سرعة الضوء مقياس نسبي للسنوات الفاصلة بين الأرض وأي جرم سماوي، وتقدر بالملايين بل والمليارات، وتستخدم في علوم الفيزياء أو الكيمياء لقياسات تتعلق بالجو والحركة وغيرها.
الرمز الحسابي لها هو الحرف اللاتيني سي، وقدر قيميا بالرقم= 299.792.458 من الأمتار كل ثانية، أي تقريبيا مليار من الكيلو متر في الساعة المفردة.
الضوء فيما كان معتقدًا قديمًا ظن فيه انتقاله خلال اللحظة الواحدة للسرعة الرهيبة التي ينتقل بها، لكن بعام ألف وستمائة وستة وسبعين ظهر من نادى بمحدودية سرعة الضوء وذلك بعد دراسة حركة قمر إيو الذي يدور حول الكوكب المشترى.
ثم قيل عنه بوصفه ينتمي للموجات ذات الكهرومغناطيسية على يد ماكسويل بالعام ألف وثمانمائة وخمس وستين ميلادية، وعليه ظهرت النسبة الثابت سي لنظرية ماكسويل الكهرومغناطيسية للضوء
ثم على يد ألبرت اينشتاين دارس الفيزياء ومنظر علم الجاذبية الأرضية أن سرعة أي ضوء لا ترتبط بالمصدر من حيث حركته، وبرهن على طبيعية ثابت سي وأنها غير منحصرة بين الضوء والكهرومغناطيسيات
واستمرت محاولات القياس الدقيق للسرعة الضوئية حتى وصلت للمقدار المذكور أعلى مقالنا، وكان التحديد بعام ألف وتسعمئة وخمس وسبعين، ولكن كان هناك شك بنسبة 4 أجزاء من البليون ومع تعريف المتر القياسي وثباته دوليًا أضحت قيمة السي تقاس بالمتر على الثانية واتسمت بالثبات.
معنى سرعة الضوء عمليًا وعلميًا:
الثابت سي = الحد اللانهائي الأقصى المقدر بالتقديرات البشرية للسفر بالنسبة للطاقات أو المواد أو حتى البيانات خلال حيز الفضاء، وتعتبر مساوية للسرعة المستغرقة في سفر أ جسيم لا كتلة له، وكذلك تتساوى مع السرعة الجاذبية للأمواج التي تعمل بها الجاذبية والتي فسرت بشريًا.
للسفر على سرعة الضوء معادلة موضوعة هي E= mc2
ومن الخواص الملاحظة للإضاءة إن الضوء هو الأكثر انتشارًا واختراقًا لأي مواد لها شفافية عالية، ولكن إن كانت زجاج أو منطقة هوائية فهي أقل من ثبات سي، أو المسماة بقرينة الانكسار ما بين نسبة ثابت سي وسرعة الضوء، ويعتبر هذا الانتشار لحظي، وحتى أيضًا في الموجات الكهرومغناطيسية، ومع ذلك فاللحظية هذه تتأثر بالمسافة الطويلة
معلومات عن خصائص سرعة الضوء:
- من السمات المرتبطة بالسرعة الضوئية تلك الخصائص التي تحدث عند مروره بمواد أو أجسام مختلفة، منها على الأكثر الزجاج، والهواء المنتشر بالغلاف الأرضي الجوي عندئذ تتغير الموجات الضوئية بحيث أن انتقالها مثلا من الهواء لوسط الزجاج يؤدي لانكسارها، وبالعلوم يسمون ذلك قاعدة الانكسار عند المرور من وسط لوسط مخالف.
- بحال تجاور الموجة الضوئية مع نظيرة لها من نفس النوعية وعندما يكون أمامهما منفذ أو ممر منفرد فالاندماج يكون من خصائصهما بهذه الحال ويمكن الجمع أو الطرح من كل موجة للأخر، وتكون الحالة مسماة بالاندماج الضوئي.
- من المواد التي اخترعت للاستعمال الأدمي مواد معتمة أو غير نافذة للضوء في حالة وقوع الضوء على هذه الأنواع غير النافذة يحدث عمليتين الأولى امتصاص جزئي لبعض الضوء والأخرى طرد أو عكس البقية غير الممتصة من الأشعة الضوئية على تنوعها، وحتى مع صناعيتها كاللمبات، ويكون الناتج تكون نوع من الظلال المقاربة للشكل المنعكس، وهذه خاصية الانعكاس الضوئي.
- يتميز الضوء بالاستقامة وعلى غير الأنماط المنحنية، وبالتالي فانتشاره يكون ممتد بشكل خطوط، وبذلك يدخل الفراغات والاجسام على اختلافها مع تغير خصائصه حسب الجسم الذي يعترضه.
معادلات عنسرعة الضوء وخصائصه:
من خلال الثبات النسبي سي للضوء المحدد لقياس سرعات الموجات الضوئية أمكن للمهتمين أن يحسبوا تردد أي موجة ضوئية في وجود طول أي موجة كهرومغناطيسية ضوئية، مع اعتبار كون السرعة تتم في حيز فراغي، ويتم على أسس من معادلة واضحة هي:
- طول الموجة= السرعة الفراغية للضوء في فراغ مقسومة على تردد الموجة
- أما عن حساب درجات انكسار الضوء فهو = حساب السرعة للضوء بالفراغ مقسومة على السرعة عند المرور بمادة صلبة قد تكون زجاج أو غيره.
وتتفاوت السرعة في الفراغ او هواء نقي عنها عن الزجاج، فالمعامل الانكساري خلال الزجاج الصافي غير المشوه واحد وخمس من العشرة، وعليه إن حسبنا السرعة الضوئية فإنها تكون مساوية تقريبا 108× 2 متر على الثانية، بينما الانكسار بالهواء هو 1.0003 بمعنى أن سرعة الضوء بالهواء ستكون 108×2.99 متر في الثانية، وذلك يعني قلته بنسبة طفيفة الحجم عنها عن السرعة في الفراغ.
المراجع :
1