریاچه، یك مرز هندسی بین دو واسط آب و هوا است؛ اما اكنون با قانون جدید، این مرز به یك رابط جدید تبدیل شده كه می‌تواند خود باعث خم شدن نور شود.

مؤلفه اصلی این اكتشاف، یك گروه آنتن‌های ریز طلایی بود كه بر روی سطح سیلیكون این دانشمندان نصب شده بودند. این مجموعه در مقیاسی بسیار نازكتر از طول موج نور برخوردكننده با آن ساخته شده است. این موضوع بدین معنی است كه برخلاف یك سیستم نوری معمول، مرز ساخته شده بین هوا و سیلیكون، بیانگر یك تغییر فاز ناگهانی موسوم به انقطاع فاز در درجات بالایی طول موجی است كه از آن عبور می‌كند.

هر یك از آنتن‌های این مجموعه مانند یك مرتعش‌كننده عمل می‌كند كه قادر به به تله انداختن نور و گرفتن انرژی آن برای مدت زمان مشخص پیش از آزادسازی آن است. شیب گونه‌های مختلف مرتعش‌كننده بر روی سطح سیلسكون می‌تواند بطور موثری نور را پیش از آغاز گسترش آن در واسط دیگر، خم كند.

پدیده حاصله از این كشف تمام قوانین سنتی را شكسته و به ساخت پرتوهایی از نور پرداخته كه بسته به شكل سطح، به انعكاس و انكسار به شیوه‌های دلخواه می‌پردازند.

این محققان برای عمومی كردن قوانین انعكاس و انكسار كتابهای فیزیك، یك واژه جدید را به معادلات اضافه كرده‌اند كه نشانگر شیب تغییرات فاز سهیم در مرز است. مهمتر این كه در زمان نبود یك سطح شیب‌دار، قوانین جدید به قوانین شناخته‌شده‌تر كاهش می‌یابند.

همچنین با این قوانین جدید می‌توان بسامد (رنگ)، دامنه (روشنی) و قطبش نور را نیز كنترل كرد؛ بدان معنی كه نور حاصله، در اصل یك پرتو طراح است.

محققان تاكنون توانسته‌اند با موفقیت، یك پرتو گردبادی حلزونی شكل، از سطح مسطح تولید كنند. آنها همچنین در فكر تولید لنزهای مسطح با قابلیت تمركز بدون انحراف بر تصویر هستند.

منبع: ایسنا



نوع مطلب : نور(فیزیک) 

داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 


  • تعداد صفحات :4
  • 1  
  • 2  
  • 3  
  • 4  
شبکه اجتماعی فارسی کلوب | Buy Website Traffic | Buy Targeted Website Traffic