بحث عن درس الطبيعة الموجية للضوء

يلعب الضوء في حياتنا دورًأ هامًا بدونه لا تكتمل الحياة، حيث نستطيع أن نتدارك ما حولنا، ونعمل ونعيش حتى تستمر الحياة، لذا سنتعرف سويًا على درس الطبيعة الموجية للضوء، والتعريف الحرفي له وخصائصه ونوضح الطبيعة المزدوجة أو الثنائية للضوء وكذلك الطبيعة الجسيمية له، بالإضافة إلى معرفة ألوان الطيف وتردداتها وأطوالها الموجية و الطبيعة الموجية للألوان المختلفة، وأخيرًا نذكر نظرية العالم هيجنز.

درس الطبيعة الموجية للضوء

تُعد الطبيعة الموجية للضوء من أشكال الطاقة التي نعيش معها في الطبيعة، والتي نتعامل معها دومًا، تتميز بالقدرة على عمل الجذب، تُعتبر من الموجات الكهرومغناطيسية التى لها القدرة على الانتقال في الفراغ والفضاء، استُخدمت للتجارب الخاصة بـ الحيود والتداخل أو التراكب.

ما هو الضوء

إحدى أنواع الموجات الكهرومغناطيسية التي يُمكن للعين البشرية رؤيتها، له أطوال موجية عديدة كما ينتمى إلى نوع دراسة البصريات، تتراوح الأطوال الموجية له من 400nm إلى 700nm، كما يُصنف من أشكال الطاقة يُمكنها الانتقال في الفراغ، رغم الدراسات التي قامت بعمل الأبحاث لدراسة الضوء، إلا أنه لم يتم التمكن من وضع تعريف ثابت ومحدد للضوء.

شاهد أيضًا:  دراسة حديثة تسلط الضوء على مخاطر تناول جرعات عالية من فيتامين د

ما هي خصائص الضوء

التشتت الواقع على الضوء والذي يفصل الألوان عن بعضها، ويجعل لكل لون درجة انكسار خاصة به.

الانكسار

• هي الخاصية التي تحدث للضوء فتقوم بتغيير موجاته، فتعمل على نقل الطاقة عبر الضوء من وسط لآخر.
• يصاحبه اختلاف في الكثافة يُمكن ملاحظته.

التداخل

• يرادفه التراكب والذى يتم عندما تخرج مجموعة موجات من نفس المصدر أو المكان، له نوعان أحدهما هدام والآخر بناء.
  الأول أُطلق عليه هذا الاسم لأن الإشارة الأولى للضوء تهدم وتدمر الإشارة الثانية.
• الموجة الناتجة من هذه العملية تُسمى صفرية المطال، أما التداخل البناء يتم فيه مساندة الإشارات لبعضها.

الحيود والانتشار

• الذي لا يُمكن رؤيته بالعين المجردة، فهو متناهي الصغر بسبب الأطوال الموجية للإشعاعات الضوئية.
• يُمكن ملاحظته عند وقوع الضوء على مسافة كبيرة من ذلك الحاجز الحادث عنده الإنتشار.
• كما تحدث هذه الخاصية عند وقوع تصادم للموجات مع عائق، فتحدث الإنحناءات بشكل ملحوظ يمكن رؤيته.

الانعكاس

• فيه تُغير موجات الضوء مسارها الطبيعي، نتيجة تعرضها لعائق أو حد فاصل، فترتد حزم الموجات إلى المكان المنبعثة منه.

الاستقطاب

• يتم فيه سقوط للمجال الكهربي متعامدًا على ذلك المغناطيسي.
• يتموج كلاهما بشكل عمودي على الاتجاه الذي تسلكه الموجات.

الطبيعة المزدوجة للضوء

يجدر الإشارة إلى أنها ميزة خاصة بالجسيمات الصغيرة، تتيح في بعض الوقت لحزم الضوء أن تأتي على هيئة موجات أو جسيمات، وذلك باختلاف الطول الموجى سواء كان طويلًا أم قصيرًا، ومؤسسها هو الحسن بن الهيثم وهو مؤسس علم الضوء ومفسر الرؤية الصحيحة لما نراه.

تقوم الموجات ذات الترددات والطول الموجي الطويل والطاقات الضئيلة بسير الضوء على هيئة موجات، على عكس المصاحبة للترددات والطاقات العالية ذات الطول الموجي القصير يسيره على هيئة جسيمات، وذلك ضمن الطبيعة الموجية للضوء.

شاهد أيضًا:  علم ما وراء الطبيعة ودراسة الخوارق

الطبيعة الجسيمية للضوء

يمثل الجسيم جزء داخل المادة وفي الطبيعة الجزيئية الخاصة بالضوء يُمكن أن نطلق عليها فوتونات الجزيئات الضوئية، كما يُعرف الفوتون على أنه جسيم أولي صغير، ومعه كم من الضوء وليس له كتلة لكنه إلى حد ما مستقر، بالإضافة إلى إمكانية نقل الطاقة الموجودة به إلى أي جسيم غيره أثناء التفاعل الحادث.

النظرية الموجية لهيجنز

أكد العالم أن الضوء يُمكن انتقاله من مكانه الأصلي، وذلك على شكل موجات تتشابه مع الموجات المائية التي تتواجد عند وقوع حجر في بقعة ماء، وهنا تُعتبر النظرية الموجية للضوء عبارة عن موجات متلاحقة على شكل كروي، متواجدة جميعها في المنتصف والذي يمثل مصدر الضوء، ويُطلق على الجزيئات الموجودة في المركز أو السطح الخاص بالموجه اسم مقدمة الموجة.

• مبدأ هيجنز المسمى على إمكانية تفسير حدوث الظواهر المختلفة من انعكاس للضوء وانكسار وتداخل، وأيضًا حيود الضوء وذلك بناءًا على النظرية الموجية.
• تعرضت النظرية للاختلافات والاعتراضات القوية في بدايتها، حيث قيل أن الضوء لا يمكن أن يكون موجات وإن جاء على هذا الشكل، فلماذا لا تستطيع العين البشرية رؤية انحناءاته وإتكساراته ، وذلك من منطق أن الموجات لها قدرتها الانحناء والانكسار.

الطبيعة الموجية لألوان الضوء

هل سمعت عن ألوان الطيف وسبق لك رؤيتها وبحثت عنها، أو تعمقت لمعرفة سببها وماهيتها وكيف ومتى تظهر أين توجد، يطلق على ألوان الطيف اسم الطيف المرئي، وذلك لأن العين البشرية يُمكنها إدراكه ومشاهدته بسهولة، وهو بمثابة ظاهرة طبيعة تابعة للفيزياء ويألفها الإنسان، وتحدث  عند انكسار الضوء المنبعث من الشمس، كما تترتب هذه الألوان من الأطول في الطول الموجي إلى الأقصر منها .

• تبدأ بالأحمر يليه البرتقالي والأصفر وبعده الأخضر ثم الأزرق.
• بعد ذلك اللون الأزرق النيلى وأخيرًا البنفسجى، يُمكنك رؤيته على هيئة قوس من اسمه أو على شكل نصف دائرة.
• تتوافق الألوان في السرعة تساوي سرعة الضوء.
• كما تسلك الطرق المستقيمة وتسير في الفراغ أو من خلال الوسط الشفاف والغير شفاف.
• كما تُعد السرعة من الثوابت في الطبيعة ولكن تختلف هذه الألوان في الأطوال الموجية.

العلاقة عكسية بين الطول الموجي والتردد، بمعنى أنه كلما زاد الطول الموجي كلما قل التردد والعكس ، ويُعتبر اللون الأحمر أقل الألوان من حيث التردد وبالتالي أكبرهم في الطول الموجي.

كما يُعد اللون البنفسجى أقل الألوان من حيث الطول الموجي مما يجعله أكبرهم في التردد، تؤثر الألوان على الإنسان بشكل نفسي أو عضوي فمنها ما يتميز بالحدة والتوهج ومنها الهادئ.

كانت رحلة ممتعة أضافت لنا المزيد من المعلومات الهامة المشوقة، فبعد التحدث عن درس الطبيعة الموجية للضوء وخصائصه، يُمكن القول بأن هناك العديد من الأمور الموجودة في الطبيعة.

والتي لا نعلم عنها إلا القليل على الرغم من كثرة الأبحاث والدراسات العلمية، وعلى الإنسان أن يتفكر ويتدبر في خلق الله عز وجل، وأن يبحث عن كل ما قد يمر بخاطره.