گذر نور: از شیشهی پنجره تا دیوار آجری
چرا نور از بعضی چیزها رد میشود؟
نور یک شکل از انرژی است که معمولاً در خط راست حرکت میکند. وقتی نور به یک جسم میرسد، سه اتفاق کلی میتواند برای آن بیفتد: انعکاس1 (برگشت)، جذب2 (ذخیره شدن به صورت گرما) و عبور3 (گذشتن از جسم). آنچه یک جسم را شفاف، کدر یا نیمهشفاف میکند، میزان عبور نور از درون آن است. اگر همه یا بخش زیادی از نور عبور کند، آن جسم را شفاف مینامیم. اگر نور اصلاً نتواند عبور کند، جسم کدر است و اگر نور به مقدار کم و به صورت پراکنده عبور کند، جسم نیمهشفاف است. این ویژگی به جنس ماده، ضخامت آن و حتی رنگ آن بستگی دارد.
مقایسهی سه دستهی اصلی
برای درک بهتر، این سه گروه را میتوانیم با هم مقایسه کنیم. جدول زیر به صورت خلاصه ویژگیهای اصلی هرکدام را نشان میدهد:
| نوع جسم | عبور نور | مثالهای ملموس | آنچه پشت جسم دیده میشود |
|---|---|---|---|
| شفاف | تقریباً کامل | شیشهی پنجره، هوا، آب زلال، بعضی پلاستیکها | تصویر واضح و مشخص |
| نیمهشفاف | جزئی و پراکنده | شیشهی مات، کاغذ پوستی، پردهی نازک، ابر نازک | سایهروشن یا نور محو |
| کدر | صفر یا نزدیک به صفر | چوب، فلز، آجر، کتاب، بدن انسان | هیچ چیزی دیده نمیشود |
از خانه تا کلاس درس: کاربردهای شگفتانگیز
این سه خاصیت، نقش بزرگی در زندگی ما ایفا میکنند و مهندسان و طراحان از آنها به خوبی استفاده میکنند. بیایید به چند نمونه نگاه کنیم:
۱. پنجرهها: پنجرهها از شیشه ساخته میشوند چون شفاف هستند. آنها به نور خورشید اجازه میدهند تا وارد اتاق شود و در عین حال، ما میتوانیم منظرهی بیرون را به وضوح ببینیم. اگر پنجرهها کدر بودند، خانههای ما همیشه تاریک و غمانگیز میشد!
۲. پردهها و سایهبانها: پردههای حمام یا برخی از پردههای اتاق خواب اغلب از پارچههای نیمهشفاف درست شدهاند. آنها نور خورشید را کممیکنند و فضای نرمی ایجاد میکنند، اما در عین حال به اندازهی کافی نور را از خود عبور میدهند که اتاق کاملاً تاریک نشود و حریم خصوصی هم حفظ شود.
۳. جعبههای کادو و کتابها: این اجسام معمولاً کدر هستند. کاغذ ضخیم یا مقوای جعبهی کادو نمیگذارد محتویات داخل جعبه دیده شود و همین موضوع هیجان باز کردن کادو را بیشتر میکند! جلد کتاب هم از کاغذ کدر ساخته شده تا نوشتههای صفحهی بعد مشخص نباشد و بتوانیم راحتتر بخوانیم.
۴. پروژکتور کلاس: صفحهی نمایش پروژکتور یا وایتبرد مخصوص، سطحی نیمهشفاف دارد. نور پروژکتور به آن میتابد و بخشی از نور را به سمت چشمهای ما بازمیتاباند، در حالی که اجازه نمیدهد نور از پشت آن عبور کند تا تصویر واضح بماند. اگر این صفحه کاملاً شفاف بود، تصویر روی آن تشکیل نمیشد.
آزمایشهای سادهی خانگی برای درک بهتر
میتوانید با وسایل سادهی خانه، شفافیت و کدر بودن را آزمایش کنید. یک چراغ قوه بردارید و آن را پشت وسایل مختلف بگذارید. یک برگهی نازک سفید (نیمهشفاف)، یک شیشه (شفاف) و یک جلد کتاب ضخیم (کدر) را امتحان کنید. ببینید نور چراغ قوه چقدر از هرکدام عبور میکند و آیا میتوانید شکل چیزی که پشت آن قرار دارد را ببینید یا خیر.
همچنین، یک لیوان آب را در نظر بگیرید. وقتی خالی است، شفاف است. اگر کمی شیر یا رنگ غذا به آن اضافه کنید، تبدیل به یک مایع نیمهشفاف میشود. اگر مقدار زیادی رنگ به آن بیفزایید، ممکن است کاملاً کدر شود و نتوانید قاشق داخل آن را ببینید. این آزمایش نشان میدهد که یک ماده میتواند با تغییر شرایط، از یک دسته به دستهی دیگر منتقل شود.
پرسشهای رایج و باورهای نادرست
خیر. شفافیت یک خاصیت فیزیکی است و مواد زیادی این خاصیت را دارند. مثلاً هوا، آب خالص، بسیاری از پلاستیکها (مانند پلاستیک نایلون شفاف بستهبندی)، برخی از روغنها و حتی بعضی سنگهای قیمتی مانند الماس، شفاف هستند. شیشه فقط یک مثال مشهور و پرکاربرد است.
نه همیشه. یک جسم رنگی میتواند شفاف، نیمهشفاف یا کدر باشد. شیشههای رنگی پنجرههای کلیساها، شفاف اما رنگی هستند. یک تکه پارچهی رنگی نازک ممکن است نیمهشفاف باشد. یک دیوار رنگشده معمولاً کدر است. رنگ بیشتر بر روی طول موجهای نوری که جذب یا عبور میکنند اثر میگذارد، اما لزوماً بر میزان کلی عبور نور تعیینکننده نیست.
بله، این یک رابطهی مستقیم و خوب است. اجسام کدر سایههای کاملاً مشخص و تاریکی ایجاد میکنند (مانند سایهی یک درخت). اجسام شفاف معمولاً سایهی قابلمشاهدهای ایجاد نمیکنند (سایهی یک پنجرهی شیشهای). اجسام نیمهشفاف سایههای محو و کمرنگی ایجاد میکنند (سایهی یک پردهی نازک). پس مشاهدهی سایه میتواند یک سرنخ برای تشخیص نوع جسم باشد.
پاورقی
1انعکاس (Reflection): برگشت نور از سطح یک جسم. مثال: دیدن تصویر خود در آینه.
2جذب (Absorption): گرفتن و ذخیره کردن انرژی نورانی توسط یک ماده که معمولاً به صورت گرما آزاد میشود. مثال: گرم شدن سطح سیاه ماشین در آفتاب.
3عبور (Transmission): گذشتن نور از درون یک ماده بدون آنکه جذب یا بازتاب شود.
شفاف (Transparent)، نیمهشفاف (Translucent)، کدر (Opaque).
