سرعة الضوء التقريبية - موسوعة الخليج

سرعة الضوء

تصل سرعة الضوء في الفراغ إلى 299.7 كم / ث ، وحالياً تستخدم سرعة الضوء لتحديد وحدة العداد ، حيث أنها ثابتة فيزيائية ومعيار دولي لقياس الوقت.
في معظم المواقف العلمية ، يمكن اعتبار الضوء وكأنه يتحرك على الفور ، لأن سرعته كبيرة جدًا ، على سبيل المثال ، عند قياس المسافة بين النجوم وبيننا ، أو في تجارب قياس الوقت ، يجب مراعاة سرعة الضوء.

أهمية سرعة الضوء

أهمية الضوء أوسع وأكمل من دوره في وصف خصائص الموجات الكهرومغناطيسية ، لأن سرعة الضوء تعتبر ثابتة في الطبيعة.
يؤخذ في الاعتبار الحد الأعلى لسرعة انتشار الإشارات وجميع جسيمات المواد ، والتي تُطبق عليها المعادلة الشهيرة i = kx 2 ، مما يعني أن سرعة الضوء ثابتة وتربط الكتل المتغيرة للأجسام بالطاقة.

أجريت دراسات لقياس سرعة الضوء

أجرى العالم جاليليو ، بمساعدة اثنين من مساعديه ، تجربة لقياس سرعة الضوء من خلال جعل كل من مساعديه يقف على جبل على بعد 10 كيلومترات.
ثم أعطى كل منهم مصباحًا كشافًا مغطى ، فعندما فتح أحد المساعدين المصباح ، فتح الآخر المصباح عندما رأى ضوء المصباح الأول ، وسجل الوقت بين الكشف عن المصباح الأول والثاني.
هذه المرة التي قطع فيها المسافة بين الجبلين هي سرعة الضوء ، لكنها كانت لحظية ، ولم يتمكن من تسجيل الوقت هنا ، عرف جاليليو أنه من المستحيل قياس سرعة الضوء بهذه الطريقة.
العالم الدنماركي Roemer هو مؤلف أول محاولة ناجحة لقياس سرعة الضوء ، ومراقبة قمر المشتري Io ، حيث أشار إلى أن الأمر يستغرق 42 ساعة لإكمال دورة كاملة واحدة حول الكوكب.
بينما يحتاج المشتري إلى 12 سنة أرضية للدوران حول الشمس ، مما يعني أنه إذا تحركت الأرض بمقدار 90 درجة ، فإن المشتري سيقطع مسافة 7.5 درجة.
هنا ، يجب أن يكون لقمر Io دورة ثابتة ، وإذا تغير وقت نهاية هذه الدورة ، فهذا يعني أنه يتباطأ أو يتسارع ، وإذا كان يتباطأ ، فسوف يسقط على المشتري.
في حين أنه إذا كان يتسارع فسيكون خاليًا في الفضاء ، لكن لم يحدث أي من هذه الأشياء ، مما يعني أن القمر Io لديه دورة ثابتة ، ذات وقت ثابت ومنتظم.

هل سرعة الضوء ثابتة؟

ينتقل الضوء من مسار إلى آخر عبر الموجات ، تمامًا مثل الصوت ، لذا فإن سرعة الضوء تعتمد على نوع الوسيط الذي يمر الضوء من خلاله.
علميًا ، لا يوجد شيء أسرع من الضوء في الفراغ ، ولكن عندما يمر الضوء في وسط آخر غير الفراغ ، فإن هذا سيؤثر على سرعته ، على سبيل المثال مرور الضوء في الهواء المحتوي على الغبار.
من الممكن أن تتأثر سرعة الضوء نتيجة اصطدام الموجات بجزيئات الغبار مما يؤدي إلى انخفاض سرعة الضوء ، ولهذا خلصنا إلى أن هناك علاقة مباشرة بين سرعة الضوء والوسط. . اذهب عبر.

وحدة قياس شدة الضوء.

هناك أكثر من طريقة لقياس سرعة الضوء ، وتختلف وحدة قياسها باختلاف طريقة القياس ، وتشمل وحدات قياس سرعة الضوء ما يلي:

يُطلق على قياس الضوء في وحدة المصباح أيضًا اسم الشمعة ، وتُستخدم هذه الوحدة عند قياس شدة الضوء في اتجاه معين ، ويُرمز إلى هذه الوحدة بالرمز cd.
قياس الضوء في شموع القدم تعتمد هذه الوحدة على قياس شدة ضوء الشمعة من مسافة قدم واحدة ، ويُرمز إلى هذه الوحدة بالرمز fc.
قياس الضوء باللومن هذه الوحدة تحسب التدفق الضوئي ، ويشار إلى هذه الوحدة بالرمز lm ، وقياس الضوء بوحدة لوكس ، وتقدر وحدة الإضاءة هذه باللومن لكل متر مربع ، وتساوي لوكس 2 متر تقريبًا .

خصائص الضوء

1- الحيود والانتشار

من أكثر خصائص الضوء وضوحًا للعين المجردة أنه ينتقل في خط مستقيم ، وهذا النوع من السفر يسمى الانعراج.
ينتج الانعراج عن حقيقة أن الضوء يتصرف مثل الموجة ، وأن موجة الضوء تنتشر عندما تمر عبر فتحة صغيرة أو حافة أو جسم صغير.

2- الانعكاس والتشتت عند سقوط الضوء على جسم ما

يحتفظ هذا الجسم بالطاقة ثم يعيد بعثها في جميع الاتجاهات ، وتسمى هذه الظاهرة بالانعكاس.

3- تدخل خفيف في جميع حالاته

يتم تعريفها على أنها موجات لكل منها قمة وقاع ، وعندما تمر موجتان ضوئيتان عبر نفس النقطة ، فإنهما يخترقان بعضهما البعض ، لذلك يلتقيان أو يطرحان.

4- الامتصاص عند دخول الضوء إلى مادة شفافة

بعض طاقته تتبدد كطاقة حرارية ، فتفقد بعضاً من قوتها ، وعندما يحدث امتصاص هذه الطاقة انتقائياً لأطوال موجية من الضوء.
يظهر الضوء الذي ينتقل عبر المادة فقط في تلك الأطوال الموجية للضوء التي لا يتم امتصاصها ، وبعد ذلك يُنظر إلى الأطوال الموجية الموجبة المرسلة على أنها لون يسمى لون الامتصاص لتلك المادة.
النوع الذي يصنف فيه حسب قوته أو ضعفه ، حيث يتم توجيه الضوء القوي إلى نقطة بدون تشتت ، بينما يمكن أن يكون الضوء الضعيف من مصدر منتشر.

5- الشدة

تعتمد شدة الضوء عند نقطة معينة على مصدر الضوء الموجه نحوه ، واتجاه إشعاع هذا الضوء ، ويختلف اتجاه شكل الأشياء باختلاف زاوية سقوط الضوء.

أهمية الضوء

يحتاج الفرد إلى رؤية الأشياء من حوله ، ومن المفيد أيضًا للنبات أن يقوم بأنشطته الفسيولوجية ، لأن الضوء يساعد النباتات على صنع طعامها من خلال عملية التمثيل الضوئي.
يؤثر الضوء بشكل غير مباشر على التنفس ، لذلك إذا اكتملت عملية التمثيل الضوئي ، سيصدر النبات الأكسجين ويمتص ثاني أكسيد الكربون.
كما أنها تستخدم في الإضاءة المنزلية ومنارات الإنارة للقوارب للتوجيه ليلاً ، وكذلك في الإنارة العامة ، وتحدد مسارات هجرة الطيور والأسماك من بيئة إلى أخرى.
يعالج الضوء الناتج عن أشعة الشمس الكساح عند الأطفال والرضع عن طريق تعويض نقص فيتامين د الذي يسبب العديد من الأمراض المرتبطة بالنمو.

كيف يرى الإنسان النور؟

عندما يسقط الضوء على جسم ما ، يمتص هذا الكائن جزءًا من هذا الضوء ويعكس جزءًا منه ، لأن الأطوال الموجبة الممتصة والمنعكسة تعتمد على خصائص الكائن نفسه.
عند النظر إلى جسم ما ، تنعكس موجات الضوء عن سطح الجسم وتدخل إلى شبكية العين الحساسة للضوء ، لذلك تسقط المخاريط الموجودة في كل شبكية بشكل مختلف اعتمادًا على حساسيتها للون معين.
هنا تنتقل الإشارة الصادرة من العصب البصري إلى القشرة البصرية في الدماغ ويتم تحليلها ، ويختلف البشر عن الحيوانات في تمييز الألوان بسبب طبيعة مخاريطهم.
ولكن هناك بعض الحيوانات ، مثل الطيور ، لديها عدد أكبر من المخاريط ، مما يسمح لها برؤية خطوط طول إيجابية مختلفة عما نراه نحن البشر ، مثل الأشعة فوق البنفسجية.