درسنامه کامل علوم تجربی پنجم فصل 3 رنگین کمان

نور و رنگ:

نور یکی از شکل های انرژی است. نور به زمین و ما روشنایی می بخشد و همچنین موجب گرمای زمین و ما می شود. جایی که نور نباشد تاریک است و ما بدون نور نمی توانیم چیزی را ببینیم. برای اینکه جسمی دیده شود باید به آن نور بتابد، نوری که به جسم می تابد، از سطح آن بازتابش پیدا می کند. اگر نور بازتابش شده به چشم ما برسد، آن جسم را می بینیم. چشمه های نور به دو صورت طبیعی و مصنوعی هستند. خورشید یک چشمه نور طبیعی است و شمع و چراغ های روغنی و نفتی قدیمی چشمه های نور مصنوعی هستند و انسان آنها را به وجود آورده است.

رنگ های نور:

نوری که از خورشید به زمین می رسد، از رنگ های گوناگونی تشکیل شده است. در آزمایشگاه نور را به کمک وسیله ای به نام منشور می توان تجزیه کرد. یعنی رنگ های مختلف را می توان از هم جدا کرد. منشور یک قطعه ی شیشه ای است.

منشور:

وسیله ای که نور را تجزیه می کند. این قطعه شفاف از جنس پلاستیک یا شیشه که باعث شکسته شدن باریکه نور و گاهی در تجزیه و پاشندگی نور تابیده شده نقش دارد. قاعده منشورها معمولا به شکل مثلث هستند.

عدسی:

قطعه ای شیشه ای یا پلاستیکی شفاف با شکل خاصی (شبیه عدس) است که به کمک آن می توان متن های ریز یا اشیای کوچک را مشاهده کرد و جزئیات بیشتری از آن ها را دید .

ذره بین (نوعی عدسی):

وسیله ای است که می تواند نور خورشید را در یک جا جمع کند و همچنین اجسام را به صورت بزرگتری نشان دهد (شکل ظاهری و برآمدگی آن مانند عدس است).

کانون عدسی:

وقتی نور از یک عدسی عبور می کند و در یک نقطه جمع می شود به آن کانون عدسی می گویند.

فاصله کانونی :

فاصله بین عدسی و کانون عدسی.

نکته :

در عدسی ضخیم تر اندازه تصویر بزرگتر است.

تصاویر اجسام در عدسی هایی که روی دیوار می افتد وارونه است.

کاربرد عدسی ها:

1- بزرگنمایی اجسام ریز ( میکروسکوپ - عینک )

2- بزرگنمایی تصاویر دور ( تلسکوپ )

3- انداختن تصویر روی فیلم ( دوربین )

4- دیدن اجسام دور یا نزدیک ( عینک )

5- کاربرد عدسی همگرا در دوربین عکاسی، میکروسکوپ، تلسکوپ، ساعت سازی و استفاده در عینک افراد دوربین.

6- استفاده از عدسی واگرا همانند عینک افراد نزدیک بین، چشمی درو.

شغل هایی که در آن از انواع عدسی ها استفاده می شود :

عینک سازی ، آزمایشگاه ها ، طلا و جواهر سازی ، عکاسی ، ستاره شناسی و … .

رنگین کمان:

اگر پس از باران بلافاصله خورشید در آسمان ظاهر شود، پرتوهای نورانی به ذرات ریز آب که هنوز در هوا وجود دارد برخورد کرده و پس از شکستن نور درون ذرات آب تجزیه شده و به رنگ های مختلف تبدیل می شوند ، درنتیجه رنگین کمان در آسمان ظاهر می شود.

تجزیه:

جداسازی رنگ های مختلف نور.

رنگ های تشکیل دهنده نور سفید:

نور سفید پس از تجزیه به رنگ های زیر تجزیه می شود به ترتیب: قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی، بنفش.

شرایط دیدن رنگین کمان :

1- پس از باران بلافاصله خورشید در آسمان ظاهر شود.

2- قطرات زیر باران در هوا معلق باشند.

3- پشت به خورشید قرار بگیریم.

گاهی نور در طبیعت هنگام عبور از قطره ی آب به رنگ های مختلف تجزیه نمی شود بلکه تصویری از جسم درون قطره ای آب دیده می شود.

چگونه می توانیم اجسام ریز را درشت کنیم:

1- استفاده از لیوان آب:

تصاویر از پشت لیوان آب یا درون تنگ ماهی بزرگتر از اندازه واقعی دیده می شوند

اگر تصاویر را کمی از لیوان آب دور تر کنیم ، تصاویر وارونه و بزرگتر خواهد بود

استفاده از کف لیوان؛ هنگامی که کف لیوان خالی را روی نوشته ها قرار می دهیم، اندازه همه تصاویر با نوشته ها برابر است.

2- استفاده از ذره بین ( عدسی):

عدسی ها را معمولا از جنس شیشه و پلاستیک می سازند . شکل شبیه عدس است یعنی لبه ها نازک و وسط آن ضخیم است.

این ابزار نوری، پرتوهای نور را می شکند و در یک نقطه به نام کانون جمع می کند. کانون عدسی گرمای زیادی دارد. وقتی نور خورشید به ذره بین می تابد، ذره بین نور خورشید را در یک نقطه جمع می کند. به همین دلیل در این نقطه گرمای زیادی بوجود می آید. اگر این نقطه نورانی را برای مدتی روی کاغذ ثابت نگه دارید کاغذ می سوزد. این نقطه کانون عدسی است.

علت تجزیه ی نور در منشور:

وقتی نور از یک محیط شفاف وارد محیط شفاف دیگر می شود، دچار تغییر سرعت می شود و این تغییر سرعت باعث انحراف نور از مسیر قبلی اش می شود و در واقع شکست نور اتفاق می افتد. اگر نور سفید که ترکیبی از همه ی نورها است به منشور تابیده شود ،هر نور انحراف و شکستگی خاصی پیدا می کند. به همین دلیل نور تجزیه می شود. که رنگ قرمز کمترین و رنگ بنفش بیشترین انحراف را دارند.

گذر نورهای تجزیه شده نور سفید از منشور دوم:

اگر بعد از تجزیه ی نور سفید توسط منشور، یک منشور به صورت وارونه جلوی منشور اول قرار دهید، تمام نور تجزیه شده (طیف رنگی) به صورت نور سفید از منشور دوم خارج می شود.

علت اصلی ایجاد انحراف نور و شکست نور تغییرات سرعت امواج نورانی است. به طور کلی می توان گفت امواج نورانی بعد از عبور از یک محیط شفاف و هنگام ورود به محیط شفاف دیگر، تغییر سرعت می دهند.

هرگاه نور از یک محیط شفاف رقیق مانند هوا وارد یک محیط شفاف غلیظ مانند آب شود ، سرعتش کم شده و از مسیر خود منحرف می شود. به طور کلی سرعت نور در محیط های مختلف به صورت زیر است :

جامد < مایع < گاز < خلاء (فضا)

پدیده هایی که علت آن ها شکست نور است:

1- شکسته دیده شدن یک مداد یا قاشق مایل در لیوان آب.

2- آبی دیده شدن آسمان.

3- اشتباه تشخیص دادن عمق صحیح آب در استخر.

4- انحراف نور در منشور و عدسی ها

5- تشکیل رنگین کمان .

6- دیدن سراب در بیابان یا انتهای جاده ها

تشکیل رنگین کمان به غیر از منشور:

تجزیه ی نور به وسیله ی بعضی از اجسام شفاف مانند قطعه شیشه های تراش خورده ی لوستر، لوله ی خودکار شفاف، یک آینه که به طور مورب در آب فرو رفته یا مجسمه های شیشه ای و یا یک آب فشان و قطره های آب برای تولید رنگین کمان .

تقسیم بندی مواد با توجه به نور:

مواد یا اجسام با توجه به نور به دو قسمت تقسیم می شوند:

1- اجسام منير (از خود نور تولید می کنند):

اجسام منیر به دو دسته ی چشمه ی طبیعی نور ،چشمه ی مصنوعی نور تقسیم می شوند.

الف) چشمه ی طبیعی نور مانند خورشید ستارگان، آذرخش، کرم شب تاب، عروس دریایی.

ب) چشمه ی مصنوعی نور مانند شمع، لامپ چراغ نفتی، فانوس دریایی، تلویزیون.

2- اجسام غير منير (از خود نور تولید نمی کنند):

غير منیر هم به دو دسته ی طبیعی و مصنوعی تقسیم می شوند:

الف) طبیعی مانند ماه، سیاره ها، چشم گربه و روباه، یخ و برف.

ب) مصنوعی مانند آینه، شیشه، کاغذ، لامپ خاموش، بدنه ی سماور.

انواع تابش پرتوهای نور:

1- پرتوهای نور موازی:

پرتوهای نوری که به صورت موازی و در یک جهت منتشر می شوند. اگر پرتوهای موازی نور به جسم کدر بتابند ، اندازه ی سایه ی جسم که بر روی پرده تشکیل می شود، با اندازه ی جسم، برابر می شود.

2- پرتوهای نور همگرا:

پرتوهای نوری که در جهت انتشار به یکدیگر نزدیک می شوند؛ مانند پرتوهای نوری که از عدسی یک ذره بین ، عبور می کنند. در این پرتوها، اندازه ی جسم از سایه اش بزرگتر است. اگر پرتوهای همگرای نور به جسم کدر بتابند، اندازه ی سایه ی جسم که بر روی پرده تشکیل می شود، از اندازه ی جسم، کوچک تر می شود.

3- پرتوهای نور واگرا:

پرتوهای نوری که در جهت انتشار، از یکدیگر دور می شوند؛ مانند پرتوهای نوری که از یک عدسی واگرا عبور می کنند. اگر پرتوهای واگرای نور به جسم کدر بتابند، اندازه ی سایه جسم که بر روی پرده تشکیل می شود از اندازه ی جسم، بزرگ تر می شود.

بازتابش:

اجسام همیشه بخشی از نوری که به آن ها می تابد را باز می گردانند که به این پدیده «بازتابش نور»  گفته می شود.