آیا می‌دانستید نور حالات مختلفی دارد؟ اما فرق نور مرئی و نامرئی چیست؟ در چه حالتی موفق به دیدن نور می‌شویم؟ ما در این مقاله تلاش می‌کنیم پاسخ ساده‌ای به این سوالات بدهیم. با ما همراه باشید.
نور نقش بسیار مهمی در بینایی، تشخیص رنگ انسان و حیوانات، رشد و فتوسنتز گیاهان دارد. خورشید، بزرگترین و حیاتی‌ترین منبع نور برای کره زمین است. علاوه بر نور، گرما و گرانش این ابرستاره هم برای زندگی کره زمین بسیار حیاتی و مهم است.
نور مرئی چیست؟
نور مرئی که به‌طور خلاصه نور یا پرتو هم نامیده می‌شود، یک تابش الکترومغناطیسی است که به چشم انسان برخورد می‌کند و باعث بینایی و دیدن اجسام می‌شود. طول موج نور حدود 380 تا 740 نانومتر است و بین نور مادون قرمز یا فروسرخ (طول موج بلندتر) و فرابنفش (طول موج کوتاه‌تر) قرار دارد.
نور، سریع‌ترین پدیده‌ی شناخته‌شده توسط بشر است و سرعت آن در خلا معادل 299,792,485 متر در ثانیه است. یعنی اگر انسانی موفق شود با سرعت نور بدود، در هر ثانیه بیش از 299 میلیون متر را طی می‌کند. در محاسبات فیزیک سرعت نور را با ثابت C برابر با 300 هزار کیلومتر در ثانیه محاسبه می‌کنند.
طیف مرئی نور نام یک بخش الکترومغناطیسی است که چشم انسان قابلیت دیدن و تشخیص آن را دارد. همانطور که قبلا اشاره کردیم طول موج طیف مرئی نور بین حدود 380 تا 740 بوده و حساسیت چشم انسان در طول این طیف نوری، مختلف و متفاوت است.
نور مرئی از هزاران رنگ تشکیل شده و چشم انسان قادر به شناسایی و تفکیک بیش از 10 میلیون رنگ است. البته در انسان‌های مختلف این ویژگی تفاوت‌های کوچکی دارد و گاهی چشم افراد قابلیت تفکیک رنگ کمتری دارد. طیف نور هفت رنگ اصلی دارد: قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی و بنفش که از بین این رنگ‌ها زرد، قرمز و نارنجی حامل انرژی گرمایی هم هستند. اولین بار، نیوتون با کمک گرفتن از منشور توانست رنگ‌ها را تفکیک و منشا گرمای نور را کشف کند.
برای درک بهتر مفاهیم پایه‌ای نور، می‌توانید مقاله‌ی چرا نور سایه ندارد؟ را مطالعه کنید.
نور نامرئی چیست؟
گفتیم نوری که ما می‌بینیم بخشی از یک طیف موج الکترومغناطیس بزرگ‌تر است که فقط قسمتی از آن برای ما قابل تشخیص است. به بخش‌های دیگر این طیف موج بزرگ که هر کدام طول موج متفاوتی دارد و با چشم غیرمسلح انسان قابل مشاهده نیستند، نور نامرئی گفته می‌شود.
فروسرخ یا مادون قرمز، فرابنفش، ایکس و گاما بازه‌های مختلفی در طیف موج نور هستند که با چشم انسان دیده نمی‌شوند. افراد فقط محدوده‌ی بین مادون قرمز و فرابنفش را می‌بینند که بازه‌ی بسیار کوچکی در این طیف موج گسترده است. در ادامه با هر یک از بخش‌های نور نامرئی بیشتر آشنا خواهیم شد.
مادون قرمز
پرتوی مادون قرمز یا فروسرخ تابش الکترومغناطیسی‌ای است که طول موج طولانی‌تری نسبت به نور مرئی دارد. مادون قرمز در طول موج 700 تا 1000 قرار گرفته است و چون رنگ قرمز در محدوده‌ی نور مرئی درازترین طول موج را دارد. به این تابش که دقیقا پیش از محدوده‌ی نور مرئی است، فروسرخ یا مادون قرمز می‌گویند.
فرابنفش
فرابنفش با نماد اختصاری UV یکی از شناخته شده‌ترین محدوده‌های نور نامرئی است. اگر تا به حال برای خرید عینک آفتابی اقدام کرده باشید حتما UV به گوشتان خورده است. علت این ماجرا، وجود نور ماورا بنفش یا همان UV در آفتاب است. در عینک‌سازی، به نسبتی که جلوی ورود اشعه فرابنفش به چشم را می‌گیرد UV می‌گویند که با تعریف فیزیکی آن متفاوت است. تقریبا 10 درصد از تمام امواجی که از خورشید منتشر می‌شود، فرابنفش است و نگاه مستقیم به آن، چشم را در معرض آسیب قرار می‌دهد. فرابنفش با طول موجی کوتاه‌تر از نور مرئی دقیقا پس از این محدوده و قبل از پرتو ایکس قرار دارد. انرژی پرتو فرابنفش بیشتر از نور مرئی و کمتر از پرتو ایکس است.
اشعه فرابنفش نه فقط در خورشید بلکه در زمین هم به وفور دیده می‌شود. برای مثال در جوشکاری، به وسیله قوس الکتریکی ایجاد شده نور فرابنفش منتشر می‌شود و همانطور که می‌دانید نگاه کردن مستقیم به جوشکاری باعث آسیب به چشم می‌شود. در تولید لامپ‌های بخار جیوه یا مهتابی‌ها هم از فرابنفش استفاده می‌شود.
البته از پرتو فرابنفش استفاده‌های مختلف دیگری هم می‌کنند که از بین آن‌ها ضدعفونی کردن آب، مواد خوراکی و وسایل پزشکی بسیار متداول است. جالب است بدانید که بعضی از جانداران مثل پرندگان، خزندگان و حشرات، توانایی دیدن امواج مرئی نزدیک به فرابنفش را دارند.
همانطور که اشاره کردیم چشم در برابر نور فرابنفش بسیار حساس است و زود آسیب میبیند. اگر میخواهید بدانید که چه لامپی مناسب چشم است، به مقاله‌ی کدام لامپ برای چشم بهتر است، مراجعه کنید.
پرتو ایکس
پرتو ایکس نوعی دیگر از نور نامرئی است که بعد از اشعه فرابنفش و پیش از اشعه گاما قرار داشته و طول موجی حدود 0.01 تا 10 را دارد. طول موج پرتو ایکس از فرابنفش پایین‌تر و از اشعه گاما بلندتر است. پرتو ایکس برای بدن انسان خطرناک است و قرار گرفتن در معرض این پرتو ممکن است باعث آسیب‌های جدی مثل سوختگی، اثرات ژنتیک و بیماری‌های ناشی از آن شود.
پرتو ایکس را اولین بار ویلهم رونتگن (Wilhelm Conrad Rontegen) فیزیکدان برجسته‌ی آلمانی کشف کرد و به واسطه‌ی این کشف تاریخی، موفق شد نوبل فیزیک را در سال 1901 دریافت کند. او همچنین اولین تصویربرداری از بدن انسان با اشعه ایکس را انجام داد.
مهم‌ترین و متداول‌ترین کاربرد این اشعه در عکس‌برداری پزشکی است که به آن سی تی اسکن یا رادیوگرافی می گویند. خاصیت این اشعه در سی تی اسکن آن است که اشعه‌ی ایکس از گوشت انسان عبور کرده ولی از استخوان عبور نمی‌کند. با استفاده از این روش، امکان معاینه و بررسی دقیق استخوان انسان در آسیب‌ها و شکستگی‌ها فراهم می‌شود.
پرتو گاما
گاما پرتویی از طیف موج الکترومغناطیسی است که در نتیجه‌ی انرژی بسیار بالا تولید شده و آخرین دسته از نورهای نامرئی است.
پرتو گاما معمولا با فروپاشی حالت‌های انرژی هسته‌ی اتم شکل می‌گیرد. شاید ملموس‌ترین مثال برای این فروپاشی، بمب اتمی باشد. این اشعه به قدری قوی است که تقریبا از هر چیزی عبور می‌کند و هر 25 متر هوا یا 15 سانتی‌متر بتن، فقط نیمی از قدرت این اشعه را می‌گیرد.
قرارگرفتن بدن انسان در معرض این اشعه مانع عبور آن نشده و گاما با عبور از بدن انسان باعث تغییرات سلولی و تخریب DNA می‌شود. در نتیجه صدمات جبران ناپذیری مثل سرطان را به همراه خواهد داشت. پرتو گاما با اینکه بسیار خطرناک است اما در پزشکی کاربردهایی مثل درمان سرطان، فیزیوتراپی و رادیوتراپی (پرتو درمانی) دارد. همچنین در صنعت هم کاربردهای محدودی دارد که تشخیص ترکیدگی و شکستگی‌های ریز فلزات، جزوی از آن‌ها است. به طور کلی اشعه ایکس کاربرد همه‌گیرتر و بیشتری نسبت به گاما دارد.
کلام آخر
در این مقاله، تفاوت‌ها و گونه‌های مختلف نورها را معرفی و بررسی کردیم و اطلاعاتی از مفاهیم نور و رنگ را خواندیم.
طیف موج اکترومغناطیس با توجه به طول موج، از بازه‌های مختلفی تشکیل شده که چشم انسان فقط قادر به مشاهده‌ی بازه‌ی کوچکی از این طیف است. محدوده‌ی نور مرئی از رنگ‌های مختلفی تشکیل شده که دنیای اطراف ما را دیدنی‌تر و زیباتر می‌کند. اما دیگر بازه‌های طیف موج که چشم انسان قادر به دیدن آن نیست، نور نامرئی نامیده می‌شود و از بازه‌های مختلفی هم تشکیل شده است. مادون قرمز، فرابنفش، ایکس و گاما، بازه‌های دیگر این طیف موج گسترده هستند که توسط چشم انسان رویت نمی‌شوند.
سوالات متداول
کدام بازه از طیف موج الکترومغناطیسی خطرناک است؟
بازه‌های بالاتر از محدوده‌ی مرئی نور در طیف موج الکترومغناطیسی می‌تواند برای چشم و سلامت انسان خطرناک باشد. اما به طور کلی، اشعه ایکس و اشعه گاما بسیار خطرناک هستند و برای استفاده از آن‌ها باید لباس مخصوص پوشید.
نور مرئی چند رنگ دارد؟
طیف نور مرئی هزاران رنگ دارد و از هفت رنگ اصلی تشکیل می‌شود: قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی و بنفش. در نظر داشته باشید که چشم انسان قادر به دیدن 10 میلیون ترکیب رنگ مختلف است.
متشکرم