تلخيص وحدة طبيعة الضوء

تلخيص طبيعة الضوء

الضوء هو نوع من الطاقة ينتقل على شكل موجات كهرومغناطيسية

الموجة الكهرومغناطيسية هي موجة تنتقل عبر الفراغ أو المادة مكونة من مجال كهربائي ومجال مغناطيسي مهتزين في اتجاهين متعامدين.

تنشأ الموجات الكهرومغناطيسية من اهتزازات جسيم ذي شحنة كهربائية.
الإشعاع هو نقل الطاقة (الصادرة من جسيم مهتز) على شكل موجات كهرومغناطيسية.

سرعة الضوء في الفراغ 300,000 km/s
لذلك نرى البرق قبل أن نسمع الرعد

الطيف الكهرومغناطيسي
الطيف الكهرومغناطيسي : هو المدى الكامل للموجات الكهرومغناطيسية ويقسم إلى سبع موجات:
1- موجات الراديو: لها أطول طول موجي أكبر من 30 cm وأقل تردد
تستخدم في إشارات الراديو
يوجد موجات راديو AM تدل على تضمين السعة وموجات راديو FM تدل على تضمين تردد
الفرق بين موجات AM وFM:
موجات AM لها طول موجي أكبر وترسل لأماكن أبعد لأنها تنعكس عن الغلاف الجوي
أما موجات FM فهي أقل تأثراً بالتشويش والصوت الذي تبثه أوضح
تستخدم موجات الراديو في إشارات التلفزيون
تستخدم تضمين التردد لنقل الصوت وتضمن السعة لنقل الصورة

2- موجات الميكروويف: لها طول موجي بين 1 mm و 30 cm .
تستخدم في فرن ميكروويف: حيث يقوم جهاز مغنطرون بإنتاج موجات الميكروويف.
وفي الهواتف النقالة وفي الرادار

3- الأشعة تحت الحمراء: لها طول موجي بين 700 نانومتر و 1 mm
وهي التي تجعلك تحس بالحرارة
تصدر الأجسام الساخنة أشعة تحت الحمراء أكثر من الأجسام الباردة

4- الضوء المرئي: هو المدى الضيق الذي تراه عين الإنسان من الأطوال الموجية والترددات في الطيف الكهرومغناطيسي
لها طول موجي بين 400 nm و 700 nm.
الضوء الأبيض هو ضوء مرئي مكون من تجمع كل الأطوال الموجية المرئية
الطيف المرئي هو مدى ألوان الضوء المرئي
أطول الأطوال الموجية هو اللون الأحمر
أقصر الأطول الموجية هو اللون البنفسجي

5- الأشعة فوق البنفسجية: لها طول موجي بين 60nm و 400 nm.
لها تأثيرات ضارة حيث تسبب إحمرار الجلد وسرطان الجلد وأضرار في العين. وتتم الوقاية منها باستخدام مرهم مضاد للشمس ووضع النظارة وارتداء الملابس تغطي الجسم.
ولها تأثيرات مفيدة حيث تقضي على الجراثيم الموجودة في الطعام والأدوات الجراحية وتساهم في إنتاج خلايا الجلد الفيتامين (د). ويساهم هذا الفيتامين في عملية امتصاص الأمعاء للكالسيوم.

6- الأشعة السينية: لها طول موجي بين 0.001 nm و 60 nm
التعرض الزائد لها يضر بالخلايا أو يقتلها. لذلك يجب ارتداء ملابس واقية تحتوي على طبقة من الرصاص.
تستخدم في تصوير العظام المكسورة ولفحص الأمتعة في المطارات.

7- أشعة جاما: لهاأقصر طول موجي أقصر من 0.1 nm وأعلى تردد
تنفذ بسهولة عبر المواد تستخدم لمعالجة السرطان وقتل الجراثيم في الطعام.

تفاعلات الموجات الضوئية:
1- الانعكاس: وهو ارتداد حزمة ضوئية لدى اصطدامها بسطح ما.
قانون الانعكاس: هو زاوية السقوط تساوي زاوية الانعكاس.
ويوجد له نوعان:
انعكاس منتظم: يكون على سطح مصقول أملس حيث تنعكس جميع الأشعة بالزاوية نفسها. ويكوّن صور الأجسام. مثال: المرآة
انعكاس غير منتظم: يكون على سطح خشن حيث تنعكس الأشعة بزوايا مختلفة. ولا يكوّن صور الأجسام. مثال: الحائط

2- الامتصاص: وهو انتقال الطاقة الضوئية إلى جسيمات المادة.

3- التشتت: وهو تفاعل الضوء مع مادة يغير اتجاه حركة الضوء أو طاقته.
- تشتت اللون الأزرق الذي له طول موجي قصير جداً هو الذي يجعل السماء زرقاء.
- كلما قصر طول الموجة ازدادت قابليتها للتشتت.
الامتصاص والتشتت يجعلان الضوء أكثر خفوتا

4- الانكسار: وهو انحراف اتجاه انتقال موجة عندما تنفذ من مادة إلى أخرى بزاوية غير عمودية على السطح الفاصل بينهما. بسبب اختلاف سرعة الضوء في المادتين.

حيث يمر الضوء من مادة إلى مادة أخرى يكون فيها أبطأ ينحرف مبتعداً عن السطح الفاصل بين المادتين.

حين يمر الضوء من مادة إلى مادة أخرى يكون فيها أسرع ينحرف مقترباً من السطح الفاصل بين المادتين.

الانكسار يولد وهماً بصرياً. حيث ننظر إلى جسم تحت الماء فإن الضوء المنعكس عن هذا الجسم لا يتنقل في خط مستقيم إلى عينيك بل ينكسر وهذا يولد وهماً بصرياً.
المنشور يفصل (يحلل) الضوء الأبيض إلى ألوان الضوء المرئي.
- الموجات القصيرة تنحرف (تنكسر) أكثر من الموجات الطويلة.
تتكون أقواس المطر حين ينكسر ضوء الشمس بواسطة قطرات المطر

- طرائق تفاعل الضوء مع المادة
1- الانعكاس
2- الامتصاص
3- النفاذ
- أنواع المادة:
1- الشفافة: تسمح بمرور الضوء من خلالها. مثال: البلاستيك الشفاف
2- شبه شفافة: لا تسمح بمرور كل الضوء. مثال: الورق المشمع
3- معتمة: لا تسمح بمرور الضوء. مثال: ورق الألمنيوم

- نحدد ألوان الأجسام المعتمة بالضوء الذي تعكسه.
مثال :يكون القميص أزرق اللون لأنه يعكس اللون الأزرق ويمتص باقي الألوان
اللون الأبيض: يعكس كل الألوان
اللون الأسود: يمتص كل الألوان

نحدد ألوان الأجسام الشفافة وشبه الشفافة بالضوء الذي تسمح له بالنفاذ من خلالها.
مثال: تكون القارورة خضراء لأن البلاستيك الذي صنعت منه يسمح بنفاذ اللون الأخضر عبره ويمتص باقي