مقالات

نور چیست؟

ذراتی ریز با بیشترین اثر!

نور یکی از بزرگترین شگفتی‌های جهان خلقت است. در مورد این پدیده یونانیان باستان و دانشمندان پس از آن نیز همانند بسیاری از دانشمندان مشهور – از اسحاق نیوتن تا آلبرت انیشتین – اندیشیده اند.

مردم همیشه مجذوب نور بوده‌ و  برای کشف اسرار آن پیوسته در تلاش بوده‌اند. در یونان باستان، ارسطو اعتقاد داشت که نور به طریقی شبیه به امواج آب حرکت می‌کند. از سوی دیگر فیثاغورث (570 – 480 قبل از میلاد) به این باور رسیده بود که “اشعه‌های گرم بصری” انتشار یافته توسط چشم انسان توسط اجسام دیگر بازتاب می‌یابد.

البته اگر این نظریه درست بود، باید در تاریکی قادر به دیدن بودیم … .

نور و روشنایی

نور : سریع تا جایی که ممکن است

به دانش آموزانی که فیزیک می‌آموزند، امروزه آموزش داده می‌شود که نور را باید هم به صورت موج و هم به صورت ذره درک کرد و اینکه به صورت باورنکردنی‌ای سریع در حرکت است. کلید را روشن کنید، بلافاصله چراغ روشن می‌شود. قبلاً در سال 1675 میلادی “دان کریستین اوله” دانمارکی بر اساس مشاهداتش از اقمار مشتری که توسط گالیله کشف شده بود، سرعت نور را با دقت حیرت انگیزی محاسبه کرد: 108*2.3 متر بر ثانیه.
اندازه گیری سرعت نور که در سال 1850 توسط لئون فوکو به میزان 108* 2.98 متر بر ثانیه انجام گرفت دقیق‌تر بود. به عبارت دیگر اکنون ما می‌دانیم که نور با سرعتی کمی کمتر از 300000 کیلومتر بر ثانیه در هوا یا در خلاء در حرکت است. بر این اساس نور خورشید منعکس شده از کره ماه در حدود 1.3 ثانیه بعد به ما می‌رسد مضافاً اینکه نور خود خورشید تقریباً 8 و یک سوم ثانیه طول می‌کشد تا به ما برسد.

نور کیفیت زندگیست

تاریکی یا نور کم مانع از دید مناسب می‌شود. موجب احساس عدم امنیت ما شده و آرام و قرار خود را از دست می‌دهیم. تنها روشنایی مناسب است که موجب احساس امنیت ما می‌شود.

نور نه تنها ما را قادر به دیدن می‌کند، بلکه بر حسّ‌و‌حال  و آرامش ما نیز اثر گذار است. بعلاوه اینکه از اواخر هزاره گذشته دانسته ایم که نور طبیعی روز و نحوه تغییر آن در مدت روز و در طول سال بر سطوح هرمونی ما اثر گذاشته و چرخه سیرکادیان ما را کنترل می‌کند. یک طراحی روشنایی خوب بر سلامتی و کیفیت زندگی ما مؤثر است.

نور و روشنایی

در ابتدا فقط آتش بود … 

 برای دورانهای طولانی خورشید تنها منبع نور برای بشر بود. حدود 300 هزار سال پیش انسانهای نخستین شروع نمودند به استفاده از آتش به عنوان منبع نور و حرارت. شعله‌های درخشان به مردم این امکان رو می‌داد تا در غارهایی زندگی کنند که پرتوهای خورشید قادر به نفوذ در آن نبود. به عنوان مثال ترسیم غار نگاره‌های منطقه آلتامیرا(Altamira) در حدود 15 هزار سال پیش تنها با نور مصنوعی امکان‌پذیر بوده. نور ناشی از آتش‌سوزی، مشعل‌های شعله‌ور و  چراغ‌های روغن سوز و پی‌سوز از دست‌یافته‌های قابل توجه زندگی روزمره برای انسانهای ماقبل تاریخ بوده است.

امّا روشنایی تنها جهت فضاهای بسته ایجاد نمیشد. فانوس اسکندریه در حدود سال 260 قبل از میلاد ساخته شده و شواهدی از ساخته شدن روشنایی خیابانی در شهر انطاکیه به سال 378 قبل از میلاد موجود می‌باشد.

مردمان در همان مراحل اولیه استفاده از نور آتش اقدام به طراحی نگهدارنده‌های زینتی و در عین حال کاربردی برای شعله‌های روشنایی بخش ارزشمندشان نمودند. با این وجود در طول چند هزار سال گذشته پیشرفت قابل توجهی در لامپ‌های سوخت مایع مورد استفاده، انجام نپذیرفت تا اینکه در سال 1783 میلادی آیمه آرگاند (Aime Argand) لامپ با مشعل مرکزی را اختراع کرد.

در همان سال توسط مینکلرز (Minckelers) تکنیکی برای فراهم کردن گاز زغال سنگ کشف شد که از آن برای فانوس‌های گازی استفاده می‌کردند. تقریباً در همان زمان اولین آزمایش‌ها بر روی لامپ‌های قوس الکتریکی در حال انجام بود. با این‌حال این آزمایشات تنها وقتی ارزش عملی پیدا کرد که ورنر زیمنس در سال 1866 توانست با استفاده از دینام به روشی اقتصادی نیروی الکتریکی تولید کند. اما آغاز واقعی عصر نور الکتریکی در سال 1879 توسط توماس ادیسون با اختراع مجدد لامپ رشته‌ای و کاربرد فناورانه آن شروع شد که در واقع 25 سال قبل توسط ساعت ساز آلمانی “یوهان هاینریش گوبل” در سال 1854 ابداع شده بود.

آتش و نور

لامپ، LED و کنترل روشنایی

افزایش بهره‌وری لامپ در تولید نور و یافتن راه‌هایی جهت بهتر کردن چراغ‌ها به عنوان یک هدف همواره مطرح بوده. لامپ‌های هالوژن و اولین لامپ‌های تخلیه در گاز به دنبال لامپ‌های رشته‌ای پدید آمدند. تا اواخر دهه 1980 تمرکز اصلی در توسعه فنی بر روی تولید لامپ‌های فلورسنت کارآمدتر و بالاست‌های الکترونیکی بود.
اولین LED ها در اواسط دهه 1990 عرضه شدند و به سرعت دنیای روشنایی را تغییر دادند. LED ها بسیار کارآمد بوده و ماندگاری بالایی دارند، به یکدیگر متصل شده و با دقت قابل کنترل می‌باشند. امروزه تقریباً نیمی از لامپ‌های به‌کار رفته در فضای بیرونی و بیش از 30 درصد چراغ‌های استفاده شده در فضاهای داخلی مجهز به ماژول‌های LED می‌باشند(ارقام ارائه شده توسط ZVEI در 2015 سال ). در نتیجه روشنایی به طور فزاینده‌ای پویا شده.
گذار صنعت روشنایی به سیستم‌های مبتنی بر LED و توسعه سیستم‌های کنترل هوشمند روشنایی نه تنها کلید دستیابی به روشنایی بسیار کم مصرف است، بلکه دریچه‌ای به روی کاربردهای جدید باز کرده که قبلاً غیر قابل تصور بودند و بدینگونه قابلیت‌های فراوانی نسبت به گذشته جهت انطباق هرچه بیشتر سیستم‌های روشنایی با نیازهای عملکردی، احساسی و بیولوژیکی افراد در اختیار قرار داده.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

20 + 11 =