الضوء هو شكل من أشكال الطاقة مصنوع من الفوتونات. الفوتونات هي أصغر وحدة للضوء المرئي. هل تعلم أن الضوء هو أسرع شيء في الكون؟ نظرًا لأن الضوء يتكون من جسيمات عديمة الكتلة تسمى الفوتونات ، مما يسمح له بأن يكون أسرع شيء في الكون. ينتقل الضوء في الفراغ بسرعة 300 ألف كيلومتر في الثانية. الضوء فريد من نوعه لأنه يوجد في شكلين مختلفين للغاية في نفس الوقت. أحد الأشكال هو جزيئات صغيرة تسمى الفوتونات. الشكل الآخر هو الموجات. أسهل طريقة للتفكير في الضوء هي استخدام الأمواج.
سوف ينتقل الضوء في خط مستقيم تمامًا حتى يصطدم بجسم ينحنيه أو يعكسه. تسمى خاصية الضوء المنتقل في خط مستقيم بالانتشار المستقيم للضوء.
هل سبق لك أن لاحظت شعاع الضوء الذي يدخل غرفتك المظلمة من خلال ثقب صغير؟ نعم ، سترى شعاع الضوء يسير في خط مستقيم.
دعونا نجري بعض التجارب الأساسية لإثبات أن الضوء ينتقل في خط مستقيم.
التجربة 1:
الأشياء المطلوبة: شمعة ، عصا عود الثقاب ، وأنبوب مستقيم مجوف صغير ، وأنبوب مثني صغير مجوف.
أشعل الشمعة وانظر إلى شعلة الشمعة عبر الأنبوب المستقيم. هنا يمكن رؤية ضوء الشموع.
الآن ، دعونا نحاول أن ننظر إلى اللهب من خلال الأنبوب المنحني. لن تكون الشعلة الآن مرئية لنا.
الملاحظة: اللهب غير مرئي من خلال الأنبوب المنحني. تثبت هذه التجربة أن الضوء ينتقل في خط مستقيم ويتم حظره إذا واجه أي عقبة في طريقه.
التجربة 2:
الأشياء المطلوبة: ثلاث شاشات متطابقة وشمعة.
قم بعمل ثقوب في منتصف هذه الشاشات الثلاث وقم بتثبيتها على طاولة واحدة خلف الأخرى كما هو موضح في الرسم التخطيطي أدناه. احتفظ بالشمعة على جانب واحد من هذه الشاشات وانظر من خلال الجانب الآخر للشاشات الثلاث.
1. حاول أن تنظر إلى شعلة الشمعة. اضبط فتحات الشاشة والشمعة بحيث يمكنك رؤية اللهب يمر عبر هذه الشاشات.
2. الآن حرك أي من الشاشات جانبياً وحاول رؤية لهب الشمعة. لن تكون مرئية.
ملاحظة: عندما تكون جميع الثقوب الثلاثة واللهب في نفس المحاذاة ، فإن اللهب يكون مرئيًا لنا. بمجرد أن تنكسر إحدى الشاشات المحاذاة ، لا يمكن رؤية اللهب. هذا ممكن فقط عندما يسير الضوء في مسار مستقيم وليس بطريقة متعرجة.
1. تكوين الظل: عندما تسد مادة معتمة الضوء يتشكل ظل. إنه من نفس شكل الكائن على الرغم من أنه قد يكون بحجم مختلف.
2. تشكيل الخسوف: نتيجة أخرى لسير الضوء في مسار مستقيم هي وجود الشمس وخسوف القمر. هل ترى لماذا يجب أن تكون الأرض والقمر والشمس في خط مستقيم للتسبب في كسوف الشمس؟ لا يمكن لضوء الشمس أن ينحني حول القمر. إذا لم يصل ضوء الشمس إلى عينيك ، فلا يمكنك رؤية الشمس.
3. تكوين النهار والليل: إذا لم تتبع أشعة الشمس مسارًا مستقيمًا ، فإن الضوء سينحني حول الأرض وسيكون هناك ضوء الشمس أثناء الليل.
4. الكاميرا ذات الثقب: تعتمد الكاميرا ذات الثقب على الانتشار المستقيم للضوء. دعونا نرى كيف يعمل. الكاميرا ذات الثقب هي جهاز بسيط يتكون من صندوق صغير مطلي باللون الأسود من الداخل وبه ثقب صغير بحجم دبوس في أحد طرفيه. على الطرف الآخر ، هناك شاشة من الورق الشفاف أو الزجاج المصنفر للعرض. إذا أدرت الجانب الذي به الفتحة نحو شجرة بعيدة أو ربما شمعة ثم نظرت إلى الشاشة على الطرف المقابل ، ستلاحظ صورة. قد تكون الصورة ضبابية اعتمادًا على بعد الكائن أو قربه. لكن الشيء المثير للاهتمام في الصورة أنها مقلوبة ، أو كما نقول في الفيزياء ، الصورة معكوسة. وهذا الانعكاس دليل على أن الضوء ينتقل في خطوط مستقيمة.
ينتقل الضوء من أعلى الشجرة (النقطة A) ويسقط على النقطة X على الشاشة. تسقط الأشعة من أسفل الشجرة (النقطة B) على Y. وهكذا فإن XY هي الصورة المقلوبة المتناقصة للشجرة على الشاشة. إذا تم استبدال الشاشة بفيلم فوتوغرافي ، فيمكن التقاط صورة للشجرة.
كيف يمكن تغيير مسار الضوء؟
فيما يلي أسباب انحراف الضوء عن مساره المستقيم:
(ط) تضرب السطح وترتد إلى الوراء. هذا يسمى انعكاس.
(2) يمر من وسيط شفاف إلى آخر ويغير اتجاهه ، على سبيل المثال عندما يمر الضوء من الهواء إلى الماء فإنه يغير سرعته ، مما يجعل الضوء ينحني. وهذا ما يسمى الانكسار.
(3) يدخل الضوء إلى كائن ولكنه لا يمر. تمتص الأسطح السوداء كل الضوء تقريبًا. وهذا ما يسمى الامتصاص.
