ملتقى الفيزيائيين العرب - عرض مشاركة واحدة - ملخص تطور النظريات العلمية لتفسير الضوء
عرض مشاركة واحدة
  #2  
قديم 13-01-2008, 21:17
الصورة الرمزية nucleus
nucleus
غير متواجد
فيزيائي نشط
 
تاريخ التسجيل: Jan 2008
المشاركات: 53
افتراضي رد: ملخص تطور النظريات العلمية لتفسير الضوء

التطور الزمني والتقني للاكتشافات الضوئية

*منذ البدء اهتمّ الإنسان بالظواهر الطبيعية، وعبر تاريخ البشرية تفاوتت ردود أفعال الناس بين تقديس وعبادة الظواهر التي كانت تثير فيهم الرعب أو الاندهاش لآثارها وتجلّياتها، وبين الأخذ بأسباب الحيطة في التعامل معها والاستفادة من بعض أحوالها وتغيّـراتها، وكانت (الشمس) أساساً لأنواع من العبادات مختلفة، كما كانت (النار) منطلقاً لدرجات من التقديس متفاوتة، وانهمك الفلاسفة منذ القدم في محاولات تحليل (الضوء) مصدراً وآثاراً وماهية،وقد ساد الاعتقاد منذ عهد الفلاسفة اليونانيين بأن (الضوء) عبارة عن جسيمات تنبعث من الأجرام المضيئة.
وأمـا (أفلاطون) و(بطليموس) وعدد غير قليل من فلاسفة اليونان فقد اعتقدوا أن الإبصار يتم بخروج نور من العين إلى الجسم المرئي مما ينجم عنه إحساس بالرؤية.

*وهذا ما نفاه ابن الهيثم بعد ذلك ليقف بوجه الإعتقادات الفلسفية اليونانية ويضرب بافتراضاتهم عرض الحائط ، فقد وضع اساسا لعلم لم يكن موجودا
(علم البصريات ) كما سمّاه حينه ، معتمدا على التجربة والبرهان والبحث العلمي في إثبات صحة نظرياته، فقد قال ابن الهيثم بــ ( نظرية الورود)، أي إن الضوء يرد من الأجسام المرئية إلى العين لتحصل الرؤية بذلك .

ويرى ابن الهيثم أنه إذا صدر الضوء عن جسم مضيء بذاته أو مضاء بنور واقع عليه، فإنه يقع على جميع الأجسام المقابلة لذلك الجسم. والأضواء الصادرة عن الأجسام تختلف قوة وضعفا ، فالأضواء الذاتية أقوى من الأضواء العرضية؛ والأضواء العرضية الثواني المنعكسة عن سطح وقع عليه ضوء ذاتي، أقوى من الأضواء العرضية الثوالث المنعكسة على سطح وقع عليه ضوء عرضي.

وأشار إلى أن الضوء لا ينفذ في الأجسام الكثيفة وينفذ في الأجسام الشفيفة . والجسم الشفيف يقبل الصور التي ترد عليه مع الضوء قبول تأدية، إذ يستطيع نقلها من مكان إلى آخر؛ لا قبول استحالة، أي لا يستحيل بها لا يتبدل بسببها من حال إلى حال.

*ظلت نظرية ابن الهيثم هي السائدة طوال قرون ثلاث، ثم جاء عالم الرياضيات والفيزيائي الإنجليزي إسحاق نيوتن ، الذي وصف الضوء بأنه انبعاث جسيمات،ومن الناحية التجريبية فقد كانت خواص الضوء , كالإنعكاس على سطح مصقول و الإنكسار على سطح الماء, معروفة من خلال ما قدمه ابن الهيثم لذا كان على نيوتن إعطاء تفسير لهذه الظواهر على أساس نظريته الجسيمية.

وبحسب ابحاث نيوتن فإن انعكاس الضوء على السطوح المصقولة بحيث تكون زاوية الإنعكاس تساوي زاوية الورود سببه التصادم المرن لهذه الجسيمات وارتدادها بنفس كمية الحركة. أما إنكسار الأشعة الضوئية, فقد فسره بإختلاف القوى المؤثرة على الجسيم في كلا الوسطين.

وقد كان إسحاق نيوتن (Isaac Newton) من مؤيدي النظرية الجسيمية ، فهو يعتقد أن الضوء عبارة عن جسيمات "Particles" مستندا عل حقيقتين:
1- أن الضوء يسير في خطوط مستقيمة في الأوساط المتشابهة، وظاهرة تكون الظلال دليل يؤيد هذه الحقيقية.
وكان نيوتن يدرك أنه إذا كان الضوء عبارة عن حزمة من الموجات فعليه أن يعاني من الانحراف حول الزوايا "الأركان" وهذا ما لم يثبته عمليا ولم يشاهده تجريبيا ،مما جعل النظرية الموجية مرفوضة لدية رفضا تاماً.

2- عند مرور الضوء الأبيض في الموشور فإنه يتحلل إلى عدة ألوان، وتبعا للنظرية الجسيمية فإن كل لون يتبع لنوع معين من الجسيمات ، كل جسيم يسير بسرعة مختلفة عن الآخر وينكسر بزاوية مختلفة أيضاً مما يسبب ظهور الألوان المميزة لكل جسم ،وهذا ما استنتجه نيوتن تجريبياً .




اهتمّ (نيوتن) بظاهرة (الضوء) وأجرى مجموعة من التجارب للخـــلوص إلى فهم علمي دقيق لسلوك (الضوء) وطبيعته، وكان البحث الذي نشره (نيوتن) في عام 1672م، تحت عنوان (نظرية جديدة عن الضوء والألوان)،يتلخّص في تجربة أجراها (نيوتن) إذ وضع منشوراً ثلاثياً مصنوعاً من زجاج في غرفة مظلمة، وسمح لشعاع رقيق من ضوء الشمس بالمرور عبر ثقب في نافذة الغرفة، فسقط هذا الشعاع على أحد وجوه المنشور، وخرج من الطرف الآخر ليسقط على حاجز، وكانت النتيجة أن تحلّل الضوء الأبيض وتفرّق إلى سبعة أضواء ملوّنة، وهي الأحمر، فالبرتقالي، فالأصفر، فالأخضر، فالأزرق، فالنيلي، فالبنفسجي.وقد أطلق (نيوتن) على هذه الأضواء الملونة اسم ( الطيــــــــف)

لقد لاقت أفكار نيوتن نجاحاً في أول الأمر لكن سرعان ما أكتشفت ظواهر جديدة تناقض هذه الأفكار: لعل أهمها يتلخص في ظاهرة( إنتشار الضوء ), حيث إذا ما سلطنا منبع ضوئي على حاجز به ثقب ، فالملاحظ على شاشة وراء هذا الحاجز ظهور بقعة ضوئية أعرض من الثقب و يزداد حجمها كلما ابتعدنا عن الثقب.
هذا يتعارض كلياً مع فرضية نيوتن فإذا افترضنا أن الضوء عبارة عن جسيمات تسير في خط مستقيم فإن ذلك يعني أن حجم البقعة الضوئية سيساوي حجم الثقب لأن الحاجزسوف يمنع الجسيمات التي لم تمر عبر الثقب من العبور .
رد مع اقتباس