غموض الضوء المستمر ..

تاريخ النشر : 03/11/2014 التعليقات :0 الاعجابات :4 المشاهدات :2216

the light copy

الضوء عكس الظلام، هذا تعريف مبدئي للضوء لا يشمل أطياف الضوء الغير مرئية ذات الطاقات العالية مثل أشعة جاما أو الأشعة السينية ولا حتى ذات الطاقات المنخفضة مثل موجات الراديو.

ينتقل الضوء و ينتشر من حولنا، فيمر عبر الثقوب وتخترق بعض أطيافه الجدران وتتوقف الأخرى، له القدرة على حمل إشارات محطات الإذاعة والتلفزة، كما يمكن له تدمير المعلومات الوراثية داخل الخلايا .

ولأن للضوء عدد من الصور فلها فلسفة دور في تعريفه، هناك ما يسمى بالطيف الكهرومغناطيسي و هو يشمل جميع أطياف الضوء المختلفة، يتكون من مجالات مغناطيسية ومجالات كهربية تبذل في بعض الأحيان قوى على الجسيمات المشحونة فتسبب حركتها لأعلى وأسفل.

لكل طيف (مدى)من الضوء- طول موجي- مميز يختلف عن غيره، تستشعر العين البشرية الضوء من 750 نانومتر* (يمثل اللون الأحمر) إلى 380 نانومتر* (يمثل اللون البنفسجي)، يُعرف هذا المدى بالضوء المرئي و الذي يمكن تحليله باستخدام منشور زجاجي إلى ألوان الطيف، أما موجات الراديو فيبلغ طولها الموجي مئات الأمتار وطاقتها قليلة بينما أشعة جاما يبلغ طولها الموجي أجزاء من النانومتر وطاقتها عالية جدًا، وبين الطيفين الأخيرين توجد نطاقات أخرى للضوء منها الأشعة تحت الحمراء IR، الأشعة فوق البنفسجية UV، وموجات المايكرويف. ما سبق يوضح أن الضوء عبارة عن موجات، لكن معضلة الضوء لا تتوقف هنا، فالضوء يتكون من جسيمات تسمى فوتونات يمكن ملاحظتها عند أطياف الضوء ذات الطاقات العالية (لها أطوال موجية قصيرة جدا) مثل أشعة جاما والأشعة السينية.

المثال التقليدي على الطبيعة الجسيمية للضوء نراه في ظاهرة التأثير الكهروضوئي، فقد استطاع آينشتاين في عام 1905 من تفسير هذه الظاهرة بالقول أن جسيمات الضوء (الفوتونات) تصطدم بإلكترونات سطوح المعادن فتحررها عندما يكون لها أطوال موجية معينة.

النجاح الذي حققه آينشتاين في تفسير ظاهرة التأثير الكهروضوئي لم يحسم أمر طبيعة الضوء لتكون جسيمية فقط، فالطبيعة الموجية لازالت حاضرة، فالموجات وحدها هي القادرة على تفسير ظاهرة تداخل الضوء عند عبوره من خلال شقين كما في تجربة شقي يونج، لذا يمكننا القول في الوقت الحالي أن الضوء موجة وجسيم معا.

الطبيعة المزدوجة للضوء قادت العلماء للاعتقاد أن الضوء على شكل موجات مكونة من جسيمات مترابطة، وبعيدا عن طبيعة الضوء وتفسيرها، الضوء يؤثر على حياتنا بشكلٍ دائم وبطرق مختلفة نذكر منها ما يلي:

  • بمساعدة الضوء نرى الأشياء، فكيف تتم عملية الرؤية لتفاحة على سبيل المثال؟ يسقط الضوء باتجاه التفاحة فتعبرُها بعض أطيافه دون التأثر لوجودها فيما يتوقف الضوء المرئي عند جزيئاتها فيتم امتصاص بعضه كحرارة و بعضه ينعكس ، الضوء المنعكس يدخل إلى العين فتستشعره مستقبلات الضوء المخروطية، بعدها يقوم المخ بتحليل هذه المعلومات ليصل إلى أن التفاحة حمراء مثلا فنراها.
  • تنطلق موجات الراديو من محطة الإذاعة فتسبب اهتزاز الإلكترونات الحرة في الهوائي، وعليه تستطيع الأجهزة التي تم ضبطها على تردد الإذاعة أن تستقبل بثها.
  • يعمل فرن المايكرويف على طهي أو تسخين الطعام من الداخل للخارج بعكس طرق الطهي الأخرى، حيث تقوم موجاته بتحريك جزئيات الماء الموجودة في الأغذية بشدة، فيتم تسخين الطعام نتيجة لهذه الحركة.
  • يمكن تفسير ظل الأجسام بالتالي، تقوم الأجسام بحجب الضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية مستخدمة طاقة فوتوناتها في نقل إلكترونات الذرات المكونة لها من مستويات طاقة إلى مستويات طاقة أخرى.
  • ما الذي يحدث للجسم عندما تُلتقط له صورة بالأشعة السينية؟ تمر الأشعة عبر أنسجة الجسم وتتوقف عند العظام، مرورها يؤدي إلى تأين الجزيئات المكونة للخلايا، الجزيئات المتأينة يمكن أن تدمر الحمض النووي DNA بشكل مباشر أو غير مباشر و تغيير الصفات الوراثية مما قد يسبب الإصابة بالسرطان.

من الأمثلة السابقة نلاحظ أن للضوء صور مختلفة تجعل السؤال عن طبيعة الضوء (موجة كانت أو جسيم) غير مهم.

* النانو متر : جزء من البليون جزء من المتر يستخدم كوحدة قياس الأطوال القصيرة جداً.

المصدر :

Live Science


شاركنا رأيك طباعة