كيف يسلك الضوء سلوك الموجات

كتابة heba - آخر تحديث: 6 سبتمبر 2020 , 17:09
كيف يسلك الضوء سلوك الموجات

كيف يسلك الضوء سلوك الموجات ، هو واحد من الأسئلة الكثيرة التي لطالما  طُرحت في العلوم النظرية، ولقد أثمرت جهود العلماء المضنية في تفسيرها وتقديم الإجابات الشافية عنها وعن غيرها من المشاهدات الطبيعية بشكل تام، وهذا ما سنناقشه لاحقًا في هذا المقال.

الضوء

يُعرف الضوء في علم الفيزياء على أنه إشعاع كهرومغناطيسي مرئي بالنسبة للعين البشرية، وهو المسؤول عن حاسة الإبصار، ويحتاج الإنسان إليه لرؤية الأشياء الموجودة حوله، فلولا الضوء الساقط عليها والذي ينعكس على العين لما تمكنا من الإبصار، ولقد توصل علماء الفيزياء لتحديد مجموعة من الخصائص الفيزيائية المرتبطة بالضوء مثل الشدة واتجاه الانتشار والتردد والطيف وسرعته في الفراغ.[1]

كيف يسلك الضوء سلوك الموجات

من المهم أن نعلم أن الكثير من النظريات المتعلقة بالضوء مرت برحلة شاقة من الدحض والإثبات قبل أن تصل إلينا، ومن ذلك السؤال المتكرر عن ماهية الضوء وأصله إذا كان موجةً أم تيارًا من الجسيمات، والحقيقة أنه يمتلك كلا الطبيعتين إذ أنه يسلك سلوكًا يؤدي إلى تشكل موجات قابلة للانعكاس والانكسار أيضًا، كما أنه يحيد ويتداخل بنفس الطريقة التي تخضع لها أي موجة، وينسبُ الفضل بالتوصل إلى ذلك إلى تأثير دوبلر؛ والذي يُفسر التغير الظاهري للتواتر في طول موجة من الموجات، وهنالك مجموعة من السلوكيات المرتبطة بالضوء والتي يجب علينا ذكرها لمزيد من الشرح في هذا الصدد:[2][3]

  • الانعكاس فالموجات تنعكس أو ترتد عندما تواجه عائقًا ما في طريقها، ومن أهم خصائص الانعكاس أن زاوية سقوط الضوء تساوي دائمًأ زاوية الانعكاس ويمكن رؤية مثال واضح على ذلك لتكون موجات ماء دائرية على السطح، ويمكننا القول أن السلوك الانعكاسي للضوء هو بمثابة دليل على طبيعته الموجية.
  • الانكسار إذ تخضع موجات الضوء للانكسار عندما تنتقل من وسط إلى آخر، وعندما يتدخل شيء ما في طريقها فيعيق حركتها يحصل تغير مفاجىء يسبب الانكسار، أما فيما يتعلق باتجاه الانكسار فهو مرتبط بالسرعة النسبية لكلا الوسطين؛ إذ ستنكسر الموجة عند عبورها من وسط سرعتها فيه بطيئة إلى وسط سرعتها فيه كبيرة، لكن مقدمتها ستنحني إذا مرت من وسط سرعتها فيه كبيرة إلى آخر سرعتها فيه بطيئة، ومن الجدير بالذكر أن القواعد الرياضية التي يخضع لها انكسار الضوء هي ذاتها التي تخضع لها موجات الماء وموجات الصوت.
  • الحيود الذي يتضمن تغيرًا في اتجاه الموجات عند مرورها من حول حاجز يعترض مسارها أو شيء ما، إذ أن ذلك الحاجز سيقوم بحجب الضوء والتسبب بتكون ظل خلف الحاجز، وستكون حوافه غير واضحة المعالم بشكل كبير.

الطول الموجي

وهو واحد من أهم خصائص الضوء المرتبطة بهذا المقال، إذ تتشكل الموجات بفعل الطاقة الكهرومغناطيسية التي تدفعها للتحرك إلى الأعلى والأسفل وبزوايا مختلفة تحدد شكلها النهائي، كما وتتذبذب بشكل عمودي مع اتجاه حركة موجة الضوء، ويُعرف الطول الموجي على أنه المسافة الفاصلة بين نقطتين متناظرتين في الموجات المتتالية، ويطلق على النقطة العلوية في الموجة اسم (القمة)، بينما تسمى النقطة في الأسفل (القاع)، وبتعريف آخر فإن الطول الموجي هو المسافة الفاصلة بين قمتين متتاليتين أو قاعين متتاليين، وبالنسبة لأعيننا البشرية فإنه يمكننا رؤية الأطوال الموجية التي تتراوح بين (400-700) واحد من بليون المتر، ويعود الفضل إلى العالِم كريستيان هوجينز في التوصل إلى الطبيعة الموجية للضوء للمرة الأولى وذلك في أواخر القرن السابع عشر.

وفي الختام فإنه من المهم أن نؤكد على خلاصة مقالنا إذ يسلك الضوء سلوك الموجات بأطوال موجية خاضعة للانعكاس والانكسار والحيود، وهنالك العديد من التطبيقات الحياتية لموجات الضوء مثل موجات الراديو وأشعة غاما المستخدمة في المجال الطبي على نطاق واسع وغيرها.

المراجع

  1. ^ nasainarabic , السلوك الوجي للضوء , 3/9/2020
  2. ^ marefa , تأثير دوبلر , 3/9/2020
  3. ^ ibelieveinsci , الطول الموجي , 3/9/2020
492 مشاهدة