للضوء خصائص ” فما هي ؟ “

خصائص الضوء

التشتت

يظهر التشتت للضوء نتيجة اختلاف مؤشرات الانكسار للطول الموجي للضوء، ويتم ملاحظة هذا الأمور، عندما نقوم بتسليط شعاع من الضوء الأبيض على منشور زجاجي ثلاثي الأبعاد،ونلاحظ ظهور انكسار للضوء من كافة الزوايا ويعتمد ذلك على الطول الموجي للضوء،وذلك لأن حدوث الانكسار يكون للطول الموجي الأطول ومنها على سبيل المثال اللون الأحمر،أما اللون الأقصر في الطول الموجي مثل اللون البنفسجي حيث يحدث ذلك ظهور موجه زاوية أكبر للأطوال الموجية الأطول من الأطوال الموجة الأقصر، وعندما يظهر الضوء من الزوايا الأخري للمنشور تخرج ألوان مختلفة في الطول تسمي ألوان الطيف المختلفة.

الانعكاس والانكسار

يؤثر على  تغير اتجاه الضوء كل من السطح أو عندما يتم انتقال الضوء في وسط شفاف لأخر، وكذلك عندما ينتقل الضوء عبر وسيط يحدث تغير في تكوينه، حيث ينص قانون انعكاس الضوء على، فإن زاوية الشعاع المنعكس تتساوي مع زاوية الشعاع عند يسقط  الضوء على سطح ناعم، حيث تكون الشعاع المنعكس في مستوى زاوية الشعاع الساقط على السطح بشكل طبيعي، أما في حالة انتقل الضوء من وسط شفاف إلي أخر مثل الزجاج أو الهواء، يحدث في هذه الحالة انعكاس جزء من الضوء، بينما ينتقل جزء إلي الوسط الثاني مع حدوث تغير في الاتجاه خلال الانتقال، يعرف ذلك بالانكسار.

الاستقطاب

تعني تناظرية الضوء تحديد اتجاه اهتزاز واحد لموجات الضوء في مستو واحد، حيث تعد هذه الظاهرة فريدة من نوعها حيث يتم انعكاس الموجات الضوئية التي تهتز في اتجاه عمودي على اتجاه انتشارها بناء على خصائص الضوء الجسيمية، ويتألف الضوء من موجة كهرومغناطيسية واسعة، حيث يمكن للضوء المستقطب أن يتحرك في مستوى عمودي. يتكون شعاع الضوء من موجة تتذبذب في جميع الاتجاهات من الأمام إلى الخلف ومن الأعلى إلى الأسفل، ويمكن أيضا أن يتحرك في المستوى الأفقي أو أي اتجاه وسطي. وفي حالة بقائه في اتجاه واحد ثابت، يطلق على الضوء في هذه الحالة اسم الضوء المستقطب.

الامتصاص

عند إدخال الضوء في المادة الشفافة، يحدث تحويل جزء من طاقته إلى طاقة حرارية، مما يؤدي إلى تبديد الطاقة داخل المادة الشفافة وفقد جزء من شدتها. فمن خصائص الضوء أن الضوء الذي يمر عبر المادة هو فقط الضوء الذي يولد الأطوال الموجية التي تعرف باسم لون الامتصاص للمادة.

مميزات وخصائص الضوء المرئي

• تشتيت الضوء.
• انعكاس وانكسار الضوء.
• امتصاص وقطبية الضوء.

تترواح أطوال الضوء المرئي ما بين 380 نانومتر إلي 780 نانومتر، أما قوة الأشعة الكونية (cosmic rays) تكون ما بين 10 مرفوعة للقوة سالب 8 إلي ما بين 10 مرفوعة للقوة 4 سالب، أما أشعة غاما نتراوح  مدي قوتها ما بين 10 مرفوعة للقوة 2 سالب، أما مدي قوة موجات الأشعة السينية فيتروح ما بين 10 مرفوعة للقوة صفر.

بالنسبة لقوة الأشعة فوق البنفسجية، فإنها تتراوح بين 10 مرفوعة للقوة 2 بشكل موجب. أما قوة الأشعة تحت الحمراء، فتصل إلى 10 مرفوعة للقوة 4 بشكل موجب و 6 بشكل سالب. أما فيما يتعلق بموجات الراديو وفقا للفيزياء، فإن قوتها تتراوح بين 10 مرفوعة للقوة 10 بشكل موجب وبين 12 و 10 مرفوعة للقوة 14 بشكل موجب. أما مقياس قوة الموجات الراديوية الطويلة، فتصل إلى 10 مرفوعة للقوة 16 و 18 بشكل موجب.

حقائق ومسلمات عن الضوء

من أهم الحقائق العلمية عن الضوء ما يلي:

• سرعة الضوء في الفضاء أكثر بكثير من سرعة الصوت، حيث تصل سرعة الضوء إلى 300,000 كيلومتر في الثانية، بينما تبلغ سرعة الصوت 531 كيلومتر في الثانية.
• يتميز الضوء بقدرته على الانتقال في الفضاء، في حين يحتاج الصوت إلى وسيط مادي لنقله في الفضاء.
• يتخذ الضوء أشكالًا مختلفة وتموجات مثل الأمواج.
• يسير الضوء كذلك في خطوط مستقيمة.

أهمية الضوء في حياة البشرية

لضوء الشمس أهمية كبيرة في حياتنا بل يعد الأهم للحياة فبدون الضوء لا تكتمل الحياة على الأرض، حيث لا توجد طاقة وله ضوء بدون الشمس، حيث تعد الشمس هى مصدر الحياة للكائنات الحية فهي مصدر لنمو النباتات التي تعد المصدر الرئيسي لحياة باقي الكائنات الحية على سطح الأرض التى تمدنا  بالأكسجين والغذاء وهما أهم المصادر لبقاء الحياة على الأرض، يحث يتضح ما دي تأثير وقوة أشعة الشمس على المخلوقات جميعها الموجودة على سطح كوكب الأرض.

مصادر الضوء

تنقسم مصادر الضوء إلى قسمين وهي مصادر الضوء الطبيعية ومصادر الضوء الصناعية وهي على النحو التالي:

مصادر الضوء الطبيعية

هي المصادر التي خلقها الله عز وجل دون تدخل من الإنسان، وجعلها متاحة لحياة جميع الكائنات الحية على سطح الأرض، وتشمل:

• الشمس: وهي أكبر مصدر طبيعي للضوء على سطح الأرض الذي يعتمد عليها جميع مصادر الحياة للطاقة الضوئية المنبعثة من أشعة الشمس، ويتكون الضوء الناتج من أشعة الشمس من مجموعة موجات كهرومغناطيسية يستطيع الإنسان رؤية جزء منها على شكل ألوان قوس قزح، حيث لا يمكن للعين البشرية رؤية الجزء الباقي من الضوء الناتج عن الشمس بالعين المجردة.
• النجوم: على الرغم من حجمها الكبير، إلا أن النجوم تظهر لنا في السماء على شكل أجسام مضيئة. وتتكون النجوم من مجموعة من الكرات الحرارية التي تحتوي على الغازات اللاهبة التي تصدر منها الضوء.
• القمر: القمر هو جسم معتم يعكس أشعة الشمس التي يمتصها من الشمس خلال الليل ليظهرها في الليل، حيث يظهر لنا مضيئا.
• البرق: يظهر البرق كظاهرة طبيعية من ظواهر تقلب المناخ في السماء خلال فصل الشتاء، حيث يظهر ضوء البرق نتيجة تصادم سحابتين، إحداهما تحمل شحنة سالبة والأخرى تحمل شحنة كهربائية موجبة، مما ينتج عن هذا التصادم ظهور الضوء لفترة قصيرة.
• البراكين: تظهر من باطن الأرض حمم بركانية متصاعدة بحرارة شديدة وتحمل غازات وبخارات.
• النار: يحدث الضوء والحرارة عند حدوث أكسدة من التفاعل الكيميائي للنار.

مصادر الضوء الاصطناعية

تعتبر هذه المصادر من صنع الإنسان والتي قام بابتكارها واختراعها لتسهيل الحياة وتقديم الخدمات اللازمة للبقاء على الأرض، ومن هذه المصادر ما يلي:

• الفتيلة: الفتيلة واللهب الناتج عنها هما أول الأشياء التي تنبت الضوء والتي ابتكرت على يدي الإنسان.
• الشمعة: تعتبر من أقدم مصادر الضوء التي اكتشفها الإنسان، وتعد من بين أقدم مصادر الإنارة.
• المصابيح الكهربائية: تم اختراع المصباح الكهربائي لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ضوئية، وقام المخترع والعالم (توماس أديسون) بابتكار المصباح الكهربائي في عام 1879 ميلادي، وتم تحديثه وتطويره بشكل كبير مع مرور الوقت والتقدم التكنولوجي.

فوائد مصادر الضوء الطبيعية للإنسان

• تساعد الإضاءة على تحسين المزاج والحالة النفسية للإنسان، وتبعده عن التعرض للاكتئاب والقلق والتوتر.
• تساعد الفيتامينات في تنشيط وتحفيز وظيفة الجهاز المناعي للإنسان، وتجعل الجسم قادرًا على مقاومة العديد من الفيروسات التي تسبب الأمراض.
• يساعد تنظيم ساعات النوم البيولوجي للإنسان على تقليل إنتاج الغدة الصنوبرية لهرمون النوم (الميلاتونين) خلال الليل، حيث يتم تحفيز الإنتاج بواسطة الضوء.
• تحسين وظائف الجهاز العصبي والإدراكي للإنسان.