אור
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
- ערך זה עוסק באור כתופעה פיזיקלית. אם התכוונתם לפירושים נוספים למילה "אור", ראו אור (פירושונים).
 |
יש לשכתב ערך זה הסיבה לכך: ראו בדף השיחה. אתם מוזמנים לסייע ולתקן את הבעיות, אך אנא אל תורידו את ההודעה כל עוד לא תוקן הדף. אם אתם סבורים כי אין בדף בעיה, ניתן לציין זאת בדף השיחה. |
אור, או אור נראה הוא קרינה אלקטרומגנטית בעלת אורך גל הנראה לעין, ובמובן רחב יותר, כל קרינה אלקטרומגנטית בטווח שבין התת-אדום לעל-סגול. שלושת המאפיינים העיקריים של האור (ושל כל קרינה אלקטרומגנטית) הם בהירות (או אמפליטודה, משרעת), צבע (או תדירות) וקיטוב (זווית התנודות).
תוכן עניינים |
[עריכה] צבעים ואורכי גל
אורכי הגל השונים מתפרשים על ידי המוח האנושי כצבעים, מאדום באורכי הגל הגדולים ביותר (התדירות הנמוכה ביותר) ועד סגול באורכי הגל הקצרים ביותר (התדירות הגבוהה ביותר). התדירויות בספקטרום הנמצאות מיד מחוץ לטווח הראיה של העין האנושית נקראות על סגול (UV - אולטרה סגול) בתדירות הגבוהה ותת אדום (IR - אינפרה אדום) בתדירות הנמוכה. על אף שבני אדם לא יכולים לראות תת-אדום, הם קולטים אותו בעור, כחום. מצלמות היכולות לקלוט תת-אדום ולהמיר אותו לאור נראה נקראות מצלמות לראיית לילה. בני אדם אינם מגיבים כלל לקרינה על-סגולה, אלא רק לאחר זמן רב, בצורה היכולה להתבטא בסרטן העור. ישנן חיות, כמו ציפורים, המסוגלות לראות אורכי גל שכאלה.
[עריכה] אורכי גל של אור נראה
האור הנראה הוא תחום בספקטרום, בין אורכי הגל של 400 ננומטרים ו־800 ננומטרים (באוויר). ניתן גם לחלק את האור על-פי תדירות.
התדירות (f), המהירות (v), ואורך הגל (λ) מצייתים למשוואה:
[עריכה] מהירות האור
 |
ערך מורחב – מהירות האור |
[עריכה] נוסחת מהירות האור
מהירות האור נתונה על ידי יחס הנפיצה הבא:
,
כאשר
- λ מייצגת את אורך הגל,
- f מייצגת את התדירות.
- ω מייצג את התדירות הזוויתית
- k מייצג את מספר הגל.
- ו־v מייצגת את המהירות.
אם האור נע בריק, אזי v = c, כלומר
,
כאשר c מייצגת את מהירות האור.
אנחנו יכולים לייצג את v כ-
כאשר n הוא מקדם השבירה - קבוע הקשור לחומר דרכו נע האור.
[עריכה] שמירות מהירות האור
האור נע במהירות סופית. כל זוג צופים שונים ימדדו תמיד את אותו הערך ל־c, מהירות האור: 299,792,458 מטרים לשנייה; אולם, כאשר אור נע דרך חומר שקוף, כמו אוויר, מים או זכוכית, הוא נשבר ולכן עובר מרחק גדול יותר ונראה "כאילו" מהירותו מואטת. מכיוון שכך, n = 1 בריק, ו־n > 1 בחומר. לפי הידוע כיום, מהירות האור לא השתנתה כקבוע פיזיקלי מאז המפץ הגדול. שמירות מהירות האור בריק והעובדה שהיא נמדדת כאותה מהירות ביחס לכל מערכת ייחוס שהיא, היא אחד הפוסטולטים של תורת היחסות.
[עריכה] מהות האור
חקר האור החל בימי קדם. ביוון הקדומה הוקדש מאמץ רב להבין את האור ולהבין את מנגנון הראייה. אמפדוקלס ניסה להסביר את האור במסגרת תורת ארבעת היסודות שאותה הגה. הוא שיער שהראייה קשורה לאינטראקציה בין קרני האור לאש שנמצאת בעין. באותה תקופה הונחו היסודות גם למדע האופטיקה. ידוע במיוחד בהקשר זה ספרו של אוקלידס, "אופטיקה".
בימי הביניים, בימי הפריחה של המדע הערבי, חלה התקדמות גדולה בחקר האור ובמדע האופטיקה. אל חיית'ם היה הראשון שעסק בכך ולזכותו נרשמו שתי תובנות מרכזיות: קרני האור עשויות מחלקיקים ותחושת הראייה נוצרת רק כשהם נכנסים לתוך העין. בנוסף לכך הוא ידע להבדיל בין מקורות אור, כמו השמש, ובין תופעת ההחזרה של אור מעצמים.
אייזק ניוטון המשיך בקו זה וגם הוא שיער שהאור עשוי מחלקיקים. בהתאם לתורתו, שאותה העלה מעל גבי ספרו Opticks, האור עשוי גופיפים קטנטנים, שאותם כינה בשם קורפוסקלים, ושקורפוסקלים אלה, אשר נשלחים מן הגופים המאירים לעינינו, עושים את דרכם במהירות עצומה עד כדי כך שהם יכולים לחדור בעד חומרים שקופים, ורק חומרים אטוּמים עוצרים אותם ומחזירים אותם. ניוטון עסק גם בהבנת מקור הצבעים ובתופעת הנפיצה.
בזמן שניוטון עסק באנגליה בביסוס תורת הקורפוסקלים שלו, ישב בהולנד מדען ששמו כריסטיאן הויגנס, אשר גם הוא חקר את מהות האור והגיע למסקנה שונה מזו של ניוטון. הוא טען שהאור אינו עשוי כל חומר ממשי אלא הוא תנועה גלית בלבד, והוא מתפשט בצורת גלים כמו גלי המים וגלי הקול. אולם הויגנס ידע, כי גלים אינם מסוגלים לעשות את דרכם בחלל ריק והם זקוקים לחומר כלשהו כדי לנוע ומכיוון שהאור מגיע אלינו מהחלל האינסופי שאין בו אוויר, ולכן ביסס הויגנס את תורתו בהשערה שקיים בעולם חומר מסתורי ובלתי נראה הנקרא בשם אתר. מאחר שלפי השערתו האתר ממלא את כל חלל העולם ואף חודר לתוך הרווחים הזערוריים ביותר שבין חלקיקי החומר, גלי האור יכולים לנוע בתוך האתר.
כמאתיים שנה עמדו זו מול זו שתי התורות הללו על מהות האור עד שלבסוף בא הפיזיקאי הגרמני מקס פלאנק ואיחד את תורות קודמיו בתורה חדשה לגמרי, תורת הקוונטים. תורת הקוונטים התפרסמה בשנת 1910, ולפי התורה הזאת מהות האור היא אכן קורפוסקולרית אולם תנועתו של האור היא על ידי גלים, שנשלחים מהעצמים המאירים.
במחצית השנייה של המאה ה-19, כאשר נתגלו על ידי מקסוול תכונותיהם המשותפות של הגלים האלקטרומגנטיים השונים, כגון קרני רנטגן וגלי רדיו. נודע, כי גם גלי האור הם אלקטרומגנטיים, הואיל ותכונותיהם הן כתכונות שאר הגלים הללו, ושגם מהירותם של גלי האור היא כמהירות שאר הגלים האלקטרומגנטיים. בנוסף לכך נודע שההשערה על קיום האתר הינה מיותרת.
חקר האטום תרם גם הוא את תרומתו לפענוח סוד מהותו של האור, בכך שעל יסוד חקירת פעולת האטומים התברר, שהאור הוא אנרגיה המשתחררת בשעת תנועותיהם של האלקטרונים. בזמן שאלקטרון ממסלול חיצוני שבאטום עובר למסלול פנימי יותר, הוא משחרר כמות של אנרגיה, ובמקרה כזה פולט האטום צרור של אנרגיה בצורת אור.
[עריכה] ראו גם
| הספקטרום האלקטרומגנטי | ||
|---|---|---|
| קרינה אלקטרומגנטית | גלי רדיו • תדר רדיו • מיקרוגל • תת-אדום • אור נראה • על-סגול • קרני רנטגן • קרני גמא | |
| אור נראה | אדום • כתום • צהוב • ירוק • כחול • סגול | |
[עריכה] קישורים חיצוניים
| מיזמי קרן ויקימדיה |
|---|
