تفاوت نور و رنگ

بیگ بنگ: نيوتن مي گفت نور از ذرات تشكيل شده، اما كريستين هويگنس هلندي معتقد بود كه نور نيز همانند صدا موج است! نظريه تئوريكي جيمز كلارك ماكسول اسكاتلندي قدرتمندانه ثابت كرد كه نور يك موج الكترو مغناطيسي است! هاينريش هرتز آلماني در آزمايشگاه نيز نظريه ماكسول را تاييد كرد. در زماني كه همه مطمئن بودند نور موج است. ماكس پلانگ آلماني خاصيت موجي نور را به چالش كشيد و اینشتين با پديده فتو الكتريك نشان داد كه نور متشكل از ذرات است.

زماني كه فيزيكدانان از اين دوگانگي متحير شده بودند، سرانجام لويي دوبروي ثابت كرد كه نور هم موج است و هم ذره! نه تنها نور بلكه هر ذره اي خاصيت موجي نيز دارد! البته براي ذرات بزرگ مانند يك توپ مشاهده خاصيت موجي امكان پذير نيست! بنابر اين نور هم يك موج الكترومغناطيسي و هم فوتون ذره اي است! در واقع نور مريي بخش كوچكي از طيف الكترومغناطيس است كه چشمان ما توسط آن محيط را مي بيند. امواج الكترو مغناطيس به ترتيب كاهش طول موج متشكل است از امواج راديويي ، كه موج ، مادون قرمز، نورمريي ، فوق بنفش، اشعه ايكس، اشعه گاما و اشعه كيهاني. اگر چه تمام اين امواج توسط كيهان و به ويژه خورشيد زمين را هدف قرار مي دهند، اما شدت نور مريي در سطح زمين از بقيه بيشتر است و منطقا چشمان ما و بسياري از جانوران به همين خاطر به نور مريي حساس شده است!

همانطور كه نيوتن براي اولين بار نشان داد ، نور سفيد، خود از هفت نور(رنگين كمان) و در واقع سه نور اصلي زرد، قرمز و آبي تشكيل شده است. خورشيد نور سفيد منتشر مي كند، پس چرا زرد ديده مي شود؟! چون نور سفيد خورشيد با برخورد به اتمسفر زمين تجزيه مي شود! نور آبي به خاطر طول موج كوتاه تر در جو زمين پراكنده مي شود و آنچه مستقيم از خورشيد به چشمان ما مي رسد، نور سفيدي است كه آبي آن حذف شده ، يعني زرد! نور آبي در كل آسمان پخش مي شود و به همين خاطر آسمان آبي است! البته فكر نكنيد منظور اين است كه نور آبي خورشيد به كلي حذف مي شود. اگر اينطور بود كه نيوتن رنگ آبي نور خورشيد را كشف نمي كرد!

حال شما بگوييد چرا زمان طلوع يا غروب خورشيد قرمز ديده مي شود؟ چرا طول موج كوتاهتر دچار پراكندگي مي شود؟ چگونه نور به ليزر تبديل مي شود؟ هنگاميكه نور به اجسام برخورد مي كند چه اتفاقي مي افتد؟ 1- از درون جسم كاملا عبور مي كند كه دو حالت دارد : عبور منظم شبيه شيشه، عبور نامنظم شبيه شيشه مات 2- توسط جسم كاملا جذب مي شود مانند اجسام سياه (نور جذب شده به گرما تبديل مي شود). 3- توسط جسم كاملا منعكس مي شود كه دو حالت دارد: انعكاس بي نظم مانند يك برگ سفيد! ، انعكاس منظم مانند آينه (آينه شيشه اي است كه يك طرف آن نقره اندود شده است). 4- بخشي از نور توسط جسم جذب و بقيه از درون جسم عبور مي كند مانند شيشه هاي رنگي! 5- بخشي از نور توسط جسم منعكس و بقيه از درون جسم عبور مي كند مانند شيشه هاي رفلكس! 6- نور توسط جسم جذب و ذخيره شده و به تدريج آزاد مي شود مانند اجسام فسفرسانس كه به اجسام شب تاب در بين عموم معروف است (برخي اجسام امواج الكترومغناطيس غير مريي را جذب و به نور مريي تبديل مي كنند مانند اجسام فلوئورسانس كه در لامپهاي مهتابي يا كم مصرف از داخل به شيشه لامپ چسبيده اند و نور فوق بنفش را به مريي تبديل مي كنند) 7- نور توسط جسم جذب و به برق (انرژي الكتريكي) تبديل مي شود مانند سلولهاي فتو ولتايي. 8- نور توسط جسم جذب و به انرژي شيميايي تبديل مي شود مانند برگ گياهان با عمل فتو سنتز. 9- بخشي از نور توسط جسم جذب و بقيه منعكس ميشود مانند اجسام رنگي! اگر انعكاس منظم باشد براق و در غير اين صورت مات ديده مي شوند! نور جذب شده در اين اجسام به گرما تبديل مي شود.

مورد آخر باعث رنگي شدن تمام چيزهايي است كه در طبيعت مي بينيم! تمامي رنگها نيز از تركيب سه رنگ اصلي آبي، زرد و قرمز به وجود مي آيند. تركيب اين سه رنگ برخلاف نورها مي شود سياه! پس اگر جسمي نور قرمز مريي را جذب كند زرد ديده مي شود و اگر قرمز و زرد را جذب كند، آبي خواهد شد! آب نيز نور آبي را پراكنده مي كند و همچون آسمان آبي است (البته در واقع آب زلال و آسمان آبي خيلي كمرنگ هستند و در عمق كم بي رنگ ديده مي شوند). در برخي رودها و درياچه ها آب سبز ديده مي شود كه ناشي از انعكاس نور زرد مايل به سبز توسط شنهاي زير آب است كه در تركيب با رنگ آب سبز مي شود! يك نكته عجيب لازم به گفتن است و آن اينكه از نگاه علمي بيشتر از يك طول موج رنگي در جهان خارج وجود ندارد و اين مغز ماست كه از اختلاف طول موج نورهاي مريي استفاده كرده و رنگها را مي سازد! اين يك برهمكنش زيبا و مفيد ميان علم و حواس ماست!

گفتيم اجسامي همچون شيشه كه تمام نور را عبور مي دهند بي رنگ هستند، اما اگر همين شيشه كاملا خرد شود، ذرات آن نور را پراكنده كرده و بنابراين سفيد ديده مي شود. يخ بي رنگ است، اما برف (يخ خرد شده) سفيد است. بلور واقعي نمك بي رنگ است ، اما نمك خوراكي (بلور خرد شده) سفيد است! كرمهاي آرايشي همانند شير ذرات ريز ناشي از تعليق روغن درآب هستند كه نور را پراكنده كرده و سفيد ديده مي شوند. هرگاه اين كرمها روي پوست ماليده شوند، آب و روغن از هم جدا شده و بي رنگ مي شوند!

اگر ما مي توانستيم بسيار سريع (متناسب با فركانس نور) پلك بزنيم مي توانستيم نور مريي را تجزيه كنيم وآنرا در رنگهاي مختلف ببينيم! البته اينكار نشدني است. با اين حال مشابه آن براي ديسك نيوتني اتفاق مي افتد. ديسك نيوتني، صفحه گردي است كه از رنگهاي رنگين كمان ساخته شده و طبق پيش بيني، هنگام چرخيدن سريع به رنگ سفيد ديده مي شود. اما با تابش نور متناوب (متناسب با فركانس چرخش ديسك)، مجددا رنگي ديده مي شود! رنگها زيبا هستند و يك نقاش با تركيب رنگها به يك اثر زيبا مي رسد، اما هيچ طرحي به زيبايي طبيعت رنگين نيست! به گفته اشو اگر گاهي از هر چه پيش ساخته ها و منفي بافي هاي ذهن خلاص شويم و فقط و فقط بدون هيچگونه داوري مشاهده كنيم، با ديدن هر بخشي از طبيعت اوج زيبايي را كشف مي كنيم!

 نویسنده: احمد مصدر

منابع: youtube ,youtube , youtube, youtube, Visible_spectrum , Light,Color ,physicsclassroom , fi.edu/color, learner ,  barrygray , sciencelearn , animations , youtube