هیجان با نور و لیزر
پراکندگی (اپتیک موجی)

پراکندگی

 

پراکندگی از جمله پدیده هائی است که به طور روزمره با آن سر و کار داریم. به عنوان مثالی آشنا می توانیم به پراکنده شدن نور توسط تمام اجسام اطرافمان اشاره کنیم. در حقیقت پراکنده شدن نور از اجسام است که باعث دیده شدن آنها می شود چون سطح مات و ناصاف اشیاء، نور تابیده شده را در تمام جهات پراکنده میکند و چشم با دریافت همین پرتوها میتواند اجسام را ببیند. اگر تمام اجسام کاملاً صیقلی بودند و نور را پراکنده نمی کردند، بازتاب ناشی از آنها به قدری زیاد بود که نمیتوانستیم آنها را به صورت کنونیشان ببینیم. رنگ آبی آسمان، رنگ سفید ابر و فواره و همین طور رنگ ناشی از عبور پرتو لیزر از درون مایع نیز نمونه هائی به نسبت پیچیده تر از نمایش پدیده ی پراکندگی می باشند.

 تنوع شرایطی که پدیده ی پراکندگی در آنها اهمیت می یابد، ایجاب میکند که از زوایای گوناگون به این پدیده نظر بیفکنیم. بدین منظور می توانیم تمام پدیده های پراکندگی را در قالب دو گروه اصلی دسته بندی کنیم: پراکندگی از ذرات معلق در هوا و مایعات و همچنین پراکندگی از سطح.

در بخش مربوط به انواع بازتاب، پراکندگی از سطح را مطرح کردیم. در اینجا تنها به پراکندگی از ذرات معلق را میپردازیم. این نوع پراکندگی به نوع و ابعاد ذرات بستگی دارد. ذرات معلق در هوا یا بسیار ریز هستند و ابعادی از مرتبه ی میکرومتر دارند  که از مرتبه ی طول موج نور مرئی- به طور متوسط 0.5 میکرومتر- است و یا اندکی بزرگتر از این مقدار هستند و نحوه ی پراکندگی برای این دو دسته متفاوت است. اگر ذرات خیلی ریز باشند، پراکندگی وابستگی طول موجی خواهد داشت و این وابستگی به طول موج است که باعث می شود با پراکندگی نور از جو زمین، آسمان در روز به رنگ آبی و هنگام غروب به رنگ قرمز دیده شود. برای ذرات بزرگتر، پراکندگی وابستگی کمتری به طول موج دارد. مثلاً در مورد ذرات آب معلق در ابر، پراکندگی وابستگی چندانی به طول موج ندارد و این باعث می شود تمام طول موجها به یک میزان پراکنده گشته و در نهایت ابر به رنگ سفید دیده شود.

پراکندگی پدیده ی جالبی است که می توان به کمک آن به اطلاعات بیشتر و دقیقتری در رابطه با نور و محیط پراکننده دست یافت. منشأ پدیده ی پراکندگی، در ساختار میکروسکوپی و مولکولی محیط پراکنده کننده نهفته است. زمانی که جذب نور در محیط ناچیز باشد، با برخورد نور به عامل پراکننده، بارهای مثبت و منفی محیط به ارتعاش در آمده و در نتیجه ی آن تابش می کنند. یکی از ویژگیهای این نوع تابش آن است که می تواند قطبیده باشد. قطبش نور پراکنده شده در راستای عمود بر امتداد انتشار قابل ثبت و بررسی است. در واقع نوری که از آسمان به ما می رسد به همین علت قطبیده می باشد و مشاهده ی آن به جهت تابش و موقعیت ما بستگی دارد که می توان آن را به کمک یک قطبشگر بررسی کرد.
 
 
 نکته ی دیگری که جا دارد به آن اشاره شود آن است که پراکندگی همیشه از ذرات شفاف در طول موج مرئی صورت نمی پذیرد و ذرات جاذب نیز بخشی از نور را پراکنده می نمایند. به دلیل ریز بودن این ذرات و نا منظم بودن مکان آنها نسبت به یکدیگر، نور در جهات مختلف بازتاب می کند. این نوع پراکندگی لزوماً منجر به قطبیده شدن نور به آن صورت که در پراکندگی از ذرات غیر جاذب توصیف شد نمی گردد.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Top

Shahid Beheshti University,دانشگاه شهید بهشتی

دانشگاه شهید بهشتی