طريقة انتقال الضوء

مسألة كيفية انتقال الضوء عبر الفضاء هي واحدة من أسرار الفيزياء الدائمة في التفسيرات الحديثة ، إنها ظاهرة موجية لا تحتاج إلى وسيلة يمكن من خلالها الانتشار ، فوفقًا لنظرية الكم ينتقل أيضًا كمجموعة من الجزيئات في ظل ظروف معينة ويمكن وصف سلوكه بمعالجته كموجة وتطبيق مبادئ ميكانيكا الموجات لوصف حركتها .

كيف ينتقل الضوء

لفترة طويلة جدًا ، لم يكن العلماء متأكدين تمامًا من مدى انتقال الضوء ،فبرغم أنهم أن اكتشفوا أن الصوت ينتقل في موجات ، ظل الضوء أكثر من لغزا ، واعتقد البعض أن الضوء ينتقل أيضًا في الأمواج (مثل الأمواج التي يصنعها الصخر عندما ترميه في بحيرة) ، لكن آخرين اعتقدوا أنه يتحرك في جزيئات صغيرة ، واكتشف العلماء أن الضوء ينعكس على أشياء معينة مثل الجدران ، لكن بإمكانه المرور عبر أشياء أخرى مثل النوافذ ، ويمكن أيضًا إبطاء الضوء وضبطه لإنتاج ألوان قوس قزح .

وأخيراً ذكروا أنه عندما يولد مصدر كهرومغناطيسي ، ينتقل الضوء إلى الخارج كسلسلة من المجالات متحدة المركز ومتباعدة وفقًا لاهتزاز المصدر ، ويأخذ الضوء دائمًا أقصر طريق بين المصدر والوجهة ، ويسمى الخط المرسوم من المصدر إلى الوجهة والذي يسير عموديًا بالأشعة ، ويحدد التباعد بينهما طول موجة الضوء ، وتحدد عدد الخطوط التي تمر بنقطة معينة في وحدة زمنية معينة يحدد التردد .

سرعة انتقال الضوء

يحدد التردد الذي يهتز به مصدر الضوء تردد وطول الموجة للإشعاع الناتج ، ويؤثر هذا بشكل مباشر على طاقة الحزمة الموجية التي تتحرك كوحدة واحدة ، وفقًا للعلاقة التي أسسها الفيزيائي ماكس بلانك في أوائل القرن العشرين ، إذا كان الضوء مرئيًا ، فإن تردد الاهتزاز يحدد السرعة ، لذا فسرعة الضوء لا تتأثر بتردد الذبذبات ، ولكن في الفراغ ، وتكون دائمًا 299،792 كيلومترًا في الثانية (186 ، 282 ميلًا في الثانية) ، وهي قيمة يرمز إليها بالحرف “c” ، ووفقا للنظرية النسبية لآينشتاين لا يوجد شيء في الكون يسافر أسرع من الضوء .

قوانين الضوء

قانون الانكسار

ينتقل الضوء في وجود وسيط بشكل أبطأ مما يحدث في الفراغ ، وتتناسب السرعة مع كثافة الوسط ، ويؤدي هذا التباين في السرعة إلى انحناء الضوء عند واجهة الوسائط مكوناً ظاهرة تسمى الانكسار ،  وتعتمد الزاوية التي ينحني بها على كثافة الوسيط وطول موجة الضوء الساقط ، وعندما يوجه المصباح الخفيف على وسط شفاف من جبهات موجية ذات أطوال موجية مختلفة ، تنحني كل واجهة أمامية بزاوية مختلفة ، وتكون النتيجة ظهور قوس قزح .

ويمكن صياغة قوانين انكسار الضوء في قانونيين أساسيين هما :

القانون الأول : يعبر عنه

” الشعاع الوارد و الشعاع المنكسر يوجدان في نفس المستوى ” .

القانون الثاني

العلاقة بين زاوية الورود  i  و زاوية الانكسار r  هي :

n1sini = n2sinr

n1 : يقصد به معامل انكسار الوسط الأول .

n2 : يقصد به  معامل انكسار الوسط الثاني .

اترك تعليقاً

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

زر الذهاب إلى الأعلى