آیا آتش می تواند سایه داشته باشد؟

بله، شما می توانید سایه آتش را تشکیل دهید، اما شاید نه به این دلیل که فکر می کنید. هر زمانی که بخشی از پرتو نور مسدود یا هدایت شود، سایه ایجاد می شود. ناحیه سایه ناحیه ای در پرتو نور است که در آن نور کمتری نسبت به بقیه پرتو وجود دارد.یک شعله سنتی می تواند نور را به خوبی مسدود یا تغییر مسیر دهد، به این دلیل ساده که شعله سنتی چیزی بیش از یک ستون نور است. یک شعله هیدروکربنی سنتی شامل چندین جزء است:

مولکول های سوخت هیدروکربن و مولکول های اکسیژن که در حال سوختن هستند، تکه های جامد کمی از سوخت نیمه سوخته و ناخالصی ها (به نام دوده یا دود)، دی اکسید کربن و بخار آب تولید شده در اثر سوختن، نور. ، و هوای گرم نوری که در شعله می بینید عمدتاً توسط تکه های جامد دوده موجود در هوا ایجاد می شود که آنقدر گرم می شوند که از طریق رشته های معمولی می درخشند. رابط بین هوای گرم در شعله و هوای سردتر اطراف، تمایل دارد نور را از جهت انتشار به جلو منحرف کند. انحراف نور در سطح مشترک مواد مختلف را شکست هستش . این همان اثری است که لنز را قادر می سازه نور را متمرکز کنه. بنابراین، به این دلیل ساده که شعله حاوی هوای گرم است، می تواند مقداری از نور را در یک پرتو نور منحرف کند و سایه خود را ایجاد کند. هوای گرم به طور متلاطم بالا می رود. به همین دلیل، سایه هایی که توسط هوای گرم ایجاد می شوند، شبیه دسته ای از امواج رقصنده هستند. همچنین دوده موجود در شعله می تواند نور را جذب کند و بنابراین می تواند در ایجاد سایه شعله نیز نقش داشته باشد.

برای اینکه واقعاً متوجه سایه آتش شوید، پرتو نوری که از آتش می گذرد (مثلاً نور خورشید) باید تقریباً به اندازه نور ایجاد شده توسط خود آتش روشن یا درخشان تر باشد. در غیر این صورت، نور ایجاد شده توسط آتش که در همه جهات پخش می شود، بر هر ناحیه کم نور ایجاد شده در پرتو نور دیگر غلبه کرده و آن را پر می کند. به عنوان مثال، نشان دادن یک چراغ قوه ضعیف به سمت آتش خروشان به شما امکان نمی دهد سایه آتش را ببینید. همچنین هر چه شعله کوچکتر و سردتر باشد و دوده کمتری داشته باشد، نور را کمتر جذب و هدایت می‌کند و در نتیجه سایه آن کم‌تر می‌شود. بسته به تنظیمات خاص خود، ممکن است نتوانید سایه شعله را با چشم غیرمسلح خود ببینید. برای بهترین نتیجه، باید از یک پرتو نور روشن مانند نور مستقیم خورشید و آتش با گرما و دوده زیاد استفاده کنید.

توجه داشته باشید که آتش می تواند سایه داشته باشد نه به این دلیل که پرتو نور ورودی نور را در شعله پخش می کند. در سطح بنیادی، یک پرتو نور نمی تواند مستقیماً با پرتوی دیگر از نور تعامل داشته باشد. پرتوهای نور هرگز مستقیماً از یکدیگر منعکس نمی شوند، یکدیگر را جذب نمی کنند یا یکدیگر را منحرف نمی کنند. این به این دلیل است که نور از ذرات کوانتومی به نام فوتون تشکیل شده است که ذاتاً بوزون هستند. همه بوزون ها می توانند با یکدیگر همپوشانی داشته باشند، از یکدیگر عبور کنند و دقیقاً همان حالت را در مکان مشابهی اشغال کنند. این نیز به این دلیل است که فوتون ها نه بار الکتریکی دارند و نه گشتاور مغناطیسی. میدان‌های الکترومغناطیسی، مانند میدان‌هایی که نور را تشکیل می‌دهند، فقط می‌توانند با اجسامی که حامل بار الکتریکی یا یک گشتاور مغناطیسی هستند، تعامل داشته باشند. بدون هیچ بار یا لحظه مغناطیسی برای برهمکنش، یک بیت نور نمی تواند مستقیماً به هیچ وجه بر بیت دیگر نور تأثیر بگذارد.

توجه داشته باشید که یک پرتو نور می تواند به طور غیرمستقیم پرتو نور دیگری را با تغییر موادی که هر دو پرتو از آن عبور می کنند منحرف کند، یا از طریق جلوه های عجیب و غریب تر، اما چنین اثراتی در شعله های آتش سنتی وجود ندارد. آتش ها می توانند سایه داشته باشند زیرا حاوی هوای گرم و دوده هستند و نه به این دلیل که حاوی نور هستند.شعله گازی پلاسما است که آنقدر داغ است که تا حدی تجزیه می شود. ترکیب مجدد الکترون ها و یون ها می تواند باعث انتشار نور شود. برخی از شعله های آتش (مخصوصاً شعله های زرد) حاوی ذرات ریز (مثلاً دوده) هستند که چنان داغ می شوند که می درخشند. این باعث ایجاد "تابش بدن سیاه" در طیف گسترده ای از طول موج ها می شود - برخی قابل مشاهده و برخی نامرئی (عمدتاً مادون قرمز).

با این حال، در همه موارد، شعله چگالی بسیار کمی دارد - این شعله عمدتاً هنوز گاز و تقریباً شفاف است. این به این معنی است که یک پرتو نوری که به سمت شعله می رود عمدتاً مستقیماً عبور می کند (اگرچه برخی از طول موج ها ممکن است به شدت توسط گونه های یونیزه شده جذب شوند). با این حال، اگر به سایه شعله، قطعا "چیزی" خواهید داشت. این به این دلیل است که شعله داغ چگالی کمتری نسبت به هوای اطراف دارد. این بدان معنی است که ضریب شکست کمتری دارد و نور را کمی به سمت خود منحرف می کند. بنابراین، سایه یک منبع نور نقطه ای در فاصله طولانی از یک شعله کوچک (مانند یک شمع) در واقع منطقه تاریکی را در اطراف شعله نشان می دهد. این به دلیل شکست است نه جذب.

این پست به اتمام رسید