بعض الحقائق عن موجات الضوء المرئية

الضوء المرئي ، الذي ينتقل بسرعة 186282 ميلًا في الثانية عبر الفضاء ، هو مجرد جزء واحد من طيف الضوء الواسع ، والذي يشمل جميع الإشعاع الكهرومغناطيسي. يمكننا اكتشاف الضوء المرئي بسبب وجود خلايا مخروطية الشكل في أعيننا حساسة للأطوال الموجية لبعض أشكال الضوء. الأشكال الأخرى من الضوء غير مرئية للبشر لأن أطوالها الموجية إما صغيرة جدًا أو كبيرة جدًا بحيث لا يمكن لأعيننا اكتشافها.

ما نسميه الضوء الأبيض ليس لونًا واحدًا على الإطلاق ولكن الطيف الكامل للضوء المرئي مجتمعين. بالنسبة لمعظم تاريخ البشرية ، كانت طبيعة الضوء الأبيض غير معروفة تمامًا. لم يكتشف السير إسحاق نيوتن الحقيقة وراء الضوء الأبيض باستخدام المناشير حتى ستينيات القرن السادس عشر - قضبان زجاجية مثلثة - لكسر الضوء إلى جميع ألوانه المختلفة ثم إعادة تجميعها تكرارا.

عندما يمر الضوء الأبيض عبر منشور ، يتم فصل ألوان مكوناته ، كاشفة عن الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والنيلي والبنفسجي. هذا هو نفس التأثير الذي تراه عندما يمر الضوء عبر قطرات الماء ، مكونًا قوس قزح في السماء. عندما تتألق تلك الألوان المنفصلة من خلال منشور ثانٍ ، يتم تجميعها معًا مرة أخرى لتشكيل شعاع واحد من الضوء الأبيض.

يمثل الضوء الأبيض وجميع ألوان قوس قزح جزءًا صغيرًا من الطيف الكهرومغناطيسي ، لكنها الأشكال الوحيدة للضوء التي يمكننا رؤيتها بسبب أطوالها الموجية. يمكن للبشر فقط اكتشاف أطوال موجية بين 380 و 700 نانومتر. يمتلك البنفسجي أقصر طول موجي يمكننا رؤيته ، بينما يمتلك اللون الأحمر أكبر طول موجي.

في حين أننا لا نطلق عادةً على أشكال أخرى من ضوء الإشعاع الكهرومغناطيسي ، إلا أن هناك فرقًا بسيطًا بينها. يقع ضوء الأشعة تحت الحمراء خارج نطاق رؤيتنا بطول موجة أكبر من الضوء الأحمر. فقط باستخدام أدوات مثل نظارات الرؤية الليلية يمكننا اكتشاف ضوء الأشعة تحت الحمراء الناتج عن بشرتنا والأشياء الأخرى التي تنبعث منها الحرارة. على الجانب الآخر من الطيف المرئي ، أصغر من موجات الضوء البنفسجي هي الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وأشعة جاما.

عادة ما يتم تحديد لون الضوء من خلال الطاقة التي ينتجها المصدر الذي ينبعث منه. كلما زادت سخونة الجسم ، زادت الطاقة التي يشعها ، مما ينتج عنه ضوء بأطوال موجية أقصر. الكائنات الأكثر برودة تخلق ضوءًا بأطوال موجية أطول. على سبيل المثال ، إذا قمت بإشعال موقد اللحام ، فستجد لهبًا أحمر في البداية ، ولكن عندما تقوم بتشغيله ، يصبح اللون أزرق.

وبالمثل ، تصدر النجوم ألوانًا مختلفة من الضوء بسبب درجات حرارتها. تبلغ درجة حرارة سطح الشمس حوالي 5500 درجة مئوية ، مما يؤدي إلى إصدار ضوء مصفر. نجم بدرجة حرارة أكثر برودة تبلغ 3000 درجة مئوية ، مثل منكب الجوزاء ، ينبعث منه ضوء أحمر. النجوم الأكثر سخونة مثل Rigel ، مع درجة حرارة سطح 12000 درجة مئوية ، تبعث الضوء الأزرق.

كشفت التجارب مع الضوء في أوائل القرن العشرين أن للضوء طبيعتان. أظهرت معظم التجارب أن الضوء يتصرف كموجة. على سبيل المثال ، عندما تسلط الضوء من خلال شق ضيق للغاية ، فإنه يتمدد كما تفعل الموجة. ومع ذلك ، في تجربة أخرى تسمى التأثير الكهروضوئي ، عندما يسلط الضوء البنفسجي على معدن الصوديوم ، يقوم المعدن بإخراج الإلكترونات ، مما يشير إلى أن الضوء يتكون من جسيمات تسمى الفوتونات.

في الواقع ، يتصرف الضوء كجسيم وموجة ويبدو أنه يغير طبيعته بناءً على التجربة التي تجريها. في تجربة الشقين الشهيرة الآن ، عندما يصادف الضوء شقين في حاجز واحد ، فإنه يتصرف كجسيم عندما تبحث عن جسيمات ولكن أيضًا تتصرف كموجة إذا كنت تبحث عنها أمواج.