جدول المحتويات
طبيعة الضوء: موجات أم جسيمات؟
لفترة طويلة، حيرت طبيعة الضوء العلماء. هل هو عبارة عن موجات تنتشر مثل الصوت، أم جسيمات تتحرك في خطوط مستقيمة؟ في القرن السابع عشر، افترض إسحاق نيوتن أن الضوء يتكون من جسيمات، تفسيرًا لظاهرة الإشعاعات المستقيمة والظلال. لاحقًا، طور الفيزيائي كريستيان هوجنز نظرية الموجات، والتي قادت إلى مزيد من الفهم لطبيعة الضوء.
في بداية القرن التاسع عشر، اكتسبت نظرية “أن الضوء هو عبارة عن موجات” لصاحبها توماس يونغ المزيد من الدعم، وذلك لفشل نظرية نيوتن في تفسير ظواهر مثل:
- انعكاس جزء من الضوء وكسر جزء آخر عند انتقاله من وسط إلى آخر.
- ظاهرة انحراف وتداخل الضوء.
- ملاحظة أن سرعة الضوء في الماء أقل من سرعته في الهواء، مما يدعم فكرة انتقال الضوء على شكل موجات.
سرعة الضوء: رقم ثابت أم متغير؟
تبلغ سرعة الضوء في الفراغ 299,792,458 مترًا في الثانية، أو ما يعادل 186,282 ميلًا في الثانية. غالبًا ما يُقال أن سرعة الضوء ثابتة، ولا يمكن لأي جسم أن يتجاوزها. لكن هذه المعلومة ليست دقيقة تمامًا.
عندما نقول “سرعة الضوء”، فإننا نشير إلى أقصى سرعة يمكن أن يصلها أي شيء في الفراغ. وتختلف سرعة الضوء عند مروره في وسط آخر، مثل الماء أو الزجاج، حيث تصبح أقل من سرعته في الفراغ.
سبب هذه الظاهرة هو طبيعة الضوء كـ “موجات كهرمغناطيسية”. تتأثر هذه الموجات بالوسط الذي تمر من خلاله، مما يؤثر على طولها الموجي وترددها، وبالتالي تؤثر على سرعة انتشارها.
قياس سرعة الضوء: رحلة عبر التاريخ
كان قياس سرعة الضوء تحديًا كبيرًا للعلماء عبر التاريخ. لقد استخدموا تقنيات مختلفة للوصول إلى قياسات دقيقة.
في القرن السابع عشر، قام العالم الدنماركي أولي رومر بتقدير سرعة الضوء باستخدام أرصاد فلكية لاحظ خلالها تأخر وصول ضوء قمر المشتري إلى الأرض بسبب مسافة أكبر .
في القرن الثامن عشر، قام العالم الفرنسي هيبوليت فيزو باستخدام مرآة دوارة لقياس سرعة الضوء باستخدام ضوء من مصدر أرضي.
واليوم، يتم استخدام تقنيات متطورة لقياس سرعة الضوء بدقة واضحة.
