سیاهچاله چیست؟

 

 نظریه سیاهچاله

 

کهکشانها ، ستارگان ، سیارات و فضاپیماها در سرتاسر عالم می‌تازند و به سبب تغییر موقعیت اشیاء ، گذشت زمان احساس می‌شود. کهکشانها ، ستارگان ، سیارات و فضاپیماها در سرتاسر عالم می‌تازند و به سبب تغییر موقعیت اشیاء ، گذشت زمان احساس می‌شود. به عنوان مثال مشاهده حرکت روزانه خورشید در آسمان مبین چرخش زمین است. در اثر تغییر مناظر دور و نزدیک است که عقاید انسان از فضا - زمان و حرکت مفهوم می‌یابد. آلبرت اینشتین دیدگاه انسان را نسبت به فضا - زمان و حرکت دگرگون ساخت و در انجام این عمل بسیاری از معماهای کیهانی را حل نموده و نظریه گرانش را باز آفرینی کرد.
 ● پیش بینی معادلات انیشتین معادلات انیشتین عصر ما را که عصر اتمی ، سفر به فضا ، رادار ، لیزر و ساعتهای اتمی است، پیش‌بینی کرده بود. وی به امکاناتی (امکان وجود زمان برتر) اشاره نمود که تا آن زمان مطرح نشده بود و بالاخره قوانینی بر جای گذاشت که بر تاریخ و سرنوشت تمامی عالم حاکم است. ژنتیکدان معروف جی.بی.اس هالدین او را بزرگترین یهودی ، بعد از مسیح نامیده است.
● ظهور سیاهچاله‌ در سال ۱۹۱۵ هنگامی که ، انیشتین نظریه گرانش خویش را بیان کرد، از نظر معادلاتی احتمال ظهور سیاهچاله‌ها ، تله‌های تاریک فضایی روشن بود. در آوریل ۱۹۷۸ گروه کیت پیک آمریکایی دلایلی اقامه نمود که وجود سیاهچاله عظیمی را در مرکز کهکشان M۸۷ تأیید می‌نمود. جسمی تکان دهنده که بیلیونها بار از خورشید بزرگتر بوده و قادر است ستارگان کامل یا خوشه‌های ستاره‌ای را به راحتی ببلعد. به عنوان مثال کهکشان M۸۷ ، تجمع گسترده‌ای از ستارگانی شبیه ستارگان راه شیری ، که خود کهکشانی دیسک مانند و متشکل از بیلیونها ستاره است که خورشید از ستارگان معمولی آن است، می‌باشد. اما M۸۷ حتی بزرگتر از راه شیری و بیشتر توپ مانند بوده و عضو برجسته مجموعه‌ای کهکشانی است که به نام سنبله (ویرگو) شهرت دارد و در منطقه پهناوری از آسمان و نسبتا نزدیک به ما ، جولان می‌دهد.
 ● احتمال وجود اختر خوار عقیده بر این بود که یک اخترخوار عظیم در مرکز کهکشان قرار دارد و هنگامی که ستارگان یا گازها به آن نزدیک می‌شوند، به داخل کشیده شده و بر سرعت آنها همچون آبی که در جهت گرداب حرکت می‌کند، افزوده می‌شود و جسم در حال سقوط تا لحظه نابودی کامل بطور فزاینده‌ای انرژی متراکم تشعشعی گسیل می‌دارد. در اثر این فرآیند ، بخشهایی از ماده همچون فواره از سیاهچاله بیرون می‌جهد.
● طیف ستارگان در کهکشان M۸۷ ستاره شناسان در جستجوی بسامدهای مزاحم یا ناهماهنگ از نوع انوار ویژه‌ای بودند. با مطالعه طیف نور ستاره که در آن همچون رنگین کمان ، رنگ قرمز در یک طرف و رنگ آبی در طرف دیگر آن است، مشاهده می‌شود که خطوط تیره و روشن در مکانهای مخصوصی در طول طیف قرار دارند. آنها شبیه دستگاههایی هستند که بر صفحه انتخاب ایستگاه رادیو دیده می‌شوند و این خطوط مربوط به نورهایی با فرکانس مشخص است که بوسیله اتمهای خاصی در ستارگان جذب یا دفع می‌شوند. اما در ستارگانی که دارای حرکت سریع هستند، فرکانس نور تغییر می‌کند. پیتر یونک ، در انستیتوی تکنولوژی کالیفرنیا با استفاده از نتایج بدست آمده توسط گروه کیت پیک در صدد ایجاد نقشه‌ای از کهکشان M۸۷ برآمد. بر طبق نقشه یونک ستارگان نزدیک به هسته مرکزی کهکشان با سرعت ۲۵۰ مایل در ثانیه برگرد هسته می‌چرخند. برای توجیه این سرعت توده‌ای از ماده که بیش از ۵ بیلیون برابر سنگینتر از خورشید باشد، لازم است.
● احتمال وجود سیاهچاله در M۸۷ اگر بر اساس این مقدار ماده چنین تعداد شگفت آوری از ستارگان در مرکز کهکشان وجود داشته باشد، در واقع باید مرکز کهکشان بسیار نورانی باشد. اگر فرض کنیم غبار مانع از مشاهده این نور زیاد است، بنابراین باید مرکز کهکشان قرمز باشد، درست شبیه خورشید در هنگام غروب. اما ستاره شناسان در هسته M۸۷ نه توده‌ای خیره کننده از ستارگان و نه غبار قرمز درخشنده‌ای ، بلکه تلألو کم سویی از آبی کم رنگ مشاهده نمودند. بطور خلاصه شکل ظاهری هسته M۸۷ با مقدار ماده محاسبه شده برای آن متناقض است، مگر اینکه در مرکز آن یک سیاهچاله وجود داشته باشد.
 ● قانون برابری ماده و انرژی در سیاهچاله با استفاده از مشاهدات گروه کیت پیک از M۸۷ معلوم شد که قطر توده مرکزی آن باید در حدود ۷۰۰ سال نوری باشد، در حالیکه با وجود بیلیونها ستاره که در آن قرار دارد بسیار فشرده می‌باشد. اما اگر نظریه سیاهچاله درست باشد، تمامی توده ماده هسته مرکزی M۸۷ باید دارای قطری برابر یک روز نجومی باشد. اگر منشأ انرژی در M۸۷ یا هر جسم قاهر دیگری در جهان ، باعث حیرت می‌گردد، باید در نظر داشت که برای آن یک قاعده سرانگشتی وجود دارد و آن قانون برابری ماده و انرژی است یعنی حداکثر انرژی قابل استحصال از هر ماده متراکم.

 

سیاهچاله

 

 سیاهچاله طبق نظریه ، نسبیت عام ، گرانش انحنا دهنده فضا زمان است. فضای حول ستاره به نحو بارزی خم می ... حفره سیاه حفره سیاه حفره‌های سیاه جذابترین و اسرار آمیزترین اشیاء آسمانی هستند. مهمترین یافته‌های اختر ... سیاه چاله های ساده سیاه چاله های ساده ندكی پس از نظریه نسبیت عام،كارل شوار تسشیلد ،اختر شناس آلمانی،با بر رسی معادلات این نظریه ... حفره سیاه (سیاهچاله) چیست؟ حفره سیاه (سیاهچاله) چیست؟ یكی از شگفتی های فضا وجود حفره های سیاه در آن است. مكان هایی كه در اثر جاذبه بی نهایت حتی نور ... آیا ممكن است كل جهان، یك سیاهچاله پنج بعدی باشد؟ احتمالاً می دانید چنانچه در یك سیاهچاله سقوط كنید چه بلایی سرتان خواهد آمد. چنین سقوطی ... سیاهچاله چیست؟

سیاهچاله ها ممکن است لحظه آغاز را از دید ما بپوشانند

سیاهچاله ها ممکن است لحظه آغاز را از دید ما بپوشانند

. اختر فیزیکدان های دانشگاه پن استیت تصور می کنند که اثر خمش نور در حوزه گرانشی سیاهچاله ها ممکن است مانع مطالعه لحظات آغاز عالم شود . سیاهچاله ها همه اجسام اطرافشان را به درون خود می کشند . علاوه بر این ،این چاههای گرانشی قوی بر روی امواج الکترومغناطیس نیز اثر می گذارند . امواج الکترومغناطیس در مسیر حرکت شان تحت تأثیر ماده محیط قرار می گیرند . مواد با ضریب شکست منفی اثری کاملا متفاوت با مواد با ضریب شکست مثبت دارند . ماده معمولی دارای ضریب شکست مثبت است . این نوع مواد( مثل آب ، شیشه و ... ) پرتو را در همان راستای حرکتش جابجا می کند . اما مواد با ضریب شکست منفی پرتو را در خلاف جهت حرکتش جابجا می کند . قبلا لاختاکیا و مکی از دانشگاه ادینبروگ با استفاده از نسبیت خاص اینشتین شکست امواج الکترومغناطیس داخل مواد را مطالعه کردند . آنها دریافتند که شکست منفی می تواند برای یک ناظر در حال حرکت با سرعت بسیار بالا رخ دهد . بعدها نشان داده شد که در فضای خارج نیازی به وجود شکست منفی نیست . در عوض وقتی پرتو از داخل میدان گرانشی یک جسم بسیار پر جرم ، مانند سیاهچاله چرخان ، عبور کند ، وجود شکست منفی ممکن می شود . اما سندی ستیاوان از دانشگاه ادینبروگ نشان داد که در حوزه نسبیت عام یک ناظر در اطراف یک سیاهچاله چرخان ناحیه به نام ارگوسفیر( نیروکره) وجود دارد که در آن امواج الکترومغناطیس بدلیل شکست منفی خمیده می شوند . این یافته جدید در 7 مارس در مجله فیزیک لتر A به چاپ رسید . ما با عدسی های گرانشی آشنا هستیم . حال مشکل اینجاست که تعدد سیاهچاله ها و اجسام پر جرم در اطراف ما ممکن است باعث شود که نورهای ارسالی از لحظه های آغازین عالم دستخوش چنین شکست هایی قرار گیرد و در نتیجه ما نتوانیم به مطالعه آنها بپردازیم .

ستاره های بزرگ می توانند درنزدیكی سیاهچاله ها بوجود آیند

ستاره های بزرگ می توانند درنزدیكی سیاهچاله ها بوجود آیند
تصور می رود یك صفحه گاز كه ستارهای بزرگ درون آن شكل گرفته اند سیاهچاله بسیار بزرگ اس جی آر (Sgr A) را احاطه كرده باشد.تصور می رود یك صفحه گاز كه ستارهای بزرگ درون آن شكل گرفته اند سیاهچاله بسیار بزرگ اس جی آر (Sgr A) را احاطه كرده باشد. نتایج بدست آمده از رصدخانه چاندرا نشان می دهند كه ستارها در این ناحیه بوجود آمده اند نه اینكه در این محل تجمع كرده اند. اختر شناسان بر این باورند كه سیاهچاله بسیار بزرگ اس جی آر توسط یك صفحه گاز كه ستارهای بزرگ درون آن شكل گرفته اند احاطه شده است.برای اولین بار ، اختر شناسان مشخص كرده اند كه ستاره های بزرگ می توانند در نزدیكی سیاهچالهای بسیار بزرگ ،نظیر آنچه كه در مركز كهكشان راه شیری قرار دارد ، بوجود آیند.عقیده بر این است ستاره های بزرگ كه ۵۰ برابر حجیم تر از خورشید می باشند در اطراف سیاهچاله كهكشان راه شیری وجود داشته باشند اما دلیل اینكه چگونه این ستاره به این ناحیه راه یافته اند نامعلوم بود.تاد لاور (Tod Lauer) منجم رصدخانه اپتیكی ملی واقع در آریزونا كه قبلا در مورد ستاره های آبی اطراف یك سیاهچاله در كهكشان آندرومدا مطالعه می كرد می گوید " اینكه چگونه یك سیاهچاله با كهكشان گرداگرد آن در ارتباط است و با آن واكنش نشان می دهد یك سؤال واقعا مهم می باشد". این اختر شناس به مجله نیو ساینتیست گفت "اولین حدس این بوده كه ستارها نمی توانند در اطراف سیاهچاله شكل بگیرند – گاز به اطراف راه می باید ولی یا بلعیده می شود و یا به دور پرتاب می گردد". در واقع اگر ستاره ها (آنگونه كه نتایج جدید نشان می دهند) بتوانند در مجاورت آن شكل بگیرند ، اختر شناسان می باید فیزیك فعالیت و واكنش در هسته های تمامی كهكشانها را مورد بررسی مجدد قرار دهند". محیط مادر و شكل دهنده یك روش برای توضیح وجود ستاره ها حالتی است كه طی آن ستاره ها در فاصله ای نسبتا دور از سیاهچاله (حداقل ۳۲ سال نوری دورتر) یعنی ناحیه ای كه گرانش سیاهچاله ضعیف تر می باشد شكل می گیرند و سپس تا فاصله حدود ۰،۳ سال نوری به داخل كشیده می شوند. در حالتی دیگر نیروی جاذبه بسیار بالای سیاهچاله كه به سادگی یك ستاره جوان را تكه تكه می كند با گرانش صفحه غلیظ گازی اطراف سیاهچاله برابر می شود. هر گونه " تكه" در این گاز با متلاشی شدن تبدیل به یك ستاره می شود. برای اینكه این حجم گازی موجود در دیسك بتواند در مقابل جاذبه ساهچاله مقاومت كند ، جرم آن می باید برابر با حداقل ۱۰۰۰۰ اجرام خورشیدی باشد. دو اختر شناس كه از رصدخانه اشعه ایكس چاندرا برای رصد سیاهچاله بسیار بزرگ موجود در مركز كهكشان راه شیری موسوم به اس جی آر آ استفاده كردند اكنون نشان داده اند كه حالت دوم واقعی تر بنظر می رسد. شاهدی بر عدم وجود اگر مدل حركت رو به درون درست باشد ، چاندرا باید بتواند شواهد اشعه ایكس برای حدود یك میلیون ستاره جوان هم اندازه خورشید نزدیك به سیاهچاله و تعداد بسیار كمتری از ستاره های بزرگتر را ردیابی كند. ولی موضوع فقط این نیست. سرگی نی یاكشین (Sergi Nayakshin) از دانشگاه لی سستر (Leicester) انگلستان كه این تحقیق را بهمراه راشید سونی یاو (Rashid Sunyaev) در مركز فیزیك ماكس پلانك در آلمان انجام می داد اظهار می دارد كه "عدم وجود چیزی كه انتظار آن می رود به مهمی وجود چیزی است كه انتظار آن نمی رود". به جای ستاره های كم جرم رصد خانه های فرا قرمز پیشین حدود ۱۰۰ ستاره جوان و بسیار بزرگ نزدیك به سیاه چاله را نشان می داند.دلیل اینكه چرا بنظر می رسد ستاره های كوچكتر در فاصله ای نسبتا دور از سیاهچاله تشكیل می شوند اما فقط ستاره های بزرگتر در فاصله نزدیك به آن شكل می گیرند روشن نمی باشد. نیاكشین حدس می زند كه تششع و بادهای قوی ستاره های بسیار بزرگ باعث ایجاد محیطی می شود كه مانع رشد ستاره های كوچك می گردد. ستاره های بزرگ دوره زندگی بسیار طولانی ندارند (برای مدت طولانی دوام نمی آورند) بلكه به سرعت به سوی مرگ خود در انفجارهای ابر نواختری حركت می كنند. این امر باعث فورانهای نسبتا سنگین عناصری از قبیل اكسیژن می گردد كه ممكن است دلیل وجود عناصر سنگین تر رصد شده قبلی در اطراف صفحات اطراف سیاهچاله باشد.

تصویری تماشایی از کهکشانی مارپیچی

تصویری تماشایی از کهکشانی مارپیچی

 تلسکوپ سوبارو موفق شد تصویری تماشایی از کهکشان مارپیچی NGC ۲۴۰۳ تهیه کند. این کهکشان که در فاصله ۱۰ میلیون سال نوری از ما قرار دارد از نوع Sc می باشد که دارای بازوهای باز و یک هسته کوچک است . جرم این کهکشان تقریبا یک دوم راه شیری است که مقدار فراوانی از آن را گاز هیدروژن خنثی تشکیل داده است. در بازو های مارپیچ این کهکشان ستاره های جوان در حال شکل گیری می باشند این مناطق در تصویر به صورت مناطق قرمز رنگی قابل تشخیص می باشد. در این تصویر خوشه های ستاره ای و همچنین سحابی های تاریک به سادگی قابل تفکیک هستند.NGC ۲۴۰۳ برای اولین بار نیست که مورد مطالعه قرار می گیرد بلکه ادوین هابل نیز برای آنکه نشان دهد کهکشان های دورتر ، سریعتر از ما دور می شوند از این کهکشان به عنوان دلیل خود استفاده کرد . این کهکشان همچنین گزینه ی خوبی برای نشان دادن وابستگی سرعت گردش کهکشان ها و نورانیت آنهاست . از این کهکشان همواره به عنوان موردی کاملا استاندارد برای مطالعات اختر فیزیکی استفاده شده است.دانشمندان عقیده دارند کهکشان های بزرگتر حاصل ادغام چندین کهکشان کوچک در گذشته هستند ، این ادغام می تواند نشانه ای عمیق بر هاله ی کهکشان گذاشته باشد.بنا به مدارک پیشین دانشمندان حدس می زنند ستاره های جوانی در هاله NGC ۲۴۰۳ وجود داشته باشند ، ستاره شناسان قصد دارند با بررسی رنگ و نورانیت این ستاره ها از تصویر فوق به این سوال پاسخ دهند که آیا قطعا در گذشته چنین ادغامی برای NGC ۲۴۰۳ روی داده است یا نه .

مرکز زمین سریع تر از پوسته ی آن می چرخد

مرکز زمین سریع تر از پوسته ی آن می چرخد

دانشمندان به تازگی به بحثی که حدود نه سال فکر آنان را به خود مشغول داشته است مبنی بر اینکه مرکز زمین حدود ۰.۳ تا۰.۵ درجه در سال سریع تر از پوسته ی آن می چرخد، پایان داده اند. به گفته یXiaodong Song، نویسنده ی مقاله ای با این موضوع در مجله ی Science و پروفسور زمین شناسی:" ادعا های نا متعارف اثبات های نا متعارفی نیز احتیاج دارند، ما بر این باوریم که به این اثبات رسیده ایم."مرکز آهنی زمین شامل هسته ای جامد با قطری حدود ۲۴۰۰ کیلومتر و لایه ی سیال بیرونی تری با قطر ۷۰۰۰ کیلومتر است. هسته ی درونی نقش مهمی در ژئودینامیکی که میدان مغناطیسی زمین را خلق می کند، ایفا می کند. تصور می شود یک گشتاور الکترومغناطیسی از دینام زمینی هسته ی درونی را به چرخش نسبت به پوسته و جبه وا می دارد. اولین مدرک رصدی برای چرخش متفاوت در سال۱۹۹۶ توسط سانگ و پول ریچارد در رصد خانه ی زمینی لامونت- دوهرتی دانشگاه کلمبیا به دست آمد.در نه سال گذشته ، برخی لرزه شناسان گمان می کردند که نقص ها یا برخی داده های غیر واقعی باعث چنین ادعایی شده اند.با مقایسه ی امواج لرزه ای که از ماده ی سیال زمین و هسته های جامد آن می گذرند ، سانگ و همکارانش مدرکی قانع کننده برای چرخش متفاوت هسته ی جامد درونی پیدا کرده اند. از آن جمله محققان بررسی ۱۷ گروه از امواج لرزه ای مشابه (که به نام doubletشناخته می شوند) در زمین لرزه های اتفاق افتاده در جزیره های جنوبی ساندویچ را گزارش داده اند.امواج doublet، که در بیش از ۵۸ مرکز لرزه نگاری در نزدیکی آلاسکا وبا فواصل زمانی ۳۵ ساله ثبت شده اند، به محققان اجازه دادند تغییرات گذرای پدید آمده در طول مسیر های نمونه را بررسی کنند.به گفته ی سانگ:" امواج لرزه ای مشابهی که از میان هسته ی داخلی عبور کرده اند تغییراتی سیستماتیک در زمانهای عبور و شکل امواج از خود نشان می دهند . تنها توضیح موجه برای چنین تفاوت هایی حرکت هسته ی داخلی است. طبق نظر سانگ، قابل پذیرش ترین توضیح برای سرعت متفاوت چرخش هسته ی داخلی، پیوند(کوپل) الکترومغناطیس است. میدان مغناطیسی تولید شده در هسته ی خارجی درون هسته ی داخلی پراکنده می شود، جایی که باعث تولید یک جریان الکتریکی می شود. تاثیر متقابل این جریان الکتریکی با میدان مغناطیسی باعث چرخش هسته ی داخلی می شود، مانند آرماتور در یک موتور الکتریکی.هسته ی خارجی سیال، حرکت هسته ی درونی جامد را از جبه جدا می کند.چون هسته ی خارجی سیال زیاد چسبنده نیست، نیروی مقاومت اصطکاکی کوچک است.سانگ می گوید:" چرخش متفاوت یک فرایند دینامیکی اساسی است که به قلب پیدایش سیاره ی ما و چگونگی تکامل آن باز می گردد. هنوز هم مطالب بسیار زیادی برای یادگیری درباره ی ساختمان درونی زمین باقی مانده است."

سیاهچاله گرسنه و لذت از خوراك ستاره ای

سیاهچاله گرسنه و لذت از خوراك ستاره ای

 جزئیات بی نظیر چرخش سهمگین ماده به سمت پائین مری یك سیاه چاله غول آسا توسط تلسكوپ VLT رصد شده است. نور درخشان واقع در مركز توسط یك سیاهچاله غول آسا كه مشغول بلعیدن محیط اطراف خود می باشد ایجاد می شود. NASA كهكشان (NGC ۱۰۹۷) در حدود ۴۵ میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد كه در مركز با نور نسبتا درخشانی نورافشانی می كند. گمان می رود كه این نور سیاهچاله ای است كه گاز و ستاره های مجاور را می بلعد. اما تابش خیره كننده این نور باعث شده كه جزئیات این فعل و انفعالات در تصاویر دیده نشوند.اخترشناسان اكنون یكی از چهار تلسكوپ ۸ متری VLT را مورد استفاده قرار داده اند تا از مواد در حال چرخش به سوی مركز این كهكشان به روش نزدیك به فرو قرمز (near-infrared) تصویر برداری كنند.آنها با پوشاندن نور درخشان اطراف سیاهچاله با استفاده از روش تنظیم اپتیكی(adaptive optics) و سپس تصویر برداری از بازوهای دوار موفق به رصد این پدیده شده اند. روش تنظیم اپتیكی برای برطرف كردن تاثیر مات كننده اتمسفر زمین در تصاویر بكار می رود.آلمودنا پریتو (Almudena Prieto) از موسسه ماكس پلانك فیزیك هسته ای هایدلبرگ آلمان كه مسئول این تحقیق می باشد می گوید" احتمالا این اولین باری است كه تصویر كاملی از پروسه انتقال ماده از بخش اصلی كهكشان به سمت انتهای هسته گرفته شده است". بازوهای دوار ستاره ها و گاز به صورت خطهای تاریك در این تصویر فروسرخ از مركز كهكشان NGC ۱۰۹۷ دیده می شوند.بیش از ۳۰۰ منطقه كه در آنها ستاره ها شكل می گیرند در سرتاسر حلقه گاز و غباری كه در این تصویر از مزكر كهكشان NGC دیده می شود پراكنده می باشند. نور درخشان واقع در مركز توسط یك سیاهچاله غول آسا كه مشغول بلعیدن محیط اطراف خود می باشد ایجاد می شود. اختر شناسان از بازوهای حلزونی شكل كم نوری از ماده (به رنگ قرمز) در مركز كهكشان NGC ۱۰۹۷تصویربرداری كرده اند.

محرم میآید ومیرود و رو سیاهی به ما میماند

این چه شمعیست که عالم همه پروانه اوست

امر به معروف و نهی از منکر

---

 

زاویه بروستر در مبحث نور چیست ؟

 

زاویه بروستر

زاویه بروستر (Brewster Angel)

اگر زاویه تابش را چنان تنظیم نماییم که در مرز مشترک دو محیط هیچ بازتابی نداشته باشیم و تمام نورها بر محیط دوم گذر نمایند در چنین حالتی ضریب بازتاب در سیستم صفر می‌شود، در این صورت زاویه تابش را زاویه بروستر می‌نامند.به ازای این زاویه بخصوص قانون اسنل به شکل زیر در می‌آید:(n1 sini = n2 sin (180-iبنابراین: i = arctan n2/n1 و با حرف B اول کلمه Brewster که کاشف اول زاویه بروستر می‌باشد، نشان می‌دهند (i = B). اگر ضریب شکست نسبی دو محیط (n = n2/n1) باشد، خواهیم داشت:B = arc tan nبه عنوان مثال برای شیشه با ضریب شکست n = 1.5 در بازتاب بیرونی از هوا به شیشه B = arctan 1.5 = 57 درجه و برای بازتاب درونی از شیشه به هوا B = arctan 1/1.5 = 33 درجه می‌باشد.عکس پیدا نشدمفهوم فیزیکی اگر زاویه تابش سیستم برابر زاویه بروستر باشد، به این معنی است که سیستم به عنوان عبور کننده عمل می‌کند و هیچ انعکاسی از مرز نخواهیم داشت. در واقع بخاطر وجود پاشندگی محیطها این زاویه تابعی از طول موج است، با این حال این تغییر طول موجی در ناحیه نور مرئی بسیار کم است.کاربردهای زاویه بروستردر موجبر نوری از این زاویه استفاده می‌شود و سیستم موج تابشی تحت زاویه بروستر را هدایت می‌کند. در این موجبرها می‌توان اتلاف نور را بسیار کم کرد، این وسیله در مخابرات اپتیکی (با نور لیزر) ، داده پردازی و سایر کاربردها حائز اهمیت است.جهت قطبش نورها از این زاویه استفاده می‌نمائیم. اگر با روابط اپتیکی فرنل ، دامنه و بازتاب اموج الکترومغناطیسی طولی (موج قطبی p) را حساب نماییم، همین زاویه بروستر به عنوان زاویه تابش برای آن سیستم نیز معرفی می‌شود. بنابراین امواج الکترومغناطیسی بر اثر تابش تحت این زاویه کاملا قطبیده هستند و مولفه عبوری نور قطبیده می‌باشد و برای قطبی کردن امواج طولی از این روش استفاده می‌شود.در حالت کلی اگر نور غیر قطبی تحت زاویه بروستر بر سطحی بتابد نور بازتابی به طور خطی قطبیده(قطبش خطی نور) و بردار میدان الکتریکی آن عمود بر صفحه تابش خواهد بود و نور عبوری به طور جزئی قطبیده است . درست است که کل نور بازتابی قطبیده است اما فقط بخشی از نور بازتاب می شود بنابراین تولید نور قطبی با روش بازتاب تحت زاویه بروستر برای موج الکترومغناطیسی عرضی (موج قطبی s) مناسب نیست .همانند زاویه حد جهت یافتن ضریب شکست یک محیط مجهول با این تئوری سیستمی می سازند. طوری که در آن ضریب شکست سیستم را بدست می دهد. n = tan B طراحی عملی دستگاه چنین است که اگر سیستم در حالتی قرار گیرد که در اثر نور تابشی، بازتابی از خود نشان ندهد، یعنی در زاویه بروستر تنظیم شده است. با اندازه گیری این زاویه توسط رابطه اخیر ضریب شکست محیط مجهول بدست می‌آید.در کالیبراسیون دستگاههای اندازه گیری نوری و تنظیم و کنترل سیستمهای اتوماتیک نوری و برخی اجاقهای خورشیدی و بخصوص سویچ زنی بروستر (که در آن نقش پلاروید را دارد) و در ساختمان اکثر دستگاههای نوری و موجی دیگر بکار می‌رود.دریچه بروستر اگر نور موءلفه طولیش که بطور خطی قطبیده است بر متوازی السطوحی شیشه‌ای تحت زاویه بروستر بتابد در این صورت نورها از سطح اول بازتاب نمی‌شود. بازتاب داخلی از سطح دوم نیز وجود ندارد و تمام موج فرودی از تیغه متوازی السطوح عبور می‌کند به عبارتی تیغه متوازی السطوح برای موج قطبیده خطی طولی کاملا شفاف است، چنین دستگاههایی به دریچه بروستر معروفند، در دستگاههای لیزری زیاد مورد استفاده قرار می‌گیرند.


ماهیت ذر‌ه‌ای اسحاق نیوتن (Isaac Newton) در کتاب خود در رساله‌ای درباره نور نوشت پرتوهای نور ذرات کوچکی هستند که از یک جسم نورانی نشر می‌شوند. احتمالاً اسحاق نیوتن نور را به این دلیل بصورت ذره در نظر گرفت که در محیطهای همگن به نظر می‌رسد در امتداد خط مستقیم منتشر می‌شوند که این امر را قانون می‌نامند و یکی از مثالهای خوب برای توضیح آن بوجود آمدن سایه است.ماهیت موجی همزمان با نیوتن، کریسیتان هویگنس (Christiaan Huygens) (1695-1629) طرفدار توضیح دیگری بود که در آن حرکت نور به صورت موجی است و از چشمه‌های نوری به تمام جهات پخش می‌شود به خاطر داشته باشید که هویگنس با بکار بردن امواج اصلی و موجکهای ثانوی قوانین بازتاب و شکست را تشریح کرد. حقایق دیگری که با تصور موجی بودن نور توجیه می‌شوند پدیده‌های تداخلی هستند مانند به وجود آمدن فریزهای روشن و تاریک در اثر بازتاب نور از لایه‌های نازک و یا پراش نور در اطراف مانع.ماهیت الکترومغناطیس بیشتر به خاطر نبوغ جیمز کلارک ماکسول (James Clerk Maxwell) (1879-1831) است که ما امروزه می‌دانیم نور نوعی انرژی الکترومغناطیسی است که معمولاً به عنوان امواج الکترومغناطیسی توصیف می‌شود. گسترده کامل امواج الکترومغناطیسی شامل: موج رادیویی ، تابش فرو سرخ ، نور مرئی از قرمز تا بنفش ، تابش فرابنفش ، اشعه ایکس و اشعه گاما می‌باشد.ماهیت کوانتومی نور طبق نظریه مکانیک کوانتومی نور، که در دو دهه اول قرن بیستم بوسیله پلانک و آلبرت انیشتین و بور برای اولین بار پیشنهاد شد، انرژی الکترومغناطیسی کوانتیده است، یعنی جذب یا نشر انرژی میدان الکترومغناطیسی به مقادیر گسسته‌ای به نام "فوتون" انجام می‌گیرد.نظریه مکملی نظریه جدید نور شامل اصولی از تعاریف نیوتون و هویگنس است. بنابراین گفته می‌شود که نور خاصیت دو گانه‌ای دارد، برخی از پدیده‌ها مثل تداخل و پراش خاصیت موجی آنرا نشان می‌دهد و برخی دیگر مانند پدیده فوتوالکتریک ، پدیده کامپتون و ... با خاصیت ذره‌ای نور قابل توضیح هستند.تعریف واقعی نور چیست؟ تعریف دقیقی برای نور نداریم، جسم شناخته شده یا مدل مشخص که شبیه آن باشد وجود ندارد. ولی لازم نیست فهم هر چیز بر شباهت مبتنی باشد. نظریه الکترومغناطیسی و نظریه کوانتومی باهم ایجاد یک نظریه نامتناقض و بدون ابهام می‌کنند که تمام پدیده‌های نوری را می‌کنند. نظریه ماکسول درباره انتشار نور و بحث می‌کند در حالی که نظریه کوانتومی برهمکنش نور و ماده یا جذب و نشر آن را شرح می‌دهد ازآمیختن این دو نظریه ، نظریه جامعی که کوانتوم الکترودینامیک نام دارد، شکل می‌گیرد. چون نظریه‌های الکترومغناطیسی و کوانتومی علاوه بر پدیده‌های مربوط به تابش بسیاری از پدیده‌های دیگر را نیز تشریح می‌کنند منصفانه می‌توان فرض کرد که مشاهدات تجربی امروز را لااقل در قالب ریاضی جوابگو است. طبیعت نور کاملا شناخته شده است، اما باز هم این پرسش هست که واقعیت نور چیست؟گسترده طول موجی نور نور گستره طول موجی وسیعی دارد چون با نور مرئی کار می‌کنیم اغلب تصاویر و محاسبات در این ناحیه از گستره الکترومغناطیسی انجام می‌گیرد اما روشهای مورد بحث می‌تواند در تمام ناحیه الکترومغناطیسی مورد استفاده قرار گیرند. ناحیه نور مرئی بر حسب طول موج از حدود 400 نانومتر (آبی) تا 700 نانومتر (قرمز) گسترده است که در وسط آن طول موج 555 نانومتر (نور زرد) که چشم انسان بیشترین حساسیت را نسبت به آن دارد یک ناحیه پیوسته که ناحیه مرئی را در بر می‌گیرد و تا فرو سرخ دور گسترش می‌یابد.

ادامه نوشته

به پیشنهاد استاد باغشاهی مبحثnonlineir optic

الله ُ النورُ السماواتٍ والارض

مقدمه

برای تفهیم بهتر قطبش خطی نور از مثال زیر کمک می‌گیریم:

هرگاه یک سر طنابی را به بالا و پایین حرکت دهیم، موج عرضی ایجاد می‌شود و هر نقطه از ریسمان یک نوسان سینوسی روی خط مستقیم انجام می‌دهد، لذا این موج را موج پلاریزه خطی می‌گویند، از آنجا که نوسان طناب در یک صفحه واقع است، آن را موج پلاریزه تخت نیز می‌نامند. جابجایی این موج با رابطه (x( z ، t ) = a cos ( kz - ωt + φ نشان داده می‌شود که درآن ، x جابجایی (درامتداد ارتعاش) ، z امتداد انتشار ، a دامنه و (φ) ثابت فاز می‌باشد. این رابطه نشان می‌دهد که جابجایی در هر لحظه یک منحنی کسینوسی خواهد بود. حال یک شکاف باریک و بلند در مسیر طناب قرار می‌دهیم.

• اگر طول شکاف در امتداد ارتعاش طناب باشد، در این صورت طناب از داخل شکاف عبور کرده ، در طرف د یگر با همان دامنه به مسیر خود ادامه می‌دهد.
  
  
• اگر طول شکاف بر امتداد ارتعاش طناب عمود باشد، تقریبا چیزی به طرف دیگر شکاف عبور داده نمی‌شود.
  
  
• اگر طول شکاف با امتداد ارتعاش زاویه دیگری بسازد، دامنه موج عبوری تغییر خواهد کرد. علت این امر آن است که شکاف فقط مؤلفه‌ای از جابجایی را از خود عبور می‌دهد که در امتداد طول شکاف باشد.
  
  لازم به ذکر است که اگر موج طولی در امتداد طناب انتشار می‌یافت، دامنه موج عبوری در همه جهتهای شکاف یکسان بود. بنابراین تغییر دامنه موج عبوری با تغییر امتداد شکاف ، ناشی از عرضی بودن موج است.

• مفهوم قطبش خطی نور

  • می‌دانیم که نور (امواج الکترومغناطیسی) از ترکیب میدانهای الکتریکی و مغناطیسی تشکیل می‌شود. این دو میدان در راستای عمود بر هم ارتعاش می‌کنند و راستای ارتعاش هر دو بر راستای انتشار موج عمود است. لذا امواج نوری ، امواجی عرضی هستند. انجام آزمایش فوق ، در مورد نور ماهیت عرضی بودن موجهای نوری را ثابت می‌کند.
    
    
  • حال نوسان طناب را که نمونه‌ای از قطبش خطی بود، در مورد نور غیر پلاریزه بسط می‌دهیم. هرگاه صفحه ارتعاش موج به صورت تصادفی در فاصله زمانهای بسیار کوتاه عوض شود، موج را موج غیر پلاریزه گویند. یعنی در این موج ، میدان الکتریکی (یا مغناطیسی) در تمام جهات ارتعاش می‌کند.
    
    
  • اگر موج غیر پلاریزه‌ای روی شکافی فرود آید، چون میدان الکتریکی در همه جهات مؤلفه دارد، لذا امتداد ارتعاشی که در راستای طول شکاف قرار دارد، از شکاف عبور خواهد کرد و بدین ترتیب در طرف دیگر شکاف میدان الکتریکی فقط یک مؤلفه خواهد داشت، یعنی نور عبوری پلاریزه خواهد بود.
    
    
  • در این مورد شکاف در هر جهتی قرار بگیرد، مؤلفه مربوط به آن امتداد عبور خواهد کرد و همواره موج عبوری وجود خواهد داشت. پس چرخش شکاف بر دامنه موج عبوری تاثیر نخواهد گذاشت. ولی صفحه پلاریزاسیون موج عبور کرده ، به امتداد شکاف بستگی دارد. در اینجا این شکاف به عنوان پلاریزور عمل می‌کند.
    
    
  • اگر باریکه قطبیده عبوری از شکاف فوق را روی شکاف دیگری فرود آوریم، در این صورت تنها موقعی موج عبوری با همان دامنه را خواهیم داشت که امتداد طول شکاف دوم در امتداد ارتعاش موج پلاریزه باشد. پس با چرخاندن شکاف دوم ، در دامنه عبوری تغییر حاصل می‌شود و گفته می‌شود که شکاف دوم به عنوان آنالیزور عمل می‌کند.

  پلاروید

  پلاروید ماده پلاستیک مانندی است که برای تولید نور قطبیده استفاده می‌شود و ساختمانی مانند شکافهای فوق دارد که در هر زاویه‌ای در مقابل نور غیر قطبیده قرار بگیرد، نور عبوری قطبیده‌ای حاصل خواهد کرد. حال مانند مسئله شکاف مذکور ، در مسیر نور قطبیده حاصل از پلاروید ، پلاروید دیگری قرار می‌دهیم.
  
  
  
  • اگر دو پلاروید در یک امتداد قرار بگیرند، نور عبوری از پلاروید دوم تغییری نخواهد داشت.
    
    
  • زمانی که پلاروید دوم عمود بر پلاروید اول قرار گیرد، هیچ نوری عبور نخواهد کرد و تاریکی حاصل خواهد شد.
    
    
  • اگر پلاروید دوم را حول خط عمود بر سطح آن بچرخانیم، دامنه نور عبوری تغییر خواهد کرد.
    
    پس شدت نور عبوری به امتداد نسبی دو پلاروید بستگی دارد. در این حالت هم، پلاروید اولی به منزله پلاریزور بوده و باریکه عبوری پلاریزه خطی خواهد بود و پلاروید دومی در مقام آنالیزور عمل می‌کند. در چرخش پلاروید اول به جای پلاروید دوم نیز پدیده‌های فوق مشاهده خواهد شد.
  
  
  
   
  
   

  انواع قطبش خطی

  • قطبش خطی افقی: اگر امتداد ارتعاش میدان الکتریکی موج، روی صفحه افقی واقع باشد، قطبش خطی را قطبش خطی افقی می نامند.
    
    
  • قطبش خطی عمودی: اگر امتداد ارتعاش میدان الکتریکی موج، روی صفحه قائم قرار داشته باشد، قطبش خطی را قطبش خطی عمودی می نامند.
    
    
  • قطبش خطی مایل: اگر امتداد ارتعاش میدان الکتریکی موج، روی صفحه نامشخصی قرار گرفته باشد، قطبش خطی را قطبش خطی مایل می نامند.

  روشهای تبدیل نور طبیعی به نور قطبیده خطی

  استفاده از روش بازتابش

  اگر نور تحت زاویه بروستر ( B = arc tan n) که در آن n = n₂/n₁ ضریب شکست نسبی بین دو محیط می‌باشد، به سطح جدایی دو محیط برسد، نور بازتابشی از آن قطبیده خواهد بود.
  

  استفاده از کریستالهای دای کروئیک

  کریستال دای کروئیک ، نوعی کریستال خاص با ساختار بلوری معین است که وقتی مقابل نور تابشی عمود قرار می‌گیرد، نور خروجی یک نور قطبیده خواهد بود، یعنی میدان الکتریکی نور خروجی در یک امتداد خاص قرار می‌گیرد. تورمالین یک بلور رنگی است که اولین بلور شناخته شده ازنوع دای کروئیک می‌باشد و مانند فیلتر نوری عمل می‌کند، یعنی فقط نور به رنگ خودش را عبور می‌دهد. مهمترین نوع بلورها ، بلورهای بیرنگ هستند که تمام طول موجهای ورودی را از خود عبور می‌دهند و به آنها در صنعت پلاروید می‌گویند.
  

  استفاده از کریستالهای دو شکستی

  کریستال دو شکستی ، دارای ضریب شکستی است که با جهت انتشار و جهت قطبش در بلور تغییر می‌کند. این بلوراز یک پرتو غیر قطبیده ، دو پرتو قطبیده درست می‌کند که قطبشهای آنها برهم عمودند. اولین نوع کریستال دو شکستی ، منشور نیکول است که از جنس کلسیت می‌باشد.

مقدمه

نور یک نوع تابش الکترومغناطیسی است که از ترکیب دو میدان الکتریکی و مغناطیسی تشکیل یافته است. تابش الکترومغناطیسی شامل میدان الکتریکی متغیر با زمان و میدان مغناطیسی متغیر با زمان می‌باشد که این دو میدان بر هم عمودند و موج در امتداد عمود بر هر دوی آنها انتشار می‌یابد. هر تک موج الکترومغناطیسی یک میدان الکتریکی و یک میدان مغناطیسی مشخص دارد، ولی از آنجا که نور خالص وجود ندارد که فقط شامل یک طول موج باشد (ما همواره با گروه موج روبرو هستیم) لذا با میدانهای الکتریکی و مغناطیسی درجهتهای مختلف مواجه خواهیم بود. میدان الکتریکی نور بزرگتر از میدان مغناطیسی آن می‌باشد و بیشتر خصوصیاتی که میدان الکتریکی دارد میدان مغناطیسی هم از آن تبعیت می‌کند و نیز چشم ما به میدان الکتریکی حساس است، از این رو ما در مبحث نور اغلب با میدان الکتریکی نور سر و کار داریم.

تعریف قطبش

میدانهای الکتریکی امواج تشکیل دهنده به صورت اتفاقی در هر جهتی قرار می‌گیرند، لذا احتمال وجود میدان الکتریکی در تمام جهات یکسان خواهد بود. حال در مواردی لازم است که میدان الکتریکی را فقط در جهت خاصی داشته باشیم. بنابراین باید به طریقی در جهات دیگر میدان را حذف کنیم و فقط آن یک جهت مورد نظر را داشته باشیم، این عمل قطبش نام دارد. البته بحث قطبش را در مورد عایقها تحت عنوان قطبش عایقها دنبال خواهیم کرد. نوری که عمل قطبش را روی آن انجام داده‌ایم، نور قطبیده و وسیله‌ای که این عمل را با آن انجام داده‌ایم، قطبشگر نور می‌نامند.

انواع قطبش

قطبش را از لحاظ منحنی که نوک پیکان میدان الکتریکی در صفحه مختصات رسم می‌کند و اختلاف فازی که دو مؤلفه ارتعاشی میدان الکتریکی باهم دارند، به دو دسته عمده تقسم می‌کنند که عبارتند از:

قطبش خطی

 

اختلاف فاز بین مؤلفه‌های ارتعاشی میدان برابر (0 یا 180 درجه) می‌باشد و ارتعاش روی یک خط راست صورت می‌گیرد. و از ترکیب قطبشهای دایروی راستگرد و چپگرد بوجود می‌آیند. این نوع قطبش به نوبه خودش به لحاظ منحنی فضایی‌اش بصورت زیر دسته بندی می‌گردد:

• افقی
• عمودی
• مایل

قطبش بیضیوار

در حالت کلی اختلاف فاز بین مؤلفه‌های ارتعاشی در قطبش بیضیوار هر زاویه‌ای می‌تواند باشد که ترکیب دو ارتعاش ، منحنی بیضی به خود می‌گیرد. این قطبش نیز به نوبه خودش بصورت زیر دسته بندی می‌گردد:

• قطبش دایروی: در طبیعت فقط این نوع قطبش را داریم که مؤلفه‌های ارتعاش آن عمود بر هم هستند و دامنه‌های ارتعاشات باهم برابرند و به لحاظ اختلاف فاز (90 یا 270 درجه) به دو دسته قطبش دایروی راستگرد و قطبش دایروی چپ گرد تقسیم می‌شوند.
  
  
• قطبش بیضوی: از ترکیب مناسب قطبشهای دایروی راستگرد و چپگرد بوجود می‌آید که مؤلفه‌های ارتعاشی آن عمود بر هم هستند و برخلاف قطبش دایروی دامنه ارتعاشات برابر ندارد و به لحاظ اختلاف فازی که دارند به دو دسته قطبش بیضوی راستگرد و قطبش بیضوی چپ گرد تقسیم می‌شوند.
• 

قطبش بیضوی

دید کلی

حالتهای مختلف قطبش ، مشخصه هر موج عرضی است. به عنوان مثال اگر ریسمان کشیده شده‌ای را به بالا و پایین حرکت دهیم یک موج قطبیده خطی تولید می‌کنیم که جابجایی آن روی صفحه قائم صورت می‌گیرد. به همین ترتیب می‌توان موج قطبیده خطی ایجاد کرد که جابجایی آن بر صفحه افقی واقع باشد. همچنین می‌توان انتهای ریسمان را روی محیط یک دایره یا بیضی چرخاند تا موج قطبیده بیضیوار بدست آید. در مورد چنین موجی ذرات ریسمان واقعا روی محیط یک دایره یا بیضی حرکت می‌کند. با انتشار دو موج قطبیده خطی در ریسمان هم می‌‌توان موج قطبیده بیضوی تولید کرد.

برهمنهی دو موج قطبیده خطی

دو موج الکترومغناطیسی را در نظر می‌گیریم که میدان الکتریکی وابسته به آنها با روابط زیر نشان داده می‌شود:

(E₁ = xa₁ Cos(kz - ωt + θ₁

 

(E₂ = xa₂ Cos(kz - ωt + θ₂

در روابط فوق a₁ و a₂ دامنه موجها ، x بردار یکانی واحد در جهت محور X و θ₁ و θ₂ ثابتهای فاز به شمار می‌روند. از آنجا که دو میدان فوق در راستای محور X ارتعاش می‌کنند، لذا موجهای قطبیده خطی هستند که در جهت محور z انتشار می‌یابند. چون میدان الکتریکی کمیتی برداری است، بنابراین میدان الکتریکی برآیند بصورت جمع برداری دو میدان الکتریکی فوق خواهد بود. میدان الکتریکی موج برآیند بصورت زیر خواهد بود:

(E = E₁ + E₂ = xa Cos(Kz - ωt + θ

رابطه فوق نشان می‌دهد که موج برآیند هم یک موج قطبیده خطی است که در همان راستای انتشار دو موج اولیه انتشار می‌یابد. همچنین ارتعاش میدان الکتریکی موج برآیند نیز در همان راستای ارتعاش امواج اولیه است.

شرایط ایجاد قطبش بیضوی

حال مانند مورد قبلی دو موج قطبیده خطی در نظر می‌گیریم که هر دو در یک جهت انتشار می‌یابند. اما جهت اتعاش میدانهای آنها بر هم عمود است. با این فرض شرایط قطبش بیضوی بودن موج برآیند عبارتست از:

• ترکیب این دو موج که دارای دامنه نامساوی هستند یک موج قطبیده بیضوی خواهد بود.
  
  
• اگر دامنه امواج اولیه برابر باشد، در این صورت موج برآیند یک موج قطبیده بیضوی خواهد بود به شرط اینکه ثابت فاز موج برآیند مضرب صحیحی از π و یا π/2 نباشد.
  
  
• اگر ثابت فاز موج برآیند مضرب صحیحی از π باشد، در اینصورت موج برآیند قطبش خطی خواهد داشت که معادل یک خط راست است.
  
  
• اگر ثابت فاز موج برایند مضرب صحیحی از π/2 بوده و دامنه امواج اولیه یکسان باشد، در اینصورت موج برایند قطبیده دایروی خواهد بود.
  
  بنابراین می‌توان گفت که ترکیب دو ارتعاش خطی عمود بر هم ، وقتی که اختلاف فازی بین آنها برقرار باشد، یک ارتعاش بیضوی خواهد بود. یعنی برآیند دو موج در هر لحظه یک ارتعاش خطی با دامنه معین است که این ارتعاش خطی یک چرخه کامل پیرامون بیضی را طی خواهد کرد. با اینکه دامنه در هر لحظه ثابت است ولی این مقدار ثابت ضمن چرخش تغییر می‌کند. در صورتی که فاز حرکت تغییر نکند، حرکت پیرامون بیضی ، به همان صورت تکرار می‌شود.

روش تولید قطبش بیضیوار :

با استفاده از تیغه ربع موج : این تیغه یک بلور دو شکستی با ضخامت ویژه است که اگر نوربطور عمودی به آن بتابد، نور خروجی بیضیوار خواهد داشت . تیغه چنان برش یافته است که مولفه هایی که در ورود به بلور هم فاز بودند، با سرعت های متفاوت از آن می گذرند و در وضعیتی از آن خارج می شوند که نسبت به هم اختلاف فاز 90درجه یا ربع موج دارند .

همچنین نور قطبیده دایروی ، درعبور از تیغه ربع موج ، به نور قطبیده خطی تبد یل می شود .

 

• با استفاده از تیغه نیم موج : این تیغه با قرار دادن دو تیغه ربع موج کنار هم بد ست می آید. در این مورد نور قطبیده خطی تحت هر زاویه نسبت به محور نوری، دو مولفه متعامد تولید می کند که طی عبور از بلور با اختلاف فاز 180درجه از آن خارج می شوند. تیغه نیم موج همچنین جهت قطبش دایروی را از دست چپ به راست و برعکس تبد یل می کند.

 

انواع قطبش بیضوی

 قطبش بیضوی راستگرد

اگر جهت انتشار موج در جهت عمود بر صفحه و بطرف خارج باشد و جهت چرخش میدان الکتریکی در جهت عقربه‌های ساعت باشد، در این صورت قطبش را بیضوی راستگرد می‌گویند.

قطبش بیضوی چپگرد

اگر جهت انتشار موج در جهت عمود بر صفحه و به طرف خارج باشد و جهت چرخش میدان الکتریکی در خلاف عقربه‌های ساعت باشد، در این صورت قطبش را چپگرد می‌گویند.

 قطبش دایروی نوعی قطبش بیضیوار است که مؤلفه‌های ارتعاشی آن بر هم عمود بوده و دامنه ارتعاشات آنها باهم برابر باشند.

نگاه اجمالی

میدان الکتریکی کمیتی برداری است ، بنابراین مجموع میدان‌های الکتریکی از قواعد جمع برداری تبعیت می‌کند. به عنوان مثال اگر دو میدان الکتریکی در نظر بگیریم که در دو امتداد عمود بر هم ارتعاش می‌کنند. همچنین فرض می‌کنیم که این دو به طور همفاز نوسان کنند. ( در نوسان همفاز دو موج ، بیشنه دامنه برای هر دو موج در یک زمان اتفاق می‌افتد) این دو ارتعاش با هم ترکیب شده و امواج قطبیده خطی دیگری را تشکیل خواهند داد.

اما اگر میدانهای اولیه دارای اختلاف فاز π/2 باشند، یعنی مقدار بیشینه دامنه یک میدان با مقدار صفر میدان موج دیگر همزمان باشد، میدان الکتریکی برآیند، در طی یک چرخه کامل به شکل بیضی خواهد بود و نتیجه ترکیب ، نور قطبیده بیضوی نامیده می‌شود. حال اگر دامنه میدانهای اولیه یکسان باشند، این بیضی به یک دایره تبدیل خواهد شد و نام قطبش دایروی به خود خواهد گرفت.

مکانیزم قطبش دایروی

دو موج قطبیده خطی در نظر می‌گیریم که در یک جهت منتشر می‌شوند ولی راستای انتشار آنها بر یکدیگر عمود است.

(E₁ = xa₁Cos(Kz - ωt

 

(E₂ = ya₂Cos(Kz - ωt + θ

در رابطه فوق a₁ ، a₂ دامنه امواج ، x₁₂ بردارهای یکانی واحد و θ ثابت فازی است.

• اگر ثابت فازی مضرب صحیحی از π باشد، برآیند دو موج، قطبش خطی خواهد داشت، که بردار الکتریکی آن در راستایی متفاوت با راستای میدان دو موج نوسان می‌کند.
  
  
• اگر ثابت فازی مضرب صحیحی از π نباشد، در حالت کلی بردار میدان الکتریکی در راستای خط راست نوسان نمی‌کند.
  
  
• اگر ثابت فازی مضرب فردی از π/2 بوده و دامنه‌های میدانهای اولیه یکسان باشد، در اینصورت هرگاه تغییرات زمانی بردار میدان برآیند را در نظر بگیریم، ملاحظه می‌کنیم که نوک بردار میدان الکتریکی بر محیط دایره‌ای به شعاع دامنه میدان اولیه می‌چرخد. ( چون معادله موج برآیند نشان دهنده معادله دایره است) این موج برآیند یک موج قطبیده دایروی خواهد بود که می‌توان با چرخاندن انتهای یک ریسمان کشیده شده روی محیط یک دایره فرضی، آن را به طور عملی مشاهده کرد.
  
  در حالیکه در موج قطبیده بیضوی ، در هر نقطه خاص مقدار و جهت میدان الکتریکی تغییر می‌کند. در حالت خاص دو موج قطبیده دایرو‌ی ، مقدار بدون تغییر باقی می‌ماند ولی جهت میدان با فرکانس زاویه‌ای ω تغییر می‌کند. در مورد موج قطبیده خطی ، بر خلاف موج قطبیده دایرو‌ی ، راستای میدان تغییر نمی‌کند بلکه اندازه میدان با فرکانس زاویه‌ای موج حول مقدار صفر نوسان می‌کند.

انواع قطبش دایروی

اگر اختلاف فاز بین موئلفه‌های قطبش، در قطبش دایروی 3π/2 یا π/2 باشد. در این صورت دو نوع قطبش دایروی خواهیم داشت.

• قطبش دایروی راستگرد: وقتی در جهت عکس انتشار موج به آن نگاه شود ( جهت انتشار عمود بر صفحه بطرف خارج باشد ) و جهت چرخش میدان الکتریکی در جهت حرکت عقربه‌های ساعت دیده شود، قطبش را قطبش دایروی راستگرد می‌گویند. در این نوع قطبش اختلاف فاز برابر 3π/2 است.
  
  
• قطبش دایروی چپگرد: اگر اختلاف فاز بین مؤلفه‌های قطبش ، برابر π/2 باشد، در اینصورت بردار میدان الکتریکی در خلاف جهت حرکت عقربه‌های ساعت خواهد چرخید. (باز راستای انتشار در جهت عمود بر صفحه و بطرف خارج است) بنابر قرار داد چنین قطبشی را دایروی

کاربردهای قطبش

• رنگین کمان
• قطبش در ستاره شناسی
• عینکهای قطبی
• قطبش در پلاریمتری
• مباحث مرتبط با عنوان

با نظراتون هدف رو مشخص کنید:دوستتون دارم:

 

وب آموزش مایا به اصرارچند دوست وبه خاطر همه ی دوستان

نظر سنجی :(فتبارک الله احسن الخالقین)

به نام خدا

سوال:به نظر شما کدوم یکی از گزینه های زیر عجیب ترین(جالب ترین) آفریده خداوند هستند؟
 1:.. زمان...:
 2:..هفت آسمان لایه لایه..:
 3:..ذات انسان..:
 4::::::....اگر هیچ کدوم نبود خودتون هرچی رو میدونید بهم بگین تا اضافه کنم....::::

 

یه روزی آقامون میاد به امید اون روز همه دعا کنید

كهكشانهاي عظيم زاويه اي كوچك براي ديدن قدرت بزرگ خدا

آیا انرژی تاریک ثابت است؟

حدود یک دهه‌ی قبل، منجمان انرژي تاریک را کشف کردند. ماده‌ی اسرار آمیزی که کهکشان‌ها را از یکدیگر دور می‌کند و روند انبساط جهان را شتاب می‌بخشد. این انرژی، که به چگالی انرژی خلا نیز مشهور است، یکی از خواص ذاتی فضا به شمار می‌رود. دانشمندان سوالات زیادی در مورد ماهیت این انرژی دارند. یکی [...]

ادامه نوشته

خداوند جهان را در هاله ای از اسرار آفرید وآن را به ما انسان ها بخشید

هفت شگفتي عظيم در جهان فيزيك ما به جايي رسيده‌ايم  كه بدون حل كردن برخي از مشكلات و مسايل فيزيك، نمي‌توانيم در مورد حقايق و پديده‌هاي جالب و شگفت‌انگيز ديگر فيزيكي، اطلاعات بيشتري كسب كنيم. براي درك مفاهيمي مثل خاستگاه و بنياد جهان هستي، سرنوشت نهايي سياهچاله‌هاي فضايي يا امكان سفر در زمان، نياز داريم كه بدانيم جهان هستي چگونه ادامه‌ي حيات مي‌دهند.

۱) جهان هستي چگونه برپاست؟

۲) آيا "ضدجاذبه‌"ي اينشتين واقعاً يك اشتباه بود؟

۳) چرا ما در سه بعد زندگي مي‌كنيم؟

۴) آيا سفر در زمان امكانپذير است؟

 ۵) آيا ما در يك صافي كهكشاني زندگي مي‌كنيم؟

۶) جهان هستي از چه چيز ساخته شده است؟

۷) اين سوالهاي من از كجا مي‌آيند؟

 

ادامه نوشته

دوستی را انتخاب کن که دلی بزرگ داشته باشد تا مجبور نشوی برای ورود به آن خود را کوچک کنی

عزيزان خواهشاً بي معرفتي نكنيد ويه نظر بديد ما رو خوشحال ميكنيد

سيگار! ميدوني چقدر ...

متن كامل فرمان كوروش بر استوانه گلين اولین قانون حقوق بشر دنیا

اينجاست حقوق بشربر روي ادامه مطلب كليك كنيد حتماً حتماً نظر بديد

http://www.daneshju.ir/forum/f344/

فرمان "كوروش" كه نخستين اعلاميه یا بیانیه ی حقوق بشر نامیده شده است، براستوانه ای از گل پخته كَنده شده و از اين روی در تاريخ به "استوانه ی كوروش" شهرت دارد. از مفاد اين فرمان كه حاوي ارزشهاي معنوي و تاريخي، و نمودار انسان دوستي بنيانگذار حكومت هخامنشي است تا سال 1879 ميلادي هيچگونه آگاهي در دست نبود. این فرمان که به خط میخی و به زبان آریایی نوشته شده است، در 1878 در جریان حفاریهای محل تمدن "بابِل"، به دست آمد. در این فرمان، "کوروش"، شیوه ی رفتار انسانی با ساکنان سرزمین "بابِل" را برای فاتحان ایرانی شرح داده است. این سند به عنوان "منشور آزادی" نیز شناخته شده است و در سال 1971، "سازمان ملل متحد" ترجمه ی متن آن را به تمام زبانهای رسمی به چاپ رساند و آن را در اختیار دفاتر این سازمان در کشورهای مختلف قرار داد.

ادامه نوشته

خيلي جالبه

ااشتباه بزرگ اينيشتين

.::Ī::.

heydi biyed2 

 خیلییییییییی جالب

.::هشت موضوع شگفت انگيز از زندگي آلبرت آينِشتاين::.

به نام خدا  هشت موضوع شگفت انگيز از زندگي آلبرت انيشتن، كه شما هيچ گاه آنان را نمي دانستيد.

ادامه نوشته

تغيير header

دوستاني كه موافقند تصوير ذيل به عنوان بنر وبلاگ قرار بگيرد با استفاده از قسمت نظرات جواب مثبتشان را به ما منتقل كنند.باتشكر مدير وبلاگ:(Black Hole)(واقفی)

ادامه نوشته

بلورهاي كهكشاني

 

بلورها درقلب كهكشان

تلسكوپ فضايي اسپيتزر به تازگي در قلب دو كهكشان در حال تركيب ،بلورهايي شبيه به خرده شيشه يافته است.اين بلورها به اندازه دانه ي شن هستند و به احتمال زياد قبل و در حين انفجار ستارگان پرجرم در فضا رها شده اند.اين نوع بلور ها سابقا در كهكشان راه شيري مشاهده شده بودند ، با اين حال موارد تازه كشف شده ، اولين نمونه هاي موجود در خارج از كهكشان ما هستند.دانشمندان معتقدند كه اين بلور ها بر اثر چند انفجار ابر نواختري متوالي گرم شده و در نهايت ذوب مي شوند.

.::الكترون وانرژي

به نام خدا

---

سلام شباهت يا تفاوت الكترون وانرژي :خود الكترون هم از انرژی ساخته شده. پس همان جرم سكون و یا " مقدار واقعی "جرم یك الكترون هم باز انرژی گرفتار درمكان ( موج گرفتار و یا موج بسته)است، ول

ی در ترازی بنیادین تر از تراز انرژی جنبشی گرفتار در مكان. یعنی هر جا انرژی نتواند با سرعت نور آزاد بجنبد، بصورت جرم " نمایان" ،میشود. مثلا ً گلوئون های درون یك پروتون، با سرعت نور حركت میكنند، ولی چون تنها در " مكان " پروتون گرفتارند، در بیرون از پروتون بعنوان جرم آن اندازه گیری میشوند.

 همچنین انرژی ای كه در الكترون گیر افتاده است، جرم الكترون را میسازد ولی در درون الكترون «جنبشی» با سرعت نور دارد.

 یك فوتون پر انرژی میتواند از اینرو بصورت یك الكترون و یك پوزیرتون در مكان " گیر" كند و زمانی كه ایندو باز بهم برسند، گیرش وا گشته و "آزاد" گردد و چون دیگر مكان را "اشغال" نمیكند، جرم نشان نمیدهد! •

█♥.::دوستان آينده تون اينجاست::.♥█

كارشناسي فيزيك رشته فيزيك در مقطع كارشناسي داراي 5 گرايش زير مي باد : 1- فيزيك اتمي – مولكولي 2- فيزيك هسته اي 3- فيزيك حالت جامد 4- فيزيك هواشناسي 5- فيزيك نجوم ذكر اين نكته حائز اهميت است كه اين رشته در مقطع كارشناسي به دنبال تعميق مفاهيم اموخته شده در دوران دبيرستان بوده و طرز برخورد با مسائل فيزيكي را آموزش مي دهد و بيشتر به دنبال ايجاد يك چشم انداز جديد به مسائل ، از نظر فيزيكي م باشد و دلايل و چرايي هر اتفاق يا پديده را توضيح مي دهد . فيزيك حالت جامد : اين گرايش به بررسي بلورهاي جامدات و خواص اپتيكي ، مكانيكي ، الكتريكي و صوتي كه در ان منتشر مي شود ، مي پردازد . اين خواص كشف شده ، پديده هايي مانند ابر رساني ، نيمه رسانايي ، پخش و انتقال حرارت را توجيهمي كند . موقعيت شغلي : دانشجوي توانمند اين رشته هرگز بيكار نخواهد ماند ، اين فارغ التحصيلان مي توانند در نيروگاه هاي هسته اي ، ماك توليد قطعات غيرهادي و سلول هاي خورشيدي ، صنايع توليد ليزر و نگهداري تجهيزات ليزر در صنايع ، مراكز پزشكي و نظامي ، و در نهايت در سازمان انرژي هسته اي خدمت كنند . در ضمن مي توانند به عنوان مربي به مقاطع پايين تر تدريس كنند .

سالي كه گذشت

 

به نام خدا

---

سال 2005 ميلادي ، به عنوان يك دانشجوي قراضه و بي‌سواد فيزيك ديدم بد نيست كمي درباره اين سال و دليل نام‌گذاري آن به اين نام بنويسم. اصولاً از اوّل كه وب‌نويسي را شروع كردم، يكي از اهداف مهمّي كه داشتم، نوشتن در حيطه رشته تحصيلي‌ام، فيزيك، بود. امّاانصافاً وقتي وب‌نويسي فيزيكدانهاي بزرگي مثل Carroll و يا Baez را مي‌خوانم (كه لينكهاي برگزيده‌شان را در صدر لينكهايم قرار داده‌ام،)، ناخودآگاه اين شعر برايم تداعي مي‌شود: ...كه جايي كه درياست، من كيستم گر او هست، حقّا كه من نيستم بگذريم. صد سال پيش در چنين سالي، و تنها در يك دوره زماني چند ماهه، يك فيزيكدان يهودي آلماني به نام آلبرت آينستاين (يك بار هم كه شده اسم اين بيچاره را درست بنويسيم) سه مقاله بسيار بسيار مهم را منتشر كرد كه نگرش فيزيكي در بيشتر حوزه‌هاي شناخته‌شده فيزيك تا آن زمان را دگرگون كرد و همچنين چراغ راهنمايي براي نظريّاتي شد كه بعداً متولّد شدند: مقاله اوّل ادّعاي ذرّه‌اي بودن نور (يا به

 

طور كلّي:امواج الكترومغناطيسي) را مطرح مي‌كرد و در واقع ادامه و تكميل كارهاي ماكس پلانك در مورد نظريه تابش جسم سياه و همچنين در جهت توضيح پديده فوتوالكتريك بود. اين مقاله در واقع اوّلين حركت اساسي در تكوين مكانيك كوانتومي بود. اين ذرّات يا «بسته‌هاي انرژي» را بعداً گيلبرت لوئيس، شيمي‌دان آمريكايي، فوتون (Photon) ناميد، نامي كه بعد از آن و تا امروز به كار مي‌رود. مقاله دوّم آزمايشي تجربي براي نظريه حرارت را ارائه مي‌داد. مقاله سوّم رابطه نظريه الكترومغناطيس كلاسيك و مكانيك كلاسيك را بيان مي‌كرد و معمّاي «اصل نسبيّت» را حل مي‌كرد: اين همان نظريه نسبيّت خاص بود. معادلات رياضي اين نظريه قبلاً توسّط لورنتز ارائه شده‌بود، امّا آينستاين توانست با وضع كردن سه اصل موضوع ساده (كه لااقل دو تا از آنها از نظر شهود فيزيكي بديهي هستند)، اين نظريه را به شكلي منسجم و خودسازگار ارائه كند. معادلات لورنتز جزء ساده‌ترين معادلات فيزيك از نظر ساختار رياضي هستند، امّا درك نظريه نسبيت خاص و همين چند رابطه به ظاهر ساده، در واقع بسيار سخت حاصل مي‌شود. شايد به همين خاطر باشد كه افراد بسياري تاكنون ادّعا كرده‌اند كه مي‌توانند نادرستي نظريه نسبيّت خاص را ثابت كنند، و جالب اين كه بيشتر اين افراد به صورت تفنّني به سراغ فيزيك آمده‌اند. تاكنون كه كسي موفّق به رد كردن نسبيّت خاص نشده‌است و بعيد به نظر مي‌رسد كه بعد از صد سال، همه (يا اكثر) فيزيكدانها در اشتباه بوده‌باشند. نسبيّت خاص از آن جهت «خاص» خوانده مي‌شود كه نيروي گرانش و شتاب ناشي از آن را نمي‌تواند توضيح دهد و فقط بر سه نيروي بنيادي ديگر اعمال مي‌شود. امّا از همين جهت هم نسبيّت خاص كلّي‌تر و يا «عام»تر از نظريه‌اي است كه با رعايت همان اصول نسبيّت خاص، گرانش را هم شامل شود، چرا كه در اكثر حوزه‌هاي فيزيك (به جز خود شاخه گرانش)، كار زيادي با گرانش نداريم. در عين حال آن نظريه عام‌تر كه گرانش را هم شامل شود، ده سال بعد از ارائه نسبيّت خاص، يعني در سال 1915 توسّط همان كسي ارائه شد كه نسبيّت خاص را ارائه‌كرده‌بود: توسّط آينستاين. براي حلّ ناسازگاري تبديلات گليله‌اي سرعت، آينستاين مفهوم زمان مطلق و جهاني را كه از زمان نيوتن حاكم بود، زير سؤال برد و نهايتاً كنار گذاشت. به اين ترتيب تبديلات لورنتز به جاي تبديلات گاليله ارائه شد كه البتّه در حدّ سرعتهاي پايين، اين دو به جوابهاي يكساني مي‌رسند (كه منطقاً انتظاري هم جز اين نيست.). همچنين مفاهيم انرژي و جرم كه تا پيش از آن مفاهيمي مستقل بودند، اكنون در نظريه نسبيّت خاص خويشاوندي نزديكي يافتند. غيرممكن است كه تاكنون سند اين خويشاوندي را، كه معروف‌ترين فرمول فيزيك است، جايي نديده‌باشيد: E=mc2 براي وارد كردن گرانش در نظريه نسبيّت، راهي بسيار طولاني‌تر پيموده شد و نهايتاً نسبيّت عام متولّد شد، نظريه‌اي كه بي‌شك يكي از دشوارترين و در عين حال جذّاب‌ترين شاخه‌هاي فيزيك است. در نسبيّت عام هماهنگي و تناسب كمّيّتهاي فيزيكي به بيشترين حد مي‌رسد: فضا و زمان (در ادامه راه نسبيّت خاص) به موجودي واحد تبديل مي‌شوند: فضا-زمان. همچنين مفهوم نيرو به شكل قبلي آن از ميان مي‌رود و همه آنچه كه قبلاً نيرو خوانده مي‌شد، اكنون با انحناي اين فضا-زمان تفسير مي‌شود: نظريه‌اي كاملاً هندسي. چيز زيباتري را مي‌توانيد تصوّر كنيد؟ در ادامه تاريخ علم فيزيك چه وقايعي در راستاي كارهاي آينستاين رخ داد؟ مكانيك كوانتومي آرام‌آرام شكل گرفت و در نهايت در دهه 1920 شكل نهايي‌اش را پيدا كرد. از ازدواج اين نظريه با نسبيّت خاص، نظريه كوانتومي ميدانها متولّد شد . نسبيّت عام به تنهايي شاخه‌اي مهم (والبتّه غيركاربردي) از فيزيك است كه كيهان‌شناسي به مفهوم امروزي‌اش هم از فراورده‌هاي آن محسوب مي‌شود. تلاشهاي فراواني در جريان است، بلكه بتوان يوغ كوانتومي شدن را به گردن متمرّد گرانش هم بست. رهيافت‌هاي متفاوتي در اين راه امتحان شده‌اند: نظريه ريسمان، نظريه ميدانهاي كوانتومي در فضاهاي خميده و ... نقطه شروع يك شاخه بسيار اساسي ديگر در فيزيك هم از يك مقاله آينستاين بوده: مقاله‌اي كه در آن ايجاد تابش القايي در اتمها پيش‌بيني شده‌بود، در واقع نحوه كار ليزر را تشريح مي‌كرد. همچنين آينستاين به عنوان يك فيزيكدان پيشرو، راهنما و انگيزاننده بسياري از پيشرفتها در شاخه‌هاي ديگر فيزيك، مانند فيزيك هسته‌اي بوده‌است. چنين بوده كه آينستاين را بسياري از فيزيكدانها به عنوان بزرگترين فيزيكدان تاريخ علم، تاكنون، مي‌شناسند. البتّه رتبه متوسّط او در نظر‌سنجي‌هاي مختلف، رتبه دوّم است، بعد از نيوتن. امّا اگر آينستاين در زمان ما زندگي مي‌كرد، بي‌شك به راحتي برنده لااقل چهار جايزه نوبل فيزيك مي‌شد (او فقط يك بار و آن هم براي تشريح پديده فوتوالكتريك، يا همان خاصيّت ذرّه‌اي تابش، برنده جايزه نوبل فيزيك شد.)

.::ذره ام من::.

یک ذرّه، به کوچکی و سبکی یک الکترون، می‌تواند مسیری ایجاد کند که با چشم دیده می‌شود؛ فقط لازم است که بار داشته‌باشد