هل يمكنك رؤية الشعاع الضوئي في الهواء ولماذا

كتابة: الرميصاء رضا آخر تحديث: 17 نوفمبر 2022 , 03:13

هل يمكنك رؤية الشعاع الضوئي في الهواء ولماذا

نعم يمكن رؤية الشعاع الضوئي في الهواء، بسبب الغبار الموجود في الهواء .

الشعاع الضوئي هو عبارة عن إشعاعات كهرومغناطيسية له خصائص الأمواج ويمكننا تقسم الطيف الكهرومغناطيسي إلى مجموعة من النطاقات المختلفة بناءًا على الطول الموجي، فالضوء المرئي يوجد في نطاق ضيق جدًّا من الأطوال الموجية ما بين 730-380 نانومتر، أي أننا لا يمكن أن نرى الضوء إلا في هذا النطاق فقط، وهذا النطاق يحتوي على أطوال موجية مختلفة كل طول موجي يمكننا من رؤية لون ما فكل طول موجي فردي هو عبارة عن ضوء أحادي اللون.

للرد على سؤال: هل يمكنك رؤية الشعاع الضوئي في الهواء ولماذا، يمكننا أن نجيب بنعم، فنحن يمكننا أن نرى الضوء ولكن في نطاقات معينة من الأطوال الموجية، فبعض الأطوال الموجية تمكننا من رؤية الضوء والبعض الآخر لا، كما أن السبب الرئيسي أن الهواء الذي يسير فيه الضوء يحتوي على العديد من جزيئات الغبار داخله فعند مرور الضوء في هذا الهواء فإن بعض جزيئات الضوء ترتد عن تلك الجسيمات الموجودة في الهواء والمتجهة في اتجاهات مختلفة بما في ذلك اتجاه سير الضوء، كما أن الفوتونات المكونة للضوء يمكن أن ترتد بعضها عن بعض إلا أن هذه العملية تعتبر عملية نادرة للغاية وخاصة بالنسبة للفوتونات المرئية. [1][2][3]

ما هو الضوء

هو موجات كهرومغناطيسية .

لا توجد إجابة واضحة لتعريف الضوء بشكل شامل، فالضوء يوجد في عدة سياقات فيزيائية منها وطبيعية واستكشافية، فللضوء أهمية كبرى في كثير من النطاقات الحياتية، فكما يهتم الفنان بتقدير الجمال للعالم المرئي يهتم الفيزيائي بالتعريف الكامل للضوء، فالضوء هو الأداة الأساسية لإدراك العالم والتواصل بداخله بدونه لا نستطيع رؤية بعضنا، كما أن ضوء الشمس تحديدًا يعمل على تدفئة الأرض كما أنه يؤدي إلى أنماط الطقس العالمية، بجانب الكثير من تفاعلات الضوء مع الأشياء وتكوين بنية الكون، كما أنه مؤثر في علم الفلك بشكل فعال فهو يساعد العلماء أن يعرفوا بشكل دقيق الحقبة الأولى للكون، وأيضًا ينقل الضوء المعلومات المكانية والزمانية.

هناك عدة نظريات تم تعريف الضوء على أساسها، من أشهرها نظرية الموجة والتي تعرف الضوء على أنه نطاق كهرو مغناطيسي، يتكون من مجالين كهربائي ومغناطيسي يتزاوجان وينتشران عبر الفضاء ويعامل الضوء على أنه موجة متنقلة، ولكن وجد العلماء بعد ذلك أن نظرية الموجة هذه غير كافية لشرح الضوء وخصائصه الكثيرة وبالأخص عند الشدة المنخفضة، لذلك وجد العلماء أنه لا توجد نظرية تقوم بشرح مفهوم الضوء وكيفية تفاعل الضوء مع الذرات في الشدات المختلفة وفي أبسط الأشكال إلا نظرية الكم والتي تصف الضوء على أنه يتكون من حزم منفصلة من الطاقة والتي تسمى الفوتونات.[2]

ما هي خصائص الضوء

  • انعكاس الضوء.
  • انكسار الضوء.
  • تشتت الضوء.
  • حيود الضوء.
  • تداخل الضوء.

الضوء هو عبارة عن موجات كهرومغناطيسية، ولأنه عبارة عن هذه الموجات الكهرومغناطيسية فإن هذه الموجات لها خصائص مميزة تجعلها مميزة عن غيرها من الموجات، مثل أنها تجعل الضوء يسير في خط مستقيم وينتقل دون وسيلة انتقال حيث أن سرعة الضوء في الفراغ هي 300000000 م/ث، ولأن سرعة الضوء غير ثابتة بل تتأثر عند مرورها من وسط إلى آخر، فإن الضوء عندما يمر من وسط إلى آخر فإنه يعاني بعض التغيرات مثل:

انعكاس الضوء: عندما يصطدم الضوء بسطح ما أيًّا كان نوعه، فإنه يؤدي إلى انعكاس هذا الضوء وارتداده، فإذا كان السطح أملسًا مثل الزجاج أو الماء أو المعدن المصقول، وينعكس الضوء بنفس زاوية اصطدامه بالسطح فيسمى بالانعكاس المرآوي، أما عندما ينعكس الضوء عندما يصطدم بسطح خشن بإنه يسمى انعكاس منتشر، لذلك نرى الأشياء فمعظم الأشياء التي نراها ما هي إلا انعكاس الضوء من مصدر ما.

مثال: إذا نظرت إلى طائر أو أي شيء آخر، فإن هذا يعني أن الضوء سقط على الطائر ثم حدث له انعكس وانتشر في اتجاهات كثيرة، ثم إن بعض هذا الضوء قد وصل إلى مؤخرة عينيك ثم وصل إلى عقلك عن طريق بعض الإشارات العصبية ومن ثم تكونت الصورة ورأيتها.

انكسار الضوء: من الخصائص المهمة التي تميز أشعة الضوء، فالانكسار هو الانحناء ولا يحدث مع الضوء فقط ولكنه يظهر بوضوح فيه وذلك أثناء مروره من مادة شفافة إلى مادة شفافة أخرى، وهذا الانحناء ساعد على إنشاء الكثير من التطبيقات في حياتنا العملية مثل العدسات و النظارات المكبرة والمنشورات، فدون الانكسار لم يحدث تركيز الضوء في العين ولن نرى بوضوح، وينكسر الضوء عندما يمر من مادة إلى مادة ذات معامل انكسار مختلف، كما أن هذا الانكسار أو تغيير الاتجاه ناتجًا عن تغيير السرعة فمثلًا عندما ينتقل الضوء من الهواء إلى الماء فإن سرعته تقل فيتغير اتجاهه.

يعتمد مقدار انكسار الضوء عندما يمر بين مادتين على نقطتين أساسيتين وهما:

  • التغيير في السرعة، فإذا تسببت مادة فا في تسريع الضوء أو إبطائه أكثر فسوف ينكسر الضوء أكثر.
  • الزاوية التي سقط بها الشعاع، فمثلًا إذا مر الضوء داخل مادة ما بزاوية كبيرة فإنه ينحني بزاوية كبيرة ولكن من ناحية أخرى إذا مر الضوء بزاوية 90 فإن سرعة الضوء ستقل ولكنه لن يغير اتجاهه أبدًا.

تشتت الضوء: يعتبر التشتت بصورة واضحة نوع من أنواع الانكسار ولكنه يختلف في بعض الأشياء، فعندما يمر الضوء الأبيض عبر منشور زجاجي، فإن المنشور يعمل على تشتيت الضوء وقسمه إلى طيف ألوانه “البنفسجي والنيلي والأزرق والأخضر والأصفر والبرتقالي والأحمر” وهذه هي باختصار عملية التشتت، ولكن يمكننا توضيحها أكثر فعندما ينتقل الضوء من وسيط إلى وسيط آخر لأن سرعة انتشاره تتغير وينكسر الضوء، ولكن عندما يمر في منشور فإنه ينكسر باتجاه قاعدة المثلث ولكن لكل لون زاوية انكسار مختلفة فمثلًا:

  • الألوان المختلفة في تكوين الضوء لها أطوال مختلفة، لذلك تنحني بزوايا مختلفة، حيث ينحني اللون البنفسجي بزاوية أكبر لأنه صاحب أقصر طول موجي، وانحناء اللون الأحمر يكون أقل لأنه صاحب أطول طول موجي.
  • لذلك يحدث تشتت الضوء الأبيض عندما يمر في منشور، بسبب اختلاف الأطوال الموجية لمكونات الضوء الأبيض.

حيود الضوء: عندما يسير الضوء في الهواء ويمنعه عائق فإننا نقول أن الضوء قد حاد، فالحيود هو من الخصائص المميزة للضوء وهو انعراج الضوء أو انحنائه حول الزوايا حتى ينتشر ويضيء المناطق التي يتوقع أن يكون فيها ظل، والغريب أنه لا يمكن فصل الانعراج عن التداخل لأن كلاهما يحدث في نفس الوقت، مثل اللون الفضي الذي يظهر في السماء أحيانًا فإنه يكون ناتجًا عن حيود الضوء وذلك عندما يمر ضوء الشمس على السحاب، ولكن قد يحدث تداخل أيضًا بين الأضواء في السماء لذلك من الصعب التمييز بين الحيود والتداخل.

تداخل الضوء: من الخصائص المهمة والمميزة لموجات الضوء قدرتها في ظروف معينة على التداخل مع بعضها البعض، فالتداخل في الفيزياء هو تراكب الموجات مما يؤدي إلى زيادة أو نقص سعة الموجة الناتجة من هذا التداخل، ويحدث التداخل بصورة مستمرة ومتكررة كل يوم في حياتنا اليومية ولكن لا يدرك معظم الناس هذه الظاهرة، ولكنها تتجلى بوضوح في الزيت والماء فعندما يطفو بعض الزيت على الماء فإن الضوء المنعكس هو موجة ضوئية متداخلة.[2][3]

إشترك
نبّهني عن
guest
0 تعليقات
رد خطي
الإطلاع على كل التعليقات
زر الذهاب إلى الأعلى