در مورد ماهیت نور چه می دانید؟

در مورد ماهیت نور چه می دانید؟

نور یک تابش الکترومغناطیسی است.

طبق نظریه­‌ی پلانک، چنانچه به الکترون‌های یک اتم که در حال دوران به دور هسته‌­ی آن اتم هستند، انرژی داده شود، الکترون­‌ها از تراز اصلی خود خارج شده و به تراز انرژی بالا‌تر منتقل می‌شوند. با توجه به این ‌که تراز جدید، تراز پایدار برای این الکترون­‌ها نیست، با حذف منبع انرژی، الکترون‌ها تمایل دارند به تراز اصلی خود بازگردند. بر طبق نظریه­‌ی پلانک، انرژی ذخیره شده در طی این فرآیند جابجایی، در حین بازگشت از تراز بالاتر به تراز پایین­‌تر، به صورت نور و در قالب بسته­‌های انرژی که آن را فوتون می‌نامند، منتشر می‌شود.

طول موج منتشر شده، به صورت مستقیم با میزان انرژی آزاد شده متناسب است. این تناسب با کمک یک ضریب ثابت به نام ثابت پلانک در قالب رابطه­‌ی زیر نشان داده می­‌شود:

E = hυ

در رابطه‌­ی فوق h ثابت پلانک، υ بسامد (که با طول موج رابطه­‌ی عکس دارد) نور منتشر شده و E انرژی است.

انتشار نور به صورت امواج الکترومغناطیس

در نظریه­‌ی انتشار نور به صورت امواج الکترومغناطیس، نور نوعی انرژی الکترومغناطیسی است. امواج الکترومغناطیس، با طول موج 7۸۰-3۸۰ نانومتر را که توسط چشم قابل رویت هستند، نور مریی می‌نامند که ترکیبی ازطول موج­‌های مختلف است.

شکل زیر طیف امواج الکترومغناطیس و رنگ­‌های مختلف را نشان می‌دهد:

در دو سر طیف نور مریی، امواج مادون قرمز و اشعه‌­ی ماوراء بنفش قرار دارند.

امواج مادون قرمز در محدوده­‌ی 1000-780 نانومتر قرار می‌­گیرند. اشعه­‌ی مادون قرمز توسط چشم قابل رویت نیست و زمانی که به یک جسم برخورد می‌کند، جذب آن شده و به گرما تبدیل می‌شود. مادون قرمز عامل اصلی انتقال حرارت خورشید به زمین است.

اشعه‌­ی ماوراء بنفش که به اختصار آن را با UV نشان می‌دهند، برای بسیاری از فعالیت­‌های حیاتی بر روی کره زمین، ضروری است. این اشعه در محدوده­‌ی 380-100 نانومتر منتشر می‌شود و آن را به سه گروهUV-A ،UV-B ،UV-C  تقسیم می‌کنند.

طیف UV-A  عامل برنزه شدن است و در محدوده­‌ی 380-315 نانومتر قرار دارد.

طیف UV-B  سبب قرمز شدن و التهاب پوست، آفتاب سوختگی شده و در محدوده­‌ی 315-280 نانومتر قرار دارد.

طیف UV-C  در محدوده‌­ی 280-100 نانومتر قرار دارد و عامل از بین رفتن ساختارهای سلولی است از این رو در تصفیه و گندزدایی با اشعه کاربرد دارد.

برخلاف تاثیرات مثبت اشعه­‌ی ماوراءبنفش (مثلا طیف UV-B موجب تولید ویتامین D در بدن می‌شود) مقدار بیش از اندازه­­‌ی این اشعه می‌تواند برای بدن خطرناک باشد.
لایه اوزون، مقدار زیادی از اشعه­‌ی ماوراءبنفش خورشید، به ویژه طیف UV-C را جذب می‌کند.