مخزن أكبر مرجع عربي للمواضيع و المقالات

ابحث عن أي موضوع يهمك

ما المسار الذي يسلكه الضوء خلال انتقاله في الهواء

بواسطة: نشر في: 30 أغسطس، 2022
مخزن

ما المسار الذي يسلكه الضوء خلال انتقاله في الهواء

يتعرض الكثير من الطلاب إلى هذا السؤال في المراحل المختلفة من التعليم، ومن ثم تكمن الإجابة في أن المسار الذي يسلكه الضوء خلال انتقاله في الهواء يسير في خط مستقيم، ومن الجدير بالذكر أن يُعرف الضوء أنه الإشعاع المرئي الذي تستطيع العين المجردة أن تراه، وتعد سرعة الضوء في الفراغ واحدة من الثوابت المتعارف عليها من الناحية العلمية، ومن الجدير بالذكر أن سرعة الضوء يتم استعمالها في العديد من مجالات علم الفيزياء.

تعريف الضوء

يتم تعريف الضوء أنه إشعاع يتكون من مجموعة من الموجات الكهرومغناطيسية التي تنعكس على الأشياء، حتى تُحدث الرؤية نتيجة لانتقال الضوء من خلال الأشياء في الفضاء المحدد، والضوء يكون له العديد من الأطوال الموجية المختلفة، ومن ثم يتم انعكاس هذه الأطوال الموجية على العين فتنتقل إلى الدماغ ويتم ترجمتها إلى اللون المُحدد، ومن الجدير بالذكر أن ألوان الطيف السبعة يكون لكلاً منهم طول موجي، ويتم تميز الضوء عن غيره من الأضواء وفقا للطول الموجي الخاص به، ويجب أن ننوه أن اللون الأحمر هو الأطول على الإطلاق في الأطوال الموجية، بينما اللون البنفسجي هو الأقصر على الإطلاق، ويتخلل هذه الألوان أطولاً موجية مختلفة تصف ألوان أخرى.

تاريخ الضوء

نتناول في هذه الفقرة أهم المعلومات حول تاريخ الضوء، ومن ثم فقد تم وضع الأساس الذي يتعلق بالبصريات المعروفة في الآونة الأخيرة في اليونان القديمة، حيت تم البحث عنه في القرن الخامس في فترة ما قبل الميلاد، حتى القرن الثالث قبل الميلاد، ومن الجدير بالذكر أنه تم وضع حجر الأساس لكلاً من “علم الفلك، علم الأحياء، الرياضيات، الفلسفة والسياسة”، على يد فلاسفة اليونان القديمة وهم “أرسطو، سقراط وأفلاطون”.

ويجب أن ننوه أنه تم تلخيص المعرفة الأساسية للبصريات والتي تتمثل في كلاً من الآتي ” الانتشار، الانعكاس، الرؤية”، وقد تم هذا في كتابه الذي يحمل عنوان البصريات، وتم وضع العديد من المفاهيم التي تتعلق بالضوء في عصر اليونان القديمة، حيث كان لها الدور الأكبر إلى أن ظهر نيوتن في الفترة الأخيرة من القرن السابع عشر.

خصائص الضوء

ذكرنا في الفقرة السابقة أن الضوء يكون بمثابة إشعاع كهرومغناطيسي يملك العديد من خصائص الموجات، ومن الممكن أن يتم تقسيم الطيف الكهرومغناطيسي إلى مجموعة من النطاقات ويتم ذلك وفقاً للطول الموجي، ومن خلال النقاط التالية نذكر أهم خصائص الضوء:

  • انعكاس وانكسار الضوء: يسقط الضوء على واجهة بين مادتين تمتلكان مؤشرات انكسار متنوعة، ومن ثم يكون الشعاع الساقط للضوء الذي يقوم بإصابة الواجهة بزاوية، يتم قياسه بين خط عمودي عليها واتجاه انتشار الشعاع الذي يسقط، ومن ثم ينعكس عن الواجهة بذات الزاوية، ومن الجدير بالذكر أنه يمكن إنكسار جزء آخر من خلال المرور عبر غيره في الوسط الشفاف، وذلك مع تغيير الاتجاه.
  • تشتت الضوء: يتم تشتت الضوء بسبب أن مؤشرات الانكسار تكون مختلفة وفقاً للطول الموجي الخاص بالضوء، ومن الجدير بالذكر أنه يتم ملاحظة هذا الأمر عن طريق تسليط شعاع من الضوء الأبيض على منشور مثلث الشكل من مادة الزجاج، وبالتالي سوف ينكسر الضوء الأبيض الذي سقط على المنشور عن طريقه بزوايا مختلفة، والتي يتوقف وضعها على الطول الموجي للضوء.
  • امتصاص الضوء: في حالة مرور الضوء من خلال مادة شفافة يتم تبديد جزء من طاقته ما يحدث في الطاقة الحرارية ومن ثم يفقد جزءاً من شدته، وفي هذه الحالة يتم انتقال الضوء عبر هذه المادة الشفافة وذلك عند حدوث امتصاص الطاقة الضوئية لمجموعة من الأطوال الموجية للضوء بطريقة انتقائية، ويتم التشكيل من الأطوال الموجية للضوء، والتي لا يمكن امتصاصها، ومن الجدير بالذكر أن الأطوال الموجية المنقولة يُطلق عليها مسمى لون الامتصاص؛ ويرجع السبب في هذه التسمية إلى أنها تشبه الألوان.
  • استقطاب الضوء: يتم اهتزاز الضوء الطبيعي بطريقة متساوية في كافة الاتجاهات العمودية على المسار الخاص بانتشار والذي يُطلق عليه مسمى ” الضوء مستقطب المستوى”، ويتم ذلك في حالة السماح للضوء بالاهتزاز عن طريق مستوى واحد فقط، وذلك في حالة أن يكون اتجاه الاهتزاز هو الاتجاه الذي يهتز فيه الضوء.

أهمية الضوء

يكون للضوء أهمية كبيرة للغاية، حيث يعد المصدر الأساسي لجميع أشكال الحياة على سطح الأرض، حيث يتم عملية البناء الضوئي للنباتات من خلاله، حيث تستمد النباتات منه مادة الكلوروفيل، كما يتم تصفية الهواء الذي يتنفسه البشر، تتجلى أهمية الضوء في اعتماد الحيوانات، وأيضاً الإنسان على النباتات للبقاء على قيد الحياة، ومن ثم فهذه الأمور كافة توضح مدى أهمية الضوء في الحياة، ومن الجدير بالذكر أن الإنسان يتعرض للضوء الطبيعي الصادر عن الشمس في حالة المشاكل الصحية التي يعاني منها بسبب نقص فيتامين “د”، ومن ثم ينصح الأطباء بتعرضه لضوء الشمس الذي يعد المصدر الرئيسي لفيتامين د.

انحراف الضوء عن مساره يسمى

يقصد بانحراف الضوء عن مساره هو انكسار الضوء، وهو ما يحدث للضوء عند عبوره من وسط لآخر ويعرف باسم الانكسار، ويعد كلاً من الزاوية والطول الموجي عاملين اللذين يدخل فيهما الضوء تجاه مادة محددة، ومن ثم فأن كثافة هذه المادة تكون بمثابة مقدار الانكسار الحادث في الضوء، ومن الجدير بالذكر أن هذا الانحراف يتم نتيجة انتقال الضوء بطريقة أبطأ عند المرور من خلال وسط له كثافة كبيرة.

مصادر الضوء

يكون للضوء العديد من المصادر التي تمثل أهمية كبيرة لكافة الكائنات الحية على سطح الأرض، ومن خلال النقاط التالية نذكر تلك المصادر:

مصادر طبيعية

  • تتمثل في ضوء الشمس: وهي المصدر الرئيسي للضوء، وينبعث منها نتيجة للانفجارات العديد التي تحدث في مركزها، ومن ثم تمد الشمس بالضوء والطاقة.
  • ضوء القمر والنجوم: يكونان من أهم المصادر الطبيعية للضوء على سطح الأرض، ولكن يكون اشعاها ضعيف للغاية بسبب بعدها عن سطح الأرض.
  • ضوء البرق: ينبعث نتيجة للتصادم الذي يحدث بين يسحابة محملة بشحنات موجبة، وأخرى محملة بشحنات سالبة.
  • النار: يكون الشعاع والتوهج والانبعاث الضوئي الصادر من النار يحدث بفعل التفاعلات الكيميائية الحادثة.
  • ضوء الكائنات الحية: يوجد عدد من الكائنات الحية التي تصدر ضوءاً نتيجة للتفاعلات الكيميائية التي تتم بداخلها، ويكون من أشهر هذه الكائنات الفراشات المتوهجة وعدد من الديدان.

مصادر الضوء الصناعية

تتمثل في عدد من المصادر التي تكون كالتالي:

  • المصابيح الكهربية: تعمل المصابيح على مبدأ تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ضوئية، ويكون أول من اخترع فكرة المصباح الكهربي هو العالم الأمريكي توماس أديسون.
  • الشمعة: وتعد من أقدم الوسائل التي تستخدم بهدف توليد الضوء.
  • الفانوس: يتم استخدامه بمثابة بديلا للشمعة.
  • مصباح فلورسنت: وهي المصابيح التي تستخدم في الوقت الحالي وتصدر ضوء لا يتشابه مع ضوء مصباح النيون المعروف.
  • مصباح هالوجيني: وهو من المصابيح التي تعمل على قدر كبير من الطاقة، حيث يحتوي على كبسولة تتضمن عاز الهالوجين حول الفتيلة، والذي يعمل على عكس الحرارة بطريقة مستمرة حتى يبقى مشتعلاً.
ما المسار الذي يسلكه الضوء خلال انتقاله في الهواء

جديد المواضيع