الضوء
يُسمّى أيضاً بالضوء المرئي، وهو عبارة عن طاقة مشعة أو إشعاع كهرومغناطيسي يُمكن للعين المجردة، وتقع على عاتق الضوء مسؤولية الإبصار، ويبلغ الطول الموجي للضوء نحو 400 -700 نانومتر بين نوعي الأشعة تحت الحمراء وفوق البنفسجية، وتعتبر هذه الأرقام بمثابة تمثيل تقريبي وليس تمثيلاً لرؤية الإنسان.
يُمكن للإنسان أن يشاهد الأشعة تحت الحمراء والتي يبلغ الطول الموجي لها نحو 1050 نانومتر، أما الفئة الشابة فبإمكانها مشاهدة الأشعة فوق البنفسجية التي تتراوح ما بين 310 – 313 نانومتر.
خصائص الضوء
- التشتت: وهو انفصال ألوان الضوء عن بعضها البعض، وتتعرّض هذه الألوان للانكسار وفقاً لقيمتها؛ إذ يتخذ كل لون يدخل في تشكيل الضوء درجة انكسار خاصّة به، فعندما يتقزّح الضوء الأبيض يتشتت لألوان الطيف المرئي بواسطة منشور، ومن الممكن أن يكون للحيود والاستطارة دورٌ هام في تشتت الضوء.
- انكسار الضوء: وهي الظاهرة التي تطرأ على الضوء فيحدث تغير في موجاته وما تُحدثه الموجات من حركة ضمن وسط مادي، فتمتلك هذه الحركة نظاماً خاصاً بها لتنتقل الطاقة بواسطته من وسط إلى آخر بينهما تباين ملحوظ في الكثافة، ويُشار إلى أنّ تغير اتجاه مسار الضوء يتسبّب بإحداث تغير بسرعة الضوء.
- التداخل: أو ما يُسمّى بالتراكب، تحدث هذه الظاهرة عندما ينبثق عدد من الموجات من مصدر واحد أو إثر التقارب بينهما بقيمة التردد، فيسمّى بالتداخل، ويصنّف هذا التداخل إلى نوعين وهما:
- التداخل الهدام، وسُمّي بذلك نتيجة قيام الإشارة الضوئية الأولى بهدم وتدمير الإشارة الأخرى وإضعافها، ويحدث ذلك عندما تبلغ إزاحة الطور 180 درجة، ويُطلق في هذه الحالة على الموجة المشكلة بأنها صفرية المطال.
- تداخل بنّاء: وفي هذه الحالة تُساند الإشارتان بعضهما البعض وتعززان عملهما، حتى يتم إنتاج موجة ثالثة تمتاز بمطالها المضاعف، ويحدث هذا التداخل في حال كان الطور ذاته للموجتين.
- الحيود والانتشار: تعدّ هذه الظاهرة غير مرئية بالعين المجرّدة نظراً للصغر المتناهي الذي تكون عليه أطوال موجات الإشعاع الضوئي، إلا أنه يمكن رؤية هذا الحيود عند وقوعه على بعد كبير من الحاجز، وتنشأ هذه الظاهرة الطبيعيّة عندما تتعرّض إحدى الموجات سواء كانت ضوئية أو صوتية لحادث تصادم مع عائق، فيحدث عند ذلك انحناء له درجة عالية من الوضوح للموجات المتمحورة حول العائق.
- الانعكاس والتشتت: تُعرف هذه الظاهرة بأنها تعرّض مسار الموجة للتغيير عند اعتراض حد فاصل لطريقها، فترتدّ الموجة إلى مصدرها، ويحدث الانعكاس وفقاً لقانون الانعكاس الفيزيائي في حال تساوي زاويتي سقوط الشعاع على السطح العاكس مع الانعكاس.
- الاستقطاب: تُصنّف الموجات الكهرومغناطيسية ضمن الموجات المُستعرضة وفقاً للاتجاه الذي تنتشر به،؛ إذ يسقط المجال الكهربائي متموّجاً بشكل عمودي فوق المجال المغناطيسي، ويتماوجان الاثنان عمودياً فوق الاتجاه الذي تنتشر به الموجة الكهرومغناطيسية.
