كم سرعة الضوء

كتابة حسام - تاريخ الكتابة: 8 أبريل 2021 , 19:04 - آخر تحديث : 8 أبريل 2021 , 19:04
كم سرعة الضوء

كم سرعة الضوء ؟، حيث إن الضوء يعد أحد أنواع الطيف الكهرومغناطيسي المرئي، وذلك لأن الضوء هو السبب الرئيسي وراء عملية الإبصار والرؤية عن الكائنات الحية، وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن الضوء، كما وسنوضح بعض المعلومات الهامة عن الضوء وسُرعته.

ما هو الضوء في الفيزياء

الضوء (بالإنجليزية: Light)، هو الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يمكن إكتشافه بالعين البشرية، ويمكن القول أن الضوء هو عبارة عن تدفق من الفوتونات على شكل حزم من الطاقة عديمة الكتلة، حيث إن الفوتون هو أصغر كمية من الطاقة يمكن نقلها، وإن الضوء المرئي 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، كما ويعرف الضوء بأن له طبيعة مزدوجة كجسيم وموجة، حيث يتصرف في بعض الحالات كجسيم، وفي بعض الحالات الآخرى يتصرف كموجة، وقد إختلف العلماء في ما مضى وحتى يومنا هذا على طبيعة الضوء.

في الواقع كان الضوء على مدار التاريخ البشري محط إهتمام العديد من العلماء، وذلك بسبب خصائصه الطبيعية المثيرة للإهتمام، وهناك العديد من العلماء الذين قدموا أبحاث ودراسات عن الضوء، ومن أبرزهم السير إسحق نيوتن، وأبن الهيثم، والفيزيائي الإيطالي فرانشيسكو ماريا، والفيزيائي الفرنسي أوغستين جان فريسنل، وجيمس كليرك ماكسويل، وألبرت أينشتاين.[1]

شاهد ايضاً: يحلل المنشور الزجاجي الضوء الابيض الى

كم سرعة الضوء

إن سُرعة الضوء في الفراغ تبلغ 299792458 متر/ثانية بالضبط، وتعتبر سُرعة الضوء في الفراغ هي الحد الأعلى للسرعة في الكون حسب النظرية النسبية لأينشتاين، وهي تعد أحد الثوابت الفيزيائية الأساسية، ولكن في الحقيقة يختلف مقدار سرعة الضوء بإختلاف نوع الوسط الناقل الذي يمر فيه، وبمعنى آخر إن سُرعة الضوء تكون أقل عندما تمر أو تسير من خلال بعض المواد الطبيعية، وعلى سبيل المثال إن سرعة الضوء تكون أقل في الماء أو حتى الزجاج بالنسبة لسُرعة الضوء في الفراغ، حيث تختلف سرعة الضوء بالإعتماد على معامل إنكسار الضوء في المادة، وإن هذا المعامل هو نسبة سرعة الضوء في الفراغ إلى سرعته في هذه المادة، وفي ما يلي توضيح للقانون المستخدم في حساب سرعة الضوء في المواد المختلفة، وهو كالأتي:[2]

سُرعة الضوء في الوسط المادي = سُرعة الضوء ÷ معامل الوسط المادي

في ما يلي جدول يوضح معامل إنكسار الضوء لبعض المواد الطبيعية:

المادة معامل إنكسار الضوء
الهواء 1.000293
الماء 1.333
الثلج 1.309
الزجاج 1.5
الألماس 2.42
البنزين 1.501
الايثانول 1.36

شاهد ايضاً: بحث عن الضوء وطاقة الكم

أمثلة على حساب سرعة الضوء في المواد

في ما يلي بعض الأمثلة العملية على طريقة حساب سرعة الضوء عند مروره من خلال المواد المختلفة:[3]

  • المثال الأول: حساب سُرعة الضوء عندما ينتقل عبر الزجاج
    طريقة الحل:
    سرعة الضوء = 299792458 متر / ثانية
    معامل إنكسار الضوء للزجاج = 1.5
    سرعة الضوء في الوسط المادي = سُرعة الضوء ÷ معامل الوسط المادي
    سُرعة الضوء في الزجاج = 299792458 ÷ 1.5
    سُرعة الضوء في الزجاج = 199861638.6 متر / ثانية
  • المثال الثاني: حساب سُرعة الضوء عندما ينتقل عبر الهواء
    طريقة الحل:
    سُرعة الضوء = 299792458 متر / ثانية
    معامل إنكسار الضوء للهواء = 1.000293
    سُرعة الضوء في الوسط المادي = سرعة الضوء ÷ معامل الوسط المادي
    سُرعة الضوء في الهواء = 299792458 ÷ 1.000293
    سُرعة الضوء في الهواء = 299704644.5 متر / ثانية
  • المثال الثالث: حساب سُرعة الضوء عندما ينتقل عبر الألماس
    طريقة الحل:
    سُرعة الضوء = 299792458 متر / ثانية
    معامل إنكسار الضوء للألماس = 2.42
    سُرعة الضوء في الوسط المادي = سُرعة الضوء ÷ معامل الوسط المادي
    سُرعة الضوء في الألماس = 299792458 ÷ 2.42
    سُرعة الضوء في الألماس = 123881180.9 متر / ثانية
  • المثال الرابع: حساب سُرعة الضوء عندما ينتقل عبر الثلج
    طريقة الحل:
    سُرعة الضوء = 299792458 متر / ثانية
    معامل إنكسار الضوء للثلج = 1.309
    سُرعة الضوء في الوسط المادي = سُرعة الضوء ÷ معامل الوسط المادي
    سُرعة الضوء في الثلج = 299792458 ÷ 1.309
    سُرعة الضوء في الثلج = 229024032 متر / ثانية

شاهد ايضاً: المسافة التي يقطعها الضوء في السنة

وفي ختام هذا المقال نكون قد عرفنا كم سرعة الضوء، كما ووضحنا نبذة تفصيلية عن الضُوء وعن طبيعته، وذكرنا سبب إختلاف سُرعة الضُوء عند مروره في المواد المختلفة، بالإضافة إلى شرح كيفية حساب سُرعة الضوء عندما يسير في المواد ذات معامل الإنكسار المختلف.

المراجع

  1. ^ andor.oxinst.com , What is Light , 8/4/2021
  2. ^ bbc.com , fast is light , 8/4/2021
  3. ^ britannica.com , Speed of light , 8/4/2021
49 مشاهدة