الضوء في الفيزياء

بواسطة: - آخر تحديث: ٠٩:٥٤ ، ٢٠ ديسمبر ٢٠١٨
الضوء في الفيزياء

الضوء

يعرف الضوء على أنه ذلك الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يمكن رؤيته بالعين المجردة، ويتراوح الطول الموجي له ما بين 400 نانومتر إلى 700 نانومتر، وتقسم الأشعة الضوئية إلى العديد من الأنواع منها: الأشعة تحت الحمراء التي تعد أطول الموجات، والأشعة فوق البنفسجية التي تصنف على أنها أقصر الموجات.


الضوء في الفيزياء

بدأت دراسة الضوء على يد علماء المسلمين مثل: ابن الهيثم، ومن أبرز إسهاماته فيما يتعلق بالضوء كتابه المناظر، الذي وضح فيه طبيعة الضوء، ووظائفه، وحالة القمر، وقوس القزح، والمرايا ذات القطع المتكافئة، والمرايا الكروية، والكسوف، والخسوف، والظلال.

خصائص الضوء

هناك العديد من الخصائص التي يمتاز بها الضوء، ومنها:

  • خاصية الانكسار: تحدث عندما يتغير مسار الموجة الضوئية، وتنتقل من وسط إلى آخر.
  • خاصية استقطاب الضوء: تحدث عند وضع بلورتين شفافتين متوازيتين، مع تحريك إحدى البلورات لتصبح على شكل زاوية قائمة، وعندها يمكن ملاحظة عدم قدرة الضوء على المرور من خلال هذه البلورات.
  • الظاهرة الكهرومغناطيسية: تحدث عند سقوط الإشعاعات الكهرومغناطيسية على أحد الأسطح المعدنية.
  • خاصية حيود الضوء والانتشار: تمكن هذه الخاصية الإنسان من تمييز الألوان والأشياء عن بعضها البعض.
  • خاصية تداخل الضوء: تحدث عندما تتداخل موجتان ضوئيتان مع بعضهما البعض.


نظريات الضوء في الفيزياء

هناك العديد من النظريات العلمية التي يمكن من خلالها تفسير الضوء:

  • نظرية نيوتن: تمكّن إسحاق نيوتن بهذه النظرية من تفسير بعض الظواهر العملية التي تتعلق بطبيعة الضوء، ومنها التحقق من صحة قوانين انعكاس الضوء، ولكن هذه النظرية لم تعطِ تفسيرًا لبعض الظواهر الضوئية مثل انكسار الضوء وتداخل الضوء.
  • نظرية هيجينز: افترض هيجينز أن الضوء عبارة عن نوع من الأمواج، كما أنه تمكن من تفسير قوانين الانعكاس والانكسار باستخدام نظريته، ولكنها لم تلقَ قبولًا العلماء لعدة أسباب منها، أن جميع الأمواج المعروفة كانت تنتقل خلال وسط مادي، بينما الضوء ينتقل إلينا من الشمس خلال الفراغ.
  • نظرية ماكسويل: بين أن الضوء شكل من أشكال الأمواج الكهرومغناطيسية ذات الترددات العالية، وتنبأت نظريته بأن هذه الأمواج لها سرعة، كما بين أن الأمواج الكهرومغناطيسية تتبع سلوك الضوء نفسه من انعكاس، وانكسار، وكل خواص الأمواج.
  • نظرية آنيشتاين: بنيت هذه النظرية على مفهوم ماكس بلانك، الذي ينص على أنّ طاقة الموجة الضوئية تكون مجتمعة في حزم تسمى فوتونات؛ وهي طاقة مكممة، وحسب النظرية فإن طاقة الفوتون تتناسب مع تردد الموجة الكهرومغناطيسية.


أهمية الضوء

للضوء أهمية كبيرة في حياة الإنسان اليومية:

  • يعتبر مصدرًا أساسيًا للإنارة، سواء إنارة الشوارع، أو البيوت، أو المحال التجارية، أو المركبات وغيرها.
  • تعتمد الطيور والأسماك على الضوء؛ لتحديد مسارات هجرتها.
  • يعين الإنسان على رؤية الأشياء، وتمييزها عن بعضها البعض.
  • يعتبر الضوء أساسيًا للنباتات في عملية البناء الضوئي.
  • يوفر للإنسان عنصر الأكسجين، من خلال عملية البناء الضوئي في النباتات، إذ تمتص ثاني أكسيد الكربون، وتطلق الأكسجين.
  • تعتمد الحيوانات على الضوء في دوراتها التناسلية.
  • تعتمد النباتات على الضوء في عملية الإزهار.