بحث عن الضوء وطاقة الكم

لقد كان التصور الأول لرذرفورد للذرة على أنها متعادلة الشحنة وكتلتها متمركزة بالنواة الموجبة والتي يحاط بها الالكترونات سالبة الشحنة تصور قاصر جدًا ولم يقدم إجابة عن تساؤلات مهمة حيرت العلماء منها منها كيف تترتب الالكترونات في الفراغ حول النواة ، ولماذا لا تنجذب الالكترونات السالبة للنواة موجبة الشحنة ، وكيف يمكن تفسير الاختلاف والتشابه بالسلوك الكيميائي للعناصر وبالفعل بدأ العلماء في حل هذا اللغز في أوائل القرن التاسع عشر عندما لاحظوا انبعاث ضوء مرئي من عناصر معينة بعد تسخينها بالنار وقد أظهر نتيجة التحليل للضوء المنبعث وجود ارتباط بين سلوك

العنصر الكيميائي

وتوزيع الالكترونات في ذراته .

فقد اقترن مصطلح

الضوء

مع الطاقة حيث أن الضوء من أهم وأكبر مصادر الطاقة فمن ضوء

الشمس

تستمد الأرض الطاقة منذ قديم الأزل ، والضوء هو النور الذي يستحيل العيش بدونه ولكننا من أجل تحقيق الفهم الأفضل للضوء والطاقة يجب أن نفصل كل واحد منهم على حدى ثم تقوم باستنتاج العلاقة بينهما :

الضوء

الضوء هو نوع من الأشعة الكهرومغناطيسية حيث أنه يوجد في جزء معين من الطيف الكهرومغناطيسي ، ويكون الضوء واضحًا للعين البشرية وتكون موجاته ما بين 380 إلى 730 نانومتر أي بين الأشعة تحت الحمراء و

الأشعة فوق البنفسجية

، فيمكن للإنسان رؤيته ولكن هذا التعريف للضوء المرئي لأن الأشعة الضوئية لا تنحصر فيما يراه الإنسان ولكنها تفوق ذلك .

وتعد الشمس هي المصدر الرئيس للضوء على كوكبنا فتصل الطاقة المنبعثة من الشمس لتساهم في تكوين السكريات في النبات ويعرف ذلك بعملية

التمثيل الضوئي

، واعتمد الإنسان قديمًا على النار للحصول على الضوء وبعد ذلك اعتمد على المصابيح والإضاءة الكهربائية كما أن هنالك أربعة حيوانات تصدر ضوء من أجسادها مثل اليراعات  وبعض أنواع من الحبار ، كما تعد الانبعاثات الحرارية شكل من أشكال

مصادر الضوء

حيث يكون انبعاث الحرارة فيها من جميع الاتجاهات ولا تحتاج لوسط ناقل .

نبذة تاريخية عن الضوء

توصل الأغريق إلى أولى النظريات المتعلقة بالضوء وظلت تلك النظريات سائدة دون أي إثبات علمي لها وكان للعلماء المسلمون في القرون الوسطى دورًا رئيسيًا في التحقق من صحة تلك النظريات وبرز دور العالم المسلم

الحسن بن الهيثم

والذي أثبت الشروحات الطبيعة للضوء وعرف الوظيفة الأساسية له كما أنه قدم شروح عن المرايا وشرح حالة الكسوف و

الخسوف

وأسس علم البصريات وشرح عملية الإبصار .

ما هي طبيعة الضوء

تجادل العلماء آلاف السنين حول هل الضوء نوع من أنواع الأمواج أم لا حتى جاء

اسحاق نيوتن

في القرن السابع عشر ليقول أن الضوء عبارة عن تيار متصل من الجسيمات ولكن العالم الهولندي كريستيان هيوغنز عارضه في ذلك وقال أن الضوء عبارة عن موجات ، ولكن ظل الاختلاف حول طبيعة الضوء وظل الاختلاف قائم حتى اليوم ، ويرجع ذلك لكون الضوء يحمل الصفات الموجة مثل الانعكاس ، كما أن الضوء يحمل التيار المتصل من الجسيمات ، وتوصل علماء الفيزياء في القرن العشرين لكون الضوء يمكن اعتباره جسيمات وموجات في الوقت نفسه وأخذت تلك الخاصية اسم ازدواجية موجة الجسم .

الطاقة

هي صورة من صور خلق الله تعالى وهي موجودة ولا يمكن لأحد إنكارها وهي إما تنتج من المادة أو أن المادة هي التي تنتج منها ويمكن أن نرى مفعولها بأشكال شتى منها الطاقة الحركية والطاقة الحرارية والطاقة الإشعاعية والطاقة الكهربائية ، والطاقة النووية وغيرها الكثير ، وفي عام 1905م أثبت العالم آلبرت آينتشتاين

نظرية النسبية

وقال أن المادة والطاقة وجهان لعملة واحدة .

ما هي علاقة الضوء بالطاقة

يقال أن الضوء مكون من فوتونات منطلقة في الفراغ ، تلك الفوتونات عبارة عن نوع من أنواع الطاقة الإشعاعية تنشأ نتيجة لقفز أحد الالكترونات الموجودة في الذرة من مستوى أعلى لمستوى أقل فيصدر الإلكترون طاقة إشعاعية لها موجة معينة تلك الموجة تكون على شكل تلك الفوتونات ، ويحدث ذلك فقط بعد إثاره الإلكترون وتعريضه لنوع من أنواع الطاقة مثل الحرارة ، وبذلك تمكن العلاقة بين الضوء والطاقة فمهما متلازمان ولا يفترقان ، ومن دونهما تستحيل الحياة على الأرض وتكون العلاقة كالتالي :

الشكل البيولوجي ، تعتمد الكائنات الحية على الضوء والطاقة فمن غير الضوء لا يمكن توفير الطاقة فالضوء يوفر لنبات الطاقة اللازمة لعملية التمثيل الضوئي والتي توفر لنا الطاقة لاستمرار حياتنا نحو البشر .

الشكل الفيزيولوجي ، قالت النظرية النسبية أن الضوء و

الطاقة

وجهان لعملة واحدة والطاقة لا تفنى ولا تستحدث من العدم ، فلا يمكن خلق الضوء من غير طاقة .