ما الذي يحدد شدة موجات الضوء
يحدد شدة اضوء كمية الطاقة التي تقوم الموجات الضوئية بحملها، كما تقوم المسافة بين مصدر الضوء والحائل الذي يقع عليه الضوء بالتأثير بشكل رئيسي على شدة موجات الضوء. وهذا السؤال كان في درس الاستضاءة للصف الثالث الثانوي في مادة الفيزياء 3، وسنحاول فيما يلي عرض بعض المعلومات الهامة المتصلة بالدرس.
كيف يتم حساب كمية الضوء
يبدأ مع عرض لبعض التعريفات البسيطة المساعدة لنا داخل الدرس، وهي تعريف كمية الضوء، والتي هي مدى التدفق الضوئي، والتي يرمز لها بالرمز (P)، ويتم قياستها بوحدة لومن (lm)، ولكن ما هو تعريف التدفق الضوئي من الأساس؟
تعريف التدفق الضوئي p
يعرف التدفق الضوئي على أنه معدل انبعاث طاقة الضوء من المصدر المضيء، أو هو مقياس معدل انبعاث الأشعة الضوئية من المصدر المضيء، وبطريقة أوضح هي الطاقة الضوئية التي تخرج من المصدر المضيء. هنا نحن نتكلم عن مصدر الضوء، دون أي ذكر للجسم المتلقي لهذا الضوء أو الحائل الذي سيقع عليه الضوء. ولكن ماذا إن وقع الضوء على جسم ما، أو حائل وجعل فيه مساحة مضيئة، فماذا نسمي هذه البقعة المضيئة؟
ما هي الاستضاءة
يتم تعريف الاستضاءة على أنها معدل اصطدام الضوء بوحدة مساحات للسطح، أو هي مقياس لعدد الأشعة التي اصطدمت بسطح ما، وبشكل أبسط هي عدد الأشعة التي وقعت على الحائل المعتم عندما تم توجيه مصدر ضوء إليه، وأدى هذا الاصطدام إلى انعكاس بعض الأشعة أو كلها للعين مسببة في الرؤية البصرية، ويرمز للاستضاءة بالرمز (E)، ولكي يتم حساب الاستضاءة، فيجب علينا أن نقوم بحساب حجم الأشعة الصادرة من التدفق الضوئي P والتي تصل إلى السطح، وبالتحديد المساحة التي سيتم قياس كمية الاستضاءة عليها، فيكون القانون كما يلي.
الاستضاءة = معدل التدفق الضوئي / وحدة مساحات السطح، أو 
ويكون ناتج الاستضاءة يحسب يحمل الرمز( lx) والذي يشير إلى لومن لكل متر مربع، ويأتي هنا تأثير المسافة، ونرى أن العلاقة بين شدة الاستضاءة والمسافة علاقة عكسية، فكلما زادت المسافة قلت الاستضاءة، والعكس صحيح، ويأتي هنا الدور على معرفة مصطلح جديد، وهو “علاقة التربيع العكسي”.
علاقة التربيع العكسي
ذكرنا سابقاً أن الإضاءة lx تتناسب بشكل عكسي مع المسافة بين المصدر والجسم الذي تقع عليه الأشعة، ولكن ما مقدار تلك العلاقة؟ بعد العديد من التجارب تم اكتشاف أن الاستضاءة بفعل مصدر ضوئي نقطي تتناسب بشكل عكسي مع مربع المسافة بين المصدر والجسم، لذلك فالعلاقة بين المسافة 2r عكسياً مع p أو الاستضاءة.
يمكن ان يختلف الضوء في شدته وطوله الموجي
للضوء العديد من الأشكال والهيئات، والتي لم يتسن للعلماء حتى الآن تحديد ماهية الضوء بشكل دقيق، فمع العديد من الاختبارات تجد أن الضوء يقوم بتأثير الموجات الكهرومغناطيسية، وفي بعض الأحيان الأخرى يقوم الضوء بالتصرف على أنه جزيئات مادية، وفي كلا الحالتين يتسم بخصائص الموجات وكأنه طاقة، ويتصرف كالجزيئات كأنه جسم مادي، وعندما نريد أن نرى مدى تأثير شدة الضوء على طوله الموجي، فنحن نلجأ لاعتبار الضوء موجة كهرومغناطيسية، وهي صورة من صور الطاقة، والتي من شأنها أن تكسب للأجسام، لكي تمكنها من القيام بفعل معين.
- في حالة ما إذا كان الضوء موجة فلاتساع الطول الموجي أثره الكبير على شدة الضوء أو مدى سطوعه، فكل موجة ضوئية مهما كان مصدرها فيتم اعتبار أنها لها نفس الطول الموجي.
- فيما يخص العلاقة بين شدة الضوء والطول الموجي فهي علاقة عكسية، فكلما زاد الطول الموجي قلت شدة الضوء، والعكس صحيح.
