الضوء في الفيزياء

يقصد بالضوء في الفيزياء إشعاع كهرومغناطيسي يحدث داخل جزء محدد من الطيف الكهرومغناطيسي، وعادة ما يكون

الضوء

واضح بطريقة كبيرة للعين البشرية، ويصل عدد موجاته ما بين 380 لحوالي 730 نامومتر، ويعتبر ضوء الشمس هو المصدر الأساسي للضوء.

فالطاقة التي تنبعث من

أشعة الشمس

تساهم في خلق السكريات التي توجد بالنباتات الخضراء وفق عملية

البناء الضوئي

، وسوف نتعرف من خلال المقال على المقصود بالضوء وأهم السمات التي يتسم بها الضوء في علم الفيزياء، بالإضافة للتعرف أيضًا على طرق قياس الضوء بكل سهولة.

تعريف الضوء في علم الفيزياء

يعتبر الضوء نوع من الأمواج ولقد تمكنت نظرية العالم هوغينس من تفسير كل من ظاهرة

الإنعكاس

وكذلك الإنكسار للضوء، وفي عام 1801 استطاع العالم

توماس يونغ

من التأكيد على أن الضوء يعد موجة من خلال قيام الضوء بالتداخل وسوف يترتب على ذلك حدوث إنخفاض بدرجة كبيرة في درجة الضوء وربما قد يؤدي لإختفائه بشكل تام أيضًا، وفي عام 1873 قام العالم ماكسويل بدعم النظرية الموجبة للضوء واستطاعت هذه النظرية تفسير الكثير من الظواهر الضوئية ولكن في الوقت نفسه نلاحظ أنها فشلت في تفسير الظاهرة الكهروضوئية.

خصائص الضوء في الفيزياء

يتسم الضوء في علم الفيزياء بخصائص معينة تتمثل أهمها في:

1- خصائص بصرية كالإنعكاس وكذلك الإنكسار والإستقطاب والإنتشار، وغيرها من الخصائص الأخرى، وانعكاس الضوء قد يكون منتظم في حالة سقوط الأشعة الضوئية على سطح مستوي كمرأة مستوية وغيرها من الأشياء المستوية، وقد يكون هذا الإنعكاس غير منتظم في حالة سقوط الأشعة الضوئية على سطح غير مستوي كالورق والألواح الخشبية المختلفة.

2- خصائص موجية فمن المعروف أن الضوء عبارة عن موجتين إحداهما كهربائية والأخرى

موجات مغناطيسية

، ولذلك يتسم الضوء بنفس خصائص الموجات، فنلاحظ  أن الضوء ذات تردد، ويقصد بالتردد هو عدد مرات تكرار الموجة لنفسها مضروبة في وحدة الزمن، ويتسم التردد بأنه ذات طول موجي ويعد الطول الموجي هو المسافة بين قمتين تكون متتاليتن أو المسافة أيضًا بين قاعدين متتاليتين ويضاف لها السعة.

كيف يتم قياس الضوء

لقد كان هناك محاولات عديدة من أجل

قياس سرعة الضوء

منذ القدم ولعل إحدى هذه المحاولات كانت تشتمل على قانون السرعة والذي يقصد به المسافة مقسومة على الزمن ومن أهم محاولات قياس الضوء هي محاولة العالم

جاليليو

وكذلك محاولة رومر، ولعل أفضل هذه المحاولات هي المحاولة التي اعتمدت في الأساس على قياس سرعة الضوء من خلال الليزر وكذلك من خلال الساعات الذرية، ولكن عقب عام 1970 تطور كل من الليزر والساعات الذرية بطريقة كبيرة مما شجع على إعادة قياس سرعة الضوء بطريقة دقيقة.

ومن الملاحظ أن سرعة الضوء لا تعبر عن مقدار ثابت وخاصة أن الضوء ينتقل من مكان لأخر من خلال الموجات، وهو بذلك يشبه الصوت، ومن هنا نلاحظ أن سرعة الضوء تقوم بدرجة كبيرة على نوع الوسط الذي يمر به الضوء، وبالتالي فلا يكون هناك طريقة شيء سريع كسرعة الضوء في خلال الفراغ.

ولكن في حالة مرور الضوء في وسط أخر غير الفراغ فبالتأكيد سوف يؤثر ذلك على سرعته، ففي حالة مرور الضوء في الهواء الذي يوجد به غبار فسوف يؤثر ذلك على سرعته نتيجة إصطدام موجات الضوء بجزئيات الغبار، وسوف يصاحب ذلك حدوث إنخفاض شديد في سرعة الضوء، أي أن سرعة الضوء تتناسب طردي مع الوسط المحيط بها وبالتالي فلا يمكن التعبير عنها بطريقة ثابتة.