بحث عن الطبيعة الموجية للضوء

حدثت مرحلة مهمة من تطور الكون بعد حوالي 300000 عام من الانفجار العظيم، عندما كانت درجة الحرارة باردة بدرجة كافية (حوالي 4000 درجة) لتكوين ذرات محايدة. قبل ذلك الوقت ، كان هناك الكثير من الجزيئات المشحونة للسماح للضوء بالسفر أكثر من مسافة قصيرة جدًا. بعد تشكل الذرات ، يمكن للضوء أن يسافر مسافات هائلة. في الواقع، يمكننا أن نتلقى اليوم “ضوء” على شكل موجات صغيرة، والتي كانت تسافر لأكثر من 13 مليار سنة ، ولفهم الطبيعة الموجية للضوء ، يجب التعرف على ماهيته وخصائصه أولا.

تعريف الضوء

الضوء هو جزء من الطيف الكهرومغناطيسي، والذي يتراوح من الموجات الراديوية إلى أشعة جاما. موجات الإشعاع الكهرومغناطيسي، كما يوحي اسمها، هي تقلبات الحقول الكهربائية والمغناطيسية، والتي يمكن أن تنقل الطاقة من موقع إلى آخر. لا يختلف الضوء المرئي بطبيعته عن الأجزاء الأخرى من الطيف الكهرومغناطيسي باستثناء أن العين البشرية يمكنها رؤية الموجات المرئية.

يمكن أيضًا وصف الإشعاع الكهرومغناطيسي على أنه دفق من الفوتونات التي هي جسيمات عديمة الكتلة يسافر كل منها بخصائص تشبه الموجات بسرعة الضوء. الفوتون هو أصغر كمية من الطاقة التي يمكن نقلها.

ليس من قبيل المصادفة رؤية البشر للضوء. اكتشاف الضوء هو أداة قوية للغاية لاستكشاف الكون من حولنا. نظرًا لتفاعل الضوء مع المادة.

من خلال دراسة الضوء ، على سبيل المثال يمكننا أن نفهم تركيبة النجوم على بعد سنوات ضوئية أو مشاهدة العمليات التي تحدث في الخلية الحية عند حدوثها.

خصائص الضوء

للضوء عدة خصائص ويمكن تلخيصها فيما يلي:

الخاصية الأولى : وهي خاصية الانكسار. تعتبر خاصية انكسار الضوء عن انحراف الموجات الضوئية عن مسارها عند عبوها الفضاء الفاصل بين مادتين شفافتين مختلفتين. ويشكل هذا الانكسار ظاهرة فيزيائية تفسر بتغير نظام الحركة التي يحدث عبر انتقال الموجات من وسط لوسط أخر يختلف عنه في الكثافة وينتج عن هذا تغير في الطول الموجي مع الحفاظ على نفس التردد.

الخاصية الثانية: وهي خاصية إستقلاب الضوء. تتكون حزمة الضوء غير المستقطب من موجات تتحرك في نفس الاتجاه مع موجهاتها الكهربائية المدببة في اتجاهات عشوائية حول محور الانتشار. يتكون الضوء المستقطب المستوى من موجات يكون فيها اتجاه الاهتزاز هو نفسه بالنسبة لجميع الموجات. يمكن استقطاب الضوء عن طريق الانعكاس أو عن طريق تمريره عبر مرشحات، مثل بلورات معينة، تنقل الاهتزاز في مستوى واحد ولكن ليس في مستويات أخرى.

الخاصية الثالثة: وهي خاصية انعكاس الضوء.الانعكاس هو عندما يرتد الضوء عن جسم ما. إذا كان السطح أملسًا ولامعًا ، مثل الزجاج أو الماء أو المعدن المصقول ، فإن أيًا من فئة العناصر التي عادةً ما يكون لها سطح لامع ، تكون بشكل عام موصلات جيدة للحرارة والكهرباء ويمكن صهرها، أو صولها إلى صفائح رقيقة أو سحبها إلى الأسلاك (على سبيل المثال ، النحاس).

الخاصية الرابعة: وهي خاصية تداخل الضوء.من الخصائص المهمة للموجات الضوئية قدرتها، في ظل ظروف معينة، على التدخل فيما بينها. يلاحظ معظم الناس نوعًا من التداخل البصري يوميًا، لكنهم لا يدركون ما يحدث لإنتاج هذه الظاهرة. إن أحد أفضل الأمثلة على التداخل يتضح من الضوء المنعكس من الزيت العائم على الماء. مثال آخر هو فقاعة الصابون، والتي تعكس مجموعة متنوعة من الألوان الجميلة عندما تضيء من مصادر الضوء الطبيعية أو الاصطناعية.

الخاصية الخامسة : وهي خاصية انتشار الضوء. عندما يضرب شعاع الضوء سطحًا أملسًا، فإن معظمه ينعكس مرة أخرى بنفس التركيز. هذا الانعكاس البراق، يعطينا ضوءًا ساطعًا مباشرًا.عند انعكاس الضوء من المرآة، فإن زاوية انعكاس كل شعاع تساوي زاوية السقوط. عندما ينعكس الضوء من قطعة من الورق الأبيض العادي ، فإن الشعاع المنعكس مبعثر، أو منتشر. نظرًا لأن سطح الورقة ليس سلسًا ، يتم تقسيم الضوء المنعكس إلى العديد من أشعة الضوء المنعكسة في جميع الاتجاهات.

الطبيعة الموجية للضوء

الإشعاع الكهرومغناطيسي هو أحد الطرق الكثيرة التي تنتقل بها الطاقة عبر الفضاء. إن الحرارة الناتجة عن الحريق المشتعل، وضوء الشمس، والأشعة السينية التي يستخدمها الطبيب، وكذلك الطاقة المستخدمة لطهي الطعام في الميكروويف كلها أشكال من الإشعاع الكهرومغناطيسي. في حين أن هذه الأشكال من الطاقة قد تبدو مختلفة تمامًا عن بعضها البعض، إلا أنها مرتبطة من حيث أنها جميعًا تظهر الطبيعة الموجية للضوء.

ولقد إختلفت نظريات علماء الضوء والفيزياء، حول طبيعة الضوء، هل الضوء عبارة عن مجموعة موجات أم أنه يعبر عن تدفق لمجموعة من الجسيمات الضئيلة.

ولقد أثبت ظواهر عديدة الطبيعة الموجية للضوء، دون أن يتم نفي طبيعة أنه نتاج تدفق مجموعة من الجسيمات.

وقد ثم الاتفاق في علم الفيزياء على إمكانية الضوء للتبني السلوكين الموجي والجسيمي.

وأين كانت طبيعة الضوء، فهو قادر على الانتقال في الفراغ ولا يحتاج لأي عامل ناقل. وإلى الآن سرعة الضوء هي أكبر قوة كونية وتقدر بحوالي 300000000 متر لكل ثانية.

الوسوم :
الوسوم المشابهة : , ,

شارك المقال في صفحاتك

معلومات الكاتب

أكتب تعليق

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *