كيف يسلك الضوء سلوك الموجات

كيف يتصرف الضوء كموجات هي واحدة من العديد من الأسئلة التي لطالما أثيرت في العلوم النظرية ، وجهود العلماء المضنية لتفسيرها وتقديم إجابات شاملة عنها وغيرها من الملاحظات الطبيعية أعطت التأثير الكامل ، وهذا ما سنناقشه . لاحقًا في هذه المقالة.

الضوء

يُعرف الضوء في الفيزياء بالإشعاع الكهرومغناطيسي المرئي للعين البشرية ، وهو المسؤول عن حاسة البصر ، ويحتاجه الإنسان ليرى الأشياء من حوله. يرتبط بالضوء من حيث الشدة واتجاه الانتشار والطيف الترددي والسرعة في الفراغ.[1]

كيف يتصرف الضوء كموجات؟

من المهم معرفة أن العديد من النظريات المتعلقة بالضوء مرت برحلة شاقة من التفنيد والإثبات قبل أن تصل إلينا ، بما في ذلك التساؤل المتكرر عن ماهية الضوء وأصله ، وهل هو موجة أم تيار من الجسيمات ، والحقيقة. أنه يحتوي على طبيعتين يتصرفان مما يؤدي إلى تكوين الأمواج. كما أنه قابل للانعكاس ومقاوم للصهر ، وينحرف ويتدخل بنفس الطريقة مثل أي موجة ، ويعزى الفضل في ذلك إلى تأثير دوبلر ؛ وهو ما يفسر التغير الظاهري في التردد في الطول الموجي للموجات ، وهناك مجموعة من السلوكيات المتعلقة بالضوء يجب أن نذكرها لمزيد من الشرح في هذا الصدد:[2][3]

• الانعكاس: تنعكس الأمواج أو ترتد إلى الوراء عندما تواجه عقبة في طريقها. من أهم خصائص الانعكاس أن زاوية سقوط الضوء تساوي دائمًا زاوية الانعكاس. مثال واضح على ذلك يمكن اعتباره موجات مائية دائرية على السطح ، ويمكننا القول أن السلوك الانعكاسي للضوء هو دليل على طبيعته الموجية.
• الانكسار ، لأن موجات الضوء تخضع للانكسار أثناء انتقالها من وسط إلى آخر ، وعندما يتدخل شيء ما في مسارها ويعيق حركتها ، يحدث تغير مفاجئ يسبب الانكسار. أما بالنسبة لاتجاه الانكسار ، فهو مرتبط بالسرعة النسبية لكلا الوسطين ؛ حيث أن الموجة تنكسر عندما تمر من وسط تكون سرعتها منخفضة إلى متوسطة حيث تكون سرعتها عالية ، لكن مقدمتها تنحني إذا انتقلت من وسط تكون سرعته عالية إلى آخر تكون سرعته منخفضة ، وتجدر الإشارة إلى أن القواعد الرياضية التي يخضع لها انكسار الضوء هي نفسها التي تخضع لها موجات الماء والموجات الصوتية.
• الانعراج ، والذي يتضمن تغيير اتجاه الموجات أثناء مرورها حول حاجز يسد مسارها أو شيء ما ، لأن هذا الحاجز سوف يحجب الضوء ويسبب ظلًا يتشكل خلف الحاجز ، وستكون حوافه غير واضحة للغاية.

طول الموجة

وهي من أهم خصائص الضوء المرتبطة بهذا المقال ، لأن الموجات تتشكل من الطاقة الكهرومغناطيسية التي تدفعها للتحرك لأعلى ولأسفل وفي زوايا مختلفة تحدد شكلها النهائي ، كما أنها تتأرجح بشكل عمودي على الاتجاه من حركة الموجة الضوئية ، ويتم تعريف الطول الموجي على أنه المسافة بين نقطتين متماثلتين في الموجات المتتالية ، وتسمى النقطة العليا للموجة (القمة) ، بينما تسمى النقطة في الأسفل (القاع) ، وفي تعريف آخر ، الطول الموجي هو المسافة بين قمتين متتاليتين أو قاعين متتاليين ، وإلى أعيننا البشرية يمكننا أن نرى أطوال موجية تتراوح من (400-700) جزء من المليار من المتر. يعود الفضل إلى Christiaan Huygens في تأسيس الطبيعة الموجية للضوء لأول مرة في أواخر القرن السابع عشر.

في الختام ، من المهم التأكيد على خاتمة مقالتنا ، لأن الضوء يتصرف كموجات ذات أطوال موجية عرضة للانعكاس والانكسار والحيود ، وهناك العديد من التطبيقات العمرية لموجات الضوء مثل موجات الراديو وأشعة جاما المستخدمة في المجال الطبي على نطاق واسع وغيرها.