فهم خصائص الضوء: دليل شامل لمميزاته وتأثيره

التشتت

ينتج تأثير التشتت للضوء نتيجة اختلاف مؤشرات الانكسار لكل طول موجي للضوء، ويمكن ملاحظة هذا الأمر عندما يتم تسليط شعاع من الضوء الأبيض على منشور زجاجي ثلاثي الأبعاد؛ حيث ينكسر الضوء الأبيض الذي يدخل في زوايا مختلفة، وتعتمد الزاويا على طول موجة الضوء، حيث يكون معامل الانكسار للأطوال الموجية الأطول مثل: اللون الأحمر، أقل من ذلك بالنسبة للأطوال الموجية الأقصر، مثل: اللون البنفسجي، وينتج عن ذلك وجود زاوية أكبر للانكسار للأطوال الموجية الأطول من الأطوال الموجية الأقصر، وعندما يخرج الضوء من الجانب الآخر للمنشور، تظهر أطوال موجات مختلفة موزعة، لتُظهر ألوان الطيف المختلفة.¹

الانعكاس والانكسار

يتغير اتجاه الأشعة الضوئية عندما تنعكس على سطح ما، أو تنتقل من وسط شفاف إلى آخر، أو تنتقل عبر وسيط يتغير تكوينه باستمرار، وينص قانون الانعكاس على أن زاوية الشعاع المنعكس، تساوي زاوية الشعاع الساقط عند الانعكاس من سطح أملس، ويكون الشعاع المنعكس دائماً في المستوى المحدد بواسطة الشعاع الساقط والطبيعي إلى سطح، وعندما يواجه الضوء المتنقل في وسط شفاف واحد، حدوداً لوسط شفاف آخر، مثل: الهواء والزجاج، ينعكس جزء من الضوء، وينتقل جزء منه إلى الوسط الثاني، وعندما ينتقل الضوء المنعكس إلى الوسط الثاني، يغير اتجاهه، وهو ما يُسمى بالانكسار.²

الاستقطاب

هو اتجاه نمط اهتزاز موجات الضوء في مستوى واحد، وهي ظاهرة غريبة لعكس الموجات، أي الموجات التي تهتز في اتجاه عمودي على اتجاه انتشارها، فالضوء عبارة عن موجة كهرمغناطيسية عرضية، فيمكن أن تتحرك الموجة الخفيفة في مستوى عمودي، أي إلى الأمام صعوداً وهبوطاً، وفي المستوى الأفقي، أو في اتجاه وسيط، ويتكون شعاع الضوء عادةً من خليط من موجات تهتز في جميع الاتجاهات المتعامدة مع خط انتشارها، وإذا استمر الاهتزاز ثابتاً في الاتجاه لسبب ما فإنّه يسمّى الضوء المستقطب.³

الامتصاص

عندما يدخل الضوء مادة شفافة، تتبدد بعض من طاقتها على شكل طاقة حرارية، مما يفقدها بعضاً من شدتها، وعندما يحدث هذا الامتصاص للطاقة بشكل انتقائي لأطوال موجية مختلفة للضوء، فإن الضوء الذي ينتقل عبر المادة، يٌظهر فقط تلك الأطوال الموجية للضوء التي لا يتم امتصاصها، ثم يتم النظر إلى الأطوال الموجية المرسلة على أنها لون، ويسمى لون الامتصاص لتلك المادة.¹