وقتي جسمي را مي كشيم يا حركت مي دهيم، به آن نيرو وارد مي كنيم و بدون وارد كردن نيرو، نمي توانيم اجسام را به حركت در آوريم. تعداد نيرويي كه براي انجام كارها ي مختلف صورت مي گيرد با هم فرق دارد.

بشر براي انجام و حركت اجسام سنگين از فكر خود بهره مي گيرد تا از وسيله و ابزاري بهره برد كه بتواند هر كاري را آسان تر انجام دهد. ابزاري كه استفاده از آنها باعث مي شود تا كارها آسان تر انجام شود ماشين ناميده مي شود. ماشين ها ممكن است ساختماني پيچيده داشته باشند و يا ساختماني ساده داشته باشند مانند قرقره، سطح شيب دار، اهرم و غيره.


اهرم چيست؟
اهرم ها نوع ديگري از ماشين هاي ساده هستند كه با آنها مي توانيم كارها را آسان تر انجام دهيم. با كمك اهرم مي توان چيزهاي سنگين را آسان تر جابه جا كرد. اهرم ها شكل هاي مختلف دارند. در بسياري از ابزارها و وسايل كه ما استفاده مي كنيم نوعي اهرم وجود دارد مانند اله كلنگ. هر اهرم سه قسمت دارد:
1- تكيه گاه
2- قسمتي كه به آن نيرو وارد مي كنيم
3- قسمتي كه اهرم بر جسم نيرو وارد مي كند. تكيه گاه ممكن است بين دو قسمت ديگر قرار گيرد. به طور كلي در وسايل مختلف محل تكيه گاه تغيير مي كند.


سطح شيب دار:
سطح شيب دار نيز ساختمان ساده اي دارد كه با استفاده از نيروي كشش زمين اجسام سنگين را به طرف پائين مي كشد. نوعي سطح شيب دار سُرسُره است.


ماشين چيست؟
به وسايلي مانند اهرم و سطح شيب دار كه انجام دادن كارها را آسان تر مي كند ماشين گفته مي شود. بعضي ماشين ها ساده اند مثل قرقره، پيچ گوشتي و غيره. ساختمان بعضي از ماشين ها پيچيده است. هر ماشين از به هم پيوستن ماشين هاي ساده صورت مي گيرد. مانند ماشين لباسشوئي و چرخ گوشت.


ماشين ها نيروي خود را از كجا به دست مي آورند؟
گفتيم كه براي به حركت در آوردن اجسام نيرو لازم است. گاهي اين نيرو را توسط انسان تأمين مي كنند مانند كارگري كه سطل پر از قير را به بالا مي برد. و گاهي تنها نيروي ماهيچه ما كافي نيست به همين دليل بايد به فكر منابع ديگر نيرو باشيم.


استفاده از انرژي الكتريكي
انرژي الكتريكي از مهم ترين انرژي هاست. به وسيله اي كه انرژي الكتريكي را به انرژي حركتي تبديل مي كند موتور الكتريكي مي گويند. اگر موتور الكتريكي را به جريان برق وصل كنيم مي تواند اجسام را به حركت در آورد. مانند آرميچر، چرخ گوشت و سشوار فيزيك موتور الكتريكي است.

مواد تغيير مي كنند:
مواد مختلف يعني عنصرها، تركيب ها و مخلوط ها هميشه به يك صورت باقي نمي مانند و ممكن است تغيير كنند و مي دانيم كه همه مواد از نظر رنگ، حجم، بو، سختي و نرمي با هم متفاوتند و علي رغم اين تفاوت ها پاره اي از مواد به هم شبيه اند.
شباهت هاي مواد عبارتند از :
1- همه مواد حجم دارند.
2- همه مواد وزن دارند.
3- ماده ي تشكيل دهنده همه مواد جرم آنها را تشكيل مي دهد.
4- همه مواد از مولكول تشكيل شده اند.
5- مولكول همه مواد از ذرات كوچك تري به نام اتم تشكيل شده است.
متغير فيزيكي و تغيير شيميايي
در بعضي تغييرات، جنس ماده عوض نمي شود، يعني ماده به ماده ديگري تبديل نمي گردد. به اين گونه تغييرات، تغييرات فيزيكي گفته مي شود. مانند تبخير آب و ذوب شدن يخ. در گروهي ديگري از تغييرات، خاصيت هاي ماده به كلي تغيير مي كند. يعني يك ماده به ماده ديگري تبديل مي شود. به چنين تغييراتي تغييرات شيميايي گفته مي شود. مانند پختن غذا، زرد شدن برگ درختان.
تغيير فيزيكي (آزمايش جوشانده آب، يخ زدن آب در فريزر)
وقتي آب بخار مي شود، مولكول آن تغيير نمي كنند، بلكه فاصله آنها از هم زياد مي شود و مولكول ها در هوا پراكنده مي شوند تبخير، يك تغيير فيزيكي است. اما اگر نان را روي حرارت بگيريم تا سياه شود، ديگر نان نيست بلكه تغيير شيميايي كرده و ماده ديگري به وجود آمده و مولكول هاي نان تغيير نكرده اند. آهن يك عنصر است. اگر يك وسيله آهني را در هواي مرطوب بگذاريد، دچار تغيير شيميايي مي شود زيرا در هوا، اكسيژن وجود دارد. اين ماده كه در اثر اين تغيير شيميايي به وجود آمده رنگ آهن ناميده مي شود كه به آن اكسيد آهن مي گويند. اكسيد آهن يك تركيب است. براي اينكه ماده اي تغيير كند مدتي زمان لازم است كه گاه مي توان مدت آن را پيش بيني كرد.

تمام چيزهاي غير زنده اي كه در اطراف ما هستند، ماده نام دارند. بعضي از مواد مانند چوب و سنگ شكل ثابتي دارند. موادي كه در دماي معمولي شكل آنها تغيير نكند، جامد هستند. موادي كه به شكل ظرف خودشان در آيند مايع هستند و موادي كه در فضا پخش مي شوند و با چشم ديده نمي شوند گاز هستند.
مواد از چه ساخته شده اند؟
اگر به دانه هاي شكر نگاه كنيد مي بينيد از دانه هاي بسيار ريزي درست شده است كه اين ذره هاي بسيار كوچك با چشم معمولي قابل مشاهده نيستند. پس با ميكروسكوپ هاي بسيار قوي آن را هزاران برابر درشت مي كنند تابتوان آنها را ديد. به هر كدام از اين ذره ها يك مولكول شكر گفته مي شود. مولكول هر ماده با ماده ديگر متفاوت است و به همين دليل، مواد خاصيت هاي متفاوتي دارند. رنگ، بو و مزه از خاصيت هاي هر ماده هستند.
آيا مولكول ها حركت دارند؟
اگر در يك شيشه عطر را باز كنند و در جايي قرار دهيد، بوي آن در هواپخش شده و به مشام مي رسد. پس نتيجه مي گيريم كه مولكول هاي عطر پيوسته در حركتند و بوي عطر در هوا پراكنده مي شود. در تمام مواد مولكول پيوسته در حال جنبش هستند. بويي كه از شيشه عطر برمي خيزد همان مولكول هاي ماده است كه از ماده جدا مي شوند و به بيني ما وارد مي شوند.

حال اگر در يك ظرف روغن چند قطره آب بريزند و آنها را با وسيله اي به هم نزديك كنيد به هم مي پيوندند؛ يعني مولكول هاي هر ماده همديگر را مي يابند. ربايش مولكول ها در همه اجسام يكسان نيست. در بعضي مواد ربايش با شدت بسياري صورت مي گيرد مانند چوب كه نمي توانيم آن را با تست جدا كنيم.
وضع مولكول ها در مواد جامد، مايع و گاز چگونه است؟
در مواد جامد مولكول ها به هم نزديك اند و با نيروي زياد يكديگر را مي ربايند. مولكول ها در مواد جامد فقط در سر جاي خود مي لرزند؛ به همين دليل، شكل و حجم مواد جامد هميشه ثابت است و تغيير نمي كند.
در مواد مايع فاصله مولكول ها از هم بيشتر است. مولكول هاي مواد مايع مانند دانه هاي زنجير به هم متصل اند و زنجيرهاي كوچكي را به وجود آورده اند. مولكول هاي مواد جامع مي توانند آزادانه سُر بخورند و جابه جا شوند. به همين دليل يك مايع به شكل ظرف خود در مي آيد.
در بين مولكول هاي گاز تقريباً نيروي ربايش وجود ندارد. به همين دليل مولكول هاي گاز همديگر را نمي ربايند و آزادانه حركت مي كنند. فاصله بين مولكول هاي گازها از دو ماده ديگر بيشتر است. به همين دليل گازها در همه جا و در محيط اطراف خود پراكنده اند.
چرا مواد خاصيت متفاوتي دارند؟
مولكول ها از ذرات كوچك تري به نام اتم تشكيل شده اند. اگر اتم هايي كه مولكول هاي يك ماده را مي سازند يكسان باشند. به آن ماده عنصر مي گوئيم. گاز اكسيژن كه براي تنفس موجودات زنده ضروري است يك عنصر است. چون مولكول آن از دو اتم يكسان ساخته شده است. موادي مانند طلا، آلومينيم و آهن يك عنصر هستند.
اگر مولكول هاي يك ماده از دو يا چند نوع اتم ساخته شده باشد به آن ماده تركيب مي گوئيم. مانند آب كه از دو اتم ئيدروژن و يك اتم اكسيژن تشكيل شده است.
 

نور خورشيد

پرتوهاي خورشيد از امواج بسيار سريع الكترومغناطيسي تشكيل شده است. تعداد نوسانهاي موج الكترومغناطيسي در هر ثانيه، تعيين كننده رنگ نور است. در بين رنگهايي كه ما مي بينيم، بنفش بيشترين نوسان و قرمز كمترين نوسان را در هر ثانيه دارد. ما نمي‌توانيم پرتوهايي را كه نوسان آنها در هر ثانيه كمتر از نور قرمز است ببينيم، اما گرماي آنها را احساس مي‌كنيم.

فاصله خورشيد تا زمين 150 ميليون كيلومتر است. نور خورشيد به طور مستقيم حركت مي‌كند، در انبار يا جاي تاريك كه نور خورشيد از سوراخ كوچكي به درون آن مي‌تابد، مي بينيم كه نور به طور مستقيم مي‌تابد و زماني كه چراغ قوه‌اي را در يك اتاق تاريك به طرف سقف مي‌گيريم و آن را روشن مي‌كنيم مي‌بينيم كه نور به طور مستقيم به سقف مي‌تابد.

نور خورشيد تمام رنگها را در بر دارد. از تركيب تمام رنگها با هم، نور سفيد به وجود مي‌آيد. اجسام سفيد تمام رنگهاي نور را باز مي‌تابانند. چيزهاي سياه رنگ همه رنگهاي نور را جذب مي‌كنند، چيزهايي كه قرمز هستند مانند فلفل قرمز، همه رنگها به جز نور قرمز را جذب و نور قرمز را بازمي‌تابانند. نور از موادي مانند شيشه، آب صاف و بعضي از پلاستيكها به خوبي مي‌گذرد.

چرا آسمان به رنگ آبي ديده مي‌شود؟

هنگامي كه نور با قطره‌هاي بسيار ريز آب در ابرها برخورد مي‌كند در جهت‌هاي مختلف پراكنده مي‌شود، مقداري از نور به فضا باز مي‌گردد و مقدراي به زمين مي‌رسد، به همين دليل روزهاي ابري به روشني روزهاي آفتابي نيست. نور تقريباً به وسيله‌ي همه چيزهايي كه در سر راه آن قرار دارد و با آنها برخورد مي‌كند پراكنده مي‌شود. حتي هوا هم، نور را پراكنده مي‌كند. هوا پرتوهاي نور آبي را پراكنده مي‌سازد، اما رنگهاي ديگري را كه در نور خورشيد است پراكنده نمي كند، به همين دليل آسمان به رنگ آبي ديده مي‌شود.

چرا خورشيد در نزديكي افق اغلب سرخرنگ ديده مي‌شود؟

رنگهايي كه شما گاهي به هنگام طلوع و غروب خورشيد مي‌بيند به وسيله گرد و غبار، دود يا ذرات آب كه سيب پراكنده شدن نور در جهت‌هاي مختلف مي‌شوند به وجود مي‌آيند. وقتي كه خورشيد به افق نزديك مي‌شود نور آن بايد بيش از يكصد كيلومتر را در هوا بپيمايد تا به زمين برسد. در اين حالت مقدار كمي دود مي‌تواند نور خورشيد را تغيير دهد.

رنگهاي آبي و سبز نمي‌توانند از هواي دودآلود بگذرند و باز مي‌گردند، اما نور قرمز مي‌تواند عبور كند به همين دليل خورشيد در نزديكي افق اغلب سرخرنگ ديده مي‌شود.

سايه‌ها

معمولاً روزهاي ابري در خارج از اتاق، سايه ديده نمي‌شود چون ابرها نور خورشيد را پراكنده مي‌كنند. بنابراين به جاي آنكه نور به طور مستقيم از خورشيد به زمين برسد، از جهت‌هاي بسيار گوناگون به ما مي‌رسد. به همين جهت سايه‌هاي مشخصي وجود ندارد. اگر دست خود را مقابل لامپي روشن بگيريم سايه آن روي ديوار مي‌افتد و لبه‌هاي سايه به طور كامل مشخص نيست چون لامپ بزرگ است. اما شعله شمع كوچكتر است در نتيجه لبه‌هاي سايه مشخص‌تر مي‌شود. از آنجايي كه خورشيد فاصله زيادي با ما دارد بايستي دست خود را ميليونها كيلومتر به خورشيد نزديك كنيم تا سايه آن بزرگ شود. اگر هوا كاملاً عاري از هر گونه ذرات ريز و گرد و غبار بود، چشمهاي ما قادر نبود نور را ببيند، اما كوچكترين ذراتي كه در هوا شناور است مي‌تواند نور را در جهات مختلف پراكنده كند و سبب شود كه نور به چشم ما برسد و ما آن را ببينيم. قسمت روشني از نور خورشيد، هشت برابر روشن‌تر از سايه هستند.

نور شب

حتي در نيمه شب هيچ گاه كاملاً تاريك نمي‌شود. ستارگان نور كافي را براي بسياري از جانوران، شكارچيان شب، فراهم مي‌آورند. جغدها، روباهها و گوركن‌ها مي‌توانند در تاريكي ببينند. در شبهاي ابري، نور ناشي از چراغهاي شهرها و روستاها پس از برخورد با سطح زيرين ابرها به طرف زمين بازمي‌ گردد و سبب مي‌شود كه نسبت به شبهايي كه هوا صاف است، بهتر بتوانيم راه خود را تشخيص دهيم. بعضي از جانوران و گياهان، در تاريكي از خود نور توليد مي‌كنند. نور آنها به وسيله مواد شيميايي به وجود مي‌آيد. نوري كه اين گياهان و جانوران توليد مي‌كنند، برخلاف نور لامپ، سرد است.

چوب‌هاي شب‌نما

در پاييز، نوعي قارچ سمي قهوه‌اي رنگ روي كنده‌هاي پوسيده درختان رشد مي‌كنند كه شبكه‌اي از تارهاي سفيد رنگ را درون چوب به وجود مي‌آورند، اگر كنده‌اي كه درونش از اين نوع قارچ وجود دارد شكافته شود، قسمتهايي از آن نوراني مي‌شود. شب هنگام، تركيب اكسيژن با مواد شيميايي كه در اين قارچ وجود دارد، سبب مي شود كه نور سبزرنگي از آن منتشر شود.

كرمهاي شب تاب

كرم شب تاب ماده، از خود نور سبزرنگي منتشر مي‌كند تا كرم نر را به سوي خود جذب كند. بدن كرم‌هاي شب تاب داراي مواد شيميايي ويژه‌اي است كه مي‌توانند نور توليد كنند.

نور ماه

گر چه ماه در شب كاملاً درخشان به نظرمي‌آيد، اما خوب است بدانيد كه از خود هيچ نوري ندارد. سطح ماه كاملاً از سنگ و غبار پوشيده شده است. اين بيابان را خورشيد تابان روشن مي‌كند، بنابراين مهتابي كه ما مي‌بينيم در حقيقت نور خورشيد است كه بازتابيده شده است. براي اينكه پي ببريد ماه چگونه نور خورشيد را بازمي‌تاباند، براي يك لامپ سايباني با يك ورقه فلزي درست كنيد و لامپ را در مقابل ديوار، طوري روشن كنيد كه سايه آن روي ديوار بيفتد. حالا يك صفحه سفيد را در فاصله تقريباً 30 سانتيمتري، جلوي لامپ بگيريد. صفحه كاغذ، نور لامپ را به سوي ديوار بازمي‌تاباند، هنگامي كه ماه به شكل هلال باريكي ديده مي‌شود، گاه مي‌توان بقيه ماه را به صورت خيلي كم رنگ ديد. هلال به صورت نور مستقيم خورشيد به وجود مي‌آيد. در حالي كه بقيه ماه كه خيلي كم رنگ ديده مي‌شود، از طريق نور خورشيد كه از سطح زمين به سمت ماه تابيده شده، ديده مي‌شود.

روشنايي

شمع، لامپ الكتريكي و خورشيد از خود نور منتشر مي‌كنند، نور از چشمه نور در همه جهات به طور مستقيم حركت مي‌كند. نوري كه از چشمه نور منتشر مي‌شود هر چه از آن دورتر شود ضعيف‌تر مي‌گردد. تصور كنيد كتابي را در اتاقي مي‌خوانديد كه در آن فقط يك شمع روشن بود، اگر فاصله خود را از شمع 2 برابر مي‌كرديد، نوري كه از شمع به شما مي‌رسيد يك چهارم مي‌شد. اما اگر فاصله خود را تا شمع نصف مي‌كرديد، نوري كه از شمع به شما مي‌رسيد چهار برابر مي‌شد. نور خورشيد هم به همين ترتيب عمل مي‌كند. خورشيد از زمين تقريباً چهار برابر درخشانتر ديده مي‌شود تا از مريخ چون فاصله مريخ تا خورشيد تقريباً دو برابر فاصله زمين تا خورشيد است.

آينه و بازتاب

بيشتر نوري كه به اجسام برخورد مي‌كند مثل توپي كه به ديوار مي‌خورد بازمي‌گردد، اين خاصيت نور را بازتاب مي‌گوييم. هر جسم مقداري از نوري را كه با آن برخورد مي‌كند، باز مي‌تاباند. مقداري از اين نور بازتابيده به چشم ما مي رسد و به همين سبب است كه ما مي‌توانيم اجسام را ببينيم. اگر سطح جسم زبر باشد نورهاي بازتابيده در جهت‌هاي گوناگون پراكنده مي‌شوند. اما اگر سطح جسم صاف و صيقلي باشد مانند آينه عمل مي‌كند. تصويري كه در آينه ايجاد مي‌شود، نتيجه بازتاب مستقيم نور است.

ما براي ديدن تصوير خود از آينه استفاده مي‌كنيم. راننده براي ديدن پشتِ ماشين خود و دندان ساز براي ديدن پشت دندان از آينه استفاده مي‌كند. همه آينه‌ها تخت نيستند، بعضي از آنها گود و بعضي برآمده هستند. آينه گود را آينه كاو و آينه برآمده را آينه كوژ مي‌ناميم. در آينه‌هاي گود يا كاو، تصوير خود را بزرگتر و در آينه‌هاي برآمده يا كوژ تصوير خود را كوچكتر مي‌بينيم.

از منظر چشم ماهي

سطح زيرين آب، نور را بهتر از روي آن بازمي‌تاباند. اما اين سطح فقط درمواقعي نور را بازمي‌تاباند كه از يك زاويه خاص به آن نگاه كنيم. اگر به طور مستقيم به سطح آب نگاه كنيم مي‌توانيم درون آن را ببينيم. ماهيان كه از درون آب به بالا نگاه مي‌كنند، فقط يك دايره از آسمان را در بالاي سر خود مي‌بينند. در اطراف اين دايره، سطح آب كاملاً مثل يك آينه عمل مي‌كند.

تصاوير بر سطح آب

سطح آب ساكن آبگير، مانند آينه عمل مي‌كند. سطح آب فقط قسمتي از نوري را كه بر آن مي‌تابد بازمي‌تاباند، به همين دليل تصاويري را كه در آب ديده مي‌شوند، تيره‌تر از خود شئ به نظر مي‌آيند. وقتي آب موج برمي‌دارد، تصاوير كج ومعوج مي‌شوند. انحناي امواج سبب مي شود نور در جهت‌هاي مختلفي بازتابيده شود، بدين ترتيب تصوير اجسام در آب از يك طرف كشيده و از طرف ديگر فشرده مي‌شود و حالت نامنظم پيدا مي‌كند.

عدسي

عدسي جسمي شفاف است كه بعضي از آنها به شكل عدس هستند. اين گونه عدسيها را كه لبه نازك و شكم ضخيم دارند عدسيهاي كوژ مي‌گويند. عدسي كوژ، اجسام را بزرگتر نشان مي‌دهند. ذره‌بين يك عدسي كوژ است. با ذره‌بين تصوير اجسام را بزرگتر مي‌كنيم. بعضي ديگر از عدسي‌ها لبه ضخيم و شكم نازك دارند، اين گونه عدسي‌ها را عدسي‌هاي كاو مي‌گويند. عدسي‌هاي كاو، تصوير اجسام را كوچكتر نشان مي‌دهد.

عدسي مانند منشور است. فقط به جاي اينكه سطح آن صاف و مسطح باشد، خميده است. نور هنگام ورود و خروج از عدسي تغيير جهت مي‌دهد، همان طور كه در مورد منشور عمل مي‌كرد. عدسي‌ها در صورتي كه كوژ (همگرا ـ محدب) باشند، نور را در يك نقطه متمركز مي‌كنند. در صورتي كه كاو (واگرا ـ مقعر) باشند، نور را پخش و گسترده‌تر مي‌كنند.

وقتي نوري از يك نقطه بيايد و از يك عدسي كوژ عبور كند در نقطه‌اي ديگر متمركز شود، عدسي تصوير واضحي را در كانون به وجود مي‌آورد. اگر جسم در فاصله دوري از عدسي قرار داشته باشد، تصوير آن را در فاصله‌اي از عدسي تشكيل مي‌شود كه به آن فاصله كانوني مي‌گويند. عدسيهاي ضخيم با سطوح خميده داراي فاصله كانوني كوتاهي هستند اما عدسيهاي نازك و سطوح كمي خميده مانند عدسي عينك، فاصله كانوني بلندتري دارند.

عدسيهاي طبيعي

هر جسم شفافي كه سطح آن خميده باشد، مانند عدسي عمل مي‌كند. شما مي‌توانيد تصوير كوچك و وارونه گلي را كه پشت قطره باران وجود دارد در تصوير ببينيد. تصوير شعله شمع كه به وسيله عدسي ايجاد شده از خود شعله بزرگتر و وارونه است. تصوير شعله به اين دليل وارونه است كه پرتوهايي كه از بالا و پايين شعله مي‌آيند، هنگام عبور از عدسي يكديگر را قطع مي‌كنند و در واقع جايشان را با هم عوض مي‌شود.

هر يك از چشمهاي ما يك عدسي دارد، عدسي چشم از شيشه ساخته نشده بلكه از جسمي نرم، مانند سفيده تخم مرغ ساخته شده است. عينكهايي كه بعضي از مردم براي بهتر ديدن به چشم مي‌زنند نيز نوعي عدسي دارد. دوربين‌ها و ميكروسكوپها هم عدسي دارند. بعضي از آنها از چند عدسي گوناگون درست شده‌اند.

عدسي‌هاي آبي

حتماً لازم نيست عدسي‌ها كروي باشند. امواج آب، سطوح خميده‌اي دارند و مي‌توانند نور را به صورت منظره‌اي مواج بر كف استخر متمركز سازند.

چراغ برقي

بيشتر مردم خانه خود را با چراغ برقي روشن مي كنند. نور چراغ برقي از لامپ توليد مي‌شود. لامپ از يك حباب شيشه ساخته شده است. درون لامپ يك سيم بسيار نازك وجود دارد. وقتي كه برق از اين سيم نازك مي‌گذرد سيم را داغ مي‌كند. سيم آن قدر داغ مي‌شود كه مي‌درخشد و نور مي‌دهد. لامپ از نوعي گاز پر شده است، اين گاز نمي‌گذارد كه سيم نازك لامپ زود بسوزد. بعضي از چراغهاي برقي به شكل لوله‌اي دراز ساخته شده‌اند. اين لوله از نوعي گاز پر شده است. درون اين لوله با يك نوع رنگ مخصوص پوشيده شده است. وقتي كه برق وارد اين لوله مي‌شود پوشش رنگي لامپ به درون لامپ درخشان مي‌شود و از درخشيدن رنگ، نور به ما مي‌رسد.

انواع ديگر نور

تا اينجا ديديم كه خورشيد، انواع چراغ برقي، چراغ نفتي، چراغ گازي، شمع، نور مي‌تابانند. بعضي از حيوانات هم مانند كرم شب تاب در تاريكي مي‌درخشد. از تخم كرم شب‌تاب و نوزاد اين جانور هم نور بيرون مي‌تابد. بدن بسياري از ماهيها كه در ته درياها زندگي مي‌كنند نور ايجاد مي‌كند.

بعضي از سنگها و بعضي از رنگها هم در تاريكي مي‌درخشند از اين رنگها براي ساعت‌هاي شب‌نما استفاده مي‌شود. عقربه‌ها و شماره‌هاي ساعت‌هاي شب‌نما در تاريكي ديده مي‌شوند. چشم ما بعضي از انواع نور را نمي‌تواند ببيند، يكي از اين نورها پرتوهاي ايكس است كه با چشم ديده نمي‌شوند، اما پزشكان با اين نور از استخوانهاي بدن ما عكس مي‌گيرند.

چشم

ما با چشم خود چيزها را مي بينيم و براي ديدن هميشه مقداري نور لازم است. در مركز چشم بخش سياه رنگي به نام مردمك چشم وجود دارد. مردمك روزنه‌اي است كه نور از آنجا وارد چشم مي‌شود. اگر در جايي باشيم كه نور كم باشد، مردمك كاملاً باز مي‌شود تا نور بيشتري به چشم برسد و اگر در جايي باشيم كه نور زياد باشد، مردمك تنگ مي‌شود تا نور كمتري وارد چشم شود. بخش رنگي چشم را عنبيه مي‌گويند.

در پشت عنبيه و مردمك چشم يك عدسي جاي دارد. اين عدسي نرم و شبيه سفيده تخم‌مرغ است. انسانها و بيشتر جانوران دو چشم دارند. بيشتر عنكبوتها هشت چشم ساده دارند. مگس‌ها و حشره‌هاي ديگر دو چشم بزرگ در دو طرف سر خود دارند، اما هر چشم مگس از هزاران چشم كوچك ساخته شده است كه هر يك از آنها يك عدسي دارد. اين گونه چشم را چشم مركب مي‌نامند. عنكبوتها و حشره‌ها با انكه چشم‌هاي زيادتري دارند، نمي‌توانند مثل ما چيزها را به خوبي ببينند.

ديدن رنگها

ما با چشمهايمان بسياري از رنگهاي گوناگون را مي‌توانيم ببينيم. اما بسياري از جانوران مثل سگ، گربه، موش، خرگوش نمي‌توانند رنگهايي را كه ما مي‌بينيم، ببينند. آنها همه چيزها را سياه و سفيد يا خاكستري مي‌بينند. جانوراني كه خودشان رنگ درخشاني دارند، تقريباً مي‌توانند رنگها را ببينند. پرندگان، پروانه‌ها، مارها، مارمولكها، و ديگر خزندگان رنگها را مي‌بينند، اما بعضي از اين جانوران نمي‌توانند تمام رنگهايي را كه ما مي‌بينيم، ببينند.

رنگين كمان چگونه به وجود مي‌آيد؟

وقتي قطره‌هاي باران بر سر راه نور آفتاب قرار مي‌گيرند، مانند منشوري عمل مي‌كنند. رنگهاي مختلف نور به صورت نوار خيلي باريكي از هر قطره آب بيرون مي‌آيند. ما فقط رنگهايي را مي‌توانيم ببينيم كه به طور مستقيم مي‌آيند، اين پرتوها بايد نسبت به پرتوهايي كه از نور خورشيد مي‌آيند زاويه ْ41 داشته باشند.

بعضي از شكلهاي شيشه‌اي نيز نور سفيد را به صورت رنگهاي رنگين كمان درمي‌آورند. در حبابهاي صابون و جاده‌هاي مرطوبي كه نفت ريخته شده است رنگهاي رنگين كمان ديده مي‌شود. وقتي آب به وسيله آب‌پاش يا فواره پاشيده مي‌شود و نور به آن مي‌تابد، رنگين كمان ايجاد مي‌شود. رنگهاي رنگين كمان كه روي حباب مايع ظرفشويي شكل مي‌گيرند به وسيله منشور ايجاد نشده‌اند. پوسته حباب لايه بسيار نازكي از آب است كه موجب تداخل امواج نور مي‌شود و رنگهاي رنگين كمان را به وجود مي‌آورد. نور خورشيد مي‌تواند رنگهاي درخشاني را در قطره‌هاي شبنم كه مانند منشور عمل مي‌كند به وجود آورد.

ديدن رنگين كمان

براي اينكه بتوانيم يك رنگين كمان را در آسمان ببينيم لازم است زاويه پرتوهاي نوري كه از خورشيد به محل رنگين كمان مي‌رسند 41 درجه باشد. بنابراين هنگامي كه خورشيد در فاصله دورتر در آسمان قرار دارد، رنگين كمان بايد روي زمين ديده شود نه در آسمان.

رنگين كمان دايره كاملي است كه ما فقط قسمتي از آن را در آسمان قرار دارد مي‌توانيم ببينيم. اگر هنگام به وجود آمدن رنگين كمان، در آسمان سوار هواپيما باشيم، اين امكان وجود دارد كه بتوانيم تمام ان را به شكل دايره كامل مشاهده كنيم. همه رنگها (قرمز ـ نارنجي ـ زرد ـ سبز ـ آبي ـ نيلي ـ بنفش) در رنگين كمان مي‌توان ديد.

رنگين كمان تار عنكبوت

رشته‌هاي تار عنكبوت هم مانند منشور، نور را به رنگهاي تشكيل دهنده آن تجزيه مي‌كند.

رنگهاي اصلي نور

رنگ سبز، آبي، سرخ رنگهاي اصلي نور هستند. رنگهاي اصلي را مي‌توان با هم مخلوط كرد و هر رنگ ديگري را از آنها ساخت. از مخلوط نور آبي و سبز، نور فيروزه‌اي به وجود مي‌آيد. از مخلوط نور آبي و نور سرخ، رنگ سرخابي توليد مي‌شود. مخلوط نور سبز و نور سرخ، نور زرد به وجود مي‌آيد. از مخلوط نورهاي سبز و سرخ و آبي، نور سفيد حاصل مي‌شود. اتومبيل سفيد در مخلوطي از نورهاي سرخ و سبز، زرد ديده مي‌شود.

رنگهاي اصلي نقاشي

رنگ سرخ ـ زرد و آبي رنگهاي اصلي نقاشي هستند. اگر سه رنگ اصلي نقاشي يعني رنگهاي سرخ و زرد و آبي را با هم مخلوط كنيم، رنگ قهوه‌اي توليد مي‌شود. از مخلوط رنگ‌هاي زرد و آبي، رنگ سبز توليد مي‌شود و از مخلوط سرخ و آبي، رنگ ارغواني به وجود مي‌آيد.

رنگهاي جانوران

رنگهاي جانوران هميشه ويژگي منحصر به فردي براي آنها به شمار مي‌آيد. بسياري از جانوران به رنگهاي محيط اطراف خود هستند و به همين دليل مشاهده آنها مشكل است، به اين كار استتار مي‌گويند. رنگهاي روشن بعضي از جانوران به عنوان نشانه و علامت به كار مي‌رود و معمولاً براي آن است كه جانوراني كه از همان نوع هستند آن را ببينند. بعضي از ماهيها از رنگ خود براي هشدار به ماهيهاي نر ديگر و دور نگه داشتن آنها از قلمرو خود استفاده مي‌كنند. رنگ بعي از حشرات مانند زنبور، كفشدوزك به پرنده‌ها هشدار مي‌دهد كه اين حشرات براي خوردن مناسب نيستند.

تغيير رنگ جانوران

آفتاب پرست، به اميد آنكه همرنگي او با محيط، او را از چشم دشمنان دور نگه دارد، بدون حركت روي صخره‌ها دراز مي‌كشد. لكه‌هاي سياه و خاكستري رنگ بدنش موجب مي‌شود كه ديدن آن بسيار مشكل باشد. اگر حيواني به او نزديك شود درمي‌يابد ناگهان كاملاً به رنگ سياه درمي‌آيد و دهان زرد رنگ خود را مي‌گشايد، زبان و بدنش را باد مي‌كند و سعي مي‌كند تا آنجا كه مي‌تواند خود را بزرگ و درنده جلوه دهد.

آفتاب پرست، ماهي پهن و كبك به راحتي مي‌توانند در مدت بسيار كمي چند دقيقه يا حتي چند ثانيه رنگ خود را عوض كنند.

در بدن جانوران، سلولهايي وجود دارد كه داراي كيسه‌اي پر از رنگدانه هستند. به اين كيسه‌ها كروماتوفور مي‌گويند. تغيير رنگ جانوران با استفاده از اين ياخته‌ها (سلولها) انجام مي‌گيرند. جانوران مي‌توانند اين ياخته‌ها را افزايش دهند تا به صورت لكه‌هاي سياه ديده شوند و رنگ اصلي بدن آنها را بپوشانند. سربازان در ميدان جنگ لباسهايي مي‌پوشند كه سبب استتار آنها مي‌شود. تانك‌ها، توپ‌ها و كاميونها را معمولاً طوري رنگ مي‌كنند كه به آساني ديده نشوند.

پرها و پولكها

پرهاي پرندگان، پولك ماهيها و بال سوسكها داراي لايه بسيار نازكي بر روي خود هستند كه موجب مي‌شود كه بعضي از رنگهاي نور بازتابيده مي‌شوند. براي ديدن اين رنگهاي رنگين كمان يك پر، گاهي لازم است پر را كج كنيد تا بتوانيد از زاويه ديگري آن را مشاهده كنيد.

بعضي از خرگوش‌ها، رنگ خاكستري مايل به قهوه‌اي دارند وقتي كه اين گونه خرگوش در جايي مي‌نشيند و حركت نمي‌كند به يك گلوله خاك شباهت دارد. قرقاولهاي ماده و اردكها رنگ قهوه‌اي تيره دارند. وقتي آنها در لانه‌ خود آرام مي‌نشينند، از چشم بسياري از دشمنان خود پنهان مي‌مانند. بعضي از كرمها و ملخ‌ها سبز رنگند، آنها را در ميان شاخ و برگ درختان به سختي مي‌توان ديد.

بالهاي پروانه و بيد از پولكهاي كوچكي پوشيده شده‌اند كه به بالها رنگ مي‌بخشند. بدون اين پولك‌ها، بال آنها مانند مگس، بي رنگ و شفاف است. بيشتر پروانه‌ها، به‌خصوص آنها كه آبي يا ارغواني رنگ هستند، داراي پولكهاي رنگين‌كماني هستند.

رنگهاي گياهان

بعضي از انواع انگور وقتي مي‌رسند به رنگ قرمز درمي‌آيند تا پرندگان دريابند كه آنها آماده خوردن هستند. گياهان بايد به وسيله پرندگان خورده شوند تا بدين ترتيب دانه آنها در اطراف پراكنده شود. گلها، رنگهاي درخشان دارند تا بتوانند زنبورها را به سوي خود جذب كنند. گياهان براي انتقال گرده از يكي به ديگري به وجود زنبورها نياز دارند. رنگ بيشتر گياهان از رنگدانه درست شده است، بنابراين مي‌توان رنگدانه‌ گياهان را استخراج كرد و براي رنگسازي از آن بهره گرفت. بسياري از رنگدانه‌ها اگر در معرض نور قرار گيرند به تدريج كمرنگ مي‌شوند. البته رنگهاي رنگين كماني جانوران به دليل اينكه از مواد شيميايي درست نشده‌اند، از بين نمي روند. اين رنگها به وسيله لايه بسيار نازكي كه سبب تداخل پرتوهاي نور مي‌شوند به وجود مي‌آيند.

تغيير رنگ گياهان

رنگ بسياري از قسمتهاي گياهان آرام آرام تغيير مي‌كند. ميوه‌ها و دانه‌هاي نارس گياهان معمولاً سبزرنگند و به تدريج كه مي‌رسند زرد، قرمز يا سياه رنگ مي‌شوند. ميوه‌هاي قرمز و سياه داراي رنگدانه‌هاي قوي هستند و به وسيله آنها مي‌توان رنگ ساخت و رنگرزي كرد.

جويندگان نور

نور عامل حيات و زندگي گياهان است. بدون نور، گياهان خيلي زود پژمرده مي‌شوند و مي‌ميرند. گياهان به نور نياز دارند. در محيط‌هاي تاريك، گياهان به سمت نور رشد مي‌كنند. گر چه گياهان چشم ندارند، اما ياخته‌هايي كه تاريكي يا سايه قرار دارد، خيلي سريعتر از ياخته‌هايي هستند كه در نور قرار دارند رشد مي‌كنند. اين رشد نامتقارن گياه، ساقه را كج مي‌كند و به سوي نور متمايل مي‌سازد. بعضي از گياهان با به حركت درآوردن ساقه خود، نور خورشيد را دنبال مي‌كنند، يعني با حركت خورشيد در طول روز در آسمان، ساقه آنها نيز به صورتي حركت مي‌كند كه هميشه روي آنها به طرف خورشيد باشد.

مسابقه نور

گياهان فقط براي مدتي كم مي‌توانند در تاريكي رشد كنند. آنها در اين مدت از مواد غذايي ذخيره شده در ريشه خود استفاده مي‌كنند. جوانه‌هاي زرد رنگ پيچك زميني در تاريكي در پشت تنه درخت رشد كرده‌اند و ساقه‌اي نازك اما دراز پيدا كرده‌اند، گويي براي ديدن به نور با هم مسابقه گذاشته‌اند.

نور يا تاريكي

بعضي از جانداران كوچك نيز درست مانند گياهان به نور احتياج دارند. اين موجودات كوچك، سبز رنگ هستند و در آب زندگي مي‌كنند. وقتي كه نور آفتاب بر آب مي‌تابد، آنها به طرف سطح آب مي‌آيند از نور خورشيد استفاده كنند. گروه ديگري از جانوران از نور مي‌گريزند و خود را پنهان مي‌كنند مانند خر خاكي معمولاً شب فعال است و به سمت يك جاي تاريك پناه مي‌برد.

در جستجوي آسمان

گياهان برگهاي خود را نيز به سمت نور حركت مي‌دهند. اگر در فصل تابستان در زير يك درخت برگدار دراز بكشيم و به آسمان نگاه كنيم، خواهيم ديد كه در لابلاي برگها فقط روزنه‌هاي كوچكي وجود دارد كه بتوان آسمان را ديد. اين امر به دليل آن است كه برگهاي گياهان طوري حركت مي‌كنند كه امكان دريافت نور بيشتري باشد.

منشورها

منشور، قطعه شيشه‌اي شفاف است، زماني كه نور از منشور عبور مي‌كند جهت حركتش تغيير مي‌كند. اين تغيير حركت نور، شكست نور ناميده مي‌شود. وقتي كه نور از سمت ديگر منشور بيرون مي‌آيد، بار ديگر دچار شكست مي‌شود. سطح داخلي منشور مانند آينه عمل مي‌كند. اگر يك نور با زاويه‌اي مناسب به ديواره داخلي برخورد كند از منشور خارج نمي‌شود بلكه از سطح آن بازتابش مي‌كند.

تجزيه نور

وقتي كه نور خورشيد به منشوري مي‌تابد بيشتر آن بازتابيده مي‌شود، قسمتي كه بازتابيده نمي‌شود، تجزيه مي‌شود و رنگين كماني از رنگها را به وجود مي‌آورد. دليل اين امر آن است كه هر يك از رنگهاي نور با زاويه‌اي متفاوت با ديگر رنگها شكسته مي‌شود. نور آبي بيشتر از همه رنگها و نور قرمز كمتر از همه، شكسته مي‌شود. قطره‌هاي باران مانند هزاران منشور، سبب بازتابش و شكست نور مي‌شود و رنگين كمان را به وجود مي‌آورد.

تغيير جهت نور

نوري كه به درون ظرف شيشه‌اي پر از آب مي‌تابد، به يك سمت تغيير جهت مي‌دهد و وقتي كه از ظرف خارج مي‌شود بار ديگر جهت آن تغيير مي‌كند. اين بار تغيير جهت نور، برعكس تغيير جهتي است كه به هنگام ورود داشته است.

زمین شناسان با استفاده از آثاری که از گذشته به دست آورده اند، به اطلاعات زیادی پی برده اند. انسان ها با مطالعه سنگ های رسوبی، آب و هوا، محل دریاها، خشکی ها و نوع گیاهان و جانوران که از بین رفته اند، اطلاعاتی به دست آورده اند. فسیل: به آثاری از جانداران بسیار قدیمی که در سنگ ها باقی مانده اند، فسیل (سنگواره) می گویند. فسیل ها یا مانند استخوان و دندان قسمت هایی از بدن جانداران بسیار قدیمی اند یا مانند پا اثری از بدن جانداران هستند. برای تشکیل بعضی فسیل ها میلیون ها سال لازم است. استفاده از فسیل: دانشمندان با مطالعه فسیل ها درباره گذشته زمین و تغییرات آن اطلاعات زیادی به دست می آورند. کسی که فسیل ها را مطالعه می کند باید درباره جانوران و گیاهان امروزی محل زندگی و نوع رفتار آنها اطلاعات کاملی داشته باشد. مثلاً اگر در بالای کوهی فسیل ماهی یافت شود معلوم می شود در آن نقطه قبلاً دریا بوده است. تاریخچه جانداران: وقتی زندگی در دریا شروع شد، ابتدا موجوداتی که بدن آنها فقط یک سلول داشت در دریاها فراوان شدند و بعد نوبت به جانوران بی مهره رسید و پس از میلیون ها سال اولین مهره داران یعنی ماهی ها به وجود آمدند. با پیدا شدن گیاهان، زندگی بر روی خشکی ها آغاز شد کم کم جانوران هم در روی خشکی ها ظاهر شدند. بعد آب و هوا، تغییر کرد، به طوری که محیط مناسبی برای رشید خزندگان به وجود آمد. تعداد خزندگان فراوان شد و طول بعضی از آنها به 30 متر می رسید. به این خزندگان دایناسور می گویند. دایناسور ها حدود 65 میلیون سال پیش مرده اند و پس از نابودی آنها عصر فراوانی گیاهان و جانوران فرا رسید. تغییر خشکی ها و دریاها: زمین شناسان معتقدند ابتدا در روی کوه زمین، فقط یک خشکی و یک اقیانوس بزرگ وجود داشت. در حدود 200 میلیون سال پیش این خشکی ابتدا از وسط شکاف برداشت و به تدریج به دو نیم تقسیم شد و بین دو خشکی دریایی به وجود آمد. چندین میلیون سال بعد، دو خشکی شمالی و جنوب هر یک کوچک تر و بیشتر شده و خشکی های امروزی را به وجود آوردند.