روشهای اخترشناسی
خواص نور
نور می تواند در خلاً انتقال یابد و عاملی مادی لازم ندارد که سوار بر آن سیر کند . در این عبارت تفاوت مشخصی میان نور و صوت می بینیم . صوت پدیدۀ کاملاً متمایزی است، پدیده ای است که به محیط مانند هوا ، آب، یا موادی جامد نیاز دارد تا در آن سیر کند . در سال 1610 گالیله یکی از نخستین تلسکوپها را ساخت و توانست به کمک آن چهار قمر مشتری را رصد کند .
ماهیت موجی نور
همۀ ما با الگوی موج که با انداختن سنگی در یک برکۀ آرام آب ایجاد می شود، آشناییم . در این عمل انرژی حاصل از سقوط سنگ به آب منتقل می شود، در سطح آب تغییر شکل ایجاد می کند، و این تغییر شکل به صورت موج در تمام جهات به بیرون ( کناره های برکه ) منتشر می شود . مولکولهای آب متناوباً و به نحو بسیار بارز و قابل پیشگویی بالا و پایین می روند، به این ترتیب مقداری از انرژی سقوط سنگ به جسم کوچکی مانند یک قایق اسباب بازی که در حاشیه ای از سطح آب قرار گرفته است می رسد، و سبب بالا و پایین رفتن آن می شود . نور هم کمیتی است که بر اثر نوسان ( بالا و پایین رفتن ) ذرات باردار ایجاد می شود، اما انتقال آن از نقطه ای به نقطۀ دیگر سبب بالا و پایین رفتن ذرات نمی شود . البته این امری بدیهی است، زیرا نور در خلاً هم سیر می کند که در آنجا ذراتی وجود ندارند . بنابراین وقتی که از ماهیت موجی نور سخن می گوییم . منظورمان توالی تغییرات مغناطیسی و الکتریکی و نمایش منحنی این تغییرات است که به صورت موج جلوه می کند .
قطبش نور
اخترشناسان به قطبش نور ستاره ها توجه خاصی دارند، زیرا دربارۀ ویژگیهای موادی که این نور در سر راه خود به چشم رصد کننده از آنها عبور می کند، اطلاعات پر ارزشی کسب می کنند. مثلاً ذرات غباری که بر اثر میدان مغناطیسی همخط شده اند، نور ستاره را قطبیده می کنند و از این رو می توان با اندازه گیری میزان قطبش نور ستاره ای که به زمین می رسد، مقدار غباری را که نور از آن گذشته است، تخمین زد .
آیا نور به خط مستقیم سیر می کند؟
نیوتن این ایده را به وضوح بیان کرده بود که جسم متحرک مادامی که تحت تأثیر یک نیروی خارجی قرار نگیرد به خط مستقیم به حرکت خود ادامه می دهد؛ از این رو چون گمان ما این است که امواج الکترومغناطیسی در تمام جهات از منبع نور خارج می شوند، منطقی است که تجسم کنیم که یک پرتو نور در فضای خالی به خط مستقیم سیر می کند .
بازتاب نور
برای آن که پدیدۀ بازتاب را با دقت بیشتری تشریح کنیم، نخست باید بدانیم که منظور از عبارت عمود بر سطح، خطی است که در نقطۀ معینی بر سطحی عمود باشد . تیر پرچمی که بر سطح زمین عمود باشد، نمونه ای از خط عمود بر سطح است . زاویۀ بین پرتو نور فرودی و خط عمود بر سطح را زاویۀ فرود و زاویۀ بین پرتو بازتابیدۀ نور و خط عمود بر سطح را زاویۀ بازتابش می گویند .
شکست نور
راه دیگری که نور تحت تأثیر محیط خود قرار می گیرد شکست آن است . شکستن ( خمیده شدن ) نور نتیجه این واقعیت است که سرعت سیر نور در مواد گوناگون متفاوت است . برای نوری با طول موج معین، نسبت سرعت آن در خلأ به سرعت آن در یک محیط معین ضریب شکست نور در آن محیط نامیده می شود .
پاشندگی نور بر اثر شکست
پدیده ای که همزمان با شکست نور اتفاق می افتد پاشندگی آن است. نور سفید از چند رنگ ترکیب شده است و هر رنگ طول موج خاصی دارد. هنگامی که نور سفید وارد یک منشور شیشه ای می شود، هر طول موج سرعتی خاص خود در این محیط دارد. پاشندگی عبارت است از تفکیک نور سفید به رنگهای گوناگون، که طیف را ایجاد می کند.
پراش نور
هنگامی که امواج از کنار یک مانع ( یا روزنه ای ) می گذرند، خود این مانع به منبع جدیدی از امواج تبدیل می شود که آنها را در همه جهات پراکنده می کنند. این پدیده، به نام پراش نور، را در امواج آب، مشاهده می کنید. پراش نور در ابزار ستاره شناسی برای تشکیل تصاویر واضح زیانبار است، زیرا وقتی نور وارد تلسکوپ می شود باید از موانع متعدد بگذرد.
تداخل نور
وقتی دو ( یا چند ) روزنه ( یا مانع ) به عنوان منابع جدید امواج عمل کنند، یک نقش تداخلی، دیده می شود. تداخل نور، نوارهای روشن ناشی از تداخل سازندۀ امواج نور، و نوارهای تاریک حاصل تداخل ویرانگر امواج نورند.
ماهیت دوگانۀ نور
اثر فوتوالکتریک وقتی فوتونهای پر انرژی به ورقۀ باردار الکتروسکوپ برخورد می کنند، این فوتونها می توانند الکترونها را از ورقه رها کنند و به این ترتیب الکتروسکوپ بدون بار می شود. این عمل نشان می دهد که نور هم ماهیت موجی و هم ماهیت ذره ای دارد. این هر دو ماهیت (موجی – ذره ای) همراه با هم را ماهیت دوگانۀ نور می گویند.