پدیده عجیب نوری قوانین چند صد ساله بازتاب و شکست نور را به چالش کشید.

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: پدیده عجیب نوری قوانین چند صد ساله بازتاب و شکست نور را به چالش کشید.

این کشف به فرمول.بندی جدید قوانین ریاضی منجر شده که به پیش.بینی مسیر پرتوهای نور در زمان خروج از سطح یا حرکت از یک واسط به واسط دیگر می.پردازد.

این محققان توانسته.اند با استفاده از سطوح طراح، تاثیرات آینه.های سرگرمی را بر روی سطح صاف ایجاد کنند.

از زمانهای قدیم این امر شناخته شده. بود که نور در سرعت.های مختلف، از میان واسطهای گوناگون حرکت می.کند. انعکاس (بازتاب) و انکسار (شکست) نور، زمانی رخ می.دهند که نور با یک ماده در یک زاویه برخورد می.کند؛ چرا که یک سمت پرتو می.تواند از سوی دیگر سرعت بگیرد. از همین رو جبهه موج جهت خود را تغییر می.دهد.

قوانین متعارف که در کلاسهای فیزیک تدریس می.شوند، به پیش.بینی زوایای انعکاس و انکسار بر اساس زوایه ورودی و خصوصیات دو واسط می.پردازند.
فیزیکدانان هاروارد، در زمان بررسی رفتار نور هنگام برخورد با سطوح منقش به نانوساختارهای فلزی، دریافتند که معادلات معمول برای توصیف پدیده حاصله در آزمایشگاه، کافی نیست.
قوانین کلی جدید که در هاروارد ایجاد شده، بر اساس این اکتشاف است که مرز بین دو واسط، در صورتی که بطور ویژه طراحی شوند، می.تواند مانند واسط سوم عمل کند.
برای مثال، سطحی مانند سطح دریاچه، یک مرز هندسی بین دو واسط آب و هوا است؛ اما اکنون با قانون جدید، این مرز به یک رابط جدید تبدیل شده که می.تواند خود باعث خم شدن نور شود.
مؤلفه اصلی این اکتشاف، یک گروه آنتن.های ریز طلایی بود که بر روی سطح سیلیکون این دانشمندان نصب شده بودند. این مجموعه در مقیاسی بسیار نازکتر از طول موج نور برخوردکننده با آن ساخته شده است. این موضوع بدین معنی است که برخلاف یک سیستم نوری معمول، مرز ساخته شده بین هوا و سیلیکون، بیانگر یک تغییر فاز ناگهانی موسوم به انقطاع فاز در درجات بالایی طول موجی است که از آن عبور می.کند.
هر یک از آنتن.های این مجموعه مانند یک مرتعش.کننده عمل می.کند که قادر به به تله انداختن نور و گرفتن انرژی آن برای مدت زمان مشخص پیش از آزادسازی آن است. شیب گونه.های مختلف مرتعش.کننده بر روی سطح سیلسکون می.تواند بطور موثری نور را پیش از آغاز گسترش آن در واسط دیگر، خم کند.
پدیده حاصله از این کشف تمام قوانین سنتی را شکسته و به ساخت پرتوهایی از نور پرداخته که بسته به شکل سطح، به انعکاس و انکسار به شیوه.های دلخواه می.پردازند.
این محققان برای عمومی کردن قوانین انعکاس و انکسار کتابهای فیزیک، یک واژه جدید را به معادلات اضافه کرده.اند که نشانگر شیب تغییرات فاز سهیم در مرز است. مهمتر این که در زمان نبود یک سطح شیب.دار، قوانین جدید به قوانین شناخته.شده.تر کاهش می.یابند.
همچنین با این قوانین جدید می.توان بسامد (رنگ)، دامنه (روشنی) و قطبش نور را نیز کنترل کرد؛ بدان معنی که نور حاصله، در اصل یک پرتو طراح است.
محققان تاکنون توانسته.اند با موفقیت، یک پرتو گردبادی حلزونی شکل، از سطح مسطح تولید کنند. آنها همچنین در فکر تولید لنزهای مسطح با قابلیت تمرکز بدون انحراف بر تصویر هستند.

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 495]