خم شدگی نور

[rainbowjump]

سلام دوستان کسی میتونه توضیح بده چرا نور در پدیده پراش خم می شود و شکل دایره دارد؟

[rohamavation]

نور همیشهدارای امواجی با طول مختلف هستش و منجر به تداخل داخلی اجزای موج مختلف در آنچه ما پراش داخلی می نامیم می شود. این پراش باعث می شود که پرتوی نور به آرامی در حین حرکت پخش شود، به طوری که مقداری از نور از حرکت خط مستقیم قسمت اصلی موج خم می شود,پراش به دلیل نحوه انتشار امواج به وجود می آید. این با اصل هویگنز-فرنل و اصل برهم نهی امواج توصیف شده است. انتشار یک موج را می توان با در نظر گرفتن هر ذره از محیط ارسال شده در یک جبهه موج به عنوان منبع نقطه ای برای یک موج کروی ثانویه تجسم کرد. جابجایی موج در هر نقطه بعدی مجموع این امواج ثانویه است. هنگامی که امواج با هم جمع می شوند، مجموع آنها توسط فازهای نسبی و همچنین دامنه امواج منفرد تعیین می شود به طوری که دامنه مجموع امواج می تواند مقداری بین صفر و مجموع دامنه های منفرد داشته باشد. از این رو، الگوهای پراش معمولاً دارای یک سری ماکزیمم و حداقل هستند.بله، نور می تواند در گوشه ها خم شود. در واقع نور همیشه تا حدی به گوشه ها خم می شود. این یک ویژگی اساسی نور و سایر امواج است. مقدار نوری که در اطراف یک گوشه خم می شود به موقعیت دقیق بستگی دارد. برای نور مرئی در مقیاس انسان، مقدار نوری که در گوشه‌ها خم می‌شود اغلب آنقدر کم است که متوجه آن نمی‌شوید، مگر اینکه بدانید چگونه به دنبال آن بگردید. توانایی نور در خم شدن در اطراف گوشه ها به عنوان "پراش" نیز شناخته می شود. دو مکانیسم وجود دارد که باعث می شود نور در گوشه ها خم شود.من می دانم که امواج در اطراف یک شکاف پراکنده می شوند و این به دلیل اصل هویگنز-فرنل است. اما من هرگز این را در یک موج شهودی نمی فهمم که چرا یک موج در شکاف به یک جبهه موج کروی تبدیل می شود؟ اصل هویگنس تمام ریاضیات پشت این موضوع را ارائه می دهد،دلیل این پدیده آن است که امواج تولید شده از نقاط مختلف روزنه، با هم تداخل می کنند و وقتی دو موج همزمان به یک نقطه می رسند، با هم ترکیب می شوند و یک موج بزرگتر را به وجود می آورند. اما وقتی یک قله یا برآمدگی با یک فرو رفتگی ترکیب می شود، موج ها همدیگر را خنثی می کنند و هیچ حرکت موجی ای به چشم نمی خورد..hope I helped you understand the question. Roham Hesami, sixth semester of aerospace engineering
رهام حسامی ترم ششم مهندسی هوافضا

[MRT]

سلام دوستان کسی میتونه توضیح بده چرا نور در پدیده پراش خم می شود و شکل دایره دارد؟

پدیده پراش در مواد غیر آمورف در حالت کریستالی روی می دهد آنهم در طول موج های کوتاه اشعه ایکس یا تابش بتا (کاتودی با ماهیت الکترونی). برا درکش میبایست کریستالوگرافی یعنی علم شناخت ساختار منظم اتمی یا بلور شناسی مطالعه بفرمایید. مربوط میشه به متالوژی و شیمی

[rohamavation]

ویژگی اصلی پراش انحراف از انتشار مستقیم است که وقتی موج به نحوی مسدود می شود ایجاد می شود. به طور کلی، موج به دور یک مانع خم می‌شود و در نتیجه یک الگوی حاشیه‌ای در چیزی که در غیر این صورت ممکن است ناحیه سایه هندسی یکنواخت فرض شود، تشکیل می‌دهد.
چرا امواج از اصل برهم نهی پیروی می کنند؟
اصل برهم نهی، که به عنوان خاصیت برهم نهی نیز شناخته می شود، بیان می کند که برای همه سیستم های خطی، پاسخ خالص ناشی از دو یا چند محرک، مجموع پاسخ هایی است که هر محرک به طور جداگانه ایجاد می کند.
در هر سیستم دارای امواج، شکل موج در یک زمان معین تابعی از منابع (به عنوان مثال، نیروهای خارجی، در صورت وجود، ایجاد یا تاثیر بر موج) و شرایط اولیه سیستم است. در بسیاری از موارد (به عنوان مثال، در معادله موج کلاسیک)، معادله توصیف کننده موج خطی است. هنگامی که این درست است، اصل برهم نهی را می توان اعمال کرد. این بدان معنی است که دامنه خالص ناشی از دو یا چند موج که از یک فضا عبور می کنند، مجموع دامنه هایی است که توسط هر امواج جداگانه تولید می شود.
هنگامی که موج با شکاف برخورد می کند، شکاف به منابع ثانویه موج تبدیل می شود (موج های ثانویه). از آنجایی که جهات مختلف برابر هستند، موج ثانویه باید کروی باشد.
دکتر ریچارد فاینمن فقید گفته است .هیچ کس تا به حال نتوانسته است تفاوت بین تداخل و پراش را به طور رضایت بخش تعریف کند. این فقط یک جستجوی استفاده است و هیچ تفاوت فیزیکی خاص و مهمی بین آنها وجود ندارد. بهترین کاری که می توانیم انجام دهیم این است که به طور کلی بگوییم که وقتی فقط چند منبع وجود دارد، مثلاً دو منبع تداخل، نتیجه را معمولاً تداخل می نامند، اما اگر تعداد آنها زیاد باشد، به نظر می رسد که این کلمه پراش بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.اصل هویگنز-فرنل
توضیح چگونگی انتشار نور توسط اصل هویگنز-فرنل ارائه شده است. بیان می کند که هر نقطه در یک جبهه موج می تواند منبعی برای جبهه موج دیگری در نظر گرفته شود که سپس به منبعی برای جبهه موج های بعدی تبدیل می شود
جزئیات
بیایید اکنون به جزئیات چگونگی وقوع خمش نور نگاه کنیم. پیش از این گفته شده بود که نور از لبه ها جذب و بازتاب می شود. اما این بعید به نظر می رسد زیرا میزان تابش به میزان تاریک بودن ماده بستگی دارد، با مواد کاملاً تاریک (صفر آلبیدو) که تقریباً هیچ پراشی تولید نمی کنند - و این چیزی نیست که ما مشاهده می کنیم.
درک نحوه تعامل نور با لبه ها مستلزم درک چگونگی عبور نور از مواد جامد مانند شیشه است. ما دقیقاً این فرآیند را درک نمی کنیم، جز اینکه بگوییم نور به نوعی توسط اتم ها در یک طرف جذب شده و از طرف دیگر بازتاب می شود. این فرآیند جذب/بازگشت به برهمکنش با الکترون های اطراف اتم ها نیاز دارد.
هنگامی که اتم ها درون یک ماده جامد قرار دارند، میدان های الکتریکی الکترون ها از همه طرف به شدت روی یکدیگر همپوشانی دارند. اگر ماده شفاف باشد، این اجازه می دهد تا نور مستقیماً در خطوط مستقیم حرکت کند.
وقتی اتم‌ها روی سطح یک ماده جامد قرار دارند، میدان‌های الکترون‌ها در همه طرف‌ها به‌شدت روی هم قرار می‌گیرند، به جز یکی. اگر ماده شفاف باشد و نور با زاویه کم از داخل می‌آید، به نور اجازه می‌دهد تا در داخل منعکس شود، یعنی بازتاب کامل داخلی.
ما نمی‌دانیم که چگونه نور می‌تواند به این روش منعکس شود، اما احتمالاً با نحوه همپوشانی میدان‌ها به طور متفاوت در سطح ارتباط دارد.
حال اگر گروهی از اتم ها روی سطح یک ماده ناگهان به پایان برسند چه اتفاقی می افتد؟
. نور درون ماده در حال حرکت است، اما "ابر" الکترون های متعلق به اتم ها در بالاترین لایه ماده. فرض می‌کنیم که نور قادر به انجام این کار است حتی اگر ماده مات باشد زیرا در واقع از ماده عبور نمی‌کند، یعنی از بین هسته‌های ماده عبور نمی‌کند.
از آنجایی که میدان های الکترونی روی یکدیگر همپوشانی دارند، نور از یک اتم به اتم دیگر می پرد. با این حال، برای اتم سمت راست، که مربوط به لبه ماده است، میدان آن فقط در سمت چپ آن همپوشانی دارد. وقتی نور در طرف دیگر آن اتم ظاهر می شود چگونه رفتار می کند؟ ما نمی دانیم، اما ممکن است زمانی که نور با این وضعیت مواجه می شود، همانطور که نشان داده شده است، به صورت کروی تابش می کند:
چنین تشعشعات کروی در صورت ترکیب با امواج دیگر، الگوهای پراش ایجاد می کند.
نتیجه گیری
نحوه پراش نور با نحوه انکسار شکل موج های دیگر مانند امواج آب ناسازگار است.
چرا امواج صوتی در گوشه و کنار بهتر از امواج نور حرکت می کنند؟
از آنجایی که طول موج نور مرئی حدود 0.5 میکرون یا 0.0005 میلی متر است، نور تنها زمانی که از روزنه های بسیار باریک عبور می کند، پراکنده می شود. از طرف دیگر، امواج صوتی دارای طول موجی در حدود 1 متر هستند و به راحتی پراش می شوند. این به امواج صوتی اجازه می دهد تا در گوشه ها خم شوندنور مرئی معمولی از دیوار عبور نمی کند زیرا نور از بسته هایی به نام فوتون تشکیل شده است و توسط الکترون های اتم های نزدیک به سطح دیوار جذب/پراکنده/"بازتاب" می شوند. از طرف دیگر صدا به دلیل نحوه انتشار آن می تواند از دیوار عبور کند.امواج صوتی در مقایسه با امواج نور دارای طول موج های بسیار طولانی هستند که باعث می شود اثرات پراش بسیار واضح تر شود.دلیل اینکه می توانید صدا را در اطراف درب بشنوید فقط تا حدی به دلیل پراش است. همانطور که گفتید، دیوارها کاملاً سفت نیستند. در واقع صدا از در نیز عبور می کند. یک بلندگو را در طرف دیگر در چوبی در نظر بگیرید که صدا تولید می کند. درب کاملا بسته است. دلیل اینکه می توانید آن را بشنوید این است که صدا از در عبور می کند و همچنین "انعکاس" آن از در است. این شبیه به یک موج نوری است که با آب در تعامل است. تابش خیره کننده ای که از آب می بینید نوری است که از سطح منعکس می شود، اما آب شفاف است، به این معنی که نور نیز وارد آب می شود. به همین معنا، صدا از در خارج می شود (این می تواند منجر به اکو شود) و همچنین از در عبور می کند، به همین دلیل است که می توانید آن را از طرف دیگر بشنوید.
هنگام شنیدن غیر مستقیم کدام مهم است؟ خب بستگی به شرایط داره اگر در باز باشد، پراش عامل مهمی خواهد بود. با این حال، اگر در بسته باشد، با فرض اینکه درب به خوبی مهر و موم شده باشد، موجی که از در می گذرد، بدیهی است که بزرگترین عامل کمک کننده خواهد بود. جنس درب از آنجایی اهمیت دارد که امواج صوتی بهتر از برخی دیگر از مواد عبور می کنند.
چرا نور مسدود می شود: نور مرئی دارای طول موجی در حدود 1 میکرون است. این مقیاس بسیار بزرگتر از یک اتم است، اما همچنان در سطح طول موج و انرژی است که در آن الکترونی که نور را جذب می کند به شدت با اتم ها جفت شده است. به همین دلیل است که ما رنگ ها و برهمکنش قوی با مواد دریافت می کنیم، زیرا در آن طول موج نور توسط الکترون ها در نوارهای اتمی یا ظرفیتی پذیرفته می شود. بنابراین آنچه اتفاق می‌افتد این است که نور توسط یک الکترون آجری جذب می‌شود، الکترون آجری با انرژی بالا می‌رود و سپس به پایین فرو می‌ریزد و فوتون دیگری را که ما می‌بینیم منتشر می‌کند. رنگ نور منعکس شده تابعی از ساختار شیمیایی آجر یا دیوار یا هر چیز دیگری است.
چرا صدا عبور می کند: صداها عبور می کنند زیرا صدا مجموعه ای از پالس های فشار بالا و پایین مولکول های هوا است. آنها به آجر فشار می آورند (فشار بالا) سپس فشار (فشار کم) را به جلو و عقب آزاد می کنند. این امر باعث حرکت آجر به جلو و عقب و ایجاد فشار در داخل ساختمان و انتقال صدا می شود.
توجه: نور از دیوارهای آجری عبور می کند، اگر منظور نور امواج الکترومغناطیسی باشد. همانطور که اشاره شد، نور مرئی نمی تواند. مادون قرمز این کار را می کند، به همین دلیل است که خانه ها وقتی بیرون سرد است گرما را از دست می دهند. به همین دلیل است که وقتی بیرون گرم است خانه ها در داخل گرم می شوند. امواج رادیویی وارد می شوند، به همین دلیل است که سیگنال سلولی را در داخل خانه خود دریافت می کنید.
نور مرئی از آن عبور نمی کند. این چیز خوبیه! اگر اینطور بود ما دیوارها را نمی دیدیم! ما فقط دیوارها را می بینیم زیرا نور از آنها رد می شود و به چشمان ما برخورد می کند. پس شما خدا را می بینید، یا شانس، یا تکامل، موقعیتی را ایجاد کردند که در آن آنچه را که باید ببینیم می بینیم و آنچه را که باید نفوذ کنیم (مثلاً گرما) از آن عبور می کند.
آیا دو موج صوتی می توانند سکوت ایجاد کنند؟
موج حاصل بستگی به نحوه قرار گرفتن امواج دارد. دو موج صوتی یکسان می توانند به طور سازنده یا مخرب به نتایج متفاوتی اضافه شوند (نمودار A و B). آنها صداهایی را که به داخل گوش می آیند تشخیص می دهند و صداهایی با حجم مساوی اما با اوج و فرودهای معکوس تولید می کنند و در نتیجه تقریباً سکوت می شود.
چه اتفاقی می افتد وقتی دو موج صوتی با فرکانس های کمی متفاوت به طور همزمان رخ دهند؟
هنگامی که دو موج صوتی با فرکانس‌های کمی متفاوت در یک جهت حرکت می‌کنند و بر یکدیگر قرار می‌گیرند، ضربات تولید می‌کنند. دامنه صدای حاصل به طور منظم در یک نقطه بالا و پایین می رود. قدر مطلق اختلاف فرکانس دو موج برابر فرکانس ضربان است
سرعت صوت تقریباً 300 متر بر ثانیه است. این بدان معناست که یک شکل موج 300 هرتز دارای طول موجی در حدود 1 متر است. این به نوبه خود به این معنی است که وقتی آن موج (صوتی) از جسمی که به طور محلی "صاف در مقایسه با 1 متر" است، منعکس می شود، انسجام را حفظ می کند - تکه های صدا که از یک قسمت از دیوار منعکس می شوند در فاز با تکه های صدا باقی می مانند. از یک قطعه دیگر از دیوار
نگاهی دیگر به این موضوع: در هر لحظه می توانید هر نقطه از جبهه موج (صوت، نور) را یک سری منابع نقطه ای در نظر بگیرید که همگی در فاز هستند. تا زمانی که ابعاد دهانه ها و غیره کوچک باشد (مقایسه با طول موج)، این امواج پخش می شوند - این پراش است.
در مقابل، نور مرئی دارای طول موج در محدوده 400 تا 700 نانومتر است. بنابراین فوتون هایی که از یک بیت از سطح می پرند یک رابطه فاز تصادفی نسبت به فوتون های دیگر خواهند داشت. نتیجه خالص این است که این فوتون‌ها (امواج) فقط در یک جهت خاص تداخل سازنده خواهند داشت (مانند آزمایش پراش یانگ، زمانی که اختلاف فاز آنها مضربی از 2π باشد، تداخل سازنده خواهند داشت.) در عمل این بدان معنی است که فوتون‌ها در نهایت پراکنده می‌شوند. از دست دادن انسجام فضایی این یک روش فانتزی است برای گفتن "آنها آنقدر درهم می مانند که دیگر تصویری تشکیل نمی دهند"..hope I helped you understand the question. Roham Hesami, sixth semester of aerospace engineering
رهام حسامی ترم ششم مهندسی هوافضا

[rainbowjump]

ویژگی اصلی پراش انحراف از انتشار مستقیم است که وقتی موج به نحوی مسدود می شود ایجاد می شود. به طور کلی، موج به دور یک مانع خم می‌شود و در نتیجه یک الگوی حاشیه‌ای در چیزی که در غیر این صورت ممکن است ناحیه سایه هندسی یکنواخت فرض شود، تشکیل می‌دهد.
چرا امواج از اصل برهم نهی پیروی می کنند؟
اصل برهم نهی، که به عنوان خاصیت برهم نهی نیز شناخته می شود، بیان می کند که برای همه سیستم های خطی، پاسخ خالص ناشی از دو یا چند محرک، مجموع پاسخ هایی است که هر محرک به طور جداگانه ایجاد می کند.
در هر سیستم دارای امواج، شکل موج در یک زمان معین تابعی از منابع (به عنوان مثال، نیروهای خارجی، در صورت وجود، ایجاد یا تاثیر بر موج) و شرایط اولیه سیستم است. در بسیاری از موارد (به عنوان مثال، در معادله موج کلاسیک)، معادله توصیف کننده موج خطی است. هنگامی که این درست است، اصل برهم نهی را می توان اعمال کرد. این بدان معنی است که دامنه خالص ناشی از دو یا چند موج که از یک فضا عبور می کنند، مجموع دامنه هایی است که توسط هر امواج جداگانه تولید می شود.
هنگامی که موج با شکاف برخورد می کند، شکاف به منابع ثانویه موج تبدیل می شود (موج های ثانویه). از آنجایی که جهات مختلف برابر هستند، موج ثانویه باید کروی باشد.
دکتر ریچارد فاینمن فقید گفته است .هیچ کس تا به حال نتوانسته است تفاوت بین تداخل و پراش را به طور رضایت بخش تعریف کند. این فقط یک جستجوی استفاده است و هیچ تفاوت فیزیکی خاص و مهمی بین آنها وجود ندارد. بهترین کاری که می توانیم انجام دهیم این است که به طور کلی بگوییم که وقتی فقط چند منبع وجود دارد، مثلاً دو منبع تداخل، نتیجه را معمولاً تداخل می نامند، اما اگر تعداد آنها زیاد باشد، به نظر می رسد که این کلمه پراش بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.اصل هویگنز-فرنل
توضیح چگونگی انتشار نور توسط اصل هویگنز-فرنل ارائه شده است. بیان می کند که هر نقطه در یک جبهه موج می تواند منبعی برای جبهه موج دیگری در نظر گرفته شود که سپس به منبعی برای جبهه موج های بعدی تبدیل می شود
جزئیات
بیایید اکنون به جزئیات چگونگی وقوع خمش نور نگاه کنیم. پیش از این گفته شده بود که نور از لبه ها جذب و بازتاب می شود. اما این بعید به نظر می رسد زیرا میزان تابش به میزان تاریک بودن ماده بستگی دارد، با مواد کاملاً تاریک (صفر آلبیدو) که تقریباً هیچ پراشی تولید نمی کنند - و این چیزی نیست که ما مشاهده می کنیم.
درک نحوه تعامل نور با لبه ها مستلزم درک چگونگی عبور نور از مواد جامد مانند شیشه است. ما دقیقاً این فرآیند را درک نمی کنیم، جز اینکه بگوییم نور به نوعی توسط اتم ها در یک طرف جذب شده و از طرف دیگر بازتاب می شود. این فرآیند جذب/بازگشت به برهمکنش با الکترون های اطراف اتم ها نیاز دارد.
هنگامی که اتم ها درون یک ماده جامد قرار دارند، میدان های الکتریکی الکترون ها از همه طرف به شدت روی یکدیگر همپوشانی دارند. اگر ماده شفاف باشد، این اجازه می دهد تا نور مستقیماً در خطوط مستقیم حرکت کند.
وقتی اتم‌ها روی سطح یک ماده جامد قرار دارند، میدان‌های الکترون‌ها در همه طرف‌ها به‌شدت روی هم قرار می‌گیرند، به جز یکی. اگر ماده شفاف باشد و نور با زاویه کم از داخل می‌آید، به نور اجازه می‌دهد تا در داخل منعکس شود، یعنی بازتاب کامل داخلی.
ما نمی‌دانیم که چگونه نور می‌تواند به این روش منعکس شود، اما احتمالاً با نحوه همپوشانی میدان‌ها به طور متفاوت در سطح ارتباط دارد.
حال اگر گروهی از اتم ها روی سطح یک ماده ناگهان به پایان برسند چه اتفاقی می افتد؟
. نور درون ماده در حال حرکت است، اما "ابر" الکترون های متعلق به اتم ها در بالاترین لایه ماده. فرض می‌کنیم که نور قادر به انجام این کار است حتی اگر ماده مات باشد زیرا در واقع از ماده عبور نمی‌کند، یعنی از بین هسته‌های ماده عبور نمی‌کند.
از آنجایی که میدان های الکترونی روی یکدیگر همپوشانی دارند، نور از یک اتم به اتم دیگر می پرد. با این حال، برای اتم سمت راست، که مربوط به لبه ماده است، میدان آن فقط در سمت چپ آن همپوشانی دارد. وقتی نور در طرف دیگر آن اتم ظاهر می شود چگونه رفتار می کند؟ ما نمی دانیم، اما ممکن است زمانی که نور با این وضعیت مواجه می شود، همانطور که نشان داده شده است، به صورت کروی تابش می کند:
چنین تشعشعات کروی در صورت ترکیب با امواج دیگر، الگوهای پراش ایجاد می کند.
نتیجه گیری
نحوه پراش نور با نحوه انکسار شکل موج های دیگر مانند امواج آب ناسازگار است.
چرا امواج صوتی در گوشه و کنار بهتر از امواج نور حرکت می کنند؟
از آنجایی که طول موج نور مرئی حدود 0.5 میکرون یا 0.0005 میلی متر است، نور تنها زمانی که از روزنه های بسیار باریک عبور می کند، پراکنده می شود. از طرف دیگر، امواج صوتی دارای طول موجی در حدود 1 متر هستند و به راحتی پراش می شوند. این به امواج صوتی اجازه می دهد تا در گوشه ها خم شوندنور مرئی معمولی از دیوار عبور نمی کند زیرا نور از بسته هایی به نام فوتون تشکیل شده است و توسط الکترون های اتم های نزدیک به سطح دیوار جذب/پراکنده/"بازتاب" می شوند. از طرف دیگر صدا به دلیل نحوه انتشار آن می تواند از دیوار عبور کند.امواج صوتی در مقایسه با امواج نور دارای طول موج های بسیار طولانی هستند که باعث می شود اثرات پراش بسیار واضح تر شود.دلیل اینکه می توانید صدا را در اطراف درب بشنوید فقط تا حدی به دلیل پراش است. همانطور که گفتید، دیوارها کاملاً سفت نیستند. در واقع صدا از در نیز عبور می کند. یک بلندگو را در طرف دیگر در چوبی در نظر بگیرید که صدا تولید می کند. درب کاملا بسته است. دلیل اینکه می توانید آن را بشنوید این است که صدا از در عبور می کند و همچنین "انعکاس" آن از در است. این شبیه به یک موج نوری است که با آب در تعامل است. تابش خیره کننده ای که از آب می بینید نوری است که از سطح منعکس می شود، اما آب شفاف است، به این معنی که نور نیز وارد آب می شود. به همین معنا، صدا از در خارج می شود (این می تواند منجر به اکو شود) و همچنین از در عبور می کند، به همین دلیل است که می توانید آن را از طرف دیگر بشنوید.
هنگام شنیدن غیر مستقیم کدام مهم است؟ خب بستگی به شرایط داره اگر در باز باشد، پراش عامل مهمی خواهد بود. با این حال، اگر در بسته باشد، با فرض اینکه درب به خوبی مهر و موم شده باشد، موجی که از در می گذرد، بدیهی است که بزرگترین عامل کمک کننده خواهد بود. جنس درب از آنجایی اهمیت دارد که امواج صوتی بهتر از برخی دیگر از مواد عبور می کنند.
چرا نور مسدود می شود: نور مرئی دارای طول موجی در حدود 1 میکرون است. این مقیاس بسیار بزرگتر از یک اتم است، اما همچنان در سطح طول موج و انرژی است که در آن الکترونی که نور را جذب می کند به شدت با اتم ها جفت شده است. به همین دلیل است که ما رنگ ها و برهمکنش قوی با مواد دریافت می کنیم، زیرا در آن طول موج نور توسط الکترون ها در نوارهای اتمی یا ظرفیتی پذیرفته می شود. بنابراین آنچه اتفاق می‌افتد این است که نور توسط یک الکترون آجری جذب می‌شود، الکترون آجری با انرژی بالا می‌رود و سپس به پایین فرو می‌ریزد و فوتون دیگری را که ما می‌بینیم منتشر می‌کند. رنگ نور منعکس شده تابعی از ساختار شیمیایی آجر یا دیوار یا هر چیز دیگری است.
چرا صدا عبور می کند: صداها عبور می کنند زیرا صدا مجموعه ای از پالس های فشار بالا و پایین مولکول های هوا است. آنها به آجر فشار می آورند (فشار بالا) سپس فشار (فشار کم) را به جلو و عقب آزاد می کنند. این امر باعث حرکت آجر به جلو و عقب و ایجاد فشار در داخل ساختمان و انتقال صدا می شود.
توجه: نور از دیوارهای آجری عبور می کند، اگر منظور نور امواج الکترومغناطیسی باشد. همانطور که اشاره شد، نور مرئی نمی تواند. مادون قرمز این کار را می کند، به همین دلیل است که خانه ها وقتی بیرون سرد است گرما را از دست می دهند. به همین دلیل است که وقتی بیرون گرم است خانه ها در داخل گرم می شوند. امواج رادیویی وارد می شوند، به همین دلیل است که سیگنال سلولی را در داخل خانه خود دریافت می کنید.
نور مرئی از آن عبور نمی کند. این چیز خوبیه! اگر اینطور بود ما دیوارها را نمی دیدیم! ما فقط دیوارها را می بینیم زیرا نور از آنها رد می شود و به چشمان ما برخورد می کند. پس شما خدا را می بینید، یا شانس، یا تکامل، موقعیتی را ایجاد کردند که در آن آنچه را که باید ببینیم می بینیم و آنچه را که باید نفوذ کنیم (مثلاً گرما) از آن عبور می کند.
آیا دو موج صوتی می توانند سکوت ایجاد کنند؟
موج حاصل بستگی به نحوه قرار گرفتن امواج دارد. دو موج صوتی یکسان می توانند به طور سازنده یا مخرب به نتایج متفاوتی اضافه شوند (نمودار A و B). آنها صداهایی را که به داخل گوش می آیند تشخیص می دهند و صداهایی با حجم مساوی اما با اوج و فرودهای معکوس تولید می کنند و در نتیجه تقریباً سکوت می شود.
چه اتفاقی می افتد وقتی دو موج صوتی با فرکانس های کمی متفاوت به طور همزمان رخ دهند؟
هنگامی که دو موج صوتی با فرکانس‌های کمی متفاوت در یک جهت حرکت می‌کنند و بر یکدیگر قرار می‌گیرند، ضربات تولید می‌کنند. دامنه صدای حاصل به طور منظم در یک نقطه بالا و پایین می رود. قدر مطلق اختلاف فرکانس دو موج برابر فرکانس ضربان است
سرعت صوت تقریباً 300 متر بر ثانیه است. این بدان معناست که یک شکل موج 300 هرتز دارای طول موجی در حدود 1 متر است. این به نوبه خود به این معنی است که وقتی آن موج (صوتی) از جسمی که به طور محلی "صاف در مقایسه با 1 متر" است، منعکس می شود، انسجام را حفظ می کند - تکه های صدا که از یک قسمت از دیوار منعکس می شوند در فاز با تکه های صدا باقی می مانند. از یک قطعه دیگر از دیوار
نگاهی دیگر به این موضوع: در هر لحظه می توانید هر نقطه از جبهه موج (صوت، نور) را یک سری منابع نقطه ای در نظر بگیرید که همگی در فاز هستند. تا زمانی که ابعاد دهانه ها و غیره کوچک باشد (مقایسه با طول موج)، این امواج پخش می شوند - این پراش است.
در مقابل، نور مرئی دارای طول موج در محدوده 400 تا 700 نانومتر است. بنابراین فوتون هایی که از یک بیت از سطح می پرند یک رابطه فاز تصادفی نسبت به فوتون های دیگر خواهند داشت. نتیجه خالص این است که این فوتون‌ها (امواج) فقط در یک جهت خاص تداخل سازنده خواهند داشت (مانند آزمایش پراش یانگ، زمانی که اختلاف فاز آنها مضربی از 2π باشد، تداخل سازنده خواهند داشت.) در عمل این بدان معنی است که فوتون‌ها در نهایت پراکنده می‌شوند. از دست دادن انسجام فضایی این یک روش فانتزی است برای گفتن "آنها آنقدر درهم می مانند که دیگر تصویری تشکیل نمی دهند".

لطفا طبق روابط و اثبات توضیح بدید اینکه مطالب رو از سایت های دیگه بیارید کمکی نمیکنه چون خودم این کار رو بلدم ممنون

[rainbowjump]

نور همیشهدارای امواجی با طول مختلف هستش و منجر به تداخل داخلی اجزای موج مختلف در آنچه ما پراش داخلی می نامیم می شود. این پراش باعث می شود که پرتوی نور به آرامی در حین حرکت پخش شود، به طوری که مقداری از نور از حرکت خط مستقیم قسمت اصلی موج خم می شود,پراش به دلیل نحوه انتشار امواج به وجود می آید. این با اصل هویگنز-فرنل و اصل برهم نهی امواج توصیف شده است. انتشار یک موج را می توان با در نظر گرفتن هر ذره از محیط ارسال شده در یک جبهه موج به عنوان منبع نقطه ای برای یک موج کروی ثانویه تجسم کرد. جابجایی موج در هر نقطه بعدی مجموع این امواج ثانویه است. هنگامی که امواج با هم جمع می شوند، مجموع آنها توسط فازهای نسبی و همچنین دامنه امواج منفرد تعیین می شود به طوری که دامنه مجموع امواج می تواند مقداری بین صفر و مجموع دامنه های منفرد داشته باشد. از این رو، الگوهای پراش معمولاً دارای یک سری ماکزیمم و حداقل هستند.بله، نور می تواند در گوشه ها خم شود. در واقع نور همیشه تا حدی به گوشه ها خم می شود. این یک ویژگی اساسی نور و سایر امواج است. مقدار نوری که در اطراف یک گوشه خم می شود به موقعیت دقیق بستگی دارد. برای نور مرئی در مقیاس انسان، مقدار نوری که در گوشه‌ها خم می‌شود اغلب آنقدر کم است که متوجه آن نمی‌شوید، مگر اینکه بدانید چگونه به دنبال آن بگردید. توانایی نور در خم شدن در اطراف گوشه ها به عنوان "پراش" نیز شناخته می شود. دو مکانیسم وجود دارد که باعث می شود نور در گوشه ها خم شود.من می دانم که امواج در اطراف یک شکاف پراکنده می شوند و این به دلیل اصل هویگنز-فرنل است. اما من هرگز این را در یک موج شهودی نمی فهمم که چرا یک موج در شکاف به یک جبهه موج کروی تبدیل می شود؟ اصل هویگنس تمام ریاضیات پشت این موضوع را ارائه می دهد،دلیل این پدیده آن است که امواج تولید شده از نقاط مختلف روزنه، با هم تداخل می کنند و وقتی دو موج همزمان به یک نقطه می رسند، با هم ترکیب می شوند و یک موج بزرگتر را به وجود می آورند. اما وقتی یک قله یا برآمدگی با یک فرو رفتگی ترکیب می شود، موج ها همدیگر را خنثی می کنند و هیچ حرکت موجی ای به چشم نمی خورد.

ویژگی اصلی پراش انحراف از انتشار مستقیم است که وقتی موج به نحوی مسدود می شود ایجاد می شود. به طور کلی، موج به دور یک مانع خم می‌شود و در نتیجه یک الگوی حاشیه‌ای در چیزی که در غیر این صورت ممکن است ناحیه سایه هندسی یکنواخت فرض شود، تشکیل می‌دهد.
چرا امواج از اصل برهم نهی پیروی می کنند؟
اصل برهم نهی، که به عنوان خاصیت برهم نهی نیز شناخته می شود، بیان می کند که برای همه سیستم های خطی، پاسخ خالص ناشی از دو یا چند محرک، مجموع پاسخ هایی است که هر محرک به طور جداگانه ایجاد می کند.
در هر سیستم دارای امواج، شکل موج در یک زمان معین تابعی از منابع (به عنوان مثال، نیروهای خارجی، در صورت وجود، ایجاد یا تاثیر بر موج) و شرایط اولیه سیستم است. در بسیاری از موارد (به عنوان مثال، در معادله موج کلاسیک)، معادله توصیف کننده موج خطی است. هنگامی که این درست است، اصل برهم نهی را می توان اعمال کرد. این بدان معنی است که دامنه خالص ناشی از دو یا چند موج که از یک فضا عبور می کنند، مجموع دامنه هایی است که توسط هر امواج جداگانه تولید می شود.
هنگامی که موج با شکاف برخورد می کند، شکاف به منابع ثانویه موج تبدیل می شود (موج های ثانویه). از آنجایی که جهات مختلف برابر هستند، موج ثانویه باید کروی باشد.
دکتر ریچارد فاینمن فقید گفته است .هیچ کس تا به حال نتوانسته است تفاوت بین تداخل و پراش را به طور رضایت بخش تعریف کند. این فقط یک جستجوی استفاده است و هیچ تفاوت فیزیکی خاص و مهمی بین آنها وجود ندارد. بهترین کاری که می توانیم انجام دهیم این است که به طور کلی بگوییم که وقتی فقط چند منبع وجود دارد، مثلاً دو منبع تداخل، نتیجه را معمولاً تداخل می نامند، اما اگر تعداد آنها زیاد باشد، به نظر می رسد که این کلمه پراش بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.اصل هویگنز-فرنل
توضیح چگونگی انتشار نور توسط اصل هویگنز-فرنل ارائه شده است. بیان می کند که هر نقطه در یک جبهه موج می تواند منبعی برای جبهه موج دیگری در نظر گرفته شود که سپس به منبعی برای جبهه موج های بعدی تبدیل می شود
جزئیات
بیایید اکنون به جزئیات چگونگی وقوع خمش نور نگاه کنیم. پیش از این گفته شده بود که نور از لبه ها جذب و بازتاب می شود. اما این بعید به نظر می رسد زیرا میزان تابش به میزان تاریک بودن ماده بستگی دارد، با مواد کاملاً تاریک (صفر آلبیدو) که تقریباً هیچ پراشی تولید نمی کنند - و این چیزی نیست که ما مشاهده می کنیم.
درک نحوه تعامل نور با لبه ها مستلزم درک چگونگی عبور نور از مواد جامد مانند شیشه است. ما دقیقاً این فرآیند را درک نمی کنیم، جز اینکه بگوییم نور به نوعی توسط اتم ها در یک طرف جذب شده و از طرف دیگر بازتاب می شود. این فرآیند جذب/بازگشت به برهمکنش با الکترون های اطراف اتم ها نیاز دارد.
هنگامی که اتم ها درون یک ماده جامد قرار دارند، میدان های الکتریکی الکترون ها از همه طرف به شدت روی یکدیگر همپوشانی دارند. اگر ماده شفاف باشد، این اجازه می دهد تا نور مستقیماً در خطوط مستقیم حرکت کند.
وقتی اتم‌ها روی سطح یک ماده جامد قرار دارند، میدان‌های الکترون‌ها در همه طرف‌ها به‌شدت روی هم قرار می‌گیرند، به جز یکی. اگر ماده شفاف باشد و نور با زاویه کم از داخل می‌آید، به نور اجازه می‌دهد تا در داخل منعکس شود، یعنی بازتاب کامل داخلی.
ما نمی‌دانیم که چگونه نور می‌تواند به این روش منعکس شود، اما احتمالاً با نحوه همپوشانی میدان‌ها به طور متفاوت در سطح ارتباط دارد.
حال اگر گروهی از اتم ها روی سطح یک ماده ناگهان به پایان برسند چه اتفاقی می افتد؟
. نور درون ماده در حال حرکت است، اما "ابر" الکترون های متعلق به اتم ها در بالاترین لایه ماده. فرض می‌کنیم که نور قادر به انجام این کار است حتی اگر ماده مات باشد زیرا در واقع از ماده عبور نمی‌کند، یعنی از بین هسته‌های ماده عبور نمی‌کند.
از آنجایی که میدان های الکترونی روی یکدیگر همپوشانی دارند، نور از یک اتم به اتم دیگر می پرد. با این حال، برای اتم سمت راست، که مربوط به لبه ماده است، میدان آن فقط در سمت چپ آن همپوشانی دارد. وقتی نور در طرف دیگر آن اتم ظاهر می شود چگونه رفتار می کند؟ ما نمی دانیم، اما ممکن است زمانی که نور با این وضعیت مواجه می شود، همانطور که نشان داده شده است، به صورت کروی تابش می کند:
چنین تشعشعات کروی در صورت ترکیب با امواج دیگر، الگوهای پراش ایجاد می کند.
نتیجه گیری
نحوه پراش نور با نحوه انکسار شکل موج های دیگر مانند امواج آب ناسازگار است.
چرا امواج صوتی در گوشه و کنار بهتر از امواج نور حرکت می کنند؟
از آنجایی که طول موج نور مرئی حدود 0.5 میکرون یا 0.0005 میلی متر است، نور تنها زمانی که از روزنه های بسیار باریک عبور می کند، پراکنده می شود. از طرف دیگر، امواج صوتی دارای طول موجی در حدود 1 متر هستند و به راحتی پراش می شوند. این به امواج صوتی اجازه می دهد تا در گوشه ها خم شوندنور مرئی معمولی از دیوار عبور نمی کند زیرا نور از بسته هایی به نام فوتون تشکیل شده است و توسط الکترون های اتم های نزدیک به سطح دیوار جذب/پراکنده/"بازتاب" می شوند. از طرف دیگر صدا به دلیل نحوه انتشار آن می تواند از دیوار عبور کند.امواج صوتی در مقایسه با امواج نور دارای طول موج های بسیار طولانی هستند که باعث می شود اثرات پراش بسیار واضح تر شود.دلیل اینکه می توانید صدا را در اطراف درب بشنوید فقط تا حدی به دلیل پراش است. همانطور که گفتید، دیوارها کاملاً سفت نیستند. در واقع صدا از در نیز عبور می کند. یک بلندگو را در طرف دیگر در چوبی در نظر بگیرید که صدا تولید می کند. درب کاملا بسته است. دلیل اینکه می توانید آن را بشنوید این است که صدا از در عبور می کند و همچنین "انعکاس" آن از در است. این شبیه به یک موج نوری است که با آب در تعامل است. تابش خیره کننده ای که از آب می بینید نوری است که از سطح منعکس می شود، اما آب شفاف است، به این معنی که نور نیز وارد آب می شود. به همین معنا، صدا از در خارج می شود (این می تواند منجر به اکو شود) و همچنین از در عبور می کند، به همین دلیل است که می توانید آن را از طرف دیگر بشنوید.
هنگام شنیدن غیر مستقیم کدام مهم است؟ خب بستگی به شرایط داره اگر در باز باشد، پراش عامل مهمی خواهد بود. با این حال، اگر در بسته باشد، با فرض اینکه درب به خوبی مهر و موم شده باشد، موجی که از در می گذرد، بدیهی است که بزرگترین عامل کمک کننده خواهد بود. جنس درب از آنجایی اهمیت دارد که امواج صوتی بهتر از برخی دیگر از مواد عبور می کنند.
چرا نور مسدود می شود: نور مرئی دارای طول موجی در حدود 1 میکرون است. این مقیاس بسیار بزرگتر از یک اتم است، اما همچنان در سطح طول موج و انرژی است که در آن الکترونی که نور را جذب می کند به شدت با اتم ها جفت شده است. به همین دلیل است که ما رنگ ها و برهمکنش قوی با مواد دریافت می کنیم، زیرا در آن طول موج نور توسط الکترون ها در نوارهای اتمی یا ظرفیتی پذیرفته می شود. بنابراین آنچه اتفاق می‌افتد این است که نور توسط یک الکترون آجری جذب می‌شود، الکترون آجری با انرژی بالا می‌رود و سپس به پایین فرو می‌ریزد و فوتون دیگری را که ما می‌بینیم منتشر می‌کند. رنگ نور منعکس شده تابعی از ساختار شیمیایی آجر یا دیوار یا هر چیز دیگری است.
چرا صدا عبور می کند: صداها عبور می کنند زیرا صدا مجموعه ای از پالس های فشار بالا و پایین مولکول های هوا است. آنها به آجر فشار می آورند (فشار بالا) سپس فشار (فشار کم) را به جلو و عقب آزاد می کنند. این امر باعث حرکت آجر به جلو و عقب و ایجاد فشار در داخل ساختمان و انتقال صدا می شود.
توجه: نور از دیوارهای آجری عبور می کند، اگر منظور نور امواج الکترومغناطیسی باشد. همانطور که اشاره شد، نور مرئی نمی تواند. مادون قرمز این کار را می کند، به همین دلیل است که خانه ها وقتی بیرون سرد است گرما را از دست می دهند. به همین دلیل است که وقتی بیرون گرم است خانه ها در داخل گرم می شوند. امواج رادیویی وارد می شوند، به همین دلیل است که سیگنال سلولی را در داخل خانه خود دریافت می کنید.
نور مرئی از آن عبور نمی کند. این چیز خوبیه! اگر اینطور بود ما دیوارها را نمی دیدیم! ما فقط دیوارها را می بینیم زیرا نور از آنها رد می شود و به چشمان ما برخورد می کند. پس شما خدا را می بینید، یا شانس، یا تکامل، موقعیتی را ایجاد کردند که در آن آنچه را که باید ببینیم می بینیم و آنچه را که باید نفوذ کنیم (مثلاً گرما) از آن عبور می کند.
آیا دو موج صوتی می توانند سکوت ایجاد کنند؟
موج حاصل بستگی به نحوه قرار گرفتن امواج دارد. دو موج صوتی یکسان می توانند به طور سازنده یا مخرب به نتایج متفاوتی اضافه شوند (نمودار A و B). آنها صداهایی را که به داخل گوش می آیند تشخیص می دهند و صداهایی با حجم مساوی اما با اوج و فرودهای معکوس تولید می کنند و در نتیجه تقریباً سکوت می شود.
چه اتفاقی می افتد وقتی دو موج صوتی با فرکانس های کمی متفاوت به طور همزمان رخ دهند؟
هنگامی که دو موج صوتی با فرکانس‌های کمی متفاوت در یک جهت حرکت می‌کنند و بر یکدیگر قرار می‌گیرند، ضربات تولید می‌کنند. دامنه صدای حاصل به طور منظم در یک نقطه بالا و پایین می رود. قدر مطلق اختلاف فرکانس دو موج برابر فرکانس ضربان است
سرعت صوت تقریباً 300 متر بر ثانیه است. این بدان معناست که یک شکل موج 300 هرتز دارای طول موجی در حدود 1 متر است. این به نوبه خود به این معنی است که وقتی آن موج (صوتی) از جسمی که به طور محلی "صاف در مقایسه با 1 متر" است، منعکس می شود، انسجام را حفظ می کند - تکه های صدا که از یک قسمت از دیوار منعکس می شوند در فاز با تکه های صدا باقی می مانند. از یک قطعه دیگر از دیوار
نگاهی دیگر به این موضوع: در هر لحظه می توانید هر نقطه از جبهه موج (صوت، نور) را یک سری منابع نقطه ای در نظر بگیرید که همگی در فاز هستند. تا زمانی که ابعاد دهانه ها و غیره کوچک باشد (مقایسه با طول موج)، این امواج پخش می شوند - این پراش است.
در مقابل، نور مرئی دارای طول موج در محدوده 400 تا 700 نانومتر است. بنابراین فوتون هایی که از یک بیت از سطح می پرند یک رابطه فاز تصادفی نسبت به فوتون های دیگر خواهند داشت. نتیجه خالص این است که این فوتون‌ها (امواج) فقط در یک جهت خاص تداخل سازنده خواهند داشت (مانند آزمایش پراش یانگ، زمانی که اختلاف فاز آنها مضربی از 2π باشد، تداخل سازنده خواهند داشت.) در عمل این بدان معنی است که فوتون‌ها در نهایت پراکنده می‌شوند. از دست دادن انسجام فضایی این یک روش فانتزی است برای گفتن "آنها آنقدر درهم می مانند که دیگر تصویری تشکیل نمی دهند".

لطفا طبق روابط و اثبات توضیح بدید اینکه مطالب رو از سایت های دیگه بیارید کمکی نمیکنه چون خودم این کار رو بلدم ممنون

اینکه نور مسیر دایره ای را می رود ارتباطی با نیروی مرکز گرا ندارد؟