ما هي سرعة الضوء وكيفية قياسها
ما هي سرعة الضوء يطلق لفظ الضوء على الضوء الذي يمكن رؤيته، وهو عبارة عن جزء صغير من الأطياف الكهرومغناطيسية، يكون هذا الطيف عبارة عن المجال المتاح رؤيته للعين البشرية، وهو يقع ما بين الطولين الموجيين ٤٠٠( نانومتر و ٧٠٠ نانومتر)، ويخضع الطيف الكهرومغناطيسي الملقب بالضوء لكل القوانين المنطبقة علي الأطياف الكهرومغناطيسية، قد يصنف الضوء احيانا على انه موجة، وقد يصنف احيانا اخرى على أنه جسيم، ولكنه في الواقع ليس موجة ولا جسيم.
ما هي سرعة الضوء
تعتبر سرعة الضوء هي المقدار الذي يقطعه الضوء بالمتر في الوحدة الزمنية بالثانية، يجتاز الضوء مقدار 299,792,457.4 متراً في الفراغ، ما يعادل تقريبا ٣٠٠ ألف من الكيلومترات في وحدة الزمن المقاس الثانية، وتعد سرعة الضوء أكبر السرعات في الطبيعة، وقديما حاول الكثير من العلماء التوصل لقيمة سرعة الضوء، ولكن كان من الصعب الوصول لقيمة مقاربة للواقع كالتي تم قياسها حديثا.
ومن هنا يمكنكم قراءة موضوع بحث عن الضوء ومفهوم وطبيعة الضوء: بحث عن الضوء ومفهوم وطبيعة الضوء
كيفية قياس سرعة الضوء
كان هناك الكثير من التجارب للتوصل لسرعة الضوء، لذلك كان طبيعيا أن يكون القانون الذي يحكم سرعة الضوء، هو المقدار المقطوع من المسافة على الوحدة الزمنية، وهناك الكثير من التجارب للوصول إلى قانون سرعة الضوء ومنهم:
محاولة جاليليو
قام العالم جاليليو جاليلي بمساعدة اثنين من تلامذته بالقيام بتجربة لمعرفة سرعة الضوء، وهي أنهم وقفوا على جبلين المسافة بينهم ١٠ كيلومترات، وفي يد كل منهما فانوس عليه غطاء، ويقوم أحدهم بتشغيل الفانوس، ويقوم الآخر على الجبل الآخر بتشغيل الفانوس بمجرد رؤيته للضوء، ويتم تسجيل الوقت الذي قطعه الضوء منذ خروجه من الفانوس الأول حتى رؤيته من الجبل الثاني، ولكن كان الوقت قليلا جدا جدا، لذا لم يتمكنوا من تسجيله، مما أدي إلي تأكد العالم جاليليو من عدم قدرته على تحديد سرعة الضوء.
طريقة رومر
- قام عالم الفلك الدانماركي أولي رومر بتجربته عام ١٦٧٥،والتي تعد من التجارب الناجحة في قياس السرعة الضوئية، وقد قام بالاستفادة من الأرصاد الفلكية أقمار كوكب المشتري، ويتطلب دوران قمر كوكب المشتري ٤٢ساعة ونصف لإتمام دورته المكتملة حول الكوكب، وتتطلب دورة كوكب المشتري اثني عشر عاما أرضيا للدوران حول الشمس، وذلك يشير إلي أنه عند تحرك كوكب الأرض مسافة بزاوية قدرها ٩٠ درجة مئوية.
- إن كوكب المشتري يكون قد تحرك مسافة بزاوية مقدارها ٧.٥ درجة، وهذا يعني أنه من اللازم أن يكون لقمر كوكب المشتري دورته الثابتة، وتغير ذلك الوقت الذي يتم فيه دورته معناه ان القمر إما أن سرعته تقل، وإما أنها تزيد، فأن كانت تقل فهذا يشير إلي أنه من الممكن أن يسقط القمر علي كوكب المشتري، أما إن كانت سرعته تزداد، فهذا يشير إلي احتمالية أن يتخلص من جاذبية كوكب المشتري ويتحرك بحرية في الفضاء، ولكن لم يحدث أي من الأمرين، وهذا يدل علي أن قمر كوكب المشتري له دورته الثابتة، والتي يكون لها وقت محدد ومنتظم.
- كان رومر يقوم بتجميع الأرصاد لقمر كوكب المشتري، إلا أنه لاحظ وجود اختلاف في التوقيت لحركة قمر كوكب المشتري عن الطبيعي، فقد كان من الملاحظ أن دورة القمر تتطلب وقت أطول في حالة عندما تكون الأرض بعيدة عن كوكب المشتري، وتصبح دورته اصغر في حالة أن تكون الأرض أقرب لكوكب المشتري، وحيث ان قمر كوكب المشتري له دورته الثابتة، كان لابد لرومر من أن يلاحظ خسوف قمر كوكب المشتري عند دخوله في منطقة الظل الخاصة بكوكب المشتري، وذلك لانه لن يتمكن الضوء الخارج من الشمس الوصول إليه، ليقوم بعكسه، وذلك لأنه سوف يصبح خلف كوكب المشتري.
- ولذا كان يمكنه معرفة الخسوف القادم للقمر، لأن له دورة ثابتة، ورغم ذلك لم يستطع معرفة الوقت، وذلك لأن خسوف القمر يتأخر عن المعاد المحدد في حالة أن كوكب الأرض بعيد عن كوكب المشتري، وباعتبار أن فترة الخسوف للقمر تكون ٣أشهر، فسيكون الزمن الذي يتأخر هو ٦٠٠ ثانية، وذلك لأن المسافة المقطوعة بين الأرض وقمر المشتري في رصد المرة الأولي قد تغير عن رصد المرة الثانية.
- وقد استطاع هويجنز الوصول إلي سرعة الضوء بإستخدام تجارب رومر، وقد قدر سرعة الضوء بمقدار 2.3×108 م/ث، وبذلك قد استطاع إثبات أن السرعة الضوئية محددة ونهائية.
قياس سرعة الضوء
بعد التطور الحادث في عالم الليزر، تشجع العالم إيفانستون وقام ببعض المحاولات لقياس سرعة الضوء بصورة أكثر دقة، وقد استطاع بمعاونة فريقه الحصول على قيمة أكثر دقة وهي 299,792,457.4 متر/ ثانية، وقد كانت نسبة الخطأ لا تذكر مقارنة بنسبة الأخطاء في التجارب السابقة، وقد كان من الضروري أن يكون هناك قيمة محددة لسرعة الضوء، لذا تم أستخدام الليزر والساعة الذرية ذات الدقة العالية، وبذلك تكون سرعة الضوء 1/299,792,458 من الثانية، وتعتبر سرعة الضوء ثابتة ولا يمكن تغييرها، وليس هناك ما يمكنه التحرك بسرعة مقاربة لتلك السرعة، لذا فهي السرعة العظمى.
سرعة الضوء في الأوساط الأخرى
وللتعرف علي موضوع سرعة التفاعلات الكيميائية وتقسيم التفاعلات الكيميائية حسب سرعتها: سرعة التفاعلات الكيميائية وتقسيم التفاعلات الكيميائية حسب سرعتها
خصائص الضوء
- انكسار الضوء: ينتج انكسار الضوء من انتقال الضوء من احد الأوساط المادية إلي أوساط أخري، لذا يحدث انكسار للضوء عند عبوره خلال الزجاج، وذلك لانتقاله من الفراغ إلى وسط آخر وهو الزجاج.
- تداخل الضوء: وهو الاندماج الحادث بين موجة ضوئية مع موجة ضوئية أخرى، وذلك لمرورها من مكان واحد.
- انعكاس الضوء: وهو امتصاص الجسم المعتم، ( وهو الجسم الذي لا يسمح بنفاذ الضوء من خلاله) جزء من الأشعة الضوئية الساقطة عليه، وقيامه يعكس باقي الاشعة، مما يتسبب بظهور ظل للجسم.
- انتشار الضوء: وهو انتشار الضوء خلال الفراغ، أو خلال الأوساط المادية في صورة خط مستقيم.
حساب سرعة الضوء في آية من القرآن الكريَم
استطاع أحد علماء المسلمين حساب سرعة الضوء من خلال الاستعانة بكتاب الله عز وجل، فقد قام باستخدام معادلات من القرآن الكريم، فحيث قام أحد العلماء المسلمون بحساب سرعة الضوء في القرآن الكريم، في القرآن الكريم:
- في سورة السجدة الاية (5 )يقول المولى سبحانه وتعالى((يُدَبّرُ الأمْرَ مِنَ السّمَآءِ إِلَى الأرْضِ ثُمّ يَعْرُجُ إِلَيْهِ فِي
- يَوْمٍ كَانَ مِقْدَارُهُ أَلْفَ سَنَةٍ مّمّا تَعُدّونَ))، هناك قوانين في الفيزياء تشير إلى أن:
- سرعة اي جسم= المسافة / الزمن.
- الزمن هو زمن يوم ارضي= ٨٦١٦٤.٠٩٩٦ ثانية.
- والمسافة= مقدار ألف سنة من حركة القمر=١٢٠٠٠ دورة قمرية.
- مسافة التي يحتاجها القمر ليدور في مداره بمفرده= ١٢٠٠٠ × متوسط سرعة القمر المدارية × زمن الشهر القمري
- =١٢٠٠×٣٦٨٢٠٧×٨٩١٥٧. ×٧١٩٨٣٩٥. ٦٥٥
- لذا سوف تصبح المسافة=٢٥.٨٣١٣٤٧٢٣بليون كم
- وعند قسمة المسافة(٢٥٨٣١٣٤٧٢٣٠ كم) على الزمن(٨٦١٦٤.٠٩٩٦٦ ثانية) تنتج سرعة الضوء =٢٩٩٧٩٢.٤٥٨ كم/ثانية.
- والذي يعتبر نفس الرقم الذي استطاع العلماء التوصل إليه واعلانه في المؤتمر الدولي
- الذي انعقد في باريس سنة ١٩٨٣.
ونرشح لكم قراءة موضوع كيف نحصل على اللون البنفسجي وما هي دلالة محبي اللون البنفسجي: كيف نحصل على اللون البنفسجي وما هي دلالة محبي اللون البنفسجي
وفي نهاية موضوعنا نرجو ان نكون قد قدمنا لكم ما يفيدكم ما هي سرعة الضوء، كيفية قياس سرعة الضوء، محاولة جاليليو، طريقة رومر، قياس سرعة الضوء، سرعة الضوء في الأوساط الأخرى، خصائص الضوء، حساب سرعة الضوء في آية من القرآن الكريَم وفي إنتظار تعليقاتكم.
