אינטרנט  |  ynet  |  בעלי מקצוע  |  קניות  |  ספקים למשרד

   חדשות תוכן ועדכונים 24 שעות - Ynet


אייזיק ניוטון. האור עשוי חלקיקים
אייזיק ניוטון. האור עשוי חלקיקים 
 
אלברט איינשטיין. האור נע במהירות קבועה
אלברט איינשטיין. האור נע במהירות קבועה 
 
 פורמט להדפסה  הדפס

ערכים קשורים
 סר אייזיק ניוטון
 כריסטיאן הייגנץ
 מהירות האור
 מכניקה
 גל
 קול
 ניסוי מייקלסון-מורלי
 צבע
 סטראוכימיה
  ג'יימס קלרק מקסוול
 חשמל
 מגנטיות
 תורת היחסות
 תורת הקוונטים
 שדה
 אלקטרומגנטיות
 קרינה תת-אדומה
 קרינה על-סגולה
 היינריך רודולף הרץ
 ספקטרום אלקטרומגנטי
 דבורים
 אלברט איינשטיין
 תוצא פוטו-חשמלי
 אלקטרון
 פרוטון
 פוטון
 אטום
 עירור
 לייזר ומייזר
 גוף שחור
 מראה
 מתכת
 כסף
 זכוכית
 עדשה
 ריצ'רד פיליפס פיינמן
 מידות ומשקלות
 אופטיקה
 ראייה


תחומים קשורים
 אסטרונומיה
 מדידה
 פיסיקה


 
 
 

אור


Light

ראשית חקר האור |  צבעי הקשת |  האור כגל |  קיטוב |  האור כגל אלקטרומגנטי |  האור כישות עצמאית |  פליטה, בליעה ופיזור |  שבירה והחזרה |  אלקטרודינמיקה קוונטית |  מדידת אור |  מידע נוסף

אור, גל אלקטרומגנטי בתחום האורכים שעין האדם רגישה לו. מהותו, אופיו ותכונותיו שימשו נושא למחקר מדעי רב תהפוכות במאות השנים האחרונות. המדע העוסק בחקר האור קרוי אופטיקה, ולו שלוש שלוחות: האופטיקה הגיאומטרית עוסקת בהתנהגות האור כזרם חלקיקים, האופטיקה הפיסיקלית עוסקת בהתנהגות האור כגל, והאופטיקה הפיסיולוגית עוסקת במנגנוני הראייה של האדם ובעלי חיים אחרים.

 

סרטון הסבר על האור מתוך אתר בריינפופ ישראל 

 


ראשית חקר האור

את נקודת המוצא של ההשקפות המודרניות על האור אפשר לראות בהשערות המנוגדות בדבר אופיו שהעלו אייזיק ניוטון וכריסטיאן הייגנץ בשלהי המאה ה-17. השניים הסתמכו על שתי תכונות חשובות של האור: 1. התפשטותו בקווים ישרים; 2. מהירותו הסופית, שאותה מדד לראשונה האסטרונום הדני אולה כריסטנסן רמר (Rømer) בשנת 1675. ניוטון טען כי האור עשוי מחלקיקים ("גופיפים") שחלים עליהם חוקי המכניקה: הם נעים בקו ישר ובמהירות קבועה, כל עוד אין פועלים עליהם כוחות. ואילו הייגנץ טען שהאור מתפשט בגלים, כמו הקול, אם כי הקול מתפשט באוויר ובחומרים "רגילים" אחרים, ואילו האור מתפשט בתווך אחר לגמרי, הקרוי אתר, שטיבו לא הובהר היטב. כלומר, האור מתפשט ע"י תנודות מכניות באֶתֶר. דגם זה אִפשר להייגנץ להסביר את התפשטותן הישרה של קרני האור, וכמו"כ את החוקים המתוארים להלן בדבר שבירת האור בעוברו מחומר אחד למשנהו, והחזרת האור בפגיעתו בחומרים מסוימים (שניסח ו' ר' סנל).

גישת ניוטון התקשתה יותר בהסברת חוקים אלה, ולכן נאלץ גם הוא להכיר במחזוריות מסוימת בהתנהגות האור, וכן בקיומו של האתר. כלומר, הן ניוטון הן הייגנץ הכירו באתר, אך ניוטון טען שהאור עשוי חלקיקים, ואילו הייגנץ לא נזקק להם. ניוטון לא קיבל את השקפתו של הייגנץ, וטען כי מפריכה אותה העובדה שהאור אינו עוקף מכשולים כפי שעושים גלי הקול (אף על פי שהפיסיקאי האיטלקי פרנצ'סקו גרימלדי [Grimaldi] כבר דיווח על תצפית בתופעה זו). ואילו הייגנץ דחה את תורת החלקיקים בהסתמך על העובדה שקרני אור מצטלבות מצליחות לעבור זו דרך זו, כמו גלי קול וגלי מים, ואינן מתפזרות לכיוונים אחרים, כפי שקורה בהתנגשות בין חלקיקים.

 


צבעי הקשת

הישג חשוב של ניוטון, שתרם להבנת מהות האור ואופיו, היה תוצאה של ניסוי קלסי שבו פיצל קרן של אור שמש לבן לשלל צבעי הקשת, באמצעות מנסרה משולשת של זכוכית, וניסוי נוסף שבו שב ומיזג אותם; המיזוג יצר אור לבן. בכך הוכיח ניוטון שהאור הלבן הבא מן השמש מורכב מצבעים שונים. המנסרה אינה יוצרת את הצבעים החדשים, אלא מפרידה ביניהם.



 


האור כגל

בשל סמכותו הרבה של ניוטון נותרה תורת הגלים של הייגנץ בשולי חקר האופטיקה, ובמשך כל המאה ה-18 שלטה בה תורת החלקיקים של האור. רק בתחילת המאה ה-19 העלה האנגלי תומס ינג בניסוייו כי יש לאור תכונות מובהקות של גל, וכי מתרחשות בו תופעות של התאבכות ועקיפה (התעקפות). ינג חישב ומצא שאורך הגל של האור הוא פחות ממיליונית המטר; בשל ממדים זעירים אלה היה קשה לזהות קודם לכן תופעות התאבכות ועקיפה באור (לשם השוואה, אורכם של גלי הקול נמדד במטרים ובסנטימטרים, ותופעות אלה ניכרות בו היטב).

את התיאוריה הגלית של האור פיתחו אוגוסטן ז'ן פרנל וד' פ' ז' ארגו (Arago) בצרפת (ולא באנגליה, מולדתו של ניוטון ששמרה בקנאות על מורשתו), ובכך החל עידן חדש בתולדות האופטיקה. קודם לכן עסקה תורה זו בהתנהגותו של האור הנע בקווים ישרים הנשברים בעת מעבר בין חומרים שונים, ונקראה "אופטיקה גיאומטרית". האופטיקה החדשה עסקה בהתנהגות האור כגל, ונקראה "אופטיקה פיסיקלית". עפ"י תורה זו, אורות שצבעם שונה נבדלים באורך הגל שלהם. לאור הסגול אורך הגל הקצר ביותר, ולאור האדום - הארוך ביותר. בניסויי ההתאבכות החל עידן חדש של מדידות אופטיות.



ההתאבכות מתרחשת כאשר נפגשים שני גלים (או יותר); התנודות במקומות המפגש הן סכום וקטורי של תנודות כל גל בפני עצמו, ולפיכך התוצאה יכולה להיות תנודה גדולה יותר במקום המפגש של שתי פסגות או שני מכתשים, או תנודה קטנה יותר במקום המפגש של פסגה ומכתש.

 


קיטוב

במסגרת המושגית שהציע ינג ופיתח פרנל נודעת חשיבות למושג הקיטוב. גל האור, בניגוד לגל הקול, מתפשט בתנועה לוליינית (ספירלית); בכך אפשר להסביר את תופעת "השבירה הכפולה" - התפצלות האור לשתי קרניים שוות-צבע בעוברו דרך חומרים מסוימים - שגילה הדני ארסמוס ברתולין (Bartholin) כבר ב-1669. כיוון שכך אפשר לתאר כל חזית גל ככדור הולך ומתרחב: האור יוצא ממקורו לכל הכיוונים, ומתפשט במהירות שווה כל עוד הוא נע באותו התווך.

 

הקיטוב (אגב, יש למושג זה עוד משמעויות בפיסיקה, שאינן נוגעות להתנהגות גלים) קורה כאשר מוגבלת התפשטות האור, מכל סיבה שהיא, למישור דו-ממדי שחותך את כדור ההתפשטות הרגיל. הסיבה השכיחה ביותר לקיטוב אור היא המבנה של חומרים כימיים מסוימים, המאפשר מעבר אור דרכם רק במישור יחיד. הסטראוכימיה היא ענף הכימיה העוסק (בין השאר) בחקר התכונות הללו. זהו קיטוב מישורי; אך ייתכן מצב שבו התפשטות האור אמנם מוגבלת למישור יחיד, אולם המישור עצמו אינו קבוע אלא מסתובב עם התפשטות האור. זהו קיטוב מעגלי, או אליפטי.

 

מכל מקום, הקיטוב הוא תופעה גלית מובהקת, וגילויו תרם רבות להתאוששות התיאוריה הגלית של האור.

 


האור כגל אלקטרומגנטי

במאה ה-19 כבר היה ברור מהו אופיו של האור - זהו גל רוחבי. ובמחצית השנייה של המאה התבררה גם מהותו של גל זה. בעבודה מדעית מזהירה, שמעטות כמותה בתולדות המדע, הצליח הפיסיקאי הסקוטי ג'יימס קלרק מקסוול לאחד את כל תופעות החשמל והמגנטיות באמצעות מערכת אחת של משוואות מתמטיות מופשטות, שתוקפן לא פג גם לאחר המהפכות הגדולות שחוללו תורת היחסות ותורת הקוונטים בפיסיקה של המאה ה-20. משוואות מקסוול מתארות את התנהגות השדה החשמלי והשדה המגנטי בנוכחות מטענים חשמליים. מקסוול הבחין שאחת התוצאות האפשריות של המשוואות היא קבלת גל מתפשט של שדה אלקטרומגנטי, שמהירותו זהה למהירות האור ברִיק, שהיא בקירוב 300,000 ק"מ בשנייה. כלומר, הוא זיהה את האור כגל אלקטרומגנטי. כיוון שהמשוואות אינן תוחמות את אורכי הגל, צפוי היה שיימצאו גלים אלקטרומגנטיים גם מחוץ לתחום אורכי הגל של האור הנראה.

באותה עת כבר היה ידוע שיש לאור סטיות מסוימות לתחומי התת-אדום והעל-סגול, אך היינריך הרץ הראה כי אפשר לקבל אף גלים אלקטרומגנטיים ארוכים בהרבה מזה; הוא עצמו קיבל גלים שאורכם 66 ס"מ. האור אופיין איפוא כקבוצת אורכי גל במסגרת הקרינה האלקטרומגנטית. לקרינה זו יכולים להיות אורכי גל שונים, ואכן הספקטרום האלקטרומגנטי חובק אורכי גל רבים: קרינת גמא, קרני רנטגן, גלי רדיו ועוד. האור הנראה אינו שונה מגלים אלקטרומגנטיים אלה ומאחרים, אלא רק בכך שעין האדם רגישה לו (עיניהם של יצורים רבים רגישות לאורכי גל שעין האדם אינה קולטת אותם: הדבורים, למשל, רואות חלק מהתחום העל-סגול).

מקסוול טען כי כל סוגי הקרינה האלקטרומגנטית הם תנודות באותו חומר מסתורי, האתר, ובשלב זה כבר אפשר היה לעשות ניסויים כדי לגלותו, משום שהמכשור המעבדתי כבר היה משוכלל די הצורך למדוד את מהירות האור על פני מרחקים קצרים. לדוגמה, אם כדור הארץ נע בתוך "ים" של אתר בהקפתו את השמש, הרי שמהירות האור כשהוא נע במקביל לכיוון התנועה של הארץ צריכה להיות שונה ממהירותו כשהוא נע בניצב לכיוון זה. אלברט מייקלסון ואדוארד מורלי עשו ניסויים לבדיקת ההשערה הזו, אך תוצאותיהם היו חד-משמעיות: מהירות האור ברִיק קבועה בכל המערכות! ומכאן, אחת משתיים: תכונותיו הפיסיקליות של האתר שונות בתכלית השוני מתכונותיו של כל תווך ידוע, ויש צורך בפיסיקה חדשה לגמרי כדי להסבירן; או האתר אינו קיים כלל, ויש צורך בפיסיקה חדשה שתסביר כיצד מתפשט האור בהיעדר תווך. המאה ה-19, המאה ששלטה בה תורת הגלים של האור, הסתיימה בסימן שאלה חדש, והמאה ה-20 החלה באפיון מחודש של האור.

 


האור כישות עצמאית

בשתי עבודות שפרסם ב-1905 שינה אלברט איינשטיין שינוי מהותי את הבנתנו את האור. דעתו לא היתה נוחה מהעובדה שמשוואות מקסוול סותרות לכאורה את עקרונות המכניקה בדבר זהות חוקי הטבע בשתי מערכות הנבדלות זו מזו במהירותן (כשהיא מהירות קבועה). כדי לתקן את המעוות, הראה איינשטיין שדי בהנחה כי מהירות האור קבועה בכל המערכות. זוהי הנחת היסוד של תורת היחסות הפרטית, והיא עולה בקנה אחד עם ניסויי מייקלסון-מורלי. לאתר אין מקום במערכת מושגים זו, ואכן איינשטיין ויתר עליו. האור הוא ישות עצמאית המתפשטת במהירות קבועה, ואין להציגו כתנודות בתווך כלשהו.

בעבודה אחרת מ-1905 הסביר איינשטיין את התוצא הפוטו-חשמלי בקביעה שהאור, בכל אורך גל מסוים, יכול להופיע רק ב"חבילות" אנרגיה מוגדרות (קוונטים), המתנהגות כמו חלקיקים. בכך חזר איינשטיין אל המחלוקת שבין ניוטון והייגנץ, ופסק כי לעתים האור מתנהג כחלקיק ולעתים כגל, אך לעולם הוא ישות עצמאית, והאתר אינו קיים. זוהי תפיסת האור של המאה ה-20, השונה שינוי מהותי מהמאה ה-18, ששלטה בה התיאוריה החלקיקית, ומהמאה ה-19 ששלטה בה התיאוריה הגלית של האור. השניוּת חלקיק-גל אופיינית לתורת הקוונטים, ובכך אין האור שונה מ"חלקיקים" כגון אלקטרון, פרוטון וכיו"ב; השוני העיקרי בינם לבין חלקיק האור - הפוטון - הוא בכך שמהירות הפוטון ברִיק לעולם קבועה, ומכאן נובע, עפ"י תורת היחסות, שהמסה שלו היא אפס.

 


פליטה, בליעה ופיזור

עתה יכלה הפיסיקה של המאה ה-20 להשיב על שאלה פשוטה לכאורה, שעד אז לא היתה לה תשובה מניחה את הדעת: מדוע גופים מסוימים פולטים אור, תמיד (השמש והכוכבים) או במצבים מסוימים (בעירת נר)?

 

התשובה נעוצה במבנה האטום, ובייחוד במבנה קליפות האלקטרונים שלו, ובתופעת העירור: לכל אלקטרון באטום יש "מצב יסוד" של אנרגיה מזערית; אם קיבל האלקטרון תוספת אנרגיה, מכל סיבה שהיא (חימום, טלטול מכני וכיו"ב), הוא עובר ממצב היסוד למצב מעוּרָר, שאינו יציב: האלקטרון ישאף להיפטר מעודף האנרגיה ולחזור למצב היסוד, תוך פליטת פוטון - חלקיק האור (או בעצם חלקיק הקרינה האלקטרומגנטית, שכן בדרך זו נפלטת קרינה גם בתדרים שמחוץ לאור הנראה). תופעה זו נקראת "פליטה" (emission). לפוטון הנפלט תהיה אנרגיה שתלויה בתכונות האטום שאליו משתייך האלקטרון הפולט אותו, ואנרגיה זו תקבע את אורך הגל של הפוטון, ובמלים אחרות, את הצבע שלו. ככל שהאנרגיה גבוהה יותר, כן אורך הגל קצר יותר, ותדירותו גבוהה יותר. לכל אלקטרון נתון, התזמון המדויק של הפליטה וכיוונה הם אקראיים; אך מכיוון שהעצמים בעולם היומיום מכילים כמות גדולה מאוד של אלקטרונים מעוררים, פליטת אור עשויה להיות תהליך רציף, והאור ייפלט לכל הכיוונים.

 

התהליך ההפוך ייתכן אף הוא: פוטון שפגע באלקטרון יעלה את האנרגיה שלו, כלומר יעורר אותו. זוהי בליעת אור (absorption). גם כאן, פרטי התהליך תלויים בטיבו של האטום: כשם שכל אטום פולט אור רק בתדרים מסוימים, כן בולע כל אטום רק תדרים מסוימים של אור. אור בשאר התדרים יפוזר (להלן) או יוחזר.

 

שני התהליכים האלה מרכזיים להבנתו של מושג הצבע: צבעו של אור הוא התיאור הסובייקטיבי שלנו את אורך הגל שלו; לדוגמה, אם אורך הגל הוא 450 ננומטר, האור ייקרא בפינו כחול (ביתר דיוק, אחד מגוני הכחול המרובים). לעומת זאת, צבעו של עצם הוא התדר של האור המוחזר אלינו מן העצם, כלומר כלל הספקטרום הנראה, בחיסור התדרים שבלע אותו עצם. בטבע, צבעו של אור הוא כמעט תמיד תערובת של מספר רב של אורכי גל; תערובת של כולם היא ה"צבע" הלבן. והוא הדין בצבעיהם של עצמים - גם הם מייצגים על-פי רוב תערובת. מוחנו תופס כל תערובת נתונה של אורכי גל כצבע אחיד כלשהו.

 

אורכי הגלים הנראים על-ידי האדם

 

כאשר חומר כלשהו פולט אור, גלי האור יהיו בדרך כלל לא-קוהרנטיים: אורכיהם (צבעיהם) יהיו שונים במקצת, ויהיו ביניהם הפרשי מופע: אם יונחו העקומות המתארות כל גל זו על גבי זו, הן לא יהיו חופפות במדויק. אך במצבים מסוימים, מלאכותיים, ניתן להביא לפליטת אור קוהרנטי - גלי האור חופפים במדויק. על עיקרון זה מבוססת פעולת הלייזר.

 

כאשר פוטון נע לעבר גוש של חומר, אין הכרח שהוא ייבלע בו; הוא עשוי לעבור ישר דרכו, או לסטות במידה מסוימת מנתיבו הקודם. תופעה אחרונה זו קרויה "פיזור" (scattering). מידת הפיזור תלויה באורך הגל: ככל שהוא ארוך יותר, כן פיזורו גדול יותר. כאשר זווית הפיזור היא כזו שהפוטון נע מעתה בכיוונו הכללי של המקור, זוהי החזרת אור.

 

התבוננו בשלבים השונים של אופן פעולת הלייזר   

 


שבירה והחזרה

כאשר קרן אור עוברת מתווך לתווך, מקובל לומר שהיא פוגעת בפני השטח של התווך החדש. מה שקורה אז תלוי בטיבו של אותו תווך, או גוף.

 

במקרה הנדיר הקרוי גוף שחור מושלם, האור נבלע בו בשלמות - אינו מוחזר ממנו ואינו חוצה אותו. מצב כזה יכול להתקיים תיאורטית, אך בפועל הוא קשה להשגה. בכל שאר המקרים, לפחות חלק מהאור מוחזר מן הגוף: פוגע בפני השטח שלו וחוזר בכיוון הכללי שממנו בא, לפי חוקים שיתוארו להלן. סוגים מסוימים של משטחים מחזירים כמעט את כל האור הפוגע בהם, והם משמשים ליצירת מראות. משטחים מלוטשים היטב של מתכות מסוימות (כגון כסף), או של זכוכית שנמרחו עליה חומרי צבע מסוימים, הם הדוגמאות האופייניות והמוכרות היטב. חומרים אחרים בולעים חלק מאורכי הגל של האור ומחזירים חלקים אחרים, ולכן הם נראים לנו צבעוניים, כאמור לעיל.

 

אם המשטח המחזיר את האור אינו מלוטש, ההחזרה כרוכה במידה מסוימת של פיזור: משטחים כאלה אינם מצייתים לחוקי החזרת האור המושלמת, אלא מחזירים אור בכיוונים אקראיים. אותם חלקים של האור המוחזר שמגיעים לעין הצופה יוצרים בה בבואה של המשטח שבו פגעו (למשל, מרקע המחשב שבו אתם מסתכלים עכשיו). אבל משטח של מראה מחזיר אור באופן כמעט מושלם, ועליו חלים חוקי ההחזרה (reflection): (א) הקרן הפוגעת במראה והקרן המוחזרת ממנה נמצאות במישור אחד, שבו נמצא גם האנך הניצב למישור המראה בנקודת הפגיעה; (ב) זווית הפגיעה של הקרן המגיעה למראה (i בתרשים) שווה לזווית ההחזרה של הקרן היוצאת מן המראה (r בתרשים). בדרך זו נוצרת בבואת המראה.

 

 

אם המשטח שבו פוגע האור חדיר לו (שקוף), רוב האור יחדור לתוכו ורק מקצתו יוחזר. אך במעבר מתווך לתווך שקוף אחר, קרן האור תשנה את זווית התנועה שלה. זוהי השבירה (refraction). הסיבה לשבירה היא ההבדל בין מהירות התפשטות האור בתווך הראשון ומהירותו בתווך האחר: לכל תווך שהאור עובר בו יש מהירות אור סגולית משלו, וכאשר האור משנה את מהירותו עם המעבר מתווך לתווך, משתנה זווית התנועה שלו עקב שינוי המהירות. לפיכך, לכל חומר נתון יש מקדם שבירה משלו - היחס בין מהירות האור בריק לבין מהירותו באותו תווך.

 

 

חוק סנל, שנוסח ב-1621, קובע את מידתה של שבירת האור. אם מקדם השבירה של התווך הראשון הוא n1, ושל השני הוא n2, ואם זווית הפגיעה של הקרן במשטח היא a1 וזווית התנועה בהמשך היא a2 (שתיהן ביחס לניצב לנקודת הפגיעה), אזי:  n1/n2=sin a2/sin a1. היחס n1/n2 הוא סגולי לכל זוג נתון של תווכים. חוק אחר של השבירה אנלוגי לחוק הראשון של ההחזרה: הקרן הפוגעת במשטח והקרן הממשיכה הלאה נמצאות במישור אחד, שבו נמצא גם האנך הניצב למישור המשטח בנקודת הפגיעה.

 

על עקרון השבירה מבוססת פעולתן של עדשות, והוא גם מסביר מדוע כפית בכוס זכוכית המכילה תה נראית כאילו היא מתעקמת בנקודת כניסתה לנוזל: קרן האור המוחזרת אלינו מהחלק הטבול של הכפית נעה תחילה בנוזל, אחר כך פוגעת במשטח הפנימי של זכוכית הכוס ונשברת, ולבסוף יוצאת מהמשטח החיצוני של הזכוכית לאוויר ונשברת שוב. ואילו האור המוחזר מהחלק העליון של הכפית נע רק בתווך אחד (האוויר), והקרן אינה נשברת.

 

תופעות השבירה וההחזרה, כרוב תופעות האור, אינן פרטיות לו אלא משותפות לכל פסי הספקטרום האלקטרומגנטי.

 


אלקטרודינמיקה קוונטית

באמצע המאה ה-20 בערך הושלם ניסוחן של משוואות מקסוול על פי תורת הקוונטים. זוהי האלקטרודינמיקה הקוונטית, שניסחוה בנפרד ריצ'רד פיינמן, ג'וליאן שווינגר ושינאיצ'ירו טומונגה (שלושת החוקרים זכו בפרס נובל לפיסיקה ב-1965 על הישגם זה, אחרי שהראה פרימן דייסון כי שלושת הניסוחים שקולים זה לזה). האלקטרודינמיקה הקוונטית מצטיינת בכך שחישוביה התיאורטיים תואמים את הניסויים בדייקנות שקשה למצוא כדוגמתה בכל שאר המדעים. בתורה זו נועד לפוטון תפקיד של "נַשָּׂא" הכוח האלקטרומגנטי. כששני מטענים דוחים זה את זה, אפשר להסביר את הדחייה הזו כחילופי פוטונים ביניהם. הפוטון משמש מקשר המעביר את הכוח, שלעתים "מתחזה" לחלקיק ולעתים לגל רוחבי, ולעולם נע במהירות קבועה בריק.

השניות גל-חלקיק מיישבת את המחלוקת הישנה נושנה על טיבו של האור בקביעה כי לאור (ולסוגי קרינה אחרים) תכונות של גל ושל חלקיק כאחד. בהיבטים מסוימים של התנהגותו, כגון שבירה, נוח יותר לתארו כזרם חלקיקים; בהיבטים אחרים, כמו התאבכות, נוח יותר לחשוב עליו כגל. אך כאמור, אין הוא לא זה או זה, אלא הוא זה וגם זה.

 


מדידת אור

מאז החל המחקר הפיסיקלי של האור, התעורר הצורך בקביעת מידות תקניות למאפייניו השונים. כמובן, אפשר להשתמש במאפייני האור כגל (אורך גל, משרעת) או כחלקיק (מספר פוטונים בשנייה), אלא שמידות אלה אינן נוחות לשימוש כאשר מטפלים באור רב-צבעי או לבן, לצרכים המסוימים שבהם האדם משתמש באור.

 

לכן כוללת המערכת הבינלאומית של מידות ומשקלות יחידת יסוד מיוחדת לעוצמת הארה, הקרויה נר (candela, סמל cd). נר אחד מוגדר כשווה לכמות הקרינה החד-צבעית בתדר 1012 × 540 מה"ץ, בהספק קרינה של 1/683 וט לרדיאן מרחבי.

 

שטף אור (luminous flux) הוא קצב הקרנת האור ממקור של נר תקני אחד, והוא נמדד ביחידות לומן (lumen, סמל lm). לומן אחד הוא נר אחד כפול רדיאן מרחבי, כלומר כמות האור ה"זורמת" דרך חתך שטח נתון.

 

כמות האור הפוגעת במשטח בעל שטח יחידתי, במרחק יחידה אחת ממקור שעוצמת הפליטה שלו היא נר אחד, קרויה לוקס (lux, סמל lx); חשיבותה בכך שאם שאר היחידות מודדות אור יוצא, יחידת לוקס מודדת אור מגיע, ולכן היא שימושית יותר כאשר עוסקים בהארת משטחים או חללים.

 

לבסוף, גודל שיש לו חשיבות לא רק בחקר האור, אלא גם בתחומים אחרים של הפיסיקה, הוא מהירות האור (סמל c).

 


מידע נוסף

 

אור - כשאנחנו נכנסים בלילה הביתה, אנחנו קודם כל מדליקים אור. לפעמים, אפילו כשאנחנו הולכים לישון, אנחנו משאירים לעצמנו אור קטן. לפי התורה, כשאלוהים התחיל בבריאת העולם, הוא קודם כל עשה שיהיה אור ("ויאמר אלוהים יהי אור ויהי אור"). הרבה עמים קדומים האמינו שהאור הוא קדוש, והיו להם אלים מיוחדים וחשובים שהיו אחראים על האור. כתבה לילדים מתוך "מזה?".

לכתבה המלאה - לחצו כאן.

 





חזרה לעמוד הקודם
חזרה לעמוד הראשי של האנציקלופדיה

חדשות
דעות
כלכלה
ספורט
צרכנות
תרבות ובידור
רכילות Pplus
מחשבים
בריאות
ירוק
יהדות
תיירות
רכב
אוכל
יחסים
סרטים
הוט
כלכליסט
משחקים
מקומי
לימודים
מדע
לאישה
דרושים
ynet-shops
ynettours
winwin
בעלי מקצוע
ביגדיל
 

אודות ועזרה
כתבו אלינו
עזרה
מדיניות פרטיות
תנאי שימוש
מפת האתר
ארכיון
מרכזי המבקרים
Israel News
 
אודות האתר
RSS
הפוך לדף הבית
ניוזלטרים
פרסמו אצלנו
אנציקלופדיה
באבלס
ערוצי תוכן
חדשות
כלכלה
ספורט
תרבות
בריאות
מחשבים
נופש
Xnet
Yschool
יהדות
דעות
צרכנות
תיירות
אוכל
רכב
בעלי חיים
שופינג לאשה
כיכר השבת
יחסים
אסטרולוגיה
מעורבות
ירוק
לאשה
דילים
ynetArt
kick
כלכליסט
בלייזר
רכילות Pplus
מנטה
משחקים
mynet
מפות
פרוגי
כלים ושירותים
קניות
מניות
דרושים
מחירון רכב
דירות להשכרה
קופונים
זיכרונט
ידיעות בתי ספר
ידיעות אחרונות
דירות למכירה
לוח רכב
יד שניה
בעלי מקצוע
משחקים Games
עברית
דירות חדשות


YIT  - פיתוח אינטרנט ואפליקציותApplication delivery by radwarePowered by Akamaiהאתר פועל ברישיון אקו"םהאתר פועל ברישיון תל"יאקטיב טרייל
-nc  כל הזכויות שמורות לידיעות אינטרנט ©