ماهيت نور

درباره ماهيت نور سه نظريه قالب وجود دارد كه نظريات ديگر زير مجموعه ای از آن ميباشند ؛ نظريه نخست ديدگاه كلاسيك و سنتی نيوتن درباره نور است كه نور را متشكل از ذراتی با جرم و وزنی مشخص بنام فوتون معرفی ميكرد و انتشار نور درامتداد يك خط مستقيم را يكی از دلايل ذره ای بودن آن ميدانست ، ديدگاه دوم نظريه موجی بودن نور است كه پايه های اصلی آن بوسيله يانگ و فرنل پی ريزی شد آنها تلاش ميكردند با اشاره به پديده هايی مانند تداخل و پراش و قطبش نور ثابت كنند كه نور خاصيت موجی دارد ، اما اشكال كار در اين بود كه نور هم خاصيت ذره ای و هم خاصيت موجی بودن را از خود نشان ميداد ، پس موج سوم نور شناخت در قرن بيستم شروع شد ، در اين موج سوم كه انيشتين نيز از طرفدارانش بود ميخواستند ثابت كنند كه نور از بسته های انرژی به نام كوانتوم تشكيل شده است كه دارای خاصيت ذره ای و موجی به صورت توام هستند و جرم و وزن و فركانس دارند .

من با پذيرفتن ديدگاه سوم درباره نور سعی ميكنم آنرا كاملتر نمايم و بخشهای ناگفته اش را روشنتر نمايم، در اين ديدگاه مطابق نظريه مكس پلانك هر كوانتوم نور با انرژی ( e=hv)انتشار می يابد كه –h- يك ثابت جهانی بوده و مقدار آن برابر است با( JS 6/6256×10̄⁻³⁴=h ) و ( v) نيز فركانس كوانتوم نور ميباشد ، مشخص است كه هر چقدر فركانس بيشتر باشد مقدار انرژی كوانتوم نيز بيشتر ميشود ، اين كوانتومها ميتوانند مطابق ديدگاه پلانك با ضرايب مشخصی به الكترونهای اتم برخورد كرده و آنها را به مدارهايی بالاتر صعود بدهند ، از سوی ديگر در ديدگاه موجی نور گفته ميشود كه نور تركيبی از امواج الكتريكی E و مغناطيسی B ميباشد ،در ديدگاه من امواج الكتريكی و مغناطيسی نور كه با سرعت 300000 كيلومتر بر ثانيه حركت ميكنند ،در بازه های زمانی و مكانی مشخص در يكديگر به گونه عمود تداخل ميكنند ، در اين نقاط تداخل امواج كه لحظه ای و گذراست ، ذره يا همان فوتون متولد ميشود ، اما اين ذره ناپايدار است و با حركت امواج EوB ذره ناپديد و از نو در بازه زمانی و مكانی ديگری ظاهر ميشود ، پس نورهمواره در حال تبديل موج به ذره و ذره به موج ميباشد ، اين فوتونهاكه دارای جرم لختی يعنی جرم در حال حركت ميباشند و در سكون وجود ندارند جرمشان قابل اندازه گيری ميباشد و جرم اين فوتونها همان جرم بنيادی جهان است كه مقدار آن ربطی به فركانس نور نيز ندارد در واقع فرمول پلانك ( e=hv) كاملا درست ميباشد ، تنها برداشت ما از آن است كه اشتباه ميباشد ، بر خلاف تصور همگان ما به e=hv))نميتوانيم مفهوم بسته ای بودن و كوانتومی بودن بدهيم و آنرا به صورت ذره تصور كنيم ، زيرا همانطور كه ميدانيم (v=⅟t ) و (t e=h⁄ ) ميشود پس ( e ) به زمان تناوب (t ) نيز بستگی دارد پس ( e=hv) نميتواند يك كوانتوم و يا يك ذره باشد چرا كه يك ذره و يا يك كوانتوم در يك لحظه به الكترون برخورد ميكند و آنرا به مدار بالاتر گسيل ميدارد و نيازی به زمان تناوب (t ) ندارد و اگر الكترون با كوانتوم ( e=hv) ميخواست به مدار بالاتر صعود كند مطابق فرمول (t e=h⁄ ) به يك ثانيه وقت نياز داشت تا انرژی كوانتوم را دريافت كرده و به مدار بالاتر برود و اين با مفهوم بسته ای بودن نور در تضاد است ، در حقيقت آنچه را كه ما ميتوانيم به عنوان يك كوانتوم ثابت در نظر بگيريم (e=h)ميباشد كه يك مفهوم ثابت و جهانی است و آنچه كه الكترون را از مدار خود حركت ميدهد نه ( e=hv) ميباشد و نه (e=h) ، بلكه الكترون برای گسيل به مدار بالاتر نياز به انرژی (e=nhv) دارد كه( n) ميتواند يك عدد درست و يا يك عدد كسری باشد ( ½́∙⅓∙⅔⅕∙⅗ …. ) ، اين مقدار انرژي ( e=nhv) برای گسيل الكترون به مدار بالاتر در مدارهای مختلف اتم تفاوت ميكند و ثابت نيست و الكترون در زمان (t ) به مدار بالاتر جهش پيدا ميكند ، اين زمان بستگی به فركانس موج دارد هر چه فركانس موج بيشتر باشد زمان t ،( زمان گسيل الكترون به مدار بالاتر ) كوتاه تر خواهد بود ، فركانس نور در واقع تعداد فوتونها يی ميباشد كه در يك ثانيه منتشر شده و ميتوانند به الكترون برخورد كنند و آنرا به مدار بالاتر در اتم بفرستند جرم و انرژی همه اين فوتونها در همه امواج گوناگون نوريكسان و ثابت بوده و قابل اندازه گيری ميباشد ، از نگاهی ديگر ميتوانيم بگوئيم كه ( e=hv) هنگامي ميتواند به عنوان يك كوانتوم شناخته شود كه ( v=1) باشد در اين صورت ( e=h) را ميتوانيم به عنوان يك كوانتوم ثابت در نظر بگيريم كه از تر كيب يك ميدان الكتريكی E و يك ميدان مغناطيسیB ( عمود بر هم ) بوجود آمده است ، و به زمان تناوب (t ) نيزبستگی ندارد و لذا ميتوانيم آنرا به عنوان يك ذره و يا بسته انرژی بدون زمان در نظر بگيريم .

( e=h) همانطور كه پلانك آنرا به دست آورده است يك مقدار ثابت و جهانی است و كوچكترين مقدار انرژي شناخته شده جهان ميباشد ، ما ميتوانيم مقادير ديگر انرژی را بر اساس آن و به عنوان مضرب درستی از آن تعيين كنيم ، ، جرم اين كوانتوم ثابت و جهانی ( يا فوتون )كه در حقيقت جرم بنيادی جهان نيز ميباشد مطابق رابطه انيشتين (e=mc²)بدينگونه بدست می آيد :

با فرض: v=1 داريم : e=h پس e=mc²=h

پس جرم يك فوتون كه از تركيب ميدان الكتريكی- Bو E- بدست ميايد و جرم بنيادی جهان نيز ميباشد برابر است با :

M=h⁄c²

kg ⁵⁹ 77 × 10 ⁻7361777 =10¹⁶9×÷ M=6/6256×10̄⁻³⁴

ابداع ماده اي براي توليد نور نامرئي در تاريكي

محققان دانشگاه جورجيا موفق به ابداع ماده اي نورزا شده اند كه پس از چند ثانيه جذب نور مي تواند براي مدتي طولاني از خود نور نامرئي ساطع كند.

استفاده از ابزارهاي "درخشان در تاريكي" كه پس از دريافت نور خورشيد از خود نور مرئي مي تابانند، به اندازه ساعتهاي مچي رايج بوده و معمول به شمار مي رود. اما اين ابزارها در زماني كه فرد بخواهد نقطه اي را روشن كند اما ديده نشود، كاربردي ندارد، به ويژه در مناطق جنگي استفاده از چنين ابزاري مي تواند جان سربازان را به خطر بياندازد.

در چنين شرايطي ابزاري كه بتواند نور نامرئي ايجاد كند مي تواند بسيار كاربردي باشد، ابزاري كه محققان دانشگاه جورجيا موفق به ابداع آن شده اند. اين محققان موفق به ابداع ماده اي شده اند كه مي تواند پس از يك دقيقه نورگيري در برابر خورشيد براي مدتي طولاني از خود نور فروسرخ ساطع كند و اين نور را تنها مي توان با كمك عينكهاي ديد در شب مشاهده كرد.

نورهاي مرئي فسفري از سال 1996 مورد استفاده انسانها قرار گرفته اند و امروزه براي ايجاد نورهاي رنگي تركيبات شيميايي متفاوتي وجود دارند. اين تركيبات در علائم رانندگي، ايمني، نمايشگرها و ديگر تجهيزات به كار گرفته مي شوند و ساعتها پس از دريافت نور خورشيد مي توانند در تاريكي از خود نور ساطع كنند.

اكنون محققان دانشگاه جورجيا با استفاده از يون كروم سه ظرفيتي موفق به ابداع اولين نمونه از نور فسفري قابل تنظيم نزديك به فروسرخ شده اند. الكترونهاي اين ماده در برابر نور فعال شده و به سطح بالاتري از انرژي مي روند و سپس دوباره به سطح انرژي اوليه خود سقوط مي كنند.

اين از دست دادن انرژي به شكل پرتوهاي نوري در طول موج نزديك به فروسرخ خود را نمايان مي سازند اما از آنجايي كه اين پرتوها از دوام بالايي برخوردار نبودند، دانشمندان براي حفظ آن چاره اي انديشيدند.

محققان از تركيبي از زينك و ماده اي آلي به نام "لانتانوم گالوژرمانات" كه يونهاي كروم سه ظرفيتي را در خود داشتند براي به دام انداختن انرژي آزاد شده از الكترونها و بهره برداري طولاني تر از نور ايجاد شده استفاده كردند. با اين كار ابتدا شدت تابش پرتوهاي نوري به سرعت كاهش يافت اما اين فرايند به تدريج كند شد و در مقابل سرعت از بين رفتن نور نيز كاهش پيدا كرد.

در حرارت اتاق اين انرژي ذخيره شده به صورت تدريجي آزاد شده و خود را به شكل نور مداوم فروسرخ نمايش مي دهد كه مي تواند براي دو هفته دوام داشته باشد.

محققان اين ابداع جديد را در زير نور خورشيد، نور فيلتر شده خورشيد و نور فلورسنت آزموده و دريافتند تركيب جديد تنها با دريافت چند ثانيه نور طبيعي حتي در يك روز ابري مي تواند براي مدتي طولاني نوردهي كند.

بر اساس گزارش پاپ ساينس، اين ماده به شكل مايع نيز مي تواند كاربردي باشد براي مثال مي توان از آن در ابزارهاي ويژه عمليات اعماق دريا استفاده كرد.

همچنين مي توان از اين تركيب جديد در ساخت سلولهاي خورشيدي با كارايي بالاتر، نانوذراتي با توانايي اتصال به سلولهاي سرطاني، و يا رنگهاي فروسرخي كه تنها با كمك دوربينهاي ويژه قابل مشاهده خواهند بود، استفاده كرد.

سرعت نوترينوها همچنان بيش از سرعت نور

فيزيكدانان سرن و گرن ساسو كه بر روي آزمايش اپرا كار مي كنند با تكرار آزمايش نوترينوها به اولين تائيد درباره سرعت بيشتر اين ذرات نسبت به سرعت نور دست يافتند.

در حدود دو ماه قبل فيزيكداناني كه بر روي آزمايش "نوترينوي سرن به سمت گرن ساسو" كار مي كنند به نتايج جالبي دست يافتند كه مي تواند تئوري نسبيت انيشتين را به چالش بكشد.اين دانشمندان كشف كردند كه ذرات نوترينو فاصله ميان سرن در ژنو تا گرن ساسو در مركز ايتاليا را با سرعتي بيش از سرعت نور پيموده اند.

انتشار اين خبر جامعه علمي را به شدت شگفت زده كرد. از اين رو اين دانشمندان آزمايشات خود را تكرار كردند اما اين بار نيز با استفاده از اندازه گيريهاي دقيقتري به نتايج قبلي دست يافتند.

در اين آزمايش جديد كه اولين تائيد درمورد نتايج قبلي است، دانشمندان آزمايش اپرا دسته پرتوهاي نوترينوها را از سرن گسيل كردند و به همان نتايج به دست آمده در ماه سپتامبر رسيدند.

به نظر مي رسد كه اين آزمايشات جديد بخش خطاهاي بالقوه سيستماتيك را كه در اندازه گيريهاي قلبي لحاظ شده بود رفع كرده است.

"فرناندو فروني"، رئيس موسسه ملي فيزيك هسته اي ايتاليا در اين خصوص توضيح داد: "يك اندازه گيري تا اين حد حساس، مفاهيم عميقي در فيزيك دارد. آزمايش اپرا به خاطر گسيل ويژه اي از دسته پرتوهاي نوترينو از سرن توانست به تائيد مهمي براي نتايج قبلي خود برسد. نتايج مثبت اين آزمايش به ما اطمينان بيشتري داد هرچند تائيدات نهايي را بايد آزمايشات مشابه ديگري كه در ساير نقاط دنيا انجام مي شود ارائه كنند."

17 نوامبر فيزيكدان اپرا گزارشي را درباره اندازه گيريهاي سرعت حركت نوترينوها در مجله علمي JHEP و سايت ArXiv منتشر كردند.

براساس گزارش لارپوبليكا، اين دسته پرتوهاي نوترينو از مشخصات "زمان استخراج" بهتري برخوردار بودند. طول هر يك از بسته هاي نوترينو تنها 3 نانوثانيه بود و با فاصله زماني 524 نانوثانيه از يكديگر گسيل مي شدند.

در اين مورد، بسته ها متراكم تر و فاصله ميان آنها بيشتر از بسته هاي آزمايش ماه سپتامبر بود، به طوريكه در آزمايش قبلي طول بسته ها 10.500 نانوثانيه بود و با فاصله 50 ميليون نانوثانيه از يكديگر گسيل مي شدند.

اين آزمايش جديد به دانشمندان اجازه داد كه با دقت بالاتري سرعت نوترينوها را اندازه گيري كنند. در اين فاز، اپرا 20 حركت را انتخاب و به طور مستقل بررسي كرد. آزمايشات آينده حركت اين ذرات در سال 2012 انجام خواهند شد.

آزمايشات جديد درباره سرعت نوترينوها- اين تصوير كه از سوي موسسه ملي فيزيك هسته اي ايتاليا منتشر شده است توضيحاتي را در مورد آزمايش "نوترينوها از سرن به گرن ساسو" ارائه مي كند. فاصله ميان اين دو مركز تحقيقاتي 730 كيلومتر است. در آزمايش اول كه در ماه سپتامبر انجام شد نوترينوها در بسته هاي بزرگي كه طول هر يك از بسته ها 10.500 نانوثانيه و فاصله هر يك 50 نانوثانيه بود درحالي كه در آزمايش دوم (نمودار سمت راست) طول هر بسته 3 نانوثانيه و فاصله آنها 524 نانوثانيه است

در آزمايشي كه ماه سپتامبر انجام شد، آشكارساز "اپرا" با دريافت و بررسي بيش از 15 هزار ذره نوترينو كه در برخورد دهنده "سوپر سينكروتون پروتون" در سرن توليد شده و با طي مسافت 730 كيلومتر به لابراتوارهاي "گرن ساسو" در ايتاليا رسيده بود كشف كرد كه اين ذرات براي طي اين مسافت تنها 2.4 ميلي ثانيه را صرف كردند و سرعت آنها 60 نانوثانيه بيش از سرعت حركت نور شد.

به گفته فيزيكدانان درصورتيكه اين نتايج به تائيد نهايي برسند انقلابي واقعي در فيزيك رخ مي دهد چراكه تاكنون تمام پيش بيني هاي تئوري نسبيت انيشتين تائيد شده اند و اين اولين بار است كه نتايجي دال بر رد اين نظريه منتشر مي شود.

برپايه نظريه "نسبيت" كه انيشتين در سال 1905 آن را ارائه كرد سرعت، يك ثابت جهاني است كه بخشي از معادله معروف E=mc² را به خود اختصاص داده است. در اين معادله، E انرژي، m جرم و c سرعت نور را نشان مي دهد.

اين نسبيت پيش بيني مي كند كه اگر جسمي با سرعتي فراتر از سرعت نور حركت كند بايد جرمي بي نهايت بزرگ داشته باشد. به همين دليل سرعت نور تاكنون به عنوان يك نقطه نهايي شكست ناپذير شناخته شده است.

منبع: كنجكاو

ماهیت نور

مي دانيد كه دو نظريه در مورد ماهيت نور ميدانداري وجود دارد كه يكي بر ماهيت ذره اي و ديگري بر ماهيت موجي آن صحه مي گذارد . حدود هفتاد سال نظريه پلانك در اين عرصه تكتازي مي كرد كه مي گفت همزمان اين دو رفتار از نور قابل مشاهد نيست .

طرفداران نظريه ذره اي بودن نور مجبور به تعريف مفهومي بنام فوتون شده اند كه جرم سكونش برابر صفر است . در مورد سرعت نور نيز آن را سرعت حد در هستي ميدانند كه براي رساندن ذره اي هر چند كوچك ( مثلا الكترون ) به سرعت نور بينهايت انرژي نياز است و بنابراين رساندن سرعت ذرات به سرعت نور محال است و به همين دليل فوتون به عنوان ذره اي با جرم سكون صفر تعريف شده است . سرعت نور پايه تعداد زيادي از تئوري هاي فيزيك شده است كه نسبيت يكي از مهمترين آنهاست و بر اساس آن ، اين سرعت در كميت هاي مكانيك كلاسيك و قوانين حاكم بر آن تغييرات اساسي ايجاد كرده و مكانيك كوانتوم را پايه گذاري كرده است . كوانتيزه بوده اساس فيزيك مدرن است . حال ببينيم اين حرفها با تعريف جديد مبادي بنيادي آفرينش يعني ماده و انرژي چگونه خواهند شد ؟

با اين سؤال شروع مي كنم . آيا فضاي بين زمين و خورشيد پر از نور خورشيد هست يا خير ؟ جواب البته مثبت است . با اين حساب چرا فقط چهره ماه روشن است ؟ با اينكه نور هست چرا بقيه فضا براي ما روشن نيست ؟ پاسخ به اين سؤال در همين واقعيت نهفته است كه نور بدون تعلق به يك جسم مادي نه خودش را نشان مي دهد و نه ماده را و در تعلق ، هم خود و هم ماده را نمايش مي دهد . يعني اثر آن ( روشنايي ) در تركيبش با ماده ظاهر مي شود . با اينكه هست ولي بدون وجود ماده نمايشي ندارد . پس بايد بين نور و روشنايي يك تفاوت اساسي قائل شويم . فيزيك اين دو را با هم اشتباه گرفته است و چون نور را بصورت خالص در اختيار ندارد فكر مي كند روشنايي همان نور است و اين مبناي به خطا رفتن فيزيك در اين زمينه شده است .