ظاهرة انحناء الضوء

2011 الضوء واللون

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

ظاهرة انحناء الضوء الضوء الفيزياء

هل تساءلت مرةً عن السبب الذي يجعل المكبِّر يظهر الأشياء أكبر حجماً مما هي عليه في الواقع؟

يمكنك أن تكتشف في هذا الفصل كيف تصنع مكبراً ضخماً من حوض سمك الزينة الزجاجي وتستعمله في عكس وتركيز أشعة الضوء.

يستطيع الضوء أن ينتقل عبر الكثير من الأجسام أو الأوساط كالماء والزجاج والهواء والفراغ (المكان الخالي من أي مادة).

وتختلف سرعة الضوء بحسب الوسط الذي ينتقل الضوء من خلاله. ويسير الضوء على أسرع وجهٍ في الفراغ، بينما تكون سرعته أكثر بطئاً عندما يدخل وسطاً آخر مثل الهواء، كما أن التغيير في سرعة الضوء يسبب تغييراً في اتجاهه أيضاً.

 

حول منحنى الضوء

يُسمى انحناء الضوء بهذه الطريقة "الانكسار"، وتحدث هذه الظاهرة عندما تصطدم الحزمة الضوئية بالحد الفاصل بين وسطين في زاوية معينة.

ويطلق العلماء على مقدمة حزمة الضوء اسم "جبهة الموجة". ويمكن أن نشبّه جبهة الموجة بمحور السيارة مع عجلة في نهاية كل طرف من هذا المحور.

ويمكنك أن تتصور جبهة الموجة تتدحرج عبر الهواء باتجاه لوح زجاجي. إذا كانت حزمة الضوء تسقط بزاوية مع الزجاج، فإن أحد طرفي جبهة الموجة.

 

ولنقل الطرف الأيسر، سيصطدم بالزجاج قبل الطرف الآخر. يؤدي هذا إلى تغيير سرعة الجانب الأيسر لجبهة الموجة قبل الجانب الأيمن.

وإذا تابعنا حركة العجلة والمحور التشبيهية لرأينا أن العجلة في الجانب اليسار تتباطأ، بينما تحافظ العجلة إلى اليمين على سرعتها– حيث يبدأ المحور بالدوران نحو اليسار.

وعندما تصل الزاوية اليمنى من جبهة الموجة إلى الزجاج، فإنها تتغير أيضاً إلى سرعة بقية الحزمة الضوئية، لكن جبهة الموجة عندئذٍ تسير في اتجاه مختلف، أي إن الضوء عندها يكون قد انكسر أو انحنى.

 

والعدسات هي أجسام شفافة ذات سطحٍ كروي، وبسبب شكلها فإنها تعمل على انحناء الضوء باتجاه نقطة واحدة عن طريق عملية الانكسار.

ونستخدم العدسات كي "نركّز" الضوء في صورة تختلف من حيث الحجم عن الصورة الأصلية.

وبهذه الطريقة نستطيع من خلال التلسكوبات رؤية الأشياء التي تقع على مسافات بعيدة جداً عنا.

 

وعلى نحو مماثل، تقوم العدسات الموجودة في الميكروسكوبات (المجاهر) بتكبير الصورة التي نشاهدها والتي لا يمكن أصلاً أن نراها بالعين المجردة لصغر حجمها.

فالعدسات تعمل بسبب انحناءاتها باتجاهات معاكسة في جانبيها، لذلك ينحني الضوء باتجاه واحد عند دخوله العدسة، ثم يسلك طريقاً معاكساً لدى مغادرته لها.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]