فيزيائي*
05-10-2010, 12:25 AM
هناك ثلاث حالات تتأثر بها المادة مع الضوء. إما أن تمتص الضوء الساقط عليها, أو تعكسه, أو تسمح بمروره من خلالها. المواد التي تمتص الضوء المرئي ولا تسمح بمروره, لا نستطيع الرؤية من خلالها كالخشب. أما المواد التي تسمح بمرور الضوء المرئي تبدو شفافة لذلك نستطيع الرؤية من خلالها كالزجاج.
من المهم ملاحظة أن الحالات السابقة تنطبق فقط على جزء بسيط من الضوء وهو الضوء المرئي ولا تنطبق على الأجزاء الأخرى. فالخشب مثلا يسمح بمرور موجات الراديو,
ولهذا السبب نستطيع الإستماع إلى الراديو واستخدام أجهزة الهاتف النقال داخل البيوت. وفي الحقيقة لو كانت أعيننا حساسة لموجات الراديو ستبدو جميع الأجسام من حولنا شفافة ولتمكنا من الرؤية من خلالها.
لنفهم لماذا يستطيع الضوء المرور من خلال بعض المواد فقط, علينا أن نستعين ببعض قوانين ميكانيكا الكم.
تتواجد الإلكترونات في الذرة في مستويات طاقة معينة تختلف باختلاف نوع الذرة, وينتقل الإلكترون من مستوى طاقة أدنى إلى مستوى طاقة أعلى إذا امتص ضوء ( فوتون ) يحمل طاقة تعادل الفرق في الطاقة بين المستويين, أما إذا كانت طاقة الفوتون الساقط أقل من هذه القيمة فإن الإلكترون لا يمتص الضوء الساقط عليه. هذا الفرق في الطاقة بين المستويين بمثابة السّلم الذي يحتاجه الإلكترون للصعود إلى مستوى طاقة أعلى, فإذا كان طول السّلم غير كاف للوصول إلى ذلك المستوى فإن الإلكترون يظل في نفس المستوى.
طاقة فوتونات الضوء المرئي الساقط على سطح الزجاج غير كافية لإثارة ذراته, لذلك فالزجاج لا يمتص الضوء المرئي الساقط عليه بل يمر من خلاله, في حين أنه يمتص طاقة أعلى من طاقة الضوء المرئي ( الأشعة فوق البنفسجية ) وطاقة أقل من طاقة الضوء المرئي ( الأشعة تحت الحمراء ) . أما ذرات الخشب فإنها تستطيع إمتصاص طاقة فوتونات الضوء المرئي وتقوم بتحويلها إلى حرارة.
عند إضافة مواد معينة أثناء تصنيع الزجاج, يمكن تغيير مستويات طاقة الإلكترونات في الزجاج. فعلى سبيل المثال عند إضافة النحاس, سيسمح الزجاج بتمرير اللون الأزرق فقط بينما يمتص الألوان الأخرى, فتبدو الأشياء زرقاء عند النظر من خلاله. وعند إضافة الكروم سيؤدي إلى السماح للون الأخضر فقط بالمرور, فتبدو الأشياء خضراء عند النظر من خلال الزجاج.
هذا النظام الرائع في الطبيعة يسمح لنا برؤية الأجسام الصلبة التي لا نستطيع المرور من خلالها, بينما لا تحجب عنا الرؤية من خلال الأشياء التي نستطيع المرور من خلالها كالهواء. كما تمنحنا الرؤية من خلال بعض الأجسام التي توفر لنا الحماية كزجاج النوافذ في المنازل والسيارات.
المصدر: http://www.dandydesigns.org/id58.html (http://www.dandydesigns.org/id58.html)
من المهم ملاحظة أن الحالات السابقة تنطبق فقط على جزء بسيط من الضوء وهو الضوء المرئي ولا تنطبق على الأجزاء الأخرى. فالخشب مثلا يسمح بمرور موجات الراديو,
ولهذا السبب نستطيع الإستماع إلى الراديو واستخدام أجهزة الهاتف النقال داخل البيوت. وفي الحقيقة لو كانت أعيننا حساسة لموجات الراديو ستبدو جميع الأجسام من حولنا شفافة ولتمكنا من الرؤية من خلالها.
لنفهم لماذا يستطيع الضوء المرور من خلال بعض المواد فقط, علينا أن نستعين ببعض قوانين ميكانيكا الكم.
تتواجد الإلكترونات في الذرة في مستويات طاقة معينة تختلف باختلاف نوع الذرة, وينتقل الإلكترون من مستوى طاقة أدنى إلى مستوى طاقة أعلى إذا امتص ضوء ( فوتون ) يحمل طاقة تعادل الفرق في الطاقة بين المستويين, أما إذا كانت طاقة الفوتون الساقط أقل من هذه القيمة فإن الإلكترون لا يمتص الضوء الساقط عليه. هذا الفرق في الطاقة بين المستويين بمثابة السّلم الذي يحتاجه الإلكترون للصعود إلى مستوى طاقة أعلى, فإذا كان طول السّلم غير كاف للوصول إلى ذلك المستوى فإن الإلكترون يظل في نفس المستوى.
طاقة فوتونات الضوء المرئي الساقط على سطح الزجاج غير كافية لإثارة ذراته, لذلك فالزجاج لا يمتص الضوء المرئي الساقط عليه بل يمر من خلاله, في حين أنه يمتص طاقة أعلى من طاقة الضوء المرئي ( الأشعة فوق البنفسجية ) وطاقة أقل من طاقة الضوء المرئي ( الأشعة تحت الحمراء ) . أما ذرات الخشب فإنها تستطيع إمتصاص طاقة فوتونات الضوء المرئي وتقوم بتحويلها إلى حرارة.
عند إضافة مواد معينة أثناء تصنيع الزجاج, يمكن تغيير مستويات طاقة الإلكترونات في الزجاج. فعلى سبيل المثال عند إضافة النحاس, سيسمح الزجاج بتمرير اللون الأزرق فقط بينما يمتص الألوان الأخرى, فتبدو الأشياء زرقاء عند النظر من خلاله. وعند إضافة الكروم سيؤدي إلى السماح للون الأخضر فقط بالمرور, فتبدو الأشياء خضراء عند النظر من خلال الزجاج.
هذا النظام الرائع في الطبيعة يسمح لنا برؤية الأجسام الصلبة التي لا نستطيع المرور من خلالها, بينما لا تحجب عنا الرؤية من خلال الأشياء التي نستطيع المرور من خلالها كالهواء. كما تمنحنا الرؤية من خلال بعض الأجسام التي توفر لنا الحماية كزجاج النوافذ في المنازل والسيارات.
المصدر: http://www.dandydesigns.org/id58.html (http://www.dandydesigns.org/id58.html)