ما الضوء ؟ 

الضوء طاقة وليس مادة، وهو من العناصر الأساسية للحياة على الأرض ،كـالماء والهواء. ويختلف الضوء عن الحرارة.

ويلعب الضوء دوراً مهماً في حياتنا، فـنحن نرى الأشياء، ونهتدي إلى الأماكن، ونتعرف على الأشخاص بـواسطة الضوء.

الضوء مصدر الألوان في عالمنا، ألوان الأزهار، أو لون السماء الزرقاء، أو ألوان ثيابنا وألعابنا، وألوان الإشارات الضوئية في الشارع.

قد عرف الإنسان كيف يضيء المشاعل في الظلام، وفي العصر الحديث استطاع تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ضوئية، فـأضاء الشوارع في الليل ،وشغل المصانع، وسير السيارات والطائرات، في غير ساعات النهار.

مصادر الضوء – أجسام مضيئة وأجسام عاكسة للضوء: 

في الطبيعة نوعان من الأجسام، الأجسام المضيئة بنفسها، كـالشمس وسائر النجوم، والمصباح الكهربائي، وجمرات النهار في الموقد، والشموع المشتعلة .

هناك أجسام تعكس الضوء فقط، وإن بدت مضيئة، كـالقمر، وهو جسم مظلم بنفسه، ولكنه يبدو لنا مضيئاً عندما يسقط عليه ضوء الشمس، فـيعكس جزءاً من هذا الضوء إلى الأرض، لتصبح ليالي الأرض المظلمة مقمرة.

أضواء طبيعية وأضواء صناعية 

الأجسام المضيئة بـنفسها تنقسم هي أيضا إلى قسمين: 

أضواء طبيعية كـضوء الشمس والنجوم، وأضواء صناعية (إصطناعية)، كـضوء مصباح الكهرباء، والشمعة المشتعلة، والجمرة. 

الحقيقة أن الشمس هي المصدر الأساسي للضوء على كوكب الأرض، فـلولا الشمس ما نبتت الأشجار، وما أمكن الحصول على الخشب والفحم، وما كانت الجمرات. وهنا نرى كيف تحولت الطاقة الضوئية للشمس إلى طاقة كيميائية جعلت الأشجار تنمو، وعند حرق الأخشاب تعطي طاقة حرارية وطاقة ضوئية.

ألوان الطيف

قد يبدو لنا ضوء الشمس أبيض، وفي الصور والكتب نراه أصفر، ولكن عندما ينكسر فوق الغيوم في يوم ماطر، فـإننا نرى مجموعة من ألوان قوس قزح الجميلة والمتنوعة.

إن ضوء الشمس مؤلف من مجموعة من ألوان قوس قزح. بل إن قوس قزح نفسه ما هو إلا ضوء الشمس وقد انكسر فوق الغيوم، وتوزع إلى أجزاء. يمكننا أن نرى ذلك أيضاً عندما يخترق الضوء منشوراً زجاجياً، أو حلية زجاجية عديدة الأوجه، فـتظهر في الجهة المقابلة ألوان قوس قزح.

تجربة 1 – ألوان قوس قزح

الأدوات:

منشوراً زجاجياً

طريقة العمل: 

– ضعوا المنشور الزجاجي في يوم مشمس عند حافة النافذة، واديروا النشور، حتى تروا ألوان الطيف على جدار داخل الغرفة .

ملاحظة:

1-  المنشور هو مجسم زجاجي قاعدتاه العليا والسفلى، مثلثان، باقي وجوهه الثلاثة مستطيلات .

2-  يمكن استبدال المنشور بأي كتلة زجاجية مثل قرط زجاجي ذي وجوه مسطحة .

ألوان حولنا

ضوء الشمس أبيض، ونحن لا نرى الأشياء نهاراً إلا بعد أن ينعكس ضوء الشمس على هذه الأشياء ومنها إلى أعيننا. فـلماذا إذن لا نرى جميع الأشياء بيضاء؟

الجواب يكمن في الأشياء نفسها، فـنحن نرى الزهرة حمراء، لأن هذه الزهرة بالذات تبتلع (تمتص) جميع الألوان من خليط الألوان في الضوء، وتعكس اللون الأحمر فقط. أي أن الشيء يبدو باللون الذي يعكسه فقط.

اللون الأسود واللون الأبيض :

هناك أجسام تبتلع جميع الألوان ولا تعكس أي لون، تلك هي الأجسام السوداء. السواد يشير إلى انعدام اللون، حيث أن الشيء الأسود يبتلع جميع الألوان، فـلا يبقى منها شيء، فـترى أعيننا شيئاً ونسميه اصطلاحاً اللون الأسود.

وهناك أجسام تعكس جميع الألوان، فـترتد إلينا الأشعة المرتدة منها كاملة غير منقوصة، أي بيضاء. وهكذا نستنتج أن اللون الأبيض هو خليط جميع الألوان.

ألوان الطيف الأساسية

ثلاثة من ألوان الطيف الأساسية وهي: الأحمر، الأزرق، الأصفر.

ألوان الطيف الأخرى نستطيع الحصول عليها من امتزاج اثنين من هذه الألوان الثلاثة. مثلاً :

الأزرق + الأصفر= الأخضر.

الأصفر + الأحمر = البرتقالي.

الأزرق + الأحمر = البنفسجي.

كيف يتكون قوس قزح:

تنشأ ظاهرة قوس قزح نتيجة انكسار ضوء الشمس على قطرات الماء أو البخار في الغيوم. ويمكن أن تكون في الشلالات عندما تكون الشمس خلف الناظر المقابل للشلال. في بداية الأمر ينكسر الضوء عند اصطدامه بقطرات الماء، ثم ينعكس داخله، وينكسر مرة أخرى عند خروجه منها.

كيف ينتشر الضوء؟

ينتشر الضوء بـخطوط مستقيمة. ولو أضاءت فنوساً يدوياً في غرفة مظلمة، فـسترى الضوء يتجه إلى المكان الذي يتسلط عليه الضوء بـخط مستقيم. ولو كان في غرفة دخان مثلاً، فسترى حزمة الضوء الخارجة من المصباح من مكان وقوفك إلى الجهة الأخرى.

ولكن لو وضعنا شمعة في غرفة مظلمة لـرأينا ضوء الشمعة في جميع ارجاء الغرفة. مما يعني أن الضوء ينتشر في كافة الأرجاء، ولكن بـخطوط مستقيمة.

تجربة 2 – الضوء يسير في خط مستقيم

الأدوات: 

مجموعة من ألواح الكرتون المتطابقة، والمثقوبة، كما في الشكل، من نفس المكان، وموضوعة على قوائم خشبية، بـحيث تكون الثقوب موجودة على خط مستقيم ولكي نتأكد من ذلك، ندخل سلكاً مستقيماً بحيث يمر من جميع الثقوب دون ان ينحني، ثم نخرجه. فانوس يد، غرفة مظلمة.

طريقة العمل:

نضيء فانوس اليد بحيث نوجه الضوء على الثقب الأول. ونرى النتيجة.

تجربة 3- عكس الضوء في المرآة 

يمكنكم القيام بـتجربة مماثلة باستعمال مرآة في يوم مشمس. وفي غرفة الصف يمكنكم القيام بـتجربة مماثلة باستعمال كشاف يدوي.

الأدوات:

فانوس يدوي، مرآة، 3 أشخاص.

طريقة العمل:

يسلط الأول ضوء الفانوس على المرآة التي يحملها الثاني، والثاني يعكس ضوءها على الشخص الثالث، او على الجدار.

النقطة الحمراء هي النقطة المحددة التي يراد توصيل الضوء المنعكس إليه. الفانوس الثابت. عن طريق تحريك المرآة، انعكس الضوء الى المكان المطلوب.

الضوء والمواد القاتمة: 

لا يستطيع الضوء النفاذ من خلال حاجز أسود، لأنه يبتلع الضوء، ولا يعكس منه إلا القليل. مقارنة مع حاجز أحمر اللون مثلاً، فـأن الأخير يبتلع كل الضوء ما عدا الأحمر الذي يعكسه، فـنرى الحاجز أحمر.

الضوء والزجاج الشفاف وشبه الشفاف:

الزجاج الشفاف يسمح للـضوء أن يمر من خلاله، وكـذلك الماء الصافي. الزجاج شبه الشفاف، والماء العكر، يسمحان للـضوء بـالمرور من خلالهما، ولكنهما يبعثرانه. فإذا كنت ترى شخصاً خلف هذا الزجاج رأيت صورة مشوشة عنه.

تجربة 4- كيف ينفذ الضوء ؟

الأدوات:

فانوس يد، مجموعة من الأوراق من أنواع مختلفة.

طريقة العمل:

-نستعمل الفانوس لـنرى، كيف يمنع الورق مرور الضوء من خلاله.

-ضعوا ورقة واحدة من نوع واحد من الورق أمام الفانوس المضيء. هل يمكنكم تمييز الضوء ينفذ من الورقة؟