شرح عن الضوء وخصائصه

ما هو تعريف الضوء؟

يمكن تعريف الضوء (بالإنجليزية: Light) بأنه الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يمكن اكتشافه وملاحظته بالعين البشرية، حيث يمتد الإشعاع الكهرومغناطيسي على مدى واسع للغاية من الأطوال الموجية، ابتداءً من أشعة جاما ذات الأطوال الموجية الأقل من حوالي 1 × 10-11 متر، وانتهاءً بموجات الراديو التي يقاس طولها الموجي بالأمتار، وضمن هذا الطيف الواسع من الأشعة الكهرومغناطيسية تشغل الأطوال الموجية المرئية للبشر (الضوء المرئي) نطاقًا ضيقًا للغاية، يتراوح ما بين 700 نانومتر للضوء الأحمر وصولًا إلى حوالي 400 نانومتر للضوء البنفسجي.^[١]

ما هو مقدار سرعة الضوء في الفراغ؟

تعد سرعة الضوء في الفراغ ثابتًا فيزيائيًا أساسيًا لا خلاف عليه، وتقدر قيمته المقبولة حاليًا بـ 299,792,458 مترًا في الثانية، أو حوالي 186,282 ميلًا في الثانية، وتكتب عادة بالمقدار 3×810 متر في الثانية، لتسهيل العمليات الحسابية، ويرمز لسرعة الضوء في الفراغ عادة بالرمز (c).^[١]

ما هي أبرز خصائص الضوء؟

ينتقل الضوء في خط مستقيم دائمًا بسرعة هائلة جدًا، إذ إن سرعة الضوء أكبر من سرعة الصوت، ولهذا يتم رؤية البرق قبل سماع صوت الرعد في العواصف الرعدية، وفيما يأتي مجموعة من أبرز خصائص الضوء:^[٢]

انعكاس الضوء

تعرف خاصية انعكاس الضوء (بالإنجليزية: Reflection of Light) بأنها ارتداد الشعاع الضوئي عند ارتطامه بسطح عاكس مثل المرايا، على شكل شعاع ضوئي منعكس بحيث يعود إلى نفس الوسط الذي صدر عنه، وتعتمد ظاهرة انعكاس الضوء على طبيعة السطح، فليست جميع الأسطح عاكسة تمامًا كالمرايا، وإنما تعتبر خشنة بالنسبة للضوء، إلا أنها تعكس الضوء بنسبٍ متفاوتة وباتجاهات عشوائية، وبهذا فإن انعكاس الضوء هو المسؤول عن رؤية العين للأشياء، إذ ينعكس الشعاع الضوئي الساقط على الأسطح في جميع الاتجاهات، ويرتد متجهًا نحو عين الناظر، وبهذا تحدث الرؤية.^[٣]

انكسار الضوء

يعرف انكسار الضوء (بالإنجليزية: Refraction of light) بأنه انحراف الشعاع الضوئي عن مساره عندما ينتقل من وسط شفاف إلى وسطٍ آخر شفاف مختلف عنه في الكثافة، أو عندما ينتقل بين وسطين شفافين مختلفين في الكثافة، مثل انتقاله من الهواء إلى الماء مثلًا، ويتم وصف انكسار الضوء كميًا بواسطة قانون سنيل (بالإنجليزية: Snell's Law).^[٤]

تشتت الضوء

يعرف تشتت الضوء (بالإنجليزية: Dispersion of light) بأنه انقسام الضوء الأبيض عندما يمر عبر منشور زجاجي إلى ألوان الطيف المكونة له (أي البنفسجي، والنيلي، والأزرق، والأخضر، والأصفر، والبرتقالي، والأحمر)، حيث ينقسم الضوء الأبيض إلى ألوانه الأساسية المكونة له، بحيث يكون لكل لونٍ تردد مختلف عن الآخر، وزوايا مختلفة أيضًاً.^[٥]

حيود الضوء

يمكن تعريف حيود الضوء (بالإنجليزية: Diffraction of Light) بأنه الانحناء الطفيف الذي يحدث للضوء أثناء مروره عبر وسط ما ووجود جسم معيق لحركته أمامه، مما يجبر الضوء على الانحناء حول الجسم المعيق لمواصلة حركته، ويعتمد مقدار الانحناء على الحجم النسبي لطول موجة الضوء مقارنة بحجم الفتحة التي يستطيع المرور من خلالها، فإذا كانت الفتحة أكبر بكثير من الطول الموجي للضوء، فسيكون الانحناء غير ملحوظٍ تقريبًا، وإذا كان الاثنان متقاربان أو متساويان في الحجم، فإن مقدار الانحناء يكون كبيرًا، ويمكن رؤيته بالعين المجردة بسهولة.^[٦]