مفهوم الضوء
يعرف الضوء (Light) على أنه حزمة من الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يمكن للعين البشرية أن تلاحظه وتدركه،[١] أي يمكن أن يطلق عليه أيضًا اسم الضوء المرئي أو الطيف المرئي، الذي يتميز بتردد موجي خاص ما بين الأشعة تحت الحمراء (موجات ذات ترددٍ أقل وطول موجي أكبر من الضوء المرئي) والأشعة فوق البنفسجية (موجات ذات ترددٍ أعلى وطول موجي أقل من الضوء المرئي)، وتتراوح الأطوال الموجية (Wavelengths) للضوء المرئي من 380 إلى 750 نانومتر، بينما يتراوح نطاق تردده (Frequency) من 430 إلى 750 تيرا هيرتز.[٢]
ما أبرز خصائص الضوء؟
وفيما يلي أبرز خصائص الضوء:
انعكاس الضوء
تلاحظ خاصية انعكاس الضوء (Light Reflection) عندما ينعكس الضوء بزاوية مساوية لزاوية السقوط على جسم أملس مثل المرايا.[٣]
انكسار الضوء
يعرف انكسار الضوء (Light Refraction) بأنه التغيير في اتجاه الأشعة المنتقلة من وسط شفاف إلى آخر كالهواء والزجاج، فعندما يصادف الضوء المنتقل من وسط شفاف إلى وسط شفاف آخر؛ ينعكس جزء من الضوء وينكسر جزء آخر في الوسط الثاني، ويحدث هذا الانكسار نتيجةً للتغير في سرعة الضوء في كل وسط، إذ تختلف سرعة الضوء في الفراغ عن سرعته في الماء أو في الزجاج.[٣]
تشتت الضوء
تتضمن خاصية تشتت الضوء (Light Scattering) عملية فصل الضوء الأبيض إلى الألوان المكونة له، وذلك لتمتع كل لون من الألوان المكونة للون الأبيض بدرجة انكسار تختلف عن الألوان الأخرى، ولا تقتصر خاصية التشتت على المنشورات الزجاجية فقط، بل تؤثر هذه الخاصية على جميع الأجسام الشفافة بنسب مختلفة.[٤]
امتصاص الضوء
يحدث امتصاص الضوء (Light Absorption) عندما يصطدم شعاع الضوء بوسط شفاف؛ فإن جزءًا من طاقته سيتبدد على شكل طاقة حرارية، وعندما يمتص هذا الجزء من الطاقة انتقائيًا لأطوال موجية مختلفة للضوء، فإن الضوء الذي ينتقل عبر المادة سيظهر فقط تلك الأطوال الموجية للضوء التي امتصت، ثم ينظر إلى الأطوال الموجية المرسلة على أنها لون امتصاص المادة.[٥]
استقطاب الضوء
يعرف استقطاب الضوء (Polarization) بأنه اهتزاز الضوء بالتساوي في الاتجاه العمودي عند انتشاره، ويطلق على الاتجاه الذي يهتز الضوء فيه اسم اتجاه الاهتزاز ويكون عموديًا على الاتجاه، ويحدث استقطاب الضوء نتيجةً لانعكاس الضوء على سطح غير معدني أو عند تمرير الضوء من خلال مادة تمتص الضوء الذي يهتز في جميع الاتجاهات باستثناء اتجاه واحد.[٥]
تداخل الضوء
تحدث عملية تداخل الضوء (Interference of Light) عند اتحاد كل من الموجات المنعكسة عن السطح الداخلي والسطح الخارجي لجسم مثل فقاعة الصابون، بحيث يحدث تعزيز أو هدم في موجات الضوء تبعًا لنوع التداخل، ويقسم التداخل إلى نوعين؛ تداخل بناء وفيه تعزز موجة الضوء، أو تداخل هدام وهو الذي يهدم موجة الضوء.[٦]
حيود الضوء
يعرف حيود الضوء (Light Diffraction) بأنه انحراف الضوء عن مساره أو تغير في اتجاهه عندما يمر من خلال ثقب أو فتحة في عائق ما، وفي هذه الخاصية يتشابه الضوء مع موجات المياه؛ إذ يسلك الضوء نفس سلوك موجات المياه عندما تمر من خلال ثقب في جدار أو في خزان المياه.[٧]
يمكن تعريف خصائص الضوء على أنها السلوك الذي يتبعه الضوء أثناء انتقاله في الفراغ أو عبر الأجسام، وخواص الضوء عديدة؛ منها الانكسار، والانعكاس، والتشتت، والاستقطاب، والحيود، والامتصاص.[٧]
أسئلة شائعة حول الضوء
ما هي مصادر الضوء؟
تتعدد مصادر الضوء حسب منشئها، كالمصادر طبيعية المنشأ؛ مثل ضوء الشمس، والنجوم، والنار، والبرق، وبعض الحيوانات والنباتات كقناديل البحر واليراعات والفطر المضيء، كما يمكن أن يأتي الضوء من مصادر صناعية تحتاج لمصدر طاقة لإنتاجه؛ مثل المصابيح الكهربائية، ولافتات النيون، وأجهزة الحاسوب والتلفزيون.
في كم دقيقة يصل ضوء الشمس إلى الأرض؟
يحتاج ضوء الشمس في المتوسط إلى 8 دقائق و20 ثانية حتى يصل إلى الأرض.
هل ينتقل الضوء في الفراغ؟
يمكن للضوء أن ينتقل في الفراغ بكل تأكيد؛ فهو عبارة عن موجاتٍ كهرومغناطيسية، والموجة الكهرومغناطيسية تنتقل دون الحاجة إلى وسط مادي.[٨]
أيهما أسرع الضوء أم الظلام؟
تعادل سرعة الظلام سرعة الضوء وقد تكون أسرع في بعض الحالات مثل حالة تكون الظل لان الظل يغطي مساحة أكبر من الجسم الذي يسببه.[٩]
هل للضوء وزن؟
يتكون الضوء من فوتونات، والفوتون جسيم عديم الكتلة، لكنه يحتوي على طاقة وزخم، وهناك رأيٌ آخر يقول أنّ للفوتون كتلة لأنّ لديه طاقة ويخضع للجاذبيّة،[١٠] وقد أثبت أينشتاين أنّ كتلة الفوتون نسبية؛ أيّ أنّ الفوتون لا يملك كتلة وهو ساكن، لكن عندما يتحرك فإنّ كتلته لا تساوي صفر، وهذه الكتلة ضئيلة جدًّا ومحدودة،[١١] لذا يمكن القول أنّ صندوق بضوء يزن أكثر من صندوق بدون ضوء، إلّا أنّ هذا الوزن هو شكل من أشكال الطاقة وليس كيلوغرامًا على سبيل المثال.[١٢]
هل موجات الضوء طولية أم مستعرضة؟
هناك اتجاهان لتذبذب موجات الضوء، وبالتالي فإن موجات الضوء مستعرضة، بعكس خصائص موجات الصوت التي تعد طولية.[١٣]
ما الذي يحدد شدة موجات الضوء؟
تحدد شدة موجات الضوء بواسطة مربع اتساع الموجة؛ وإنّ شدة الضوء تعتمد على تدفق الفوتون في المادة لكل وحدة زمنية.[١٤]
الضوء هو حزمة من الإشعاع الكهرومغناطيسي يمكن للعين البشرية رؤيتها، ويتميز بالعديد من الخصائص المميزة مثل: الانكسار والتشتت والامتصاص والانعكاس والتداخل وغيرها، وتوجد له مصادر طبيعية كالشمس، وأخرى صناعية كالمصباح الكهربائي، ويمتاز بسرعته العالية.
المراجع
- ↑ Glenn Elert, "The Nature of Light", The Physics Hypertextbook, Retrieved 21/6/2021. Edited.
- ↑ Anne Marie Helmenstine (9/1/2020), "Visible Light Definition and Wavelengths", ThoughtCo, Retrieved 21/6/2021. Edited.
- ^ أ ب "Light", britannica, Retrieved 4/1/2021. Edited.
- ↑ "Light", britannica, Retrieved 4/1/2021. Edited.
- ^ أ ب "Light", britannica, Retrieved 4/1/2021. Edited.
- ↑ "Interference", olympus-lifescience, Retrieved 4/1/2021. Edited.
- ^ أ ب "Reflection, Refraction, and Diffraction", physicsclassroom, Retrieved 4/1/2021. Edited.
- ↑ "Can light travel In vacuum? ", toppr, Retrieved 21/6/2021. Edited.
- ↑ JOLENE CREIGHTON, "How is The Speed of Darkness Faster Than The Speed of Light?", Futurism, Retrieved 21/6/2021. Edited.
- ↑ "Does light have mass?", desy, Retrieved 21/6/2021. Edited.
- ↑ Kate Kershner (10/5/2021), "How much does light weigh?", how stuff works, Retrieved 21/6/2021. Edited.
- ↑ "Does light have weight? Why?", van.physics.illinois, 3/7/2011, Retrieved 21/6/2021. Edited.
- ↑ "Light Waves", phys.uconn, Retrieved 21/6/2021. Edited.
- ↑ " In a wave picture of light, intensity of light determined by the square of the amplitude of the wave. what determine the intensity in the photon picture of light? ", vedantu, Retrieved 21/6/2021. Edited.
