ما هي وحدة قياس الضوء؟ وما هي أهم خصائصه؟

يجب قبل القيام بالحديث عن وحدة قياس الضوء أن نقوم أولاً بتعريف الضوء وأن نذكر بعد ذلك خصائص الضوء وتاريخ قياسه.

للنشر

واتس اب شارك غرد شارك

جدول المحتويات

• مفهوم الضوء
• وحدة قياس الضوء
• خصائص الضوء
• تاريخ قياس سرعة الضوء
• نبذة تاريخية عن الضوء
• استخدامات الضوء

مفهوم الضوء

يُعرف الضوء على أنه:

• أحد أنواع الطاقة التي يكون لديها القدرة على الانتقال في الفراغ، فيطلق عليه البعض الإشعاع الكهرومغناطيسي.
• فنجد أن لهذا الضوء سرعة معينة تصل إلى 186.282 ميلي في الثانية الواحدة أو ما يقارب 300,000 في الثانية.
• فنجد أن هناك وحدة لقياس الضوء، كما أن من المعروف أن الضوء لا يتطلب في عملية الانتقال إلى وسط مادي، فهو لديه القدرة على أن يتحرك وينتقل في أي مساحة فارعة.

فنجد أن للضوء نوعان أساسيان وفيما يلي نتناول الحديث عنهم:-

1. الضوء المرئي:

• يظهر من اسم هذا الضوء أنه الضوء الذي يمكن للأشخاص رؤيته بكل سهولة ويسر، فنجد أنه يكون متمثل في الألوان الآتية وهما "اللون الأحمر، اللون الأخضر، اللون الأزرق، وغيرهم من الألوان".

2. الضوء الغير المرئي:-

يتضمن هذا النوع من الضوء ما يلي:-

• موجات الراديو: تعد هذه الموجات أحد أنواع الضوء الغير مرئي الذي ليس من الممكن للأشخاص رؤيته ولكن من الممكن لهم أن يسمعوه، لأنه يتحول من خلال الراديو إلى شيء مسموع.
• الموجات السينية: تعتبر هذه الموجات ثاني أنواع الضوء التي تدخل في نطاق دائرة الضوء الغير مرئي، فهذه الموجات تكون في شكل أجهزة معينة يقوم الخبراء والأطباء باستخدامها بهدف التمكن من رؤية ما هو بداخل جسم الإنسان من أعضاء وغيرها.
• الأشعة فوق البنفسجية:يشع ضوء هذه الأشعة من الضوء الأسود، والذي يعد السبب الرئيسي الذي يؤدي إلى حدوث حروق الشمس للأشخاص في حال البقاء خارج المنزل لفترات طويلة وبالتحديد في نهار فصل الصيف.

وحدة قياس الضوء

هناك العديد من الطرق التي يمكن استخدامها في قياس الضوء، فنجد أيضاً أن هناك وحدة قياس الضوء متنوعة وفيما يلي نبين أهم هذه الوحدات كل منها على حدة:-

1. وحدة قياس الضوء القنديلة:

• يطلق البعض على هذه الوحدة اسم الشمعة، فهذه الوحدة أحد الطرق التي تستخدم في قياس شدة الضوء، فنجد أنها تستخدم في حال القيام بقياس شدة الضوء في اتجاه محدد، ويرمز لها بالرمز cd.

2. قياس الضوء بوحدة شمعة - قدم:

• تعد هذه الوحدة أحد أهم الطرق التي تستخدم في قياس الضوء، فنجد أنها تكون على نمط قياس شدة إضاءة شمعة واحدة من بعد قدم واحد، فهذه الوحدة يرمز لها برمزين أساسيين وهما "ftc، ft".

3. قياس الضوء بوحدة اللكس:

• تعتبر هذه الوحدة من أكثر الطرق التي تستخدم أثناء القيام بقياس الضوء، فنجد أنها مقدرة بـ لكس الإضاءة بلو من لكل متر مربع، ويكون مقدار اللاكس الواحد مساوي ما يقارب 2.83 متر.

4. قياس الضوء بوحدة لومين:

• تعتبر هذه الوحدة من الوحدات التي تستخدم في قياس الضوء، فهي عبارة عن وحدة قياس التدفق الضوئي الناتج عن مصادر الضوء الصناعية، فيرمز لوحدة لومين بالرمز lm وذلك تطبيقاً لنظام الوحدات الدولي الذي يستخدم في مختلف الدول.

خصائص الضوء

هناك خصائص محددة يتميز بها الضوء، وفيما يلي نبين أهم هذه الخصائص:-

1. النوع:

• يعد النوع أحد أهم الخصائص التي يتميز بها الضوء، فيتم تصنيفه على حسب قوته أو ضعفه، فنجد أن الضوء القوي يكون متركز على نقطة معينة ولا يمكن تشتته.
• أما بالنسبة للضوء الضعيف فيكون ناشئ عن مصدر منتشر وليس له اتجاه محدد ومن ثم فيكون أيضاً مشتت.

2. الاتجاه:

• يعتبر الاتجاه هو ثاني خاصية من الخصائص التي يتميز بها الضوء، فنجد أن شكل الأشياء يكون مختلف بسبب اختلاف زاوية سقوط شعاع الضوء.

3. الشدة:

• يكون مصدر شدة الضوء معتمداً على نقطة معينة مقصود سقوط الضوء عليها، مع الاتفاق مع اتجاه هذا الضوء الذي سوف يسقط عند نقطة ما.

تاريخ قياس سرعة الضوء

كان يعتقد البعض منذ قديم الزمن أن الضوء ينتقل بشكل لحظي لذلك فليس من الممكن أن تقاس سرعته، فنجد أن هذا الاعتقاد كان خاطئ جداً والدليل على ذلك التمكن من قياس سرعة الضوء لأول مرة في عام 1676 م وذلك عن طريق:

• والذي تمكن من ذلك هو العالم الكبير أولوس رومر فكان ذلك من خلال قدرته على ملاحظة أن انتقال سرعة الضوء قد تختلف ما بين الشمس وكوكب الأرض وكوكب المشتري وذلك السبب يرجع إلى اختلاف المسافة بين هذه الكواكب.
• فقد قام هذا العالم بتقدير شدة سرعة الضوء بـ214.000 كيلومتر في الثانية الواحدة، وذلك السبب يرجع إلى أن المسافات التي توجد بين الكواكب لم تكن معروفة بشكل دقيق في العام الذي تمكن خلاله من قياس سرعة الضوء لأول مرة في تاريخ البشرية.
• فنجد أن العالم الكبير أولوس رومر لا يعد العالم الوحيد الذي تمكن حول العالم من قيسا شدة سرعة الضوء.
• بل نجد أن هناك العديد من العلماء الذين تمكنوا أيضاً من قياس سرعة الضوء وهم "جيمس برادلي وأرماند فيزووليون فوكووألبرت ميشيلسون وروزا دورسي وكيث ديفي فروم وإيسن جوردون سميث وإيفانسون".

نبذة تاريخية عن الضوء

• كان الإغريقيون القدماء هم أول البشر الذين تمكنوا من الوصول إلى بعض النظريات المرتبطة بالضوء، فكانت هذه النظريات هي التي كان يؤخذ بها منذ قديم الزمان ولكن ذلك كان بدون أي إثبات علمي يؤكد صحة هذا.
• ومع قدوم العصور الوسطي نجد أن العلماء المسلمين كان لهم دور كبير وجهد مبذول في التحقق من هذه النظريات، فكان من أشهر العلماء المسلمين والمساهمين في ذلك الحسن بن الهيثم الذي تمكن من إثبات شرح وتوضيح طبيعة الضوء وشدته.
• بالإضافة إلى ذكر وظيفته الأساسية وتقديم شرح عن المرايا وحالتي الخسوف والكسوف وأيضاً قام بشرح في علم البصريات وعملية الإبصار، ولكن بالرغم من كل هذا ظل الاختلاف حول طبيعة الضوء موجود حتى وقتنا هذا.
• وذلك بسبب أن للضوء صفات نفس صفات الموجة مثل الانعكاس، كما أنه يتميز أيضاً بنفس صفات التيار المتصل من الجسيمات، فكان للعلماء الفيزيائيون دور كبير جداً في القرن العشرين.
• حيث أنهم تمكنوا من الوصول إلى أن الضوء يعتبر بمثابة جسيمات وموجات في نفس الوقت، فكانت هذه الخاصية يطلق عليها اسم ازدواجية موجة الجسيم من قبل هؤلاء العلماء.

استخدامات الضوء

نجد أن للضوء العديد من الاستخدامات، فمن هذه الاستخدامات:

• استخدام أشعة جاما في قضبان الوقود في محطات الطاقة النووية واستخدام الأشعة السينية بهدف رؤية ما يكمن داخل جسم الإنسان في الصور الطبقية.
• بالإضافة إلى أن الضوء فوق البنفسجي يستخدم في تعقيم الأشياء وصناعة التلسكوبات التي تستخدم في معرفة أكثر النجوم نشاط.
• كما أن الضوء يستخدم في منزلنا أيضاً من خلال الميكروويف بهدف طهي الطعام، وأيضاً الموجات اللاسلكية يمكن من خلالها التواصل عبر مسافات كبيرة.