الضوء

الضوء طاقة ّ وليس مادة، وهو مَن َ العناصر الأساسية للحياة على الأرض، كالماء
ِ والهواء. ويختلف الضوء عن الحرارة، على الرغم من َّ أن الشمس ُ تشِّكُل ً مصدرا
لِلإثنين. ويلعب الضوء دورا مهمًا في حياتنا، فنحن نرى الأشياء، ونهتدي إلى الأماكن، ونتعرف على الأشخاص بواسطة الضوء.
الضوء مصدر الألوان في عاملنا وفي العصر الحديث استطاع تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ضوئية، فأضاء الشوارع في الليل وشغل المصانع، وسََّير السيارات والطائرات، في غير ساعات النهار.

مصادر الضوء

  في الطبيعة نوعان من الأجسام ُ الاجسام المضيئٌة بنفسها كالشمس والنجوم والمصباح الكهربائي هناك اجسام تعكس الضوء فقط  كالقمر وهو جسم مظلم بنفسه

ولكنه يبدولنا مضيئا عندما يسقط عليه ضوء الشمس فيعكس جزئا من هذا الضوء الى الارض

أضواء طبيعية و أضواء صناعية 

هناك نوعان من الاضواء : 

اضواء طبيعية كالشمس والنجوم و اضواء صناعية مثل ضوء المصباح او الشمعة المشتعلة 

الشمس هي مصدر الضوء الرئيسي على الارض فلولا الشمس مانبتت الاشجار وما امكننا الحصول على الخشب الفحم ….

وهنا نرى كيف تحولت الطقة من طاقة الضوئية في الشمس الى الطاقة الكيميائية جعلت الاشجار تنمو وعند حرق الاخشاب تعطي طاقة حرارية وطاقة ضوئية .

ألوان الطيف 

قد يبدو لنا ضوء الشمس أبيض وفي الصور والكتب نراه أصفر ولكن عندما ينكسر فوق الغيوم في يوم ماطر فإننا نرى مجموعةَ من ألوان قوس قزح . فالقوس قزح نفسه ما هو إلا ضوء شمس وقد انكسر فوق الغيوم وتوزع إلى أجزاء.

أَلْوان حَوْلَنا 
ضوء الشمس أبيض، ونحن لا نرى الأشياء نَهارًا إلّا بعد أنْ يَنْعكِسُ ضوء الشمس على هذه الأشياء

ومِنْها إلى أعْيُننا. فَلِماذا إذَنْ لا نرى جميع الأشياء بَيْضاء؟
الجواب يَكْمُن في الأشياء نَفْسها، فنَحْن نرى الزَّهْرة حمراء، لأنَّ هذه الزَّهْرة بالذّات تبتلع (تَمْتَصّ)

جميع الألوان مِنْ خَليط الألْوان في الضوء، وتعكس اللَّوْن الأحْمَر فقط. أيْ أنَّ الشيء يَبْدو باللَّوْن الّذي يَعْكسه فقط.

اللون الأسود واللون الأبيض:

هناك أجسام تَبْتَلِع جَميع الألْوان ولا تَعْكِس أيَّ لَوْن، تِلْك هي الأجسام السَّوْداء السَّواد يُشيرُ إلى انْعِدام اللَّوْن، حَيْث أنَّ الشَّيْء الأسْوَد يَبْتَلِع جميع الألْوان.

وهناك أجسام تعكِسُ جَميع الألْوان، فَتَرْتَدّ إلَيْنا الأشِعَّة المُرْتَدَّة مِنْها

كامِلَة غَيْر مَنْقوصَة، أيْ بَيْضاء وهكذا نَسْتَنْتِجُ أنَّ اللَّوْن الأبْيَض هو خَليط جَميع الألْوان.

الوان الطيف

 ثلاثة مِنْ ألْوان الطَّيْف أساسِيَّة وهي: الأحمر، الأزرق، الأصفر.
ألوان الطَّيْف الأخرى نَستطيع الحُصول عليها مِنَ امْتِزاج اثنَيْن مِنْ هذه الألْوان الثلاثة مثلًا:

الأزرق + الأصفر = الأخضر.
الأصفر + الأحمر = البرتقاليّ.                                      

الأزرق + الأحمر = البنفسجيّ.                                   

الأسود +الأبيض = الرمادي.                                    

الأحمر + الأسود = بني.             

 كيف يَتكوَّن قَوْس قُزَح

تَنْشَأ ظاهرة قَوْس قُزَح نتيجة انكِسار ضوء الشمس على قَطَرات الماء أوِ البُخار في الغُيوم.

 في بِداية الأمر ينكسر الضوء عِنْد اصطِدامِهِ بِقَطَرات الماء، ثُمَّ ينعكس داخِله، وينكسر مَرَّة أُخرى  عِنْدَ خُروجِه مِنْها.

 كَيْفَ يَنْتَشِر الضوء؟  

يَنْتَشِر الضوء بخُطوط مُسْتَقيمَة ولَوْ أضأتَ فانوسًا يَدَوِيًّا في غرفة مُظلِمَة، فَسَتَرى الضوء يتَّجِه إلى

المكان الّذي تُسَلِّط عليه الضوء بِخَطّ مُسْتَقيم . 

ولكن لَوْ وَضَعْنا شَمْعَة في غرفة مُظلِمَة لَرأيْنا أنَّ ضوء الشَّمْعَة انْتَشَر في جَميع أرْجاء الغُرْفَة.

مِمّا يعني أنَّ الضوء يَنْتَشِر في كافَّة الأرْجاء, ولكن بخُطوط مُسْتَقيمَة.

اِنْعِكاس الضوء في المِرآة 

تَعْكِس المرآة بِسَطْحِها الصَّلب اللّامع الضوء.
ولكي ترى ذلك، اِحْمِل مرآة صغيرة، وقِفْ في يَوْم مُشْمِس بالقُرْب مِنْ جِدار.  
وَجِّهِ المرآة بِحَيْث ترى أشِعَّة الشمس مِنْ خلالها. حَرِّك المرآة بحيث تسقط أشِعَّة الشمس على الجِدار.

حَقائِق حَوْل المِرآة

1- عِنْدما يَصْطَدِم ضوء بِمِرْآة، فإنَّهُ يَرْتَدّ إلى الوَراء، بِنَفْس الزاوِيَة الَّتي سَقَطَ فيها فَوْق المِرآة. (زاوية 1 = زاوية 2 في الشَّكْل) 

2- المرآة تَعْكِس اليَمين واليَسار، فإذا وقَفْتَ أمام مِرآة، فإنَّ يَدَك اليُسْرى – الّتي تَحْمِل الساعَة – سَتَكون اليَد اليُمْنى لصورتك في المِرْآة. 

انتشار الضوء

– يمكن للضوء أنْ يَرْتَدَّ إلى الوراء، أيْ ينعكس (كما في المِرآة)، بنفس الزاوية الّتي سقط بها.

– يُغَيّر اتِّجاهَه (كما في الماء).

– ينكسر إلى أجزاء تتَبَعثر في كافَّة الِاتِّجاهات (كما في المَنْشور الزُّجاجِيّ).

– يُبْتَلَعُ ولا يخرج مِنَ الجهة الأُخرى (كما في القُماش، حيث يبتَلِع القُماش الأخضر الضوء ما عَدا الجزء الأخضر مِنْه).

– يَنْفُذ كُلِّيًّا ويخرج مِنَ الجهة الأخرى (كالزُّجاج الشَّفّاف).

– يَنْفُذ جُزْئِيًّا (كما في الزُّجاج شبه الشفّاف، أو أنواع مِنَ البلاستيك، الّتي تسمح لِجزء مِنَ

الضوء النَّفاذ مِنْ خِلاها). 

الضوء والمواد القاتمة

لا يستطيع الضوء النَّفاذ مِنْ خِلال حاجِز أسْوَد، لأنّه يَبْتلِع الضوء، ولا يَعْكِس مِنْه إلّا القليل.

لحِجارَة، المَعادِن، التُّراب، كُلّها موادّ قاتِمَة وغَيْر شَفّافة، ولا تسمح لأيّ جزء مِنَ الضوء النَّفاذ مِن خلالها، بَل هِيَ تَبْتلِع مُعْظَمَه، وتَعْكِس جُزءًا مِنْ هذا الضوء الّذي بِلَوْنِها.

لضوء والزُّجاج الشَّفّاف وشبه الشَّفّاف الزُّجاج الشَّفّاف يَسْمَح للضوء أنْ يَمُرّ مِنْ خِلاله، وكذلك الماء الصافي. الزُّجاج شبه الشَّفّاف، والماء لعَكْر، يَسْمَحان للضوء بالمُرور مِنْ خِلالهما، ولكنّهما يُبَعْثِرانه. فإذا كُنْتَ ترى شَخْصًا خَلْف هذا الزُّجاج رأيْتَ صورَة مُشَوَّشَة عَنْه.

الزجاج الغير شفاف

الظل 

يَتَكَوَّنُ الظلّ عندما يعترض جسمٌ الضوءَ في انتشاره. 
إنّنا نرى في يوم مشمس ظلّنا على الأرض ونحن في الخارج، وظلّ الشجرة، وحتّى ظلّ الغيوم على الأرض.

ويكون الظلّ أكثر وضوحًا وتحديدًا عندما يكون الجسم المعترض جسمًا قاتِمًا، فَإِنْ كان شفّافًا ككيس نايلون مثلًا، فإنّ ظلّه يكون أقلّ حدّة ووضوحًا.

والسبب أنّ الضوء يصل إلى المنطقة المظلّلة مِنْ خلال انعكاسه على أجسام أُخرى قريبة مِنَ الشجرة. 
ويحمل الظلّ شكل جسم صاحب الظلّ، وإن اختلف معه طولًا وحجمًا، وهذا يتعلّق بموضع الجسم

 من مصدر الضوء، والزاوية الّتي يسقط فيها الضوء فوق الجسم.

ظل الانسان

البيروسكوب

«البيروسكوب» أو «المِئْفاق»، هو أنْبوب طَويل مَعَ مَرايا عاكِسَة،

كان يَسْتَعْمله الجُنود في الخَنادِق لرِؤيَة ما يَدور على سَطْح الأرض

مِنْ أحْداث، دونَ أنْ يَضْطَرّوا للخُروج مِنْ خَنادِقِهم.
فلكي يرى حامل البيروسكوب الطابة واللّاعب في الشكل، يُدْخِل ضوء

مِنَ الخارج إلى مرآة في زاوية البيروسكوب العليا، وهذه المرآة تعكس

هذا الضوء إلى مرآة في أسفل البيروسكوب فيَصِل للعين. 

كيف نرى الاشياء

في الماضي اعْتَقدوا أنّ العَيْن هي

الّتي تصدر شُعاعًا مِنَ الضوء إلى الشيء الّذي أمامنا فنراه. 
الحسن بن الهيثم وهو عالِم وُلِدَ في البَصْرة في العِراق (965 م)،

خالَفَ هذا الاعْتِقاد، وقالَ بأنَّنا نَرى الشيء بعد أنْ يَرْتَدّ الضوء

الساقِط على الشيء مِنَ الشمس أو المصباح، إلى أعْيُنِنا، ومِنْ

هناك تحمله أعصاب العَيْن إلى المخّ.

اِنْكِسار الضوء 

يتقدّم الضوء في خَطّ مُسْتَقيم، ولكن عِنْدَما يَعْبُر مِنَ الهَواء إلى الماء او  الزُّجاج، أيْ مِنْ مادَّة شَفّافة 

إلى مادَّة أقَلّ شَفافِيّة، فإنَّه يُغَيِّر اتِّجاهه. هذا التَّغْيير في الِاتِّجاه يُسَمّى انْكِسار الضوء.

أهَمِّيَّة الضوء في حَياة الكائِنات الحَيَّة

تصل إلَيْنا الطاقة الشمسِيَّة على شكل طاقة حَرارِيَّة وطاقة ضَوْئِيَّة. ولِكُلّ واحِدة مِنْ شَكْلي الطاقة هذه أهَمِّيَّة حاسِمَة على حَياة الناس والكائِنات الحَيَّة عامّة.

فَلَوْلا الضوء لما اسْتَطاعت النَّباتات تَكوين غِذائها والنُّموّ، ولما وَجَد الناس والحَيَوانات ما يأكلونه.

 عمَلِيَّة التَّمْثيل الضوئيّ في الأوْراق الخَضراء للنَّبات. فالنَّبات «يَقْتَنِص» ضوء الشمس، لِيُحَوِّل

الماء وثاني أكسيد الكَرْبون إلى سُكَّر وأوكسجين، بمساعدة مادَّة كيميائِيَّة توجد في أوراق النَّبات

تُدْعى «الكلوروفيل».

دولاب نيوتن

إذا كان المَنْشور الزُّجَاجِيّ يُفَرِّق الألْوان الَّتي تُكَوِّن ضوء الشمس، كَما رأيْنا، فإنَّ دولاب نيوتن يَعود ويَجْمَعها مَرَّة ثانِيَة.

التَّجْرِبَة التالية قامَ بها العالِم الإنجليزيّ نيوتن (القَرْن الثامِن عَشَر)،

والّتي بَيَّنَ فيها أنَّ خَلْطَ ألْوان الطَّيْف يَنْتُجُ عنه اللَّوْن الأبْيَض.