العلماء الذين ساهموا في نشر “نظرية ميكانيكا الكم” ووضع أسس “علم الضوء”

1997 قطوف من سير العلماء الجزء الثاني

صبري الدمرداش

KFAS

نظرية ميكانيكا الكم اسس علم الضوء الفيزياء

• نظرية ميكانيكا الكّمَ

لم يكن هايزنبرج، الذي نسبت إليه هذه النظرية، هو الوحيد بين العلماء الكبار الذين أسهموا في تقديمها، وإنما شارك فيها كثيرون قبله من مثل: بلانك، وبور، وبروي، وآينشتاين، ومن بعده أسهم علماء أُخر من مثل شرودينجر وديراك، حيث أضاف كل منهما جديداً إليها بعد نشر هايزنبرج لها مباشرة .

 

• علم الضوء

لم يكن علماء الغرب، يُتوجَّههم نيوتن، هم أول من وضع أسس علم الضوء، وإنما ساهم في ذلك علماء الإغريق وعلماء العرب قبلهم بقرون وقرون . ومن علماء الإغريق نذكر إقليدس ثم بطليموس.

ومن علماء العرب نذكر كثيرين على رأسهم جميعا ابن الهيثم، فقد ظل أثره في علم الضوء واضحاً ولا يُنكر في مختلف الأوساط العلمية الأوروبية حتى القرن الثامن عشر، وكان لكتابه الأشهر في البصريات، كتاب المناظر، أثره في الإسهامات التي قام بها كل من بيكون ووتيلو فيما بعد.

 

فقد تمت ترجمته إلى اللاتينية، ونُشر في بازل عام 1572 بعنوان Theusures Opticus وفيه عارض نظريات فلاسفة الإغريق التي عزت الإبصار إلى أشعة تُرسلها العين إلى الجسم المنظور، وقال إن الضوء يسري من الجسم المنظور إلى العين واعتبر العين جهازاً كاسراً للضوء. وقد أعطى هذا الكتاب لعلم الضوء قيمة جديدة أدَّت إلى فصله عن علم الهندسة. وقد أيد البيروني ما ذهب إليه ابن الهيثم في هذا الخصوص .

 

ثم أكمل الفارسي المسيرة، حيث جاوز ما وصل إليه كل من ابن الهيثم والبيروني في بحوث الإنعطاف، حيث درس أوضاعاً أخرى جاوز فيها حدود الانعطاف الصرف في الكرة  المشفّة إلى الانعطاف المصحوب بالانعكاس الداخلي، مضيفاً بذلك إضافة قيِّمة جديدة لعلم الضوء .

وبعد ذلك، وفي عصر النهضة الأوروبية، توالت مسيرة علماء الغرب من مثل بيكون ووتيلو ومن بعدهما نيوتن، حيث كانت لهم إسهاماتهم القيَّمة التي رسخَّت أسس علم الضوء وصحَّحت مفاهيمه

وحقَّقت قوانينه وفسرَّت ظواهره وأضافت إليه الكثير: ولكنها – والحال كذلك – لم تأت من فراغ بل كانتامتداداً طبيعياً لإسهامات العلماء العرب خاصة في هذا المجال .

 

ولنعرض لبعض الظواهر والمفاهيم الموضِّحة:

المثال الأول: ظاهرة تحليل الضوء إلى مكوناته وتتام هذه المكونات لتكوين الضوء الأبيض:

إذا ما أخذنا هذه الظاهرة مثلا نجد أن نيوتن لم يكن أول من بحثها، فقد أشار إليها بعض علماء الإغريق.

كما اهتم بها علماء العرب، وخاصة ظاهرة قوس قزح التي شرحها جماعة إخوان الصفا شرحاً علمياً في القرن العاشر الميلادي ثم الشيرازي والفارسي في القرن الرابع عشر اللذان أوضحاها بقولهما : عند مرور الضوء بمحيط شفاف (يتكون في هذه الحالة من حبات مط ) فإنه ينكسر مرتين وينعكس واحدة.

كما أنهما قاما بشرح التهيؤات البصرية الأخرى مثل رؤية لون واحد عند النظر إلى حجر الرحى إذا ما طُلي بألوان مختلفة وأُدير بسرعة شديدة. واللون المراد هنا هو خليط من جميع الألوان الموجودة على الحجر، وقد ذكر "جوان فيرنيت" عام 1974 أن هذه سابقة على قرص نيوتن! .

 

المثال الثاني : سرعة الضوء

لم يقس تلك السرعة عالمُ واحدٌ وقُضي الأمر،وإنما مرّت تلك المحاولات بمراحل عديدة . فقد اهتم بها علماء العرب من أمدٍ بعيد، فذاك ابن سينا،يبرهن على أن البصر أسرع من السمع لأن المرء يحتاج في السمع إلى تموج الهواء. وهذا البيروني يؤكد أن الضوء أسرع في انتقاله من الصوت بكثير جدا .

ثم جاء علماء الغرب، واحداً تلو الآخر، يحاولون قياس تلك السرعة. ويعتبر جاليليو أول من حاول معرفة هل سرعة الضوء محدودة أم مطلقة؟ بيد أن آلاته التي كان يستعملها في تجربته لم تمكنه من ذلك. وكان ديكارت يرى من قبله أنها مطلقة .

وفي عام 1776 توصل الفلكي الهولندي رومر إلى أن الضوء يستغرق وقتاً في اجتيازه مسافةما، وقد قدّر سرعته بنحو 192 ألف ميل / ث .

 

ثم تلت ذلك محاولات قام بها: فيزو عام 1849، وكورنو عام 1874، ثم فوكو في نهاية القرن التاسع عشر .

وأخيراً كانت محاولة مايكلسون في عام 1926 لقياس سرعةالضوء استناداً إلى مبدأ مرآة فوكو الدَّوارة.

وقد بلغت السرعة مقيسة بهذه الطريقة حداً قريباً جداً من السرعة المعروفة حالياً للضوء وهي 186000 ميل / ث .

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]