هل الضوء مادة

• ذات صلة
• ظاهرة انعكاس الضوء
• الضوء في الفيزياء

الضوء

استمر نقاش حاد بين كبار علماء الفيزياء على مدى أجيال فيما يتعلق بطبيعة الضوء، وفيما إذا كان موجة كهرومغناطيسية أم جسيمًا، واستمر هذا النقاش لعدة قرون، إذ تركت طبيعة ظاهرة الضوء الغريبة العلماء في حيرة؛ لأنّ مع كل تجربة أجراها العلماء لتحديد طبيعة الضوء تظهر نتائج مغايرة للنتائج السابقة، وفي النهاية اتّفق العلماء على أنّ الضوء يُمثل كل من الجسيمات، والموجات الكهرومغناطيسية في الوقت نفسه، وظهر أنّ الضوء من الاستثناءات الموجودة في الطبيعة، إذ يمتلك الضوء بعض خصائص كل من الجسيمات والموجات الكهرومغناطيسية، ويتكون الضوء من الفوتونات التي تتحرك في نمط يُشبه الموجة، ومن خصائص الضوء أنّه ينقل المعلومات الزمانيّة والمكانية، واعتمادًا على هذه الخاصية ظهرت الكثير من التقنيات التي كان الضوء أساسها مثل؛ الاتصالات البصرية، والبصريات، وغيرها الكثير في مجالات مختلفة.^[١][٢]

خصائص الضوء

من خصائص الضوء، ما يلي:^[٣]

• الانعكاس: تحدث عملية انعكاس الضوء عند سقوط الضوء على سطح من مادتين لهما مؤشرات انكسارية مختلفة، مما يؤدي انعكاس شعاع الضوء الساقط على السطح بزاوية انعكاس مساوية للزاوية التي سقط فيها الشعاع.
• الانكسار: تحدث عملية انكسار الضوء عند سقوط شعاع الضوء على سطح من مادتين لهما مؤشرات انكسارية مختلفة، وإحدى المادتين شفافة، فإن شعاع الضوء سينفذ إلى المادة الثانية بمؤشر انكسار مختلف، وسيغير من اتجاهه قليلًا أو سينكسر بزاوية انكسار، وتعتمد زاوية الانكسار على زاوية السقوط، ومؤشر الانكسار للمادتين المكونتين للسطح.
• الامتصاص: يحدث الامتصاص عند دخول الضوء عبر مادة شفافة، إذ ستبدد جزءًا من طاقته كطاقة حرارية، مما يؤدي إلى فقدان الضوء جزء من شدّته، ويحدث الامتصاص بالاعتماد على الطول الموجي للضوء، والأطوال الموجية غير الممتصة ستظهر بألوان مختلفة تسمى ألوان امتصاص المواد.
• التشتت: تحدث ظاهرة التشتت نتيجة لاختلاف مؤشرات الانكسار باختلاف الطول الموجي، ويمكن ملاحظة هذه الظاهرة عند تسليط شعاع من الضوء الأبيض على منشور ثلاثي من الزجاج، إذ سينكسر الضوء الأبيض داخل المنشور بزوايا مختلفة وفقًا للطول الموجي للضوء.

أهمية الضوء في حياتنا

للضوء العديد من المصادر، وأكثر هذه المصادر شيوعًا هي الشمس، وللضوء أهمية كبيرة في حياة الإنسان، وتكمن أهميته فيما يلي:^[٤]

• الغذاء: للضوء أهميّة كبيرة في توفير الغذاء للكائنات الحية على سطح الأرض، إذ يُعد المصدر الوحيد لإنتاج الغذاء للكائنات الحية على الأرض، وذلك عن طريق عملية التمثيل الضوئي والتي من خلالها يصنع الغذاء باستخدام الضوء، إذ تنتج النباتات غذاءها الخاص عن طريق عملية البناء الضوئي باستخدام ضوء الشمس، وتعتمد الكائنات الحية الأخرى على النباتات في الغذاء، وهكذا تعتمد الكائنات الحية جميعها على الضوء في الغذاء.
• التعقيم: تُعد الأشعة فوق البنفسجية الموجودة في الضوء عامل تعقيم ممتاز، إذ تقتل الأشعة فوق البنفسجية الميكروبات في الهواء مما يحافظ على البيئة معقمة، وتصنف الأشعة فوق البنفسجية من طرق التعقيم الجاف.
• الرؤية: الضوء مهم جدًا للرؤية، إذ تمتلك جميع الكائنات عيونًا للرؤية، ولكن لن يكون لهذه العيون فائدة دون وجود الضوء، إذ من خلال الضوء يمكن للعيون أخذ صورة للأشياء وإرسال المعلومات للدماغ، والذي بدوره يحلل المعلومات وبالتالي فهم الأشياء من حولنا، ولذلك دون الضوء ستفقد الكائنات القدرة على الرؤية.
• فيتامين د: ويُعد فيتامين د من الفيتامينات التي يحصل عليها الإنسان من مصادر خارجية، إذ يمكن تصنيعه من إرغوستيرول الموجود تحت الجلد، فعند تعرض الإنسان لأشعة الشمس يتحوّل الإرغوستيرول عن طريق أشعة الشمس إلى فيتامين د، ومن المهم التعرض لأشعة الشمس يوميًا لضمان الحصول على جرعة منتظمة من الفيتامين، وتُعد فترة الصباح والمساء قبل الفجر أفضل الأوقات للاستفادة من أشعة الشمس.
• يحافظ على إيقاع الساعة البيولوجية: إذ لدى الكائنات الحية ساعة بيولوجية تنظم حياة الكائنات وتبقيها نشطة في النهار، ومسترخية في الليل، والضوء هو الذي يتحكم بالساعة البيولوجية.
• الألوان: للضوء العديد من الأطياف، وكل طيف من هذه الأطياف له لون معين، وألوان الطيف هي البنفسجي، والنيلي، والأزرق، والأخضر، والأصفر، والبرتقالي، والأحمر، ولكل لون من هذه الألوان طول موجي وتردد مختلف عن الآخر، وعند سقوط الضوء على الأجسام فإنّه يمتص بعض الأطياف ويعكس بعضها، والضوء المنعكس تتلقاه العين، وتنتقل المعلومات إلى الدماغ، وبالتالي تتكون الألوان للعين.
• الطاقة الشمسية: يساعد ضوء الشمس في توليد الطاقة المتجددة، وتُعد الطاقة الشمسية طاقة آمنة على البيئة ولا تسبب التّلوث، وتُحول الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية عن طريق الألواح الشمسية، ويمكن استخدامها في الاحتياجات المنزلية.
• التحليل الطيفي: يستخدم الضوء في تحليل المركبات من خلال القياس الطيفي، ويمكن استخدام التحليل الطيفي للتحليل النوعي والكمي، وتوجد العديد من أنواع التحليل الطيفي، وتختلف بناءً على الأطياف والطول الموجي المستخدم.
• تنمية الضوء والنبات: تنمو النباتات باتجاه السماء من خلال الاعتماد على الضوء، وهرمون نمو النبات الذي يسمى أوكسين هو المسؤول عن ذلك، وهو هرمون موجود في الأجزاء القمية في النباتات.
• الحفاظ على درجة الحرارة: يُعد الضوء من أشكال الطاقة، وضوء الشمس لديه طاقة هائلة يمكنها الحفاظ على درجة الحرارة على الأرض، ولذلك فإن الحياة موجودة على الأرض، إذ دون أشعة الشمس يمكن أن تنخفض درجة حرارة الأرض بدرجة كبيرة، مما قد يؤدي إلى تجمُّد الماء الذي على الأرض، وبالتالي يؤثر ذلك على بقية الكائنات على الأرض وقد يؤدي إلى موتها.
• نظام الإشارة: يُعد الضوء إشارات مرئية حاسمة، إذ يستخدم كإشارات مرورية وإشارات تنقل، وكذلك أجهزة التحكم الخاصة بالتلفاز تستخدم الأشعة تحت الحمراء لإعطاء إشارة للتلفاز.
• التجفيف والتبخر: يساعد ضوء الشمس في تجفيف سطح الأرض وما عليه؛ بسبب قدرته على التسخين، كما أنه يساعد على تبخر الماء من المسطحات المائية، وهذا التجفيف مفيد بطريقتين للعيش على الأرض، وهما ما يلي:
  • دورة الماء: دورة الماء هي الطريقة التي تحافظ على المياه العذبة على سطح الأرض، وذلك عن طريق تدويرها، إذ يتبخر الماء من سطح الأرض وتتكون السحب وتهطل الأمطار من هذه السحب مرة أخرى، وبذلك تعيد الأمطار المياه العذبة إلى سطح الأرض.
  • النبش: إذ إنّ تجفيف المياه على الأرض يساعد في وقف نمو الأعشاب الضارة والطحالب وغيرها من الميكروبات، وبالتالي الحفاظ على طبيعة نظيفة.

أنواع الضوء

توجد أنواع عديدة للضوء، ومنها ما يلي:^[٥]

• الضوء المرئي: ويُمثل جميع الألوان التي يُمكن رؤيتها.
• الضوء غير المرئي: ويتضمن ما يلي:
  • موجات الراديو: وهي من أنواع الضوء التي تتحول باستخدام الراديو إلى شيء مسموع.
  • الأشعة فوق البنفسجية: ومصدر هذا النوع من الأشعة هو الضوء الأسود، وهو الضوء المُسبب في الحروق الشمسية عند البقاء تحت الشمس لفترات طويلة.
  • الموجات السينية: وهي من أنواع الضوء غير المرئي، والتي يستعملها الأطباء لرؤية الأجزاء الداخلية من جسم الإنسان باستخدام أجهزة معينة.

المراجع

1. ↑ "Light", britannica, Retrieved 13-12-2019. Edited.
2. ↑ "?What Is Light? Matter Or Energy", scienceabc, Retrieved 13-12-2019. Edited.
3. ↑ "Properties of Light and Examination of Isotropic Substances", tulane, Retrieved 14-12-2019. Edited.
4. ↑ "12 Uses of Light in Our life| Its Importance and significance", studyread, Retrieved 14-12-2019. Edited.
5. ↑ "?WHAT IS LIGHT", wonders, Retrieved 14-12-2019. Edited.