الكهرباء والضوء

الكهرباء والضوء

الضوء :

على الرغم من كل التطور الهائل الذي أصبح عليه علم الفيزياء في يومنا هذا ، و على الرغم من أن موضوع دراسة الضوء من قبل العلماء يعتبر من أهم موضوعات علم الفيزياء قاطبة ، إلا انه و حتى يومنا هذا لا يزال الضوء سراً من أسرار الله سبحانه و تعالى في خلقه.

 إن أهم الحقائق التي أمكن معرفتها عن الضوء أنه ينتج عن وجود فرق في طاقة الإلكترون المنتقل من مدار أبعد إلى مدار أقرب لنواة الذرة ، و قد حار العلماء في وصفه ، أجسيم هو ، أموجة هو ، أذو طبيعة مزدوجة هو ! و آخر ما قالوا فيه انه يسلك أحيانا كموجات وأحيانا أخرى كجسيمات ، و أشد ما نسف عقول العلماء هو إعتماد كونه موجة أو جسيم على رصده من قبل مراصد العلماء ، و هذا هو معترك علم ميكانيكا الكم المعقدة

! تم قياس سرعة الضوء في الفراغ و كانت هي الأعلى على الإطلاق في الكون حتى يومنا هذا و بلغت ثلاثمئة ألف كيلو متر في الثانية الواحدة أو ثلاثمئة مليون متر في الثانية الواحدة، و هي أعلى سرعة كونية على الإطلاق ، و أعلى سرعة ممكنة للضوء ذاته ، حيث ثبت للعلماء أنه أسرع ما يكون في الفراغ و تقل سرعته في الأوساط الأخرى حسب كثافة الوسط ، ففي الهواء مثلاً تقل قليلاً جداً عن ثلاثمئة مليون متر في الثانية الواحدة ، أما في الماء و الزجاج مثلاً فإنها تقل بشكل ملفت ، و كذلك تقل في الأوساط الأخرى و حسب كثافة الوسط فقد تقل بنسبة الثلث لو كان الوسط كثيفاً جداً .

 الضوء لونه الأساسي أبيض و هو عبارة عن مجموعة من الألوان كلها تسير بنفس سرعة الضوء و هي ثلاثمائة مليون متر في الثانية الواحدة ، و لكنها تختلف عن بعضها في طول الموجة و التردد بتناسب عكسي فأطولها موجة أقلها ترددا و العكس صحيح. الضوء قادر عل السفر عبر الفضاء و لمسافات شاسعة فهو لا يتبدد في الفراع ، و هذا يفسر رؤيتنا للنجوم في أقاصي الكون السحيق و هي تبعد عنا تريليونات الكيلو مترات !!
الكهرباء:

 الكهرباء هي نوع من أنواع الطاقة وهي عمليّة تدفّق الإلكترونات في الموصلات الكهربائيّة وما ينتج عن هذا التدفق من تأثيرات، وتعدّ ثاني مصدراً للطاقة في الوقت الحالي ويتمّ الحصول عليها من تحويل مصادر أخرى من الطاقة، مثل: الفحم، والغاز الطبيعي، والبترول، ولا يمكن استخدام الطاقة الكهربائيّة إلّا بعد تحويلها إلى مصادر أخرى للطاقة مثل: الحراريّة، والميكانيكيّة.

 اكتشاف الكهرباء

 يعود تاريخ اكتشاف الكهرباء إلى القرن السادس عشر حين اكتشف اليونانيون القدماء أنّ احتكاك قطعة من القماش بعمود من العنبر يؤدّي إلى التصاق القماش به، وبعدها بقيت الأبحاث متواصلة ومستمرّة حول الكهرباء حتّى أجرى الطبيب ويليام جيلبرت بعمل تجربة مكّنته من اكتشاف الإلكترونات وذلك عندم قام بحك عمود من العنبر مع عمود من مادّة أخرى أدّت إلى إنتاج الإلكترونات واكتشف وقتها المصطلح electricus، وفي عام 1660 قام العالم الألماني أوتو فون جيوريك بعمل أول مولد للتيار الكهربائي، وفي القرن الثامن عشر قام بنيامين فرانكلين بعدة أبحاث حول الكهرباء استنتج منها أنّ البرق له طبيعة كهربائيّة واخترع وقتها عمود منع الصواعق من خلال التجربة التي قام بها على الطائرة الورقية، حين قام بتطييرها في يوم عاصف واستخدم وعاء لا دين لتخزين الكهرباء، والذي عمل كمكثف لتخزين وإطلاق الكهرباء، وفي عام 1800 قام اليساندرو فولتا باختراع أول بطارية فولتية وكانت مصنوعة من طبقات من الزنك والنحاس في ذلك الوقت، وقام بعدها العالم مايكل فاراداي باختراع المحرك الكهرباء عام 1821، وفي أواخر القرن التاسع عشر أصبحت الكهرباء أساس الحياة العصريّة إذ يعتمد عليها الناس في مختلف المجالات.

الفرق بين الكهرباء والضوء :

الكهرباء هي نوع من انواع الطاقة. التيار الكهربائي هو عملية جريان الطاقة الكهربائية.
جميع المواد تتألف من ذرات، و كل ذرة لها مركز يدعى النواة. النواة تحتوي على جزئيات مشحونة ايجابيا" تدعى بروتون وجزئييات غير مشحونة تدعى نوترون. ان نواة الذرة محاطة بجزئييات مشحونة سلبيا" تدعى إلكترون. الشحنة السالبة للإلكترون تعادل الشحنة الايجابية للبروتون وكذلك عدد للالكترونيات في الذرة عادة يساوي عدد البروتينات.
عندما يتم تجاوز قوة التوازن بين البروتون والإلكترون بواسطة قوة خارجية، فان الذرة يمكن أن تربح أو تخسر شحنة كهربائية. في حالة خسارة شحنات كهربائية من الذرة، فأن تيارا" كهربائيا" يتكون من خلال حركة هذه الشحنات

الضوء أو الضوء المرئي هي طاقة مشعة يشار إليها بأنها إشعاع كهرومغناطيسي مرئي للعين البشرية، ومسؤول عن حاسة الإبصار.^[1] يتراوح الطول الموجي للضوء ما بين 400 نانومتر (nm) أو 400×10−9 م، إلى 700 نانومتر - بين الأشعة تحت الحمراء (الموجات الأطول)، والأشعة فوق البنفسجية (الموجات الأقصر).^[2][3] ولا تمثل هذه الأرقام الحدود المطلقة لرؤية الإنسان، ولكن يمثل النطاق التقريبي الذي يستطيع أن يراه معظم الناس بشكل جيد في معظم الظروف. تقدر أطول الموجات للمصادر المختلفة للضوء المرئي ما بين النطاق الضيق (420 إلى 680)^[4][5] إلى النطاق الأوسع ( 380 إلى 800) نانومتر.^[6][7] يستطيع الأنسان تحت الظروف المثالية أن يرى الأشعة تحت الحمراء على الأقل التي يصل طولها الموجي 1050 نانومتر،[8] والأطفال والشباب يستطيعون رؤية ما فوق البنفسجية ما بين حوالي 310 إلى 313 نانومتر.^[9][10][11]

الخصائص الأساسية للضوء المرئي هي الشدة، اتجاه الانتشار، التردد أو الطول الموجي والطيف،والاستقطاب، بينما سرعته في الفراغ، تقدر بـ (299,792,458 م/ث) وهي احدى الثوابت الأساسية في الطبيعة.

من القواسم المشتركة بين جميع أنواع الاشعاع الكهرومغناطيسي (EMR)، أن الضوء المرئي ينبعث ويمتص في هيئة "حزم" صغيرة تدعى الفوتونات يمكن دراستها كجسيمات أوالموجات. وتسمى هذه الخاصية بازدواجية موجة الجسيمات. تعرف دراسة الضوء باسم البصريات، وهي مجال بحثي مهم فيالفيزياء الحديثة.

يطلق كلمة ضوء في الفيزياء أحيانا إلى الإشعاع الكهرومغناطيسي لأي طول موجي، سواء كان مرئي أم لا.^[12][13] وترتكز هذه المقالة على الضوء المرئي. أما كمصطلح عام فراجع مقالة الإشعاع الكهرومغناطيسي

شارك المقال :

Tweet

✚

مقالات ذات صلة