ماهیت نور

تعیین ماهیت نور از دیر باز فکر انسان را به خود مشغول نموده است . یونانی های قدیم در ابتدا عقیده داشتند که نور از ذرات خیلی کوچک تشکیل گردیده است که از چشم خارج می شود و در برخورد با اشیاء سبب روئیت آنها می گردد .

ارسطو این نظریه را به این ترتیب اصلاح نمود که نور از ذرات خیلی کوچک تشکیل شده است که از اجسام گداخته یا نورانی ساطع می گردد و در ورود به چشم بر روی آن تاثیر می گذارند و سبب بینایی می شوند .

بعدها نیوتن هم این نظریه را که به نظریه ذره ای معروف شد پذیرفت . برخی نتایج آزمایشی مانند تداخل ، هایگنز را بر آن داشت که در سال 1960 تئوری موجی نور را پیشنهاد نماید . بنابراین تئوری نور از نوسانات مولکولی در جسم نورانی ناشی می شود که به صورت موج دراتر منتشر شده و در ورود  به چشم بر روی عصب بینائی تاثیر می گذارد .

شواهد آزمایشی بعدها نشان داد که امواج نورانی در خلاء نیز می توانند منتشر شوند و وجود اتر منتفی گردید ، لیکن تئوری موجی نور باقی ماند . با کشف امواج الکترومغناطیسی توسط هرتز در سال 1888 امواج نورانی به صورت قسمت کوچکی از طیف وسیع امواج الکترومغناطیسی شناحته شد .

در اوایل قرن حاضر برخی نتایج آزمایشی نظیر اثر فتو الکتریک به دست آمد که با تئوری موجی نور قابل توجیه نبود . بنابراین اثر ، وقتی نور در بعضی طول موج های معین به سطح فلزی می تابد سبب ساطع شدن الکترون از فلز و برقراری حریان می گردد .

در صورتی که طول موج نور بصورت تدریجی افزایش یابد ، ساطع شدن الکترون ها متوقف می گردد . به علاوه دیده شد که سرعت الکترون های آزاد شده تابع طول موج است و بستگی به شدت نور تابیده شده ندارد .

برای توضیح این پدیده تئوری کوانتوم پیشنهاد گردید که شباهت زیادی به تئوری ذره ای نیوتن دارد . بر اساس این تئوری انرژی نورانی به صورت ذرات کوچک و مجزا از هم به نام فوتون تولید و یا جذب می گردند .

برای ساطع شدن الکترون در اثر فتوالکتریک ، فرکانس بایستی به حد کافی بالا باشد تا فوتون انرژی کافی برای آزاد ساختن الکترون و دادن انرژی حرکتی به آن را داشته باشد .

توضیح چگونگی تولید نور در این تئوری بر این قرار است که الکترونهایی که در مدارهای داخلی اتم هستند بر اثر اخذ انرژی از یک عامل خارجی به مدارهای بعدی می روند . لیکن این وضع ناپایدار است و پس از مدتی الکترونها به مدار عادی خود بر می گردند و انرژی اضافی به فوتونی که ساطع می شود داده می شود .