فرازش

آموزش علوم دوره راهنمایی

علوم دوم

فصل سوم از کتاب علوم دوم راهنمایی اشاره به امواج فراصوتی داره که از انرژی اون در پزشکی هم استفاده میشه در تصویر زیر فواره ی آبی رو میبینید که در اثر برخورد امواج فراصوت ایجاد شده اند..

                             

--------------------------------------------------------------------------------


بازتاب نور:

 

 
بدون شک همه ما هر روز با آینه سر و کار داریم و از آن استفاده می‌کنیم. اما آیا تا کنون از خود پرسیده‌ایم که آینه چگونه بوجود آمده است؟! چگونه به تکامل رسیده است؟! و چه نقشی را در زندگی و دنیای پیشرفته امروزی بازی می‌کند؟! احتمال اینکه اولین آینه ، آبگیرها بوده باشند بسیار قوی است و در واقع واژه "آبگینه" یا "آب گونه" شاید از چنین خاستگاهی بوجود آمده باشد.



img/daneshnameh_up/0/0c/Virtual-Image-Mirror.jpg




تاریخچه

کاوشهای باستان شناسان مبین این نکته جالب است که آینه‌های شخصی و ساده بیش از 50 قرن قدمت دارند و در دورانهای گذشته از ارزشی اغراق آمیز برخوردار بوده‌اند. زمانی در آسیای صغیر آینه را از جنس برنز و مس مفرغ می‌ساختند و آن را صیقل داده و با دسته‌های پر نقش و نگار عرضه می‌کردند و به تدریج آینه‌های فولادی به علت قابلیت صیقل یافتن بیشتر و شفافیت بیشتر ، نسبت به برنز و مس و مفرغ ، جایگزین آینه‌های قدیمی‌تر شدند، تا اینکه تحول اساسی در صنعت تولید آینه بوجود آمد. در قرن 12 میلادی کاربرد شیشه در تولید آینه کشف شد و اولین آینه‌های شیشه‌ای که با ورقه‌هایی پوشیده از سرب به بازار عرضه می‌شدند بوجود آمدند.

مدتی بعد ماهیت سمی بودن سرب آشکار گردید و به همین دلیل استفاده از مخلوط جیوه و قلع بجای سرب آغاز شد. این تغییر و تحولات باعث شدند که ونیز که در آن زمان محل تولید اینگونه آینه‌ها بود به یک قطب اقتصادی تبدیل شود. با وجود این ، اختراع و تولید آینه را نباید جزو نیازهای اولیه و تنها در حد یک ابزار شخصی تصور کنیم، امروزه کاربردهای علمی آینه‌ها بسیار بیشتر از کاربردهای اولیه و ظاهری آنها هستند.

داشنمندان از مدتها قبل خواص
آینه‌های تخت و کوژ و کاو (محدب و مقعر) را می‌شناختند و حتی با استفاده از آنها برای متمرکز کردن نور آفتاب وسایلی را برای به آتش کشیدن اجسام اختراع کرده بودند. حتی در این مورد افسانه‌ای وجود دارد که می‌گویند ارشمیدس دانشمند معروف قرن سوم قبل از میلاد بوسیله شبکه‌ای از اینگونه آینه‌ها ، کشتیهای بادبانی مهاجمان رومی را به آتش می‌کشیده است، تا اینکه فرمانروای روم سرانجام در شب موفق به تسخیر شهر "سیراکوز" می‌گردد.



تصویر




تصویر در آینه‌ها

آینه‌ها سطوح بازتابنده هستند که تصویر جسم نورانی قرار گرفته در جلوی خودشان را نشان می‌دهند، بسته به فاصله جسم از آینه مشخصات تصویر (مکان - وارونگی - برگردان جانبی - بزرگی) ممکن است متفاوت باشد. این وسیله نوری از دیر باز در زندگی بشر نقش عمده‌ای داشته و استفاده‌های فراوانی از آن به عمل آمده است. در طبیعت شکل گیری تصویر در آب یا در شیشه‌های پنجره و یا سطوح بازتابان فلزی و پدیده‌هایی از این قبیل به وفور وجود دارند. بر حسب نوع کاربرد و چگونگی شکل گیری تصویر و مشخصات آن به دو دسته عمده تقسیم شده‌اند:

آینه‌های تخت

آینه‌هایی هستند که در منازل وجود دارد و از جسم نورانی تصویری مستقیم و مجازی و برگردان تشکیل می‌دهند، طوری که سمت راست جسم برای تصویر سمت چپ به حساب می‌آید و برعکس که در اکثر سیستمهای نوری ساده کاربرد فراوان دارند. در کارهای عادی و مصارف عمومی از این آینه استفاده می‌شود. به لحاظ هزینه پایین و تولید راحت و انبوه سازی و سادگی مکانیزم توسعه فراوانی دارد.

در منازل ، باشگاهها و مغازه‌ها و دکوراسیون در آینه کاری و معماری و در بتینه کاری و تزئینات ساختمان کاربرد فراوان دارند. از قدیم الایام به صورتهای طبیعی یافت می‌شدند، که با پیشرفت علم و صنعت با کیفیتهای بالاتر نیز به بازار عرضه شد که حتی در برخی سیستمهای اپتیکی نیز بکار گرفته‌اند.

موارد استفاده آینه‌های تخت

امروزه بهره وری این آینه‌ها را بالا برده‌اند و آینه‌هایی با ضریب بازتابش بسیار بالایی هم ساخته‌اند. در سیستمهای نوری و برخی دستگاههای حساس نوری از جمله لیزرها از این آینه‌ها استفاده می‌شود، آینه‌های شیشه‌ای نیم بازتابان نیز از این نوعند.

انواع آینه‌های تخت

  • آینه‌های شیشه‌ای: که بر حسب نوع کیفیت و صیقل بودن شیشه و مواد اندود کننده دارای کیفیت متفاوتی می‌باشند.
  • آینه‌های فلزی: آینه‌های فلزی را بیشتر از نوع تخت می‌سازند و در دندانپزشکی و قطعات ریز اپتیکی کاربرد دارند.
  • آینه‌های لایه گذاری شده: آینه‌ای با چند لایه اندود جهت بالا بردن ضریب بازتابش و اصلاح آینه‌ها شیشه‌ای و جلوگیری کامل از شبح نوری ساخته شده‌اند.

آینه‌های کروی

این آینه‌ها به دو دسته عمده آینه‌های محدب و آینه‌های مقعر تقسیم می‌شوند. این آینه‌ها از لحاظ همگرایی و واگرایی پرتوهای نوری و شکل گیری تصویر و بزرگنمایی و وارونگی و سایر مشخصات تصویر کاربردهای ویژه‌ای در سیستمهای نوری دارند.



تصویر




آینه شلجمی

در چراغهای اتومبیلها و برخی سیستمهای موازی ساز نورها بکار می‌روند، که شکلی شبیه آینه‌های کروی اما متفاوت از آنها دارند.

آینه‌های توان بالا

نوعی آینه‌های چند لایه‌ای هستند که در سیستمهای بازتاب کامل نور و نیز در سیستمهای لیزری و برخی طیف سنجها و محاسبات دقیق و حساس نوری کاربرد دارند.

تقسیمات آینه‌ها

آینه‌ها را بر حسب جنس مواد سازنده و نحوه کارشان به چند دسته عمده بصورت زیر نیز تقسیم بندی می‌کنند که اسامی آنها گویای چگونگی ساخت آنها نیز می‌باشد.

آینه‌های شیشه‌ای

این آینه‌ها از جنس شیشه بوده که پشت آن به توسط مواد باز تابنده اندود شده است و به لحاظ هزینه پایین و مکانیزم ساده کاربرد وسیعی دارند، معمولا سطوح این آینه‌ها به توسط جیوه (Hg) و نقره (Ag) و آلومینیوم (Al) اندود می‌شود. البته یک لایه رنگ هم روی فلز زده می‌شود که از آن محافظت نماید.

آینه‌های فلزی

یک نوع آینه‌های فلزی همان آینه‌ای شیشه‌ای اندود فلزی شده هستند، نوع دوم که بیشتر مد نظر ماست جهت جلوگیری از شبح نوری که از تداخل دو بازتاب لایه خارجی و داخلی آینه ایجاد می‌شود و وضوح تصویر را پایین می‌آورد. آینه‌های تک لایه‌ای فلزی هستند، که فلزات با سطوح صیقل یافته ساخته می‌شود که مشهورترینشان آینه آلومینیومی یا آینه استیل و ... که توان بازتابی خوبی دارند و در دستگاههای اپتیکی هم جواب خوبی می‌دهند.

آینه‌های مایع

یک آینه دیگر با سمت گیری بسیار ویژه ، آینه‌ای است که از سطح یک مایع تشکیل می‌یابد. برای مثال ، از یک تشت پر از جیوه و یک باریکه لیزر برای تعیین امتداد قائم یک محل استفاده می‌شود و به منزله یک شاقول اپتیکی دقیق مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای همین مقصود ، می‌توان حتی از مایعاتی که قدرت بازتابی کمتری دارند ولی سمی نیستند، استفاده کرد.



تصویر




کاربردها

برای اولین بار "اسحق نیوتن" داشنمند معروف انگلیسی و کاشف قانون جاذبه ، از آینه‌ها در ساخت تلسکوپ جدید که خود اختراع کرده بود بهره جست و به این ترتیب نسل جدید از این گونه تلسکوپها را بوجود آورد. از آن زمان ، یعنی از سال 1671م تا کنون آینه‌های بسیار شفافتر و بزرگتر و در نتیجه تلسکوپهای بسیار عظیمتر و دقیقتری توسط دانشمندان گوناگون بوجود آمده‌اند. تلسکوپهایی که برای ساخت آنها هزینه‌های بسیار گزافی صرف شده است. برای نمونه ، آینه تلسکوپ عظیم رصدخانه کوه پالومار در کالیفرنیا 5 متر و 8 میلیمتر قطر و حدود 20 تن وزن دارد! چنین آینه‌هایی با دقت و شفافیت بسیار بالایی که دارند می‌توانند نگاه انسانهای کنجکاو و جستجو گران فضا را تا اعماق فضا گسترش دهند.

البته باید اقرار کرد در واقع بدون وجود اینگونه آینه‌ها نگاه انسان کنونی از سطح زمین فراتر نمی‌رفت. بنابراین یکی از نتایج اختراع و تکامل آینه‌ها ، گسترش نگاه انسان از کیهان و برملا شدن بسیاری از رازهای پیدایش هستی را در بر داشته است. علاوه بر این ، در بسیاری از تکنیکهای پیچیده هواپیمایی و
سیستمهای رادار ، انواع میکروسکوپها و ابزار آلات پزشکی و بسیاری از ابزارهای پیشرفته کنونی ، انواع گوناگون آینه‌ها ، نقشی بسیار اساسی را به عهده دارند.

بنابراین انسان بدون آینه ، هرگز صاحب علوم امروزی و تکنولوژی امروزی نمی‌شد و بسیاری از رازهای دنیای علم و طبیعت و کهکشانها برای انسان ناشناخته باقی می‌ماند. اما ، این مسأله‌ای نبود که بتوان به کمک تلسکوپهای زمینی به آن دست افت و در حقیقت از اینجا بود که پروژه‌های پر خرجی آغاز شد.

 

 -----------------------------------------------------------------------------------------------

شاید دیدن این تصاویر در درک بهتر مفاهیم کتاب کمکتون کنه ادامه ی مطلب رو بخونید.....

 

نور صورتی از انرژی است که توسط اجسام داغ تابش می شود.

1-در یک محیط یکنواخت مثل هوا، نور در همه جهت ها به صورت خط راست منتشر می شود.

مشاهده ی مسیر مستقیم نور

مشاهده ی مسیر مستقیم نور

2-هرگاه جسم کدری را در مقابل چشمه نوری قرار دهیم در پشت جسم فضای تاریکی پدید می آید که آنرا سایه می نامند. سایه به دو صورت توسط چشمه های نقطه ای و گسترده ایجاد می شود. در چشمه نقطه ای فقط سایه تشکیل می شود اما در چشمه گسترده علاوه بر سایه نیم سایه نیز ظاهر می شود.

 

دیدن تصاویر مختلف از ماه به دلیل ایجاد سایهآزمایش تشکیل سایه

3-خورشید گرفتگی (کسوف) زمانی رخ می دهد که ماه بین زمین و خورشید قرار گیرد، در این صورت سایه ی ماه روی زمین می افتد و ناحیه ای از زمین که در سایه ی ماه قرار میگیرد تاریک می شود. این پدیده را با رسم یک شکل ساده نشان دهید.

4-به برگشت نور از سطح اجسام بازتاب گفته می شود.

نور عمود، عمود نیز بر میگردد

بازتاب منظم

5-چگونگی تشکیل تصویر در آیینه ی تخت:

 

6-بازتاب نور در آیینه های کروی :

:می تواند کانون تشکیل دهدپرتوهای واگرا

 

 

 

7-چگونگی تشکیل تصویر در آیینه ی مقعر :

الف-اگر جسم در فاصله ی کانونی باشد :

ب-اگر جسم بین کانون و مرکز آیینه باشد :

پ-اگر جسم در مرکز آیینه باشد :

ت-اگر جسم در بینهایت باشد :

8-تصویر در آیینه ی محدب یک حالت دارد :

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

 

 

بعد از آیینه ها امروز می خوایم سری به پدیده ی جالب شکست نور بزنیم.ادامه ی مطلب رو کلیک کنید...

                                زیباترین شکست نور


1-شکست نور:    هنگامی که پرتو نوری به طور مایل از یک محیط شفاف (مثل هوا)وارد محیط شفاف دیگری (مثل آب ) می شود، در سطح جدا کننده دو محیط مسیر آن تغییر می کند، این پدیده را شکست نور می گویند.

٢-علت شکست نور چیست؟

 سرعت نور در محیط های شفاف مختلف یکسان نیست، بطوریکه بیشترین سرعت آن در خلاء ( یا تقریباً هوا) بوده و برابر 300000 کیلومتر بر ثانیه  است. در محیط های دیگر مثل آب و شیشه و غیره سرعت نور کمتر از این مقدار است. لذا هنگامی که محیط حرکت نور از نظر غلظت تغییر میکند سرعت آن نیز تغییر می نماید و با افزایش غلظت سرعت کاهش پیدا می کندو بر عکس. به این ترتیب علت شکست نور تغییر سرعت آن هنگام وارد شدن به محیط شفاف دوم است.

ماده‌ی شفاف

سرعت نور به کیلومتر برثانیه

هوا

آب

شیشه

الماس

٣٠٠,٠٠٠

٢٢۵,٠٠٠

٢٠٠,٠٠٠

١٢۵,٠٠٠

 

(بهترین وسیله برای شکست نور منشور است.)

3-تعریف منشور:منشور جسم شفاف و سختی است که معمولاً قاعده آن به شکل مثلث بوده و دارای دو وجه غیر موازی است. هرگاه پرتو نور تک رنگی را به یکی از وجه های آن بتابانیم، شکسته شده و به طرف قاعده ضخیم منشور منحرف می شود

       

 اکنون به کمک منشور به معرفی عدسی ها می پردازیم:

4-عدسی چیست و در مقابل نور چگونه عمل می کند؟

 عدسی جسم شفافی است که دو طرف آن مقطعی از یک کره یا استوانه می باشد. عدسی ها میتوانند پرتوهای نور را جمع یا باز کنند.

هر عدسی همگرا یا واگرا رامی توان ترکیبی از چند منشور در نظر گرفت که روی هم قرار گرفته اند و پرتوهای نور را به طرف قاعده ضخیم خود منحرف می کنند.

معمولاً عدسی ها دو نوعند:

الف- عدسی همگرا: این عدسی ها پرتوهای نور را به یکدیگر نزدیک می کنند. از نظر شکل، لبه عدسی نازکتر از وشط آن است و در سه نوع مقابل می تواند ساخته شود: به دلیل برجسته بودن قسمت میانی عدسی های همگرا، آنها را محدب

 

 

ب-عدسی واگرا: این عدسی ها پرتوهای نور را از هم دور میکنند .از نظر شکل، لبه عدسی کلفتر از وسط  آن است و در سه نوع مقابل می تواند ساخته شود

5-کاربرد عدسی ها:

 ازعدسی ها در بسیاری از وسیله ها استفاده می شود از جمله:

انواع دوربین ها،میکروسکوپ،تلسکوپ،پروژکتورو عینک های طبی و...

 

 

 نیز می نامند