الضوء ودراسته ومفهومه وانواعه.

تعريف الضوء
غالبا ما يقصد بالضوء الجزء المرئي من الطيف الكهرومغناطيسي، ومن الممكن ايضا ان يقصد به اشكال اخرى من الاشعاع الكهرومغناطيسي. الابعاد الثلاثة الاساسية للضوء (وكل اشكال الاشعاع الكهرومغناطيسي) هي الشدة (او المطال) واللون (او التواتر) والاستقطاب (او زاوية الاهتزاز). وقد اعتقد ان للضوء تفسير لثنائية موجة-جسيم، يبدي الضوء سلوك الدقائق والموجات. بيد انه تم اثبات ان الضوء هو موجات كهرومغناطيسية فقط
كيف ترى العين؟
قطاع في العين يبين تركيبها التشريحي
العين كرة مجوفة.. أول ما يقابلك فيها هو الحدقة العضلة الدائرية الملونة التي تعطيك لون العين الجميل بحسب ما فيها من خلايا الميلانين، يقع في مركزها بؤبؤ العين (المعروف بالنني)، وهو الذي يسمح بدخول الضوء إلى الشبكية، وتتحكم الحدقة في شدة الضوء من خلال تضييق أو توسيع البؤبؤ.
السطح الخارجي الشفاف يسمى بالقرنية ، وهي التي تغطي الحدقة والبؤبؤ، والمسببة في خلق صورة حادة تسقط على الشبكية في مؤخرة العين.
يتصل بياض العين بالقرنية وتعتبر جدارا مدعما لمقلة العين.. ثم تأتي عدسة العين ، وهي البؤرة الداخلية التي تساعد في الحصول على صورة أوضح. يسقط الضوء على الشبكية وهي المكونة من طبقتين: واحدة تسمّى بالعصبية، والأخرى غشاء صبغي يمد العيون باحتياجاتها الأساسية من الطعام خلف الطبقة الأولى بعيدًا عن الضوء. تحمل الشبكية العصبية نوعا من الخلايا المستقبلة للضوء وبها بعض الاختلافات الجوهرية نسوقها في هذا الجدول:
الخلايا الأعواد
الخلايا المخروطية
المقارنة وجه
تقع على حروف الشبكية
متمركزة بجانب مركز الشبكية في منطقة تسمى بالبقعة
المكان
مسئولة عن الرؤية خارج مستوى العين
مسئولة عن رؤية الألوان والأمور التفصيلية
الوظيفة
مسئولة عن الرؤية في الضوء الضعيف
تحتاج إلى الضوء للرؤية
الضوء
120 مليونا
6 ملايين
العدد
أكثر حساسية من الخلايا المخروطية
أقل حساسية من خلايا الأعواد
الحساسية
تلمح سيارة مقبلة من الجنب أو أداة على الأرض بهذه الخلايا
تقرأ هذه المقالة بالخلايا المخروطية
مثال في الوظيفة
يخرج من الشبكية كتلة عصبية، وهي "الأسلاك" التي تحمل الرسائل إلى العصب البصري، ومنه إلى الدماغ.
حينما يسقط الضوء على الخلايا الضوئية في الشبكية تحولها إلى نبضات كهربائية دقيقة تنتقل إلى الدماغ، وتتكون الصورة في عملية تسمّى بـ "الرؤية".
ملايين من الناس يعانون من العمى بسبب تليف هذه الخلايا، ومن أشهر أمثلة هذا العطب مرض (اصطباغ الشبكية ) وضمور البقعة.
يظهر اصطباغ الشبكية بين سن العاشرة إلى الثلاثين في الأنواع الأكثر شيوعا، ويبدأ بمشاكل الرؤيا المعتمة ظاهرة تسمى بالعمى الليلي، ثم يعقبه انخفاض في مجال الرؤية وبالذات الجانبية، فيسقط المريض على الأشياء أمامه، ويفقد بصره يومًا بعد يوم في تداخل واضح للعامل الوراثي.
أما عطب ضمور البقعة فهو يحدث حينما يسد مركز الرؤية في الشبكية بالضبط بوجود لطخه أو نقطة ضبابية على صورة من الصور؛ فيسبب مشكلة في القراءة ورؤية التفاصيل الدقيقة، ويعد أول سبب للعمى فوق سن الـ 65.
انتشار الضوء
ينتشر الضوء انطلاقا من المنبع الضوئي في جميع الاتجاهات عبر أوساط مختلفة: أوساط انتشار الضوء تصنف الأوساط المادية حسب قدرة الضوء على النفاذ من خلالها إلى ثلاث أوساط:
الوسط الشفاف milieu transparent: هو الذي يسمح بمرور الضوء ورؤية الجسم الضوئي من خلاله بوضوح مثل:الهواء، الفراغ .....
الوسط نصف الشفاف milieu translucide: هو الذي يسمح بمرور الضوء ولا يسمح برؤية الجسم الضوئي من خلاله بوضوح مثل: الأنسوخ، ورق مزيت....
الوسط المعتم milieu opaque: هو الذي لا يسمح بتاتا بمرور الضوء ولا رؤية الجسم الضوئي مثل: الخشب، ورق مقوى .....
الانتشار المستقيم للضوء.
لإثبات هذه الحقيقة سنقوم بإجراء النشاط التالي باستخدام الأدوات التالية:
شمعة وثلاث قطع مماثلة من الكرتون مثبتة على حوامل، وبمركز كل قطعة ثقب صغير.
خطوات إجراء التجربة:
1- ضع قطع الكرتون فوق سطح الطاولة.
2- اجعل الثقوب الثلاث في القطع على نفس الخط المستقيم.
3- هل تستطيع رؤية ضوء الشمعة من الجهة الأخرى؟
4- الآن حرك أحد قطع الكرتون بحيث لا تصبح الثقوب على استقامة واحدة وحاول رؤية ضوء الشمعة مرة أخرى.
لرؤية لهب الشمعة من خلال الثقب يجب أن يكون الثقب ولهب الشمعة وعين المشاهد على استقامة واحدة.
سرعة انتشار الضوء.
ينتشر الضوء في الأوساط الشفافة بسرعة كبيرة، تسمى سرعة انتشار الضوء ويرمز لها بـ c وتختلف هذه السرعة حسب طبيعة الوسط.
قيمة سرعة انتشار الضوء في الفراغ أو في الهواء تقارب: c=300 000 Km/s.
يمكن حساب المسافة الفاصلة بين الأرض والقمرd باستعمال العلاقة d = c × t
حيث: c سرعة انتشار الضوء
وt المدة الزمنية التي يستغرقها الضوء.
2- الحزم الضوئية وتمثيلها
الشعاع الضوئي Rayon lumineux : يُمثّل شعاع ضوئي بخط مستقيم يحمل سهما يدل على منحى انتشار الضوء.
الحزمة الضوئية Faisceau lumineux: الحزمة الضوئية هي مجموعة من الأشعة الضوئية وتصنف الى:
حزمة ضوئية متفرقة: الأشعة المكونة لها متفرقة.
حزمة ضوئية متجمعة: الأشعة المكونة لها تتجمع في نقطة واحدة.
حزمة ضوئية أسطوانية: الأشعة المكونة لها متوازية.
انعكاس الصوت
ينعكس الصوت على الأسطح الصلبة وعندما يعاد سماعه مرة ثانية تسمى ظاهرة انعكاس الصوت بالصدى
انعكاس الصوت [ هو ارتداد الموجات الصوتية عندما تقابل سطحا عاكسا ] Reflection of Sound
الصدى Echo
هو ظاهرة تكرار سماع الصوت الناشيء عن الانعكاس
شروط سماع صدى الصوت
الإحساس بالصوت في الأذن البشرية يستمر 0.1 ثانية ولذلك عند وصول الصدى للأذن قبل مضي 0.1 ثانية فإنه يمتزج بالصوت الأصلي وبالتالي لا يمكن تميزه ولكن إذا وصل بعد مضي 0.1 ثانية فإن الصدى يسمع ولذلك فإن اقل مسافة يحدث عندها صدى لسطح عاكس هي مسافة 17 متر
بما أن سرعة الصوت = 340 م / ث
إذا المسافة = 0.1 × 340 / 2 = 17 ذهابا وإيابا

انعكاس الموجات الصوتية
الموجات الصوتية على شكل تضاغطات وتخلخلات متعاقبة على شكل كرات متحدة المركز تنعكس على السطح العاكس على هيئة موجات كروية أيضا ولكن يكون مركزها خلف الحاجز على نفس البعد من السطح العاكس أي يكون السطح العاكس في منتصف المسافة بين المصدر الأصلي م ومصدر الموجات المنعكسة م ً

قانونا الانعكاس
زاوية السقوط = زاوية الانعكاس
الشعاع الصوتي الساقط والشعاع الصوتي المنعكس والعمود المقام من نقطة السقوط تقع جميعا في مستوى واحد عموديا على السطح العاكس
تعريف
الشعاع الصوتي : هو المستقيم الذي يدل على اتجاه انتشار الموجات الصوتية
________________________________________
انكسار الصوت
Refraction of sound
عند سقوط الموجات الصوتية من وسط إلى آخر يختلف عنه في الكثافة فانه يغير مساره وينحرف

قانونا الانكسار
القانون الأول

حيث سرعة الصوت في الوسط الأول = V1
سرعة الصوت في الوسط الثاني = V2
زاوية السقوط في الوسط الأول φ
زاوية السقوط في الوسط الثاني θ
القانون الثاني
الشعاع الساقط والشعاع المنكسر والعمود المقام تقع في مستوى واحد عمودي على السطح الفاصل
ملاحظات
ينكسر الصوت مقتربا من العمود إذا كانت سرعة الصوت في الوسط الأول أكبر من سرعة الصوت في الوسط الثاني والعكس صحيح
سرعة الصوت في الغازات تقل كلما زادت كثافتها بينما في السوائل والأجسام الصلبة فإن سرعة الصوت تزداد مع زيادة الكثافة
________________________________________
تداخل الصوت
SOUND Interferference
تعريف التداخل
هو ظاهرة موجية تنشأ من تراكب حركتين موجيتين أو أكثر متساويتين في التردد والسعة ينتج عنها تقوية للصوت في مواضع تسمى تداخل بناء وضعف أو انعدام في الشدة في مواضع تسمى تداخل هدام
شروط حدوث التداخل
1 - أن يكون للموجتين نفس التردد والسعة
2 - أن يكون خط انتشار الموجتين واحدا أو بينهما زاوية صغيرة جدا
التداخل البناء : يتقابل تضاغط من المصدر الأول مع تضاغط من المصدر الثاني أو تقابل تخلخل مع تخلخل

الشرط أن يكون فرق المسير = m λ حيث m = صفر ، 1 ، 2
التداخل الهدام : يتقابل تضاغط من المصدر الأول مع تخلخل من المصدر الثاني

الشرط أن يكون فرق المسير = ( ½+ λ ( M

تطبيق

كم يجب أن يكون البعد X لكي يحدث تداخل بناء عند الشخص ؟ علما بأن
f = 200 Hz v = 343 m/s

 = v / f = 343/200 = 1.7 m
شرط التداخل البناء
Condition for constructive inteference
d - x= λ
d - x = λ (1)
d = x +λ (2)
d2 = 32 + x2 (3)

(x + λ)2 = 9 + x2 (4)
2 x λ + λ2 = 9 (5)
x = (9 - λ2) / 2λ (6)
= (9 - 1.72) / 2(1.7) (7)
= 1.8 m
________________________________________
حيود الصوت SOUND Diffraction
الحيود :: هو تغير في مسار الموجة أو انحناؤها عند مرورها في فتحة ضيقة بالنسبة لطولها الموجي [ أي عندما تكون أبعاد الفتحة مقاربة للطول الموجي أو عند مرورها بحافة حادة في نفس الوسط ]
تفسير الحيود
عند سقوط الموجات الصوتية على حاجز به ثقب اتساعه أقل من الطول الموجي للصوت نجد أن الموجات الساقطة على الحاجز عدا الثقب أو الحافة تمتص أو تنعكس ولكن عند الثقب ينتج اضطراب خلف الحاجز يسبب انتشار الموجات الصوتية في مخروط أو مروحة وهذا يفسر سماع صوت شخص خلف الحاجز

والله كاني ابحرت في بحر عميق وذكرتني بايام الاعدادي

شكرا يمحمد

يااه ايام تالته اعدادي

» خلــ ــ ــف الضوء الابيــ ــ ــض ....(؟؟؟؟)
» هل تحب ضوء الشموع ؟ ومتى؟ وماذا يعنى هذا الضوء؟
» سرعة الضوء مذكورة فى القران الكريم بعد معادلة حسابية