ما الذي يحدد شدة موجات الضوء

ما الذي يحدد شدة موجات الضوء ؟، حيث إن الضوء هو عبارة عن إشعاع كهرومغناطيسي مرئي، ويعتبر مرئي لأن هذا الطيف الكهرومغناطيسي يكون مرئي للعين البشرية وأغلب أعين الحيوانات والمخلوقات الحية، وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن الضوء، كما وسنوضح جميع العوامل التي تؤثر على شدة الموجات الضوئية.

ما هو الضوء في الفيزياء

الضوء (بالإنجليزية: Light)، هو عبارة عن موجة كهرومغناطيسية عرضية يمكن أن يراها الإنسان ومعظم الكائنات الحية، ولقد تم توضيح الطبيعة الموجية للضوء لأول مرة من خلال تجارب الحيود والتداخل على الضوء، كما وإن الضوء مثل كل الموجات الكهرومغناطيسية يمكنه أن ينتقل عبر الفراغ، ويعرف الضوء المرئي عادة بأنه له أطوال موجية في حدود 400 نانومتر إلى 700 نانومتر، حيث يقع هذا الطيف المرئي بين الأشعة تحت الحمراء ذات الأطوال الموجية الأطول من الضوء، وبين الأشعة فوق البنفسجية ذات الأطوال الموجية الأقصر من الضوء، وتبلغ سرعة الضوء حوالي 299792458 متر في ثانية.

تُعد سرعة الضوء هي الحد الأعلى للسرعة في الكون حسب النظرية النسبية لأينشتاين، ولكن هذه السرعة القصوى تكون في الفراغ فقط، وذلك لأن الضوء يتأثر بطبيعة المادة التي يسير من خلالها والتي تسمى بالوسيط المادي، بحيث تقل سرعته عندما يمر من بعض المواد مثل الماء أو الزجاج، كما ويتغير إتجاه الأشعة الضوئية عندما تصطدم بسطح ما مثل المعادن أو المرايا.[1]

شاهد ايضاً: يحلل المنشور الزجاجي الضوء الابيض الى

ما الذي يحدد شدة موجات الضوء

إن الذي يحدد شدة موجات الضوء هو كمية الطاقة التي تحملها الموجات والبعد عن مصدر الضوء، حيث إن شدة الإضاءة (بالإنجليزية: Luminous Intensity)، هي كمية الضوء المرئي المنبعث بوحدة زمنية لكل وحدة زاوية، وهي تعتبر نموذج معياري لحساسية العين البشرية، حيث أنه كلما زاد عدد الفوتونات المنبعثة من مصدر الضوء لكل وحدة زمنية زادت شدة الضوء، وتقاس شدة الضوء بوحدة اللومن، وهي وحدة أساسية في النظام الدولي للوحدات، وفي الواقع إن للضوء ثلاث خصائص، وهي الطول الموجي والسرعة والسعة، بحيث يحدد الطول الموجي نوع الضوء ولونه، بينما يتم تحديد السرعة من خلال ما إذا كان الضوء يمر عبر فراغ أو من خلال بعض المواد.[2]

شاهد ايضاً: بحث عن الضوء وطاقة الكم

ما هي خصائص الضوء

في ما يلي توضيح لجميع خصائص الضوء، وهي كالأتي:[3]

• إنعكاس الضوء (بالإنجليزية: Reflection of Light): هو التغيير في إتجاه واجهة الموجة في واجهة بين وسيطين مختلفين بحيث تعود واجهة الموجة إلى الوسط الذي نشأت منه، أي بمعنى أنه عندما يضرب الضوء واجهة بين مادتين بمؤشرات إنكسار مختلفة سوف ينعكس شعاع الضوء الساقط الذي يصطدم بالسطح.
• إنكسار الضوء (بالإنجليزية: Refraction of Light): هو التغير في إتجاه الموجة التي تمر من وسط إلى آخر أو من تغيير تدريجي في الوسط المادي أثناء إنتقال الضوء فيه، وبمعنى آخر إن شعاع الضوء سوف يدخل المادة بمعامل إنكسار مختلف، وسوف ينكسر أو ينحني بزاوية، وتعتمد زاوية الإنكسار على زاوية السقوط ومعامل الإنكسار للمواد.
• تشتت الضوء (بالإنجليزية: Dispersion of Light): هي التغيير في زاوية إنكسار ألوان الضوء المختلفة، مثلما يظهر في الطيف الناتج عن المنشور المشتت والإنحراف اللوني للعدسات.
• إمتصاص الضوء (بالإنجليزية: Absorption of Light): حيث أنه عندما يدخل الضوء إلى مادة شفافة، ستتبدد بعض طاقته كطاقة حرارية، وبالتالي تفقد بعض شدتها، وعندما يحدث إمتصاص الطاقة هذا بشكل إنتقائي لأطوال موجية مختلفة من الضوء، فإن الضوء الذي ينتقل عبر المادة سيظهر فقط تلك الأطوال الموجية للضوء التي لم يتم إمتصاصها.
• إستقطاب الضوء (بالإنجليزية: Polarization of Light): حيث يهتز الضوء العادي بالتساوي في كل إتجاه عمودياً على مسار إنتشاره، وإذا كان الضوء مقيداً بالإهتزاز فقط على المستوى، فيسمى عندها ضوء مستقطب مستوي، بينما يسمى إتجاه إهتزاز الضوء إتجاه الإهتزاز.

شاهد ايضاً: المسافة التي يقطعها الضوء في السنة

ما هي طبيعة الضوء

أن الضوء له طبيعة مزدوجة كجسيم وموجة، حيث إن الضوء عبارة عن جسيم يسمى الفوتون، وإن وتدفق الفوتونات هي عبارة عن موجة، ولقد تم إثبات الطبيعة المزدوجة للضوء كجسيم وموجة في التجارب العلمية الحديثة، وقد جاءت هذه الفكرة لأينشتاين من خلال تجاربه عن الضوء، وتستخدم كلمة الطول الموجي للتعبير عن الخاصية الموجية أو المتموجة للضوء، وهي المسافة التي يقطعها الضوء في ذبذبة واحدة فقط، وغالباً ما يتم التعبير عنها بإستخدام وحدة النانومتر وذلك بسبب صغر طولها، ومن ناحية أخرى للضوء أيضاً خاصية الجسيم، حيث تختلف شدة الضوء حسب عدد الفوتونات، إذ يحتوي الضوء الساطع على العديد من الفوتونات بينما يحتوي الضوء الداكن على فوتونات أقل.

لقد تم إكتشاف الطبيعة المزدوجة للضوء عندما لاحظ أينشتاين أن طاقة الإلكترونات أو الإلكترونات الضوئية التي تخرج من المعدن لا تتغير سواء كان الضوء ضعيف أم قوي أي لا تتأثر بشدة الضوء، وهذا يعارض فكرة أن الضوء هو موجة، حيث أنه إذا كان الضوء عبارة عن موجة، فيجب أن يتسبب الضوء القوي في خروج الإلكترونات الضوئية بقوة كبيرة.[4]

شاهد ايضاً: اول من اكد ان الضوء ينتقل بسرعه يمكن قياسها

وفي ختام هذا المقال نكون قد عرفنا ما الذي يحدد شدة موجات الضوء، كما ووضحنا نبذة تفصيلية عن الضوء، وذكرنا جميع خصائص هذا الطيف الكهرومغناطيسي، بالإضافة إلى ذكر نبذة عن طبيعة الضوء المزدوجة كجسيم وموجة.