سمات أمواج الضوء

السمات الأساسية للأمواج

تشترك الأمواج بشكل عام في مجموعة من الخصائص التي تحدد سلوكها وتفاعلاتها. هذه الخصائص ضرورية لفهم كيفية عمل الأمواج وتأثيرها على البيئة المحيطة بها. من أهم هذه الخصائص:

• السرعة: تُعرف سرعة الموجة بأنها المسافة التي تقطعها نقطة معينة على الموجة في وحدة الزمن. وتقاس بوحدة المتر لكل ثانية. وهي تعكس مدى سرعة انتقال الطاقة التي تحملها الموجة.
• التردد: يمثل التردد عدد الدورات الكاملة التي تقوم بها الموجة في وحدة الزمن. ويقاس بوحدة الهيرتز (Hz)، حيث يعادل الهيرتز الواحد دورة واحدة في الثانية.
• الفترة الزمنية: الفترة الزمنية هي الزمن اللازم لإكمال دورة واحدة كاملة للموجة. وتقاس بوحدة الثواني، وهي مقلوب التردد.
• الطول الموجي: الطول الموجي هو المسافة بين قمتين متتاليتين أو قاعين متتاليين في الموجة. ويقاس بوحدة المتر، وهو يحدد نوع الموجة وتفاعلها مع المواد المختلفة.
• سعة الموجة: سعة الموجة هي أقصى إزاحة للجزيئات عن موضع سكونها. وتقاس بوحدة المتر، وهي تعبر عن قوة الموجة أو كمية الطاقة التي تحملها.

فهم طبيعة أمواج الضوء

يمكن النظر إلى الضوء من منظورين مختلفين: إما كتيار من الجسيمات الصغيرة التي تسمى الفوتونات، أو كطاقة تنتشر بسرعة هائلة تقدر بحوالي 300,000 كيلومتر في الثانية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن اعتبار الضوء ظاهرة موجية، حيث ينتشر على شكل أمواج بطريقة مماثلة لانتشار الأمواج على سطح الماء. في هذه الحالة، تهتز جميع النقاط الموجودة على سطح الموجة بحركة واحدة، وتنطلق جسيمات الفوتونات في اتجاه انتشار الاهتزاز، ويكون ذلك بشكل عمودي على سطح الموجة.

في القرآن الكريم إشارة إلى عظمة الضوء وأهميته، قال تعالى:

﴿اللَّهُ نُورُ السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضِ مَثَلُ نُورِهِ كَمِشْكَاةٍ فِيهَا مِصْبَاحٌ الْمِصْبَاحُ فِي زُجَاجَةٍ الزُّجَاجَةُ كَأَنَّهَا كَوْكَبٌ دُرِّيٌّ يُوقَدُ مِنْ شَجَرَةٍ مُبَارَكَةٍ زَيْتُونَةٍ لَا شَرْقِيَّةٍ وَلَا غَرْبِيَّةٍ يَكَادُ زَيْتُهَا يُضِيءُ وَلَوْ لَمْ تَمْسَسْهُ نَارٌ نُورٌ عَلَى نُورٍ يَهْدِي اللَّهُ لِنُورِهِ مَنْ يَشَاءُ وَيَضْرِبُ اللَّهُ الْأَمْثَالَ لِلنَّاسِ وَاللَّهُ بِكُلِّ شَيْءٍ عَلِيمٌ﴾ [النور: 35].

مصادر الإضاءة المختلفة

تتنوع مصادر الضوء، ويمكن تصنيفها إلى عدة أنواع بناءً على الآلية التي يتم بها إنتاج الضوء. من أهم هذه المصادر:

• التألق (Luminescence): هي عملية انبعاث الضوء نتيجة انتقال الإلكترونات النشطة في المواد الساخنة وغير الساخنة إلى مستويات طاقة أقل. وتستخدم هذه الظاهرة في العديد من التطبيقات، مثل شاشات التلفزيون والأجهزة الإلكترونية الأخرى.
• الإنارة (Incandescence): هي عملية إنتاج الضوء عن طريق تسخين المواد إلى درجات حرارة عالية. وتعتبر المصابيح المتوهجة مثالاً على هذا النوع من المصادر الضوئية.

مقدار سرعة الضوء في الفضاء

تبلغ سرعة الضوء في الفراغ قيمة ثابتة تقدر بحوالي 299,792,458 مترًا في الثانية الواحدة. وتقل هذه القيمة عند مرور الضوء عبر الأوساط الشفافة، كما تختلف سرعته عند المرور بوسطين مختلفين. وعندما ينتقل الضوء بين وسطين مختلفين، فإنه يتعرض للانكسار أو الانعكاس، وذلك بحسب طبيعة الوسط الذي يمر به.

وقد جاء في الحديث النبوي الشريف إشارة إلى سرعة الضوء، فعن أبي هريرة رضي الله عنه أن رسول الله صلى الله عليه وسلم قال:

“يعرج بالشهيد فأمر به إلى الجنة فأثبت فيه”

المراجع

• “Properties of waves”, theory.uwinnipeg.ca, 29-9-1999، Retrieved 26-9-2018. Edited.
• “ضوء”، www.marefa.org، اطّلع عليه بتاريخ 26-9-2018. بتصرّف.
• “The Nature Of Light”, physics.info, Retrieved 26-9-2018. Edited.