ما هو تشتت الضوء؟
هل شاهدت قوس قزح من قبل وتسألت كيف يمكن لأشعة الشمس الساطعة من خلال قطرات المطر النقية أن تنتج قوس قزح بالألوان السبعة التي نعرفها؟ يمكن تفسير هذه الظاهرة بمفهوم تشتت الضوء (بالإنجليزية: Dispersion of Light)، وهو انقسام الضوء المرئي إلى ألوانه السبعة، وهي على الترتيب: البنفسجي والنيلي والأزرق والأخضر والأصفر والبرتقالي والأحمر، ويعتبر مرور الضوء الأبيض عبر منشور زجاجي إحدى ظواهر تشتت الضوء.[١]
يُعرَّف المنشور بأنه جسم صلب شفاف له ثلاثة أسطح جانبية مستطيلة ووجهان مثلثان مائلان بزاوية.
انكسار الضوء من خلال المنشور الزجاجي
عندما ينتقل الضوء من وسيط إلى آخر، تتغير سرعة انتشاره، ونتيجة لذلك "ينحني" أو "ينكسر"، وعندما يمر الضوء عبر منشور، ينكسر باتجاه قاعدة المثلث، ولأن الألوان المختلفة في طيف الضوء لها أطوال موجية مختلفة، تختلف السرعة التي تنحني أو تنكسر بها حسب الطول الموجي، حيث ينحني اللون البنفسجي أكثر، ويكون له أقصر طول موجي، ويكون انحناء اللون الأحمر أقل، ويكون له أطول طول موجي.[٢]
يُعرف التغيير في اتجاه الموجة أثناء الانتقال من وسط إلى آخر باسم انكسار الضوء.
هل يتشتت الضوء في لوح زجاجي كما في النشور؟
نعم، يتشتت الضوء في مجموعة ألوانه في لوح زجاجي، ويمكننا أن نرى هذا إذا رصدناه بطريقة معينة، ولكن قبل المضي قدمًا يجب أن تعرف أن مؤشرات الانكسار ليست ثابتة، حيث تختلف باختلاف تردد الضوء ومن ثم طوله الموجي، ولكي يمر الضوء الأبيض عبر لوح زجاجي أو منشور زجاجي، فإنه ينكسر مرتين، حيث ينتقل أولاً من الهواء إلى الزجاج ثم من الزجاج إلى الهواء، في الحالة الأولى من الانكسار، يتباطأ وفي الثانية يتسارع.[٣]
إذن ماذا يحدث في اللوح زجاجي؟ تتباطأ جميع الأشعة الضوئية وتتسارع بنفس المعدل؛ لأن كلا السطحين متوازيان، وبالتالي، بالنسبة للمراقب، يبدو الأمر كما لو أن الضوء الأبيض قد دخل وغادر اللوح، ولكن العملية مختلفة في المنشور الزجاجي، لأن الألواح فيه ليست موازية لبعضها البعض، وبالتالي فإن أشعة الضوء الخارجة من المنشور تتبع مسارًا مختلفًا عن دخولها (تنكسر باتجاه قاعدة المثلث)، مما يعطي تأثير التشتت.[٣]
تشكيل قوس قزح
يتكون قوس قزح من سبعة ألوان؛ بنفسجي، نيلي، أزرق، أخضر، أصفر، برتقالي، أحمر، وينشأ عند تساقط المطر، حيث تعمل قطرات المطر المتساقطة على السطح مثل المنشور، فعندما يسقط ضوء الشمس على قطرات الماء، تتشتت أشعة الشمس في ألوان مختلفة وتُشكل قوس قزح، وأحيانًا قد نرى أيضًا أقواس قزح متعددة، حيث تتصرف قطرات الماء، مثل المنشور لتكوين قوس قزح، وقطرات الماء ما هي إلا كرة كروية تحتوي على الماء ولها معامل انكسار الماء (1.333) مما يجعل الضوء الأبيض يتشتت، ويشكل شعاعًا من الضوء متعدد يسمى قوس قزح.
لذلك، فإن الشروط اللازمة لتكوين قوس قزح هي: وجود قطرات الماء أو قطرات المطر، ويجب أن يكون موضع الشمس خلف مراقب قوس قزح.[٣]
المراجع
- ↑ "Dispersion of Light by Prisms", physicsclassroom, Retrieved 16/8/2022. Edited.
- ↑ "Dispersion of Light", geeksforgeeks, Retrieved 16/8/2022. Edited.
- ^ أ ب ت Questions – FAQs-,What is Dispersion of Light?,colours is termed as dispersion. "Refraction And Dispersion Of Light Through A Prism", byjus, Retrieved 16/8/2022. Edited.
