مقدمه بحث شامل عن الضوء وطاقة الكم
بحث عن الضوء وطاقة الكم ثاني ثانوي دائما ما يقترن مصطلح الضوء مع مصطلح الطاقة لأنه من أهم وأكبر مصادر الطاقة هو الضوء ؛ و من أوضح الأمثلة في حياتنا “ ضوء الشمس “ حيث تستمد الارض وما يعيش عليها من الكائنات الطاقة من الشمس منذ بدء الخليقة إلى الآن ؛ان الضوء هو النور الذي من دونه تصعب و تستحيل الحياة .
تعريف الضوء
ان الضوء هو الطاقة التى تكون على شكل إشعاع كهرومغناطيسي و الذي يتمكن الإنسان من رؤيته و أن هذا التعريف بالنسبة للضوء المرئي لان الاشعة الضوئية ليست محصورة فيما يراه الانسان فقط بل إنها تفوق ذلك .
أن الأشعة الضوئية المرئية تنحصر بين موجتين “ الاولى هى الموجة الطويلة والتى تعرف ب الأشعة تحت الحمراء والذي يصل طولها الموجى الى 700 نانومتر “ ؛ “ الثانية هى الموجة الفوق بنفسجية و الذي يصل طولها الموجي إلى 400 نانومتر “ و ان سرعة الضوء في الفراغ تصل الى حوالى “ 300,000,000 كم / ث “ .
*اقرا ايضا بحث عن تسارع الجاذبية الارضية
خصائص الضوء
ان الضوء هو الطاقة التى تقوم بالتنقل بسرعات لا يمكن تصديقها في جميع أنحاء الكون و قد استفاد البشر من قوة الضوء من خلال النار ثم بعد ذلك من خلال القيام باختراع اجهزة الاضاءة مثل “ مصابيح الغاز و الشموع “ و من ثم القيام باختراع أول أشكال الضوء و التي تعمل بالطاقة الكهربائية والتي قامت بإحداث ثورة في الوجود الانسانى .
و اليوم يوجد قوة الليزر و هى حزم شديدة التركيز من الضوء العالى الكثافة و الذي تم استخدامه فى العمليات الجراحية ؛ و أن اليونانيين قد ادركوا ان الضوء يقوم بالانتقال عبر الهواء فى الاشعة .
و هو عبارة عن مصطلح من الهندسة يقوم بوصف ذلك الجزء من خط مستقيم يقوم بالامتداد فى اتجاه واحد فقط عندما يقوم بالدخول بعض الوسائط الاكثر كثافة مثل “ الماء و الزجاج “ .
قما قام اليونانيون بوضع القوانين الاساسية و التى تقوم بالتحكم فى كل من الانعكاس و الانكسار ؛ اى انه فى زاوية الانعكاس فان الزاوية تكاد تكون مساوية تقريبا الى زاوية الانعكاس “ .
و بعد حوالى 1500 عام من ذروة الحضارة اليونانية قام الفيزيائي العربي ( الحسن بن الهيثم ) في عام 1039 م بإظهار وشرح أن الضوء يأتي من مصدر مثل “ الشمس “ ثم يقوم بالانعكاس من الكائن الى العين .
وقدا بدا التقدم فى دراسات و أبحاث الضوء فى عصر النهضة ( 1300 م – 1600 م ) ؛ و على الرغم من ذلك فان الانجازات العلمية الأكثر عمقا في مجال الضوء لا تخص العلماء و لكنها تخص الرسامين و الذين كانوا مفتونين بالتظليل و الظلال والألوان وغيرها من خصائص الضوء .
الوان الطيف الكهرومغناطيسي
ان الالوان قد تم توزيعها عبر الطيف كما ياتى ( احمر – برتقالى – اصفر – اخضر – ازرق – بنفسجى ) ؛ و ان السبب يعود الى الطيف الكهرومغناطيسي و هى عبارة عن مجموعة كاملة من الموجات الكهرومغناطيسية و تكون بتوزيع مستمر على مجموعة منخفضة للغاية من مستويات الطاقة و الترددات مع الطول الموجي أن كان قصيرا أو طويلا .
و أن الطيف الكهرومغناطيسي يشمل “ موجات الراديو – ضوء الأشعة تحت الحمراء – الميكروويف – الأشعة فوق البنفسجية – أشعة جاما – الأشعة السينية “ ؛ ويحتل من تلك المواقع أماكن محددة على الطيف و لكن التقسيمات بينهم لا تكون ثابتة تماشيا مع طبيعة الطيف .
بالاضافة الى الالوان الستة التى تم ذكرها فقد قام نيوتن بتحديد لون سابع وهو “ النيلى “ اى انه لون بين الأزرق و البنفسجي و هذا بسبب تلاشي لون فى لون اخر مع الطيف .
طاقة الكم
إن الطاقة هي شئ من الخلق الرباني فإنها موجودة و ليس من الممكن إنكارها ؛ فإن الطاقة لا تفنى ولا تستحدث ؛ لان الطاقة إما أن تنتج من المادة وأن المادة هي التي تنتج منها ؛ و نحن نرى مفعولها بعدة أشكال كالطاقة الحركية والحرارية و الكهربائية و الاشعاعية و الكثير غيرها من الامثلة ؛ و قد اثبت العالم اينشتاين ان كل من المادة والطاقة وجهان لعملة واحدة .
علاقة الضوء بالطاقة
نحن نعرف أن الطاقة مكونة من فوتونات منطلقة في الفراغ و من الممكن تعريف هذه الفوتونات على انها نوع من انواع الطاقة الاشعاعية و التي تنشأ عندما يقوم أحد الإلكترونات بالقفز من مستوى عالى الى مستوى اقل فيقوم هذا الالكترون باصدار طاقة إشعاعية ذات موجة معينة ؛ و ان هذه الموجة تكون على شكل فوتونات .
طاقة الكم
أن ميكانيكا الكم هي عبارة عن مجموعة من النظريات الفيزيائية التى قد ظهرت في القرن العشرين ؛ للقيام بتفسير الظواهر على مستوى الجسيمات دون الذرية و الذرة ؛ و قد قامت بدمج الخاصية الجسيمية و الخاصية الموجية لكى يظهر مصطلح “ ازدواجية الموجة – والجسيم “ .
و بهذا فإن ميكانيكا الكم تصبح مسؤولة عن التفسير الفيزيائي على مستوى الذرة ؛ بالاضافة الى انها تتطبق على الميكانيكا الكلاسيكية و لكن لا يظهر تأثيرها على هذا المستوى .
أن ميكانيكا الكم هي تعميم للفيزياء الكلاسيكية لامكانية ان تطبق على المستويين الذرى و العادى ؛ و ان سبب تسميتها بميكانيكا الكم يرجع إلى أهمية الكم في بنائها ؛ وهو مصطلح فيزيائي يتم استخدامه للإشارة إلى كميات الطاقة المحدودة و التي تقوم بالانبعاث بشكل متقطع و ليس باستمرار .
انه كثيرا ما يتم استخدام مصطلحات “ فيزياء الكم “ والنظرية الكمية “ مفردات الى ميكانيكا الكم ؛ و تقتصر الكميات على مجموعة طبيعية من القيم المنفصلة عندما تكون هذه القيم مضاعفات أقل كمية ثابتة “ ؛ و يتم الإشارة إلى هذا المبلغ ككم من العناصر التى من الممكن ملاحظتها و بالتالى فان ثابت بلانك يكون هو مقدار الفعل.
*اقرا ايضا مقدمة بحث عن المخدرات
علاقة الضوء وطاقة الكم
ان الميكانيكا تتعامل مع سلوك المادة و الضوء على النطاق الذري ودون الذري ؛حيث انها تحاول القيام بوصف خصائص الذرات و الجزيئات و مكوناتهما مع مراعاة خصائصها وكذلك البروتونات والإلكترونات والنيترونات و غيرهم من الجزيئات الباطنية الأخرى .
و أن هذه الخصائص تكون شاملة تفاعل الجسيمات مع بعضها البعض و مع الإشعاع الكهرومغناطيسي مثل “ الاشعة السينية و أشعة جاما و الضوء “ و انه في الاغلب ما يبدو سلوك كل من لاشعاع و المادة على النطاق الذري غريبا مما يصعب فهم نتائج النظرية الكمومية و تصديقها .
و أن مفاهيمها تتعارض كثيرا مع مفاهيم المنطق السليم و التى تستمد من ملاحظات العالم اليومى “ الإشعاع – المادة – خصائص الجسيمات و الامواج “ ؛ ان الاشعاع له خواص تشبه الجسيمات و كذلك المادة لها خواص تشبه الأمواج ؛ حيث تقوم بتوفير قوة دافعة للقيام بتطوير ميكانيكا الكم .
و أن معظم علماء الفيزياء الذين تأثروا بالعالم نيوتن في القرن الثامن عشر يعتقدون أن الضوء يتكون من جزيئات يطلق عليها “ الجسيمات “ ؛ و من هنا بدات الادلة تتراكم لنظرية موجة الضوء حيث أن الضوء مكون من فوتونات منطلقة في الفراغ و ان هذه الفوتونات عبارة عن نوع من ضمن انواع الطاقة الاشعاعية .
و أن الطاقة الإشعاعية تنشأ نتيجة قفز أحد الإلكترونات الموجودة في الذرة من المستوى الأعلى الى المستوى الأقل ؛ فيقوم الإلكترون بإصدار طاقة إشعاعية يكون لها موجة معينة و هذه الموجة تكون على شكل الفوتونات ؛ و أن هذا يصدر فقط بعد اثارة الالكترون و تعرضه لنوع من أنواع الطاقة مثل “ الحرارة “ .
كيف ينتقل الضوء من مستوى الى اخر ؟
لا يحدث هذا إلا في حال تعريض و اثارة الإلكترون لنوع من أنواع الطاقة مثل الحرارة ؛ و من هنا تتضح العلاقة القوية بين الطاقة والضوء فإنهما لا يفترقان ومن دونها تستحيل الحياة على الكرة الارضية ؛ ان علاقة الضوء بالطاقة تتمثل في : الشكل البيولوجي
نحن نعلم أن الكائنات الحية تعتمد بشكل كبير على الضوء و الطاقة ؛ حيث انه بدون الضوء لن تتوفر الطاقة عند النباتات لكى تتم عملية البناء الضوئي والتي تقوم بتوفير الطاقة اللازمة لها لكى تستمر في حياتها ؛ و كما نعلم فان النبات سوف يموت ان قمنا بمنع الضوء عنه .
و ان الامر مشابه فى الكائنات الاخرى من الحيوانات و الانسان ؛ فإنهم لن يتمكنوا من العيش بدون هذا الضوء اللازم لتزويد بالطاقة في أجسادهم ؛ و كذلك الرؤية فإنها مهمة في جميع جوانب الحياة .
الشكل الفيزيولوجي
أنه بالنسبة إلى نظرية العالم البرت اينشتاين والتي تنص على ( أن كل من الضوء و الطاقة لا تفنى ولا تستحدث من العدم ؛ فإننا سوف نرى ان الضوء ليس من الممكن خلقه أو استحداثه من غير طاقة مثل الموجودة في مصابيح البيوت وغيرها من الأجهزة ؛ فإنها تنتج من الطاقة الحرارية و الحركية و الكيميائية و الأمر كذلك ان قمنا بعكس الأدوار .
في بعض الأحيان يتم إنتاج الطاقة من الضوء مثل التي نراها فى الألواح الشمسية التي تقوم بتزويدنا بالطاقة الكهربائية من خلال ضوء الشمس الذي يسقط على الألواح الزجاجية التى يتم تصنيعها بشكل خاص من خلايا لها القدرة على تحويل هذا الضوء إلى طاقة .
و مما سبق يمكننا ان نستنتج ان ان الطاقة والضوء دائما مرتبطان و متلازمان ما دامت السموات و الأرض و هذا القانون ليس من الممكن بأي حال من الأحوال ان يتغير لانه قد وجد هكذا و إلا سوف تبقى القوانين الفيزيائية والبيولوجية غير منطقية و لا تكون صالحة لأي عمل .
خاتمة قصيرة عن الضوء وطاقة الكم
ان كل من الضوء و الطاقة كما اشرنا دائما ما يرتبطان مع بعضهما البعض فان كل منهما سبب للاخر و من دونهما لا تستقيم الحياة.