انتشار موجة ضوئية/خصائص الموجة الضوئية

خصائص الموجة الضوئية

الموجة الضوئية أحادية اللون

الضوء الأبيض متعدد الألوان

مثال:

• الضوء المنبعث من الليزر ينحرف ولا يتبدد عند اجتيازه لموشور، فهو إذن ضوء أحادي اللون.
• أما الضوء الأبيض فهو ينحرف ويتبدد بعد اجتيازه لموشور، مما يدل على أنه ضوء متعدد الألوان، أي متكوِّن من عدة أضواء أحادية اللون.

سرعة انتشار الضوء

سرعة انتشار الضوء في الفراغ

تنتشر الموجات الضوئية في الفراغ كباقي الموجات الكهرومغناطيسية، بسرعة $c$ تُقارب $3\times 10^8\text{ m/s}$. قالب:مبرهنة

بين العالم أينشتاين Einstein أن سرعة الأجسام المادية لا يمكنها أن تتعدى سرعة الضوء $c$ في الفراغ.

سرعة انتشار الضوء في وسط مادي شفاف - معامل الانكسار

ملاحظات:

• معامل الانكسار $n$ مقدار بدون وحدة.
• معامل الانكسار أكبر من 1: $n>1$
• معامل انكسار الهواء يُقارب 1، وسرعة انتشار الضوء في الهواء تُقارب سرعة انتشاره في الفراغ.

التردد وطول الموجة

يرتبط لون كل ضوء أحادي اللون بالتردد. قالب:خاصية في علم البصريات، يفضل تمييز موجة ضوئية أحادية اللون بطول موجتها في الفراغ ${\lambda }_0$ عوض ترددها $\nu$ . قالب:مبرهنة بالنسبة لوسط مُعَيَّن: ${\lambda }_0=v.T=\frac{v}{\nu }$

بما أن السرعة $v$ تتعلق بطبيعة الوسط فإن $\nu$ أيضا تتعلق بطبيعة وسط الانتشار.

مجال الموجات الضوئية المرئية

إن عين الإنسان حساسة للموجات الضوئية ذات أطوال موجات تنتمي للمجال المحصور بين $400\text{ nm}$ و $800\text{ nm}$. نُسميه المجال المرئي، وتحده الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء.

مجال الأشعة فوق البنفسجية

وهو مجال غير مرئي، يكون فيه طول الموجة $\lambda$ محصورا بين $10\text{ nm}$ و $400\text{ nm}$، وهي أشعة معروفة بتأثيرها الخطير على الجلد، إذ تتسبب في سرطان الجلد.

وتُستعمل في تعقيم الأدوات الطبية نظرا لمقدرتها على القضاء على البكتيريا.

مجال الأشعة تحت الحمراء

وهو مجال غير مرئي، يكون فيه طول الموجة $\lambda$ محصورا بين $800\text{ nm}$ و $1000\text{ nm}$.

يبعث جسم الإنسان أشعة تحت الحمراء، يتعلق طول موجتها في الفراغ بدرجة حرارة منطقة الجسم الباعثة. ويُبين الشكل الآتي صورة لكلب أُخِذَت بكاميرا خاصة بالأشعة تحت الحمراء، حيث يوافق اللون البنفسجي درجة حرارة 24، ويوافق اللون الأصفر درجة الحرارة 34.

صورة أُخِذَت بكاميرا خاصة بالأشعة تحت الحمراء.