بحث عن الضوء
الضوء هو نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي، يتواجد في جزء معين من الطيف الكهرومغناطيسي، كما تتواجد موجات الضوء بين 380 إلى 170 نانو متر، وهو يوجد بين الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء، كما أن الضوء طاقة مرئية بالعين البشرية، والمصدر الرئيسي للضوء على سطح الأرض هي الشمس، كما إنها مصدر للحياة، فضوء الشمس ليس مصدر فقط للإضاءة بينما مصدر للنباتات لإتمام عملية التمثيل الضوئي.
مقدمة بحث عن الضوء
هناك العديد من العلماء الذين درسوا الضوء وطاقة الكم، ووصلوا إلى أن الضوء يعتبر واحدا من أهم أشكال الطاقة الموجودة في الحياة، حيث يعتبر مصدرا للعديد من العمليات الحيوية، والشمس هي المصدر الرئيسي للضوء، ويعرف الضوء علميا بأنه شعاع كهرومغناطيسي يمكن رؤيته بالعين البشرية، ويمتد عبر مجموعة متنوعة من الموجات ذات أطوال مختلفة، من القصيرة جدا إلى الطويلة جدا، وتعود أهمية الضوء إلى عدة ميزات، وتتمثل في
أهمية الضوء
ترجع أهمية الضوء إلى العديد من الأمور والتي تتمثل في:
- يعد ضوء الشمس الذي يتم إشعاعها ضروريًا للغاية، حيث يساعد على تدفئة الأرض وشعور الكائنات بالدفء، وبتواجد الشمس طوال النهار يتم جعل الأرض مكانًا آمنًا ومناسبًا للعيش عليها، بينما تعتبر البلدان التي يوجد فيها قليل من الشمس غير مناسبة للعيش البشري.
- الضوء ضروري للإنسان ليرى ما حوله، ودونه لا يمكن للإنسان رؤية أي شيء، وهذا يثبت أن العين ليست مصدر الضوء كما كان يعتقد العلماء في الماضي، بل الضوء له مصادر خارجية، وهذا ما يجعل الإنسان غير قادر على الرؤية في الظلام.
- يستخدم الإضاءة كوسيلة لتوجيه السفن وتحديد وجهتها، حيث تبقى السفن في البحر لعدة أيام وليالٍ، ولذلك يجب توفير الإضاءة كوسيلة لتوجيه المسافرين.
- تنظم الإضاءة حركة المرور وتحدد ألوان الإشارات، حيث يمكن استخدامها في تسهيل الحياة العامة.
- يستخدم الضوء كمصدر أول وأخير للإنارة في المنازل ليلاً، وفي البيوت المظلمة نهارًا.
- كانت النار في الماضي تستخدم للإضاءة، وكان الأمر خطيرًا حيث يمكن للسهو أن يؤدي إلى حدوث كوارث، ولكن في الواقع، فإن الإضاءة تعد أمرًا جميلًا ونظيفًا للغاية.
- تستخدم الإضاءة في إنارة الشوارع ليلاً.
- يعد الضوء هو المصدر الرئيسي لعملية البناء الضوئي للنباتات، حيث يحتاج النبات إلى الضوء لإجراء العمليات الفيزيولوجية، وبالتالي يستطيع النبات أن ينمو ويزهر.
- يعتبر الضوء مصدرًا لانبعاث الأكسجين في النباتات، حيث يساعد على إخراج الأكسجين منها، وهو مصدر من مصادر الحياة، إذ تستنشق النباتات ثاني أكسيد الكربون وتخرج الأكسجين الذي يعتبر مفيدًا لثائر الكائنات الحية.
- يتم استخدام الضوء في نقل المعلومات المرتبطة بالزمان والمكان من خلال العديد من التقنيات الحديثة، والأكثر شهرة منها الاتصال عبر الألياف البصرية
- يحتاج الإضاءة إلى دور مهم في دورة حياة الحيوانات التناسلية، حيث تحتاج الحيوانات اللافقارية البحرية إلى الإضاءة خلال عملية التكاثر.
أنواع الضوء
قد لا يدرك الكثيرون أن هناك أنواع مختلفة من الضوء، ولكن في الواقع ينقسم الضوء إلى نوعين رئيسيين، وهما الضوء المرئي والضوء الغير مرئي
- الطيف المرئي: الضوء أو الطيف المحيط بنا هو الطيف الذي يقع بين الموجات 400 إلى 700، ويمكن للإنسان رؤيته.
- الطيف الغير مرئي: هناك نوعان من الأشعة الكهرومغناطيسية، الأشعة ذات الأمواج الطويلة مثل الأشعة تحت الحمراء وأمواج الراديو الضوئية، والأشعة ذات الأمواج القصيرة مثل الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وأشعة جاما، ويمكن للنحل رؤية هذا الطيف بسهولة.
خصائص الضوء
هناك مجموعة من الخصائص التي يختص بها الضوء، والتي تتمثل في:
- الامتصاص: تعني هذه المصطلحات أن الضوء يمكن أن يتمتص، حيث يدخل الضوء المادة الشفافة ويتبدد ويفقد طاقته ويفقد حرارته الخاصة، وخاصة عند تعرضه للمرور عبر جسم شفاف، ولكن يتم انعكاس جزء من الضوء ويسمى ذلك لون الامتصاص، وهو الموجات الضوئية المنعكسة أو المتبقية بعد انعكاس الضوء عن الجسم الشفاف.
- التشتت: يحدث تشتت الضوء نتيجة اختلاف مؤشرات الانكسار، ويمكن اختبار ذلك عن طريق توجيه شعاع من الضوء الأبيض إلى قضبان زجاجية ثلاثية، حيث ينكسر الضوء الداخل بزوايا مختلفة، وتعتمد تلك الزوايا على طول الموجة، وتزيد قوة الانكسار في الألوان ذات الموجات الطويلة مثل الأحمر وتقل في الألوان ذات الموجات القصيرة مثل البنفسجي، وتنتج هذه الظاهرة البصرية ما يعرف بألوان الطيف، وفقا لأطوال الموجات المنبعثة من الضوء.
- الاستقطاب: يقصد بالاستقطاب أسلوب اهتزاز موجات الضوء المتواجدة في مستوى واحد متساو، ولا سيما أن تلك الظاهرة غريبة نوع ما، حيث تعكس الموجات بشكل طولي، في حين أن الضوء موجات كهرومغناطيسية تنعكس بشكل عرضي، كما يمكن أن تتحرك تلك الموجات الخفيفة في مستوى عمودي، أي إلى الأسفل والأعلى، كما تهتز في مستوى أفقي، وفي اتجاه وسيط أيضاً، كما أن شعاع الضوء نفسه يتكون من خليط من الموجات التي تهتز في جميع الاتجاهات المتعامدة، وحين يستمر الاهتزاز ثابت في اتجاه معين وواحد، يسمى الضوء في هذه الحالة مستقطب، أي منجذب إلى جهة ما.
- الانعكاس والانكسار: عند وقوع الضوء فوق سطح ما، وكان هذا السطح أملس نوع ما، فإن الضوء في هذه الحالة ينعكس بزاوية مساوية إلى الزاوية التي سقط عليها تماماً، وفي حالة انتقال وسط شفاف إلى أخر شفاف، فإنه يغير من اتجاهه بزاوية الانكسار، تعتمد القيمة الخاصة بها على مؤشر الانكسار الخاص بالوسط الذي تم الانتقال من خلاله.
- عندما تم إجراء بحث حول سرعة الضوء، تم اكتشاف أنه يبلغ 300 ألف كيلومتر في الثانية، مما يعني أن الضوء قادر على الدوران حول الأرض سبع مرات في الثانية الواحدة، وهذا يجعله أسرع شيء في الكون.
كيف يرى الإنسان الضوء
عند سقوط الضوء على جسم، فإن هذا الجسم يمتص جزء من الضوء، ويعكس الجزء الباقي من الأشعة، حين أن الامتصاص جزء من خصائص الضوء، والانعكاس هو أيضاً أحد خصائص الضوء، ولا سيما أن عند سقوط الضوء المنعكس على الأجسام يمكن العين من الرؤية، من خلال انعكاس الضوء على شبكية العين التي تستشعر الضوء.