بحث كامل عن الضوء مقدمة و خاتمة

تعريف الضوء وانواعه

بحث عن الضوء للصف الخامس بحث كامل مقدمة – محتوى – خاتمة فمما لاشك فيه ان الضوء هو إشعاع كهرومغناطيسي موجود داخل جزء معين من الطيف الكهرومغناطيسي و ان الضوء يعتبر واضحا بالنسبة للعين البشرية ؛ أن موجات الضوء تتراوح ما بين 380 إلى 730 نانومتر ” بين الأشعة تحت الحمراء والفوق بنفسجية ” .

إن المصدر الأساسي للضوء على سطح الأرض هو ( ضوء الشمس ) حيث أن الطاقة الصادرة من الشمس تصل إلينا باعتبارها ضوء لكى تساهم فى خلق السكريات داخل النباتات الخضراء فى عملية تعرف ب ” التمثيل الضوئي ” ؛ وقديما كانت النار من احدى مصادر الضوء الهامة و بعد ذلك اعتمد الإنسان على المصابيح الحديثة و بعدها ظهرت الاضاءة الكهربية .

ان بعض انواع الحيوانات تقوم بإصدار الضوء من أجسامها مثل ” اليراعات ؛ بعض انواع الاحبار ” و تعتبر الانبعاثات الحرارية من أحد أشكال مصادر الضوء و من الممكن انبعاث الحرارة فيها من كل الاتجاهات و انها تصل الى سطح الامتصاص بسرعة الضوء و لا تحتاج الى وجود وسط ناقل ومن أوضح الأمثلة على ذلك ” تسخين الشمس لسطح الأرض ” .

تاريخ المعرفة البشرية المتعلقة بالضوء

أن الإغريقيون القدماء كانوا هم أول من توصل الى القليل من النظريات التى تتعلق بالضوء و هذه النظريات بقت سائدة من دون وجود أي إثبات علمي يقوم بتأكيد صحنها و قد كان للعلماء المسلمين فى القرون الوسطى دور كبير فى التحقق من تلك النظريات.

و من ابرز هؤلاء العلماء ( الحسن بن الهيثم ) والذي قام بإثبات شروحات طبيعة الضوء و الوظيفة الرئيسية التى يقوم بها كما قام بتقديم الشروحات حول المرايا وكذلك حالات الكسوف و الخسوف و شرح عملية الإبصار فى علم البصريات .
*اقرا ايضا بحث عن الربا والمعاملات المصرفية

ما هي طبيعة الضوء ؟

إن العلماء ظلوا لفترة طويلة يتجادلون حول كون ضوء نوع من أنواع الأمواج أم أنه ليس منها ؛ وفي القرن السابع عشر جاءت نظرية العالم الانجليزي ( اسحاق نيوتن ) أن الضوء هو عبارة عن تيار متصل من الجسيمات ؛ و لكن العالم الهولندي ( كريستيان هويغنز ) قد عارضه في ذلك و قد كانت نظريته أن الضوء عبارة عن موجات .

و الاختلاف حول طبيعة الضوء بقي إلى الآن بسبب أن الضوء يحمل صفات الموجة مثل الانعكاس بالاضافة الى أن الضوء يحمل صفات التيار المتصل من الجسيمات ؛ وقد توصل الفيزيائيون في القرن العشرين أن الضوء من الممكن اعتباره جسيمات وموجات في آن واحد وهذه الخاصية اكتسبت اسم ” ازدواجية موجة الجسيم ” .

أنواع الضوء

الطيف المرئي

ان الضوء المرئي هو نوع واحد من أنواع الضوء او ( الاشعاع الكهرومغناطيسي ) والذي له تردد معين و طول موجى يكون بين 400 نانومتر كحد اقصى الى طول 700 نانومتر ؛ و ان الموجات الحمراء تكون ضمن الموجات الطويلة بينما الموجات البنفسجية تكون ضمن الموجات القصيرة و يتمكن الإنسان فقط من رؤية هذا الطيف من الضوء .
*اقرا ايضا بحث عن الماء

الطيف الغير مرئي

و ان الطيف الغير مرئى ينقسم الى قسمين و هما : –

الامواج الطولية : – و ان هذه الأمواج تشمل ” الأمواج تحت الحمراء ؛ الراديو ؛ المايكرويف ” .

الأمواج القصيرة : – و ان هذه الأمواج تشمل ” الأمواج فوق البنفسجية ؛ اشعة جاما ؛ الاشعة السينية ” و من الممكن لبعض الحيوانات مثل النحل أن ترى الضوء فوق البنفسجى .

مصادر الضوء

إن مصادر الإشعاع الكهرومغناطيسي كثيرة جدا و متنوعة و عادة ما يتم تقسيم هذه المصادر إلى فئتين وهما ” مصادر طبيعية و مصادر من صنع الانسان ” و ان من الامثلة على المصادر الطبيعية هى ( الشمس ) و ” نجوم الراديو ؛ النجوم المرصودة ؛ البرق ” وفى الواقع انه اى جسم موجود عند درجة حرارة أكثر من الصفر المطلق .

و أن بعض مصادر الإشعاع التي قد قام بصنعها الإنسان هي متوجهة مثل ” السخانات ؛ الأضواء ؛ الراديو ؛ التلفزيون ؛ أشعة الليزر ؛ رادارات ؛ أنابيب الأشعة السينية ” .

ويوجد نوعان من أنواع الأطياف المهمان في الضوئيات وهما : أطياف الانبعاث و أطياف الامتصاص ؛ أن أطياف الانبعاث هو من ضمن الضوء المنبعث من مصدر ؛ اما طيف الامتصاص فهو الذي يكون ناتج عن الضوء الذي يمر فى داخل جسم يقوم بامتصاص الضوء .

ان جميع المواد ذات درجات الحرارة فوق الصفر المطلق تقوم بإصدار إشعاعات كهرومغناطيسية و ان كل ذرة و كل جزئ يكون لديه مجموعة مميزة من الخطوط الطيفية التى تكون خاصة به و تقوم بتميزه عن باقى الجزيئات و العناصر .

خصائص الضوء

الانعكاس و الانكسار

عند القيام بسقوط الضوء على سطح موجود بين مادتين لهما معامل انكسار مختلفين فإنه سوف يحدث له أمران وهما : –

انعكاس الضوء الذي يسقط بزاوية محصورة بين الخط المعامد للسطح و بين خط الضوء الساقط عليه اي ان ” زاوية السقوط سوف تساوي زاوية الانعكاس ” .

انكسار الضوء بزاوية تعتمد على زاوية السقوط وكذلك على نوع المادة و بالتالى فان الضوء سوف يقوم بعبور السطح ذي معامل الانكسار المختلف فى حالة إذا ما كانت المادة تسمح بمرور الضوء من خلاله ” شفافة ” .

التشتت

إن وجود اختلاف معامل الانكسار الخاص بكل طول موجى معين للضوء ينتج عنه تأثيرا يدعى ” التشتت الضوئي ” ؛ و إن من أوضح الأمثلة على هذه الخاصية هو ( مرور الضوء الأبيض في المنشور الثلاثي ) .

سوف ينكسر الضوء داخل المنشور بعدة زوايا مختلفة عن بعضها البعض حسب الأطوال الموجية و عند خروج الضوء من المنشور سوف تظهر الأطوال الموجية للألوان المختلفة و الناتجة من انكسار الضوء الابيض ؛ و يكون أطول طول موجي الإشعاعات التي تنتج هو الطول الموجي للأشعة الحمراء ” حيث أن معامل الانكسار له اقل من الإشعاعات المنكسرة الاخرى مثل البنفسجى ” .

الامتصاص

عندما يمر الضوء من خلال مادة شفافة فان بعض طاقته سوف يحدث لها تشتت على شكل طاقة حرارية و لذلك فسوف يفقد الضوء بعضا من شدته ؛ و عند حصول ذلك الامتصاص للطاقة الحرارية  للاطوال الموجية المختلفة للضوء فيؤدى إلى أن الضوء المار في هذه المادة الشفافة سوف يقوم باظهار الأطوال الموجية التى لم يتم امتصاصها فقط لذا فإن الضوء المار سوف يظهر على هيئة لون يسمى ” لون امتصاص المادة ” .

سرعة الضوء

ان سرعة الضوء فى الفراغ تصل الى 1.07 مليار كيلومتر فى الساعة ؛ و اول تجربة تمت لقياس هذه السرعة كانت من قبل عالم الفيزياء الدنماركي ( رومر ) في عام 1676 م عن طريق استخدام التلسكوب ؛ وقد استنتج أن حساب سرعة الضوء تحتاج الى 22 دقيقة كي يجتاز قطر الأرض وعلى الرغم من ذلك فإنه لم يستطع أن يحدد السرعة .

بعد ذلك قد تم اجراء اختبار آخر كان اكثر دقة بواسطة العالمان ( هيبوليت فيزو ؛ ليون فولست ) فى القرن 19 و قد توصلوا الى نتائج اكثر دقة من التجارب السابقة ؛ فإن النتائج قد أظهرت أن سرعة الضوء هى 315 مليون متر خلال الثانية ؛ و بعدها تم الكثير من التجارب من قبل عدة علماء مثل ” يبير ؛ ويليهم ادوارد ؛ إسحاق نيوتن ؛ هيغنز ؛ البرت اينشتين ” .

استخدامات الضوء

ان من ابرز استخدامات الطيف الكهرومغناطيسي هى : –

القيام باستخدام أشعة جاما فى قضبان الوقود داخل محطات الطاقة النووية ؛ كما تستخدم الاشعة السينية لرؤية ما قد دخل الى اجسامنا فى الصورة الطبقية ؛ و موجات الميكروويف يتم استخدامها في طهي الطعام .

يتم استخدام الضوء الفوق بنفسجي في تطهير الأشياء و القيام بصناعة التلسكوبات و التى تقوم برصد أكثر النجوم نشاطا و كذلك تحديد مناطق الولادة النجمية ؛ كما أن الموجات اللاسلكية ” موجات الراديو ” بالتواصل من خلال مسافات كبيرة .

عن طريق استخدام التلسكوبات التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء تستطيع أن ترى النجوم الحمراء ؛ و ان النجوم الحمراء هى نجوم باردة بل هى الابرد و ان هذه النجوم لا تقوم ببعث أي ضوء مرئي على الإطلاق ولكننا نتمكن من رؤيتها .

كيف يتمكن الإنسان من رؤية الضوء ؟

عند سقوط الضوء على جسم ما فإن هذا الجسم يقوم بامتصاص بعضا من هذا الضوء ويقوم بعكس الجزء الاخر ” ان الامتصاص والانعكاس من خصائص الضوء ” و أن الأطوال الموجية الممتصة و المنعكسة تعتمد على خصائص الجسم نفسه .

عند القيام بالنظر إلى الجسم فإن موجات الضوء تقوم بالانعكاس من على سطح الجسم و تقوم بالدخول الى شبكية العين و هى حساسة الى الضوء فيؤدى الى نشاط المخاريط الموجودة فى الشبكية كل منها بشكل مختلف على حسب حساسيتها إلى لون معين .

( أن 64 % من مخاريط الإنسان تكون حساسة الى اللون الاحمر ؛ و 34 % تكون حساسة آل اللون الاخضر ؛ و 2 % حساسة تجاه اللون الأزرق ) .

و بعد ذلك يتم انتقال الاشارة الناتجة من خلال العصب البصري إلى القشرة البصرية داخل الدماغ و الذي يقوم بدوره بتحليلها ؛ و أن الإنسان يتفوق في تمييز الألوان عن معظم الثدييات بسبب طبيعة المخاريط الموجودة لديه .

و أن بعض الحيوانات مثل الأسماك و الطيور  تمتلك عدد أكبر من المخاريط مما يؤدى الى انها تكون قادرة على رؤية أطوال موجية اخرى غير التى يقوم الانسان برؤيتها مثل : الاشعة فوق البنفسجية .

بعض المقولات عن الضوء

” فاين نسينا الحياة سالت الفراشة و هى تحوم فى الضوء فاحترقت بالدموع ”

” بواسطة اطلاق وميض الضوء لدينا ؛ نحن نقدم للآخرين فرصة للقيام بنفس الأمر ”

خاتمة قصيرة عن الضوء

ان الضوء باختصار هو الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يصل إلينا من عدة مصادر مختلفة و متنوعة و يستطيع الإنسان أن يرى بعض أنواع هذا الإشعاع ويتمتع برؤية الاشياء .