درس ۱ · صفحهٔ ۱۲۲ تا ۱۲۳ · حدود ۸ دقیقه · تولید هوش مصنوعی
چشمههای نور
در این درس یاد میگیری چشمهٔ نور را از جسم غیرمنیر تشخیص بدهی، علت دیدهشدن اجسام را توضیح بدهی و چشمههای نقطهای و گسترده و روش تشکیل باریکهٔ نور را بشناسی.
پیش از شروع
در اتاقی کاملاً تاریک، یک شمع خاموش و یک آینه داری. آیا آینه میتواند کمک کند شمع را ببینی؟
نه؛ آینه خودش نور تولید نمیکند و در این اتاق نوری هم ندارد که بازبتاباند. برای دیدن شمع باید نوری از آن وارد چشم شود؛ مثلاً پس از روشنشدن شمع، نور خودش به چشم میرسد.
چه چیزی چشمهٔ نور است؟
به خورشید، شعلهٔ شمع و لامپ روشن فکر کن. ویژگی مشترکشان این است که خودشان نور تولید میکنند. به چنین جسمی «منیر» یا «چشمهٔ نور» میگوییم. پس برای تشخیص چشمهٔ نور، فقط نپرس «آیا آن را روشن میبینم؟»؛ بپرس «آیا نور را خودش تولید میکند؟» مثلاً شمع روشن چشمهٔ نور است، اما شمع خاموش چنین ویژگیای ندارد. در این درس، منظورمان نوری است که با چشم میبینیم؛ یعنی نور مرئی.
کتاب درسی، صفحهٔ ۱۲۲
دیدن بدون تولید نور
مداد و کتاب خودشان نور مرئی تولید نمیکنند؛ به این جسمها غیرمنیر میگوییم. بااینحال، بیشتر وقتها آنها را میبینیم، چون نور یک چشمه به آنها میتابد و بخشی از آن به چشم ما بازمیگردد. این برگشت نور را «بازتاب» مینامیم. برای دیدن کتاب، مسیر را اینطور دنبال کن: چشمهٔ نور ← کتاب ← چشم. نکتهٔ اصلی، رسیدن نور از جسم به چشم است. اگر هیچ نوری به کتاب نتابد، کتاب سالم و سر جایش است، اما دیده نمیشود.
کتاب درسی، صفحهٔ ۱۲۳
گسترده یا نقطهای؟
چشمههای نور همیشه به یک شکل دیده نمیشوند. خورشید یا لامپی که زیر نورش درس میخوانی، برای ما چشمهٔ گسترده است؛ یعنی آن را فقط یک نقطهٔ نورانی نمیبینیم. در مقابل، ستارههای آسمان شب یا یک لامپ نسبتاً دور، نمونهٔ چشمهٔ نقطهای هستند. «نقطهای» به این معنی نیست که آن جسم واقعاً اندازه ندارد یا حتماً کوچک است. فاصله هم اهمیت دارد: همان لامپی که از نزدیک گسترده دیده میشود، از فاصلهٔ کافی دور میتواند مانند نقطهای نورانی دیده شود.
کتاب درسی، صفحهٔ ۱۲۳
ساختن باریکهٔ نور
شاید روی زمین، مسیر روشنی دیده باشی که نور پس از عبور از شکاف در یا پرده ساخته است. عبور نور از شکافی میان جسمهای کدر میتواند باریکهٔ نور بسازد. جسم کدر اجازه نمیدهد نور از خودش عبور کند؛ بنابراین نور از قسمت باز، یعنی شکاف، میگذرد. در آزمایش کتاب، مقوای شکافدار روی دهانهٔ چراغقوه قرار میگیرد و باریکه روی میز دیده میشود. برای پیشبینی پهنای باریکه به عرض شکاف توجه کن: شکاف باریکتر، باریکهٔ نازکتری ایجاد میکند.
کتاب درسی، صفحهٔ ۱۲۳
مثال حلشده
چراغقوهای روشن را با مقوای کدری که شکاف دارد میپوشانیم و باریکهای روی میز میسازیم. چراغقوه و مقوا از نظر تولید نور چه تفاوتی دارند و اگر فقط عرض شکاف را کمتر کنیم، چه اتفاقی برای باریکه میافتد؟
معیار را مشخص میکنیم: جسم منیر خودش نور تولید میکند، اما جسم غیرمنیر چنین نیست.
چراغقوهٔ روشن نور تولید میکند، پس چشمهٔ نور است.
مقوا خودش نور مرئی تولید نمیکند، پس غیرمنیر است؛ دیدهشدن آن به بازتاب نور وابسته است.
نور از شکاف مقوا عبور میکند؛ با کمترشدن عرض شکاف و ثابتماندن شرایط دیگر، باریکهٔ روی میز نازکتر میشود.
نکات مهم
- جسم منیر خودش نور تولید میکند، اما جسم غیرمنیر با بازتاب نور به چشم دیده میشود.
- چشمهٔ نور میتواند گسترده یا نقطهای دیده شود و فاصلهٔ مشاهده در این دستهبندی اهمیت دارد.
- نور با عبور از شکاف باریکه میسازد و هرچه شکاف باریکتر باشد، باریکه نازکتر میشود.