بحث عن الطبيعة الموجية للضوء

تقدم موسوعة بحث عن الطبيعة الموجية للضوء والضوء يقصد به ذلك الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يمكن للعين البشرية أن تراه وهو المسئول عن عمل حاسة الإبصار، وقد حدثت أحد المراحل الهامة من تطور الكون عقب ما يقرب من ثلاثمائة ألف عام من الانفجار العظيم، حينما أصبحت درجات الحرارة باردة بما يكفي لتكوين ذرات محايدة إذ كانت قد بلغت ما يقرب من أربعة آلاف درجة.

وعقب ذلك التوقيت كان هناك العديد من الجزيئات المشحونة التي تسمح للضوء أن يسافر عدة مسافات قصيرة بعد أن تتشكل الذرات، بما يجعل الضوء يتمكن من العبور في مسافات هائلة والتي كانت يمكن أن تسافر لما يزيد عن ثلاث عشر مليار سنة، ولكي يصبح فهم الطبيعة الموجية للضوء من قبيل الأمور الممكنة وكذلك التعرف على تعريفه، أنواعه وخصائصه نعرض لكم الفقرات التالية.

بحث عن الطبيعة الموجية للضوء

• يمكن القول أن الإشعاع المغناطيسي واحد من الطرق العديدة التي يمكن للضوء أن ينتقل من خلالها والتي ينتقل من خلالها الضوء في الفضاء، حيث إن الحرارة التي تنتج عن الحرائق المشتعلة وأشعة الشمس وكذلك الأشعة السينية التي يقوم الطبيب باستخدامها.
• إلى جانب الطاقة التي تستخدم في طهي الطعام بواسطة الميكرووييف حيث تعد جميعها من أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي، في الوقت الذي تظهر به تلك الأشكال من الطاقة في صور مختلفة عن بعضها البعض تماماً، ولكنها مرتبطة من الناحية التي تجعلها جميعاً تظهر طبيعة الضوء الموجية.
• وقد ورد اختلاف فيما يتعلق بنظريات علماء الفيزياء والضوء فيما يتعلق بطبيعة الضوء سواء كان عبارة عن مجموعة موجبات، أو أنه يمثل التعبير عن مجموعة دقيقة من الجسيمات الضئيلة، وقد أثبتت تلك الظواهر العديدة كونها مترابطة دونما أن تنتفي طبيعة كونه ناتج عن تدفق مجموعة من الجسيمات.
• وقد حدث اتفاق في علم الفيزياء على الإمكانية التي تجعل الضوء يتبنى كلا السلوكين الجسيمي والضوئي، وأينما كانت طبيعة الضوء فإنه قادر على التنقل في الفراغ دون الحاجة إلى عامل ناقل، وحتى الآن فإن سرعة الضوء تعد أكبر قوة بالكون يتم تقديرها بنحو 300000000 متر لكل واحد ثانية.

هل الضوء مادة

• الضوء عبارة عن طيف كهرومغناطيسي يتراوح ما بين الموجات الراديوية إلى موجات الإشعاع الكهرومغناطيسي وأشعة جاما وكما يبدو من اسمها فهي تمثل تقلبات الحقول المغناطيسية والكهربائية، حيث يمكنها أن تنقل الطاقة من موقع ما إلى موقع آخر، فضلاً عن أن طبيعة الضوء المرئي لا يختلف عن أجزاء الطيف الكهرومغناطيسي الأخرى ويستثنى من ذلك العين البشرية التي تتمكن من رؤية الموجات المرئية.
• كما يمكن وصف الإشعاع الكهرومغناطيسي بكونه تدفق من الفوتونات التي تمثل جسيمات ليس لها كتلة حيث يسافر كلاً منها بخصائص تقترب في الشبه من الموجات بسرعة الضوء، وفيما يقصد بالفوتون فهو أصغر مقدار يمكن نقله من الطاقة.
• ولا يمكن اعتبار رؤية البشر للضوء من قبيل المصادفة حيث إن اكتشاف الضوء يعد بمثابة دليل بالغ القوة لإمكانية استكشاف ما هو محيط بهم في الكون نتيجة لتفاعل الضوء مع المادة، و عن طريق ما تم إجراؤه من دراسات حول الضوء تمكنا من فهم تركيبة النجوم عن بعد خلال السنوات الضوئية، أو من خلال مشاهدة العمليات التي تتم بالخلية الحية حين حدوثها.

خصائص الضوء

يوجد للضوء العديد من الخصائص التي يمكننا أن نلخصها فيما يلي:

خاصية الانكسار

• تعد تلك الخاصية هي أولى خواص الضوء، حيث تمثل خاصية انكسار الضوء انحراف الموجات الضوئية عن المسار الخاص بها، عند عبورها بالفضاء الذي يفصل ما بين مادتين مختلفتين شفافتين، ويشكل ذلك الانكسار ظاهرة فيزيائية تقوم بتفسير تغير أنظمة الحركة التي تحدث من خلال انتقال الموجات من وسط ما إلى وسط آخر وهما يختلفان من حيث الكثافة، كما ينتج عن ذلك تغيرات بالطول الموجي وفي الوقت ذاته يوجد حفاظ على التردد ذاته.

خاصية استقلاب الضوء

• تتألف حزمة الضوء الغير مستقطب من موجات متحركة في ذات الاتجاه مع موجاتها المدببة الكهربائية بالاتجاهات العشوائية حول محور انتشاره، فضلاً عن أن الضوء المستقطب يتكون من موجات يكون بها اتجاه الاهتزاز هو ذاته بالنسبة لكافة الموجات، كذلك يمكن استقطاب الضوء بواسطة الانعكاس أو من خلال تمريره عبر مرشحات، مثل بلورات تنقل الاهتزاز بمستوى واحد وليس بمستويات أخرى.

خاصية انعكاس الضوء

• الانعكاس هو تلك الحالة التي تحدث حينما يرتد الضوء عن الجسم فيما إذا كان السطح لامعاً أم أملس مثل الماء، المعدن المصقول أو الزجاج، فإن أياً من العناصر تلك عادة ما تتميز بسطح لامع كذلك، وتكون بصفة عامة من بين الموصلات الجيدة للكهرباء، والحرارة كما يمكن صهرها أو سحبها وإيصالها إلى أسلاك ومن أمثلة ذلك النحاس.

خاصية تداخل الضوء

• تعد تلك الخاصية من قبيل الخواص الهامة المتعلقة بقدرة الموجات الضوئية فيما يتعلق بمواجهة الظروف الصعبة بالتداخل فيما بينهما، إذ أن الغالبية من الأشخاص يلاحظون نوعاً من التداخل البصري في لحظة من اللحظات ولكنهم يكونوا غير مدركين لما يمكن أن يكون قد تسبب في تلك الظاهرة.
• ولعل من قبيل الأمثلة الواضحة التي تبرز خاصية التداخل وتوضحها الضوء الذي ينعكس عن الزيت العائم فوق سطح الماء، ومن قبيل الأمثلة الأخرى عل تلك الخاصية كذلك فقاقيع الصابون، التي تعكس وتبين مجموعة متنوعة ومختلفة من الألوان البديعة والتي تضيء حينما تتعرض لمصدر من مصادر الضوء الاصطناعية أو الطبيعية.

خاصية انتشار الضوء

• تحدث تلك الخاصية حينما يضرب الشعاع الصادر عن الضوء سطحاً لامعاً أملساً حيث إن الغالبية منه تنعكس مرة ثانية بالتركيز ذاته، إذ أن ذلك الانعكاس البراق يعطي الضوء مظهراً مباشراً ساطعاً حينما ينعكس الضوء عن المرآة، كما أن زاوية انعكاس كل شعاع من تلك الأشعة يتساوى مع زاوية السقوط حينما ينعكس الضوء من قطع الورق الأبيض العادي.
• بينما الشعاع المبعثر المنعكس أو المنتشر بالحالة التي يكون سطح الورقة بها غير أملس يحدث حينها أن يقسم الضوء المنعكس إلى الكثير من الأشعة الضوئية المنعكسة بكافة الاتجاهات.

أنواع الضوء

الطيف المرئي

• هو نوع من واحد من الضوء فقط كما يطلق عليه الإشعاع الكهرومغناطيسي والذي يمتلك تردداً محدد وهو الطول الموجي الذي يتراوح مقداره ما بين أربعمائة نانومتر وسبعمائة نانومتر، وكذا فإن الموجات الحمراء تعد من قبيل الموجات الطويلة فيما تعد الموجات البنفسجية من قبيل الموجات القصيرة ولذلك لا يتمكن الإنسان سوى من رؤية ذلك الطيف فقط من الضوء.

الطيف غير المرئي

ينقسم ذلك النوع من الطيف إلى قسمين مختلفتين متمثلان في الآتي:

• الأمواج القصيرة: تتضمن تلك الأمواج الأشعة السينية، الأمواج فوق البنفسجية، وأشعة جاما والجدير بالذكر أنه هناك بعض الأنواع من الكائنات الحية مثل النحل وبعض الحيوانات تتمكن من رؤية الأشعة الفوق بنفسجية.
• الأمواج الطويلة: تتضمن المايكرووييف، الأمواج تحت الحمراء وأشعة الراديو.

وفي الختام لابد من ذكر أبرز العلماء الذين قاموا بدراسة الضوء وبينوا لنا من خلال نظرياتهم التصورات العلمية المتعلقة به وهو العالم الإنجليزي (إسحاق نيوتن) الذي ذكر أن الضوء الأبيض الذي يتم رؤيته هو طيف من عدة ألوان أخرى.

المراجع

1

2