تجزیه نور چیست و چگونه اتفاق می‌افتد؟

تجزیه نور: رنگین‌کمان درون یک پرتو

نور سفید چیست؟ ترکیبی از همه رنگ‌ها

چشم انسان معمولاً نور خورشید یا نور یک لامپ را به رنگ سفید می‌بیند. اما بر خلاف تصور، نور سفید ساده نیست! بلکه ترکیبی از تمام رنگ‌های موجود در طیف مرئی است. وقتی این نور سفید تجزیه شود، ما می‌توانیم این رنگ‌ها را به صورت مجزا ببینیم. این رنگ‌ها به ترتیب عبارتند از: قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی و بنفش.

منشور چگونه نور را تجزیه می‌کند؟

وسیله‌ای که این کار جادویی را انجام می‌دهد، منشور نام دارد. منشور یک جسم شفاف (معمولاً از جنس شیشه یا پلاستیک) با دو سطح صاف و صیقلی است که با زاویه‌ای به هم وصل شده‌اند. فرآیند تجزیه نور در منشور بر اساس دو پدیده فیزیکی مهم اتفاق می‌افتد:

۱. شکست نور: وقتی نور از یک محیط (مثلاً هوا) به محیط دیگری (مثلاً شیشه) وارد می‌شود، مسیرش تغییر می‌کند. به این پدیده شکست نور می‌گویند.

۲. پاشندگی: نکته کلیدی اینجاست که میزان شکست نور برای رنگ‌های مختلف، متفاوت است. نور بنفش که طول موج کوتاه‌تری دارد، بیشتر از نور قرمز که طول موج بلندتری دارد، می‌شکند. بنابراین، وقتی یک پرتو نور سفید وارد منشور می‌شود، هر رنگ با زاویه کمی متفاوت از دیگری می‌شکند. در نتیجه، وقتی نور از طرف دیگر منشور خارج می‌شود، این رنگ‌ها از هم جدا شده و یک طیف رنگین‌کمانی زیبا تشکیل می‌دهند.

مقایسه‌ای ساده بین رنگ‌های نور

کاربردهای شگفت‌انگیز تجزیه نور در علم و فناوری

این پدیده فقط یک نمایش زیبا نیست، بلکه پایه و اساس بسیاری از ابزارهای علمی و فناوری‌های مدرن است:

• طیف‌نمایی: دانشمندان با تجزیه نور ساطع شده از ستارگان یا مواد شیمیایی، می‌توانند عناصر تشکیل‌دهنده آن‌ها را شناسایی کنند. هر عنصر مانند یک اثر انگشت منحصر به فرد، طیف نوری خاص خود را دارد.

• عینک‌ها و لنزهای ضد بازتاب: با استفاده از لایه‌های نازکی که نور را تجزیه و بازتاب‌های آزاردهنده را حذف می‌کنند، وضوح دید را بهبود می‌بخشند.

• پروژکتورها و نمایشگرها: در بسیاری از پروژکتورهای قدیمی از منشور برای ترکیب رنگ‌های قرمز، سبز و آبی (RGB) و تولید تمام رنگ‌ها استفاده می‌شد.

• رنگین‌کمان طبیعی: قطرات باران در آسمان مانند میلیون‌ها منشور کوچک عمل می‌کنند و نور خورشید را تجزیه کرده و رنگین‌کمان می‌سازند.

اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم

پاورقی

[1] پاشندگی (Dispersion): در فیزیک نور، به پدیده‌ای گفته می‌شود که در آن ضریب شکست یک محیط شفاف برای طول‌موج‌های مختلف نور متفاوت است، در نتیجه باعث جداشدن رنگ‌ها می‌شود.

[2] اپتیک (Optics): شاخه‌ای از فیزیک که به مطالعه نور و خواص آن و برهمکنش‌ آن با ماده می‌پردازد.

[3] طول موج (Wavelength): فاصله بین دو قله پیاپی در یک موج. با نماد λ (لاندا) نشان داده می‌شود.

[4] طیف‌نمایی (Spectroscopy): روش علمی برای مطالعه برهمکنش بین ماده و تابش الکترومغناطیسی.