مروري برمبحث نورشناسي

مقدمه:

در سالهاي اخير، مبحث نورشناسي به صف مقدم تفكر علمي وتكنولوژي راه يافته است . يك رشته كارهاي قابل ملاحظه در اين زمينه انجام شده و دلايلي براي اميد داشتن به چيزهاي شگفتي آفرين در افقهاي آينده خود نمايي ميكند . اين علم به اعتبار و سابقه و تعبيري كه بر شالوده ساختار نظريه الكترومغناطيس بنا نهاده شده است ، هرگز مرجعيت خود را از دست نداده است .  در طول تاريخ فيزيك مفاهيم مربوط به نور شناسي توسعه و گسترش فراواني يافته است به طوريكه در حال حاضر ، دستگاههاي نور شناختي بطور فزايندهاي در زمينه هاي پزشكي و بهداشت ، صنعت ، كشاورزي و موارد متعدد ديگر ، مورد استفاده قرار مي گيرند . از جمله صنايعي كه در سالهاي اخير ، دستگاههاي نور شناختي در آن كاربرد فراواني پيدا كرده است ، صنعت برق است . در اين صنعت براي انتقال اطلاعات استفاده از فيبر نوري رايج است و استفاده از المانهاي نوري براي اندازه گيري جريان و ولتاژ هم در حال گسترش است . در اين فصل براي آشنايي با دستگاههاي نوري ، مروري بر  و ماهيت و مباني نور مي شود و به تعدادي از پديده هاي مربوط به انتشار نور در محيط هاي مادي پرداخته مي شود .  

ماهيت نور:

در طول تاريخ مفاهيم مربوط به ماهيت نور دچار تغييرات چند ي شده است  ، تا اوايل قرن هفدهم عقيده بر اين بود كه نور متشكل از جريان ذرات بسيار ريزي است كه ا زمنابع روشنايي انتشار مي يابد . بعداً در سال 1864 ماكسول به شكل تئوري نشان داد كه امواج نوري از جنس امواج الكترو مغناطيسي هستند . به علاوه مشاهده آثار پلاريزاسيون معلوم كرد كه امواج نوري از نوع عرضي هستند يعني حركت موج عمود  برجهتي است كه در آن موج عبور مي كند . امواج نوري زير مجموعه اي از امواج الكترومغناطيس هستند كه فركانس آنها در محدوده 10¹⁴*9/3 تا 10¹⁴*9/7 قرار دارد به طور معادل طيف نوري در فضاي آزاد با طول موج ^nm380 تا ^nm760 مشخص مي شود .

هر موج الكترومغناطيسي از تركيب دو ميدان الكتريكي   E و ميدان مغناطيسي B تشكيل مي شود . توزيع ميدانهاي الكتريكي و مغناطيسي در يك رديف امواج الكترومغناطيس صفحه اي و در يك لحظه معين از زمان، در شكل (13) ملاحظه مي شود . براساس معادلات ما كسول مي توان نشان داد كه E  وB  هر دو بر جهت انتشار موج  K  عمودند به علاوه ميدانهاي  E وB خودشان نيز بر يكديگر عمودند . در اين صورت همانطور كه در شكل 3-1 هم مشخص است بردارهاي   E    وB   و K تشكيل بردارهاي قائم را مي دهند .

بررسي نور پلاريز ه شده:

همانطور كه قبلاً اشاره شده نور را مي توان با نوسانات ميدان الكتريكي و ميدان مغناطيسي كه بر جهت انتشار موج و نيز بر يكديگر عمودند نشان داد . بنابر تعريف پلاريزاسيون، مشخصات زماني و مكاني بردار الكتريكي موج نور، نوع پلاريزاسيون نور را مشخص مي كند اگربردار الكتريكي يك پرتو نور هميشه در يك صفحه باشد ، به آن نور پلاريزه خطي مي گويند . در اين صورت بردار الكتريكي نور روي يك خط ثابت حركت مي كند و مقدار و علامت آن تغيير مي كند . صفحه اي كه بردار الكتريكي در آن نوسان مي كند، را صفحه ارتعاش مي نامند . اين صفحه علاوه بر بردار الكتريكي شامل بردار انتشار نيز هست و به اين صفحه ، صفحه پلاريزاسيون  هم مي گويند . توجه به اين نكته لازم است كه بدليل آنكه در موج نور شدت ميدان    E بزرگتر از ميدان B است حالت ، پلاريزاسيون نور با جهت ميدان الكتريكي   E بيان مي شود .