ملتقى الفيزيائيين العرب - الضوء والأجسام

ما هو الفرق بين الضوء الطبيعي والضوء الصناعي ؟
ما هو الجسم المعتم والجسم الشفاف ؟
ما هو تأثير الطاقة الإِشعاعية على الأجسام التي تسقط عليها ؟
كيف ينتقل الضوء من جسم مضيء ؟

إن الإجابة على هذه الأسئلة تعتمد على شكل الطاقة الإشعاعية ، وعلى طبيعة الجسم .

الأجسام المضيئة والأجسام المستضيئة

أنت تعلم أن حولك مصادر عديدة للضوء مثل الشمس ، النجوم ، المصابيح ، وهي تشترك جميعها في أنها ليست حية . ولكن هل تعلم أن بعض الأحياء تصنع الضوء بنفسها ، من مثل بعض أنواع الحشرات و الديدان والنباتات وأسماك الأعماق في البحار .

تُسمى الأجسام ( الحية وغير الحية ) التي تُصدر الضوء بنفسها أجساماً مضيئة . أما الأجسام التي تُصدر (أو تعكس) ضوءاً لا تصنعه بنفسها، فتسمى أجساماً مستضيئة .

الضوء الطبيعي والضوء الصناعي

يسمى الضوء الصادر عن الأجسام المضيئة ضوءاً طبيعياً أما الضوء الصادر عن بعض الأجسام المستضيئة فيسمى بالضوء الصناعي مثل الضوء المنبعث من المصباح الكهربائي .

كيف غير الضوء الصناعي حياتك ؟ تصور الحياة التي كنت ستعيشها لو اعتمدت فقط على مصادر الضوء الطبيعي ؟

الجسم المعتم والجسم الشفاف

ما الذي يحدث عندما يسقط ضوء مرئي على نافذة زجاجية ؟

لعلك تلاحظ أن معظم الضوء ينفذ من خلال الزجاج . وأنه لا يحدث أي تغير للزجاج أو للضوء .

ولأن الضوء ينفذ من خلال الزجاج فإننا نسمي الزجاج جسماً شفافاً بالنسبة للضوء المرئي .

ولكن هل ينُفذ الزجاج كل أنواع الطاقة الاشعاعية ؟

لا شك أن الاجابة على هذا السؤال هي بالنفي كما تُظهر تجاربنا الحياتية والتجارب العلمية . فعلى سبيل المثال : معظم الأشعة فوق البنفسجية لا تنفذ من خلال الزجاج .

وأي سطح لا يُنفذ أي نوع من أنواع الطاقة الإشعاعية يعتبر جسماً معتماً بالنسبة لهذا النوع .

وهكذا فإن الزجاج يعتبر جسماً معتماً بالنسبة لمعظم أنواع الأشعة فوق البنفسجية ، بينما هو جسم شفاف بالنسبة للضوء المرئي .

لكي تتوخى الدقة العلمية فإنك يجب ألا تكتفي بتصنيف الأجسام إلى معتمة أو شفافة . ولكنك يجب أن تذكر أي الأنواع من الطاقة الإشعاعية تنفذ أو لا تنفذ من خلال هذه المادة .

فمثلاً تكون يدك جسماً معتماً بالنسبة للضوء المرئي ، ولكنها شفافة بالنسبة للأشعة السينية وكذلك فإن الحائط يمكن اعتباره معتماً بالنسبة للضوء المرئي ، وشفافاً بالنسبة لموجات الراديو .

عرفت أن الجسم الشفاف لأي نوع من الطاقة الإشعاعية لا يتغير كثيراً عند سقوط هذا النوع من الأشعة عليه . ولكن ماذا عن الأجسام المعتمة ؟ هل تتغير ؟؟

افرض أن جسماً ما هو جسم معتم بالنسبة لنوع من أنواع الطاقة الإشعاعية ، وفي هذه الحالة فإن هذا الجسم إما أنه سيعكس أو يمتص ( يوقف ) هذا النوع من الطاقة . وإذا كانت معظم الطاقة الإشعاعية الساقطة على الجسم المعتم منعكسة فإن حرارة الجسم لن تتغير كثيراً ، ولكن إذا امتص ( أوقف ) الجسم هذه الطاقة فإن حرارته سترتفع ! لماذا ؟ عندما تمتص ( توقف ) الطاقة الإشعاعية فإنها تتحول إلى طاقة حرارية وهكذا ترتفع درجة حرارة الجسم المعتم .