الضوء
الضوء يتم تعريفه في علم الفيزياء بأنه إشعاع كهرومغناطيسي مرئي للعين البشرية، أي أنه هو المسؤول عن حاسة الإبصار ويساعد الإنسان في رؤية الأشياء، حيث أن الضوء يسقط على الأشياء ومن ثم ينعكس على العين ليمكنه من الرؤية، وقد تمكن علماء الفيزياء من تحليل الخصائص الفيزيائية المرتبطة بالضوء مثل الشدة واتجاه الانتشار والتردد والطيف وسرعته في الفراغ.
كيف يسلك الضوء سلوك الموجات
هناك العديد من النظريات المتعلقة بالضوء وقد مرت بالكثير من المراحل والتجارب والاثبتات قبل أن يتم الإعلان عنها، ومن بينها ماهية الضوء وأصله وإذا كان موجة أم تيارًا من الجسيمات، وقد أثبتت النظريات أنه يمتلك كلاً الطبيعتين إذ أنه يسلك سلوك يؤدي إلى تشكيل موجات قابلة للانكسار والانعكاس، كما أنه يحيد ويتداخل بنفس الكيفية التي تخضع لها أي موجه، و ينسب الفضل بالتوصل إلى هذه التفسيرات هو تأثير دوبلر، أما عن شرح كيف يسلك الضوء سلوك الموجات فهناك العديد من النظريات التي فسرت هذا الأمر وذلك كالآتي:
- الانعكاس في الموجات تنعكس وترتد عندما تواجه عائقًا ما في طريقها، ومن أهم خصائص الانعكاس أن زاوية سقوط الضوء تساوي دائمًأ زاوية الانعكاس ويمكن رؤية مثال واضح على ذلك لتكون موجات ماء دائرية على السطح، ويمكن القول أن السلوك الانعكاسي للضوء هو بمثابة دليل على طبيعته الموجية.
- الانكسار إذ تخضع موجات الضوء للانكسار عندما تنتقل من وسط إلى آخر، وعندما يتدخل شيء ما في طريقها يعيق حركتها يحصل تغيير مفاجىء يتسبب الانكسار، أما فيما يتعلق باتجاه الانكسار فهو مرتبط بالسرعة النسبية لكلا الوسطين؛ إذ ستنكسر الموجة عند عبورها من وسط سرعتها فيه بطيئة إلى وسط سرعتها فيه كبيرة، لكن مقدمتها ستنحني إذا مرت من وسط سرعتها فيه كبيرة إلى آخر سرعتها فيه بطيئة، ومن الجدير بالذكر أن القواعد الرياضية التي يخضع لها انكسار الضوء هي ذاتها التي تخضع لها موجات الماء وموجات الصوت.
- الحيود الذي يتضمن تغيرًا في اتجاه الموجات عند مرورها من حول حاجز يعترض مسارها أو شيء ما، إذ أن ذلك الحاجز سيقوم بحجب الضوء والتسبب بتكون ظل خلف الحاجز، وستكون حوافه غير واضحة المعالم بشكل كبير.
الطول الموجي
الطول الموجي هو المسافة الفاصلة بين نقطتين متناظرتين في الموجات المتتالية، ويطلق على النقطة العلوية في الموجة اسم (القمة)، بينما تسمى النقطة في الأسفل (القاع)، وتعريف آخر فإن الطول الموجي هو المسافة الفاصلة بين قمتين متتاليتين أو قاعين متتاليين، وبالنسبة لأعيننا البشرية فإنه يمكننا رؤية الأطوال الموجية التي تتراوح بين (400-700) واحد من بليون المتر، ويعود الفضل إلى العالِم كريستيان هوجينز في التوصل إلى الطبيعة الموجية للضوء للمرة الأولى وذلك في أواخر القرن السابع عشر.
