انتاج ضوء يتذبذب في مستوى واحد يمثل مفهوم حصر الموجات بأكثر من شكل ويعتمد هذا الحصر على كثير من الخصائص التي يجب التعرف عليها بشكل تفصيلي بينما نعرض موضوع انتاج ضوء يتذبذب في مستوى واحد يمثل مفهوم من خلال موقع الماقه.
انتاج ضوء يتذبذب في مستوى واحد يمثل مفهوم
الاستقطاب وهو عبار عن حصر الموجات واهتزازتها بموجات ضوئية وكهرومغناطيسية في مجال أفقي أو عمودي، كما أنها ترتبط بخصائص هامة متعلقة بالموجات المستعرضة الكهرومغناطيسية.
أما في حالة كانت الموجات طويلة لا يمكن استقطابها مثل الموجات الصوتية، لأنها تكون في خط مستقيم وكروية، فمن الصعب استقطابها لذلك خلق الله الإنسان بأذنين أثنين وليست أذن واحدة.
كما أن الذبذبات لا يمكن حصرها بسهولة لأنها عبارة عن أمواج، وهذه الأمواج تتحرك اعتمادًا على شكلها، فالأمواج الصوتية تختلف عن الموجات البصرية في الشكل، واعتمادًا على الشكل الكهرومغناطيسي يمكن استقطاب الموجات فقط البلورية أو الدائرية.
دوران مستوى الاستقطاب
يوجد أكثر من نوع لدوران الاستقطاب ومنهم ما يلي:
1-الانكسار المضاعف الطارئ
هناك احتمال في تغير منحنى الأوساط الشفافة ويجعلها تتغير وتصبح مختلفة بعدما كانت متماثلة ويتغير أيضًا معامل انكسارها بالضغط عليه بقوة من الخارج أو بالشد بالإضافة لتأثر الحقول المغناطيسية والكهربائية.
لكنها تبقى هذه الأوساط محافظة على جميع الخواص التي اكتسبتها من تلك التغير مدام القوة الخارجية تؤثر عيلها وتزول خواصها بزوال المؤثر الذي يعمل على فقد الأوساط خواصها.
2-الانكسار المضاعف المغناطيسي
يؤثر في هذه الحالة هو الحقل المغناطيسي فيجب أن يكون الحقل المغناطيسي شديد الحركة وهذا يحدث عندما نضيف سائل داخل الحقل، حيث إنه وقتها يكتسب خواص الدوائر والبلورات التي اصدرتها الموجات أحادية المحور.
يلاحظ أن هناك تماثل بين الحقل المغناطيسي ومحور السائل الضوئي، مما يؤدي إلى تشابه بين الانكسار المضاعف الطارئ وشدة الحقل.
3-الانكسار المضاعف الكهربائي
يتضاعف ويتزايد معامل الانكسار للسوائل في حالة تعرضها لحقل كهربائي عندما يتوافق منحنى الحقل الكهربائي مع محور المادة الضوئي، حيث إنها تكتسب خواص دوار الموجات الأحادية الموجبة.
مما يؤدي إلى قوة الانكسار المضاعف الطارئ، لأنها تكون مناسبة مع قوة الحقل الكهربائي مربعًا، اعتمادًا على طول موجة الضوء وطبيعة السائل.
أنماط الاستقطاب الضوئي
ضمن إطار عرضنا لموضوع انتاج ضوء يتذبذب في مستوى واحد يمثل مفهوم علينا أن نتطرق لعرض جميع أنماط الاستقطاب الضوئي، فيوجد ثلاث أنواع أو أنماط للاستقطاب الضوئي وهم:
- استقطاب الضوء دائريًا.
- استقطاب الضوء إهليليجيًا.
- استقطاب الضوء بالاستقامة.
طرق الاستقطاب
هناك طريقتين لاستقطاب الضوء وهما:
1-الاستقطاب بالانكسار المضاعف
وهذه الطريقة مصنفة لنوعين يحتووا على مواد خاصة وهما:
- مواد متباينة الخواص: تعتبر تلك المواد التي يوزع فيها الجزيئات بطريقة غير متساوية ومختلفة بجانب باختلاف الترابط وقوى الشد بين المادتين ومنها مواد البلورة الكالسيت.
- مواد موحدة الخواص: وهي مواد يتساوى ويتماثل فيها توزيع الجزيئات ومنها السوائل والغازات.
2– الاستقطاب بالانعكاس
هي طريقة سهل وبسيطة في حصر الموجات ويمكن استخدامها في توليد الضوء واستقطابه بشكل غير صحيح، وفي هذه الحالة يكون الاستقطاب خطيًا تبعًا للطريقة التي ينعكس إليها الضوء على سطح لوح من الزجاج.
هذه العملية تحدث على سطح حيث إن السطح يلعب دورًا فاصلًا وهاماَ للعزل بين السطحين، كما يظهر اختلاف معامل الانكسار بينهم.
ما هي مصادر الضوء؟
في صدد عرضنا لموضوع انتاج ضوء يتذبذب في مستوى واحد يمثل مفهوم يجب أن نشرح مصادر الضوء بشكل أكثر دقة، فهناك مصدرين للضوء، أحدهما طبيعي من صنع الله والآخر من صنع الإنسان، لذلك سنقوم بعرضهم بشكل أكثر وضوحًا وهما:
1-المصادر الطبيعة للضوء
كل المصادر الطبيعة فهي من صنع الله سبحانه وتعالى وموجدة من قبل الخليقة وهي تتشكل فيما يلي:
- المصادر الطبيعية لا تتعدى درجة حرارتها عن الصفر المطلق.
- البرق.
- الشمس.
- النجوم المرصودة.
2-المصادر الغير طبيعية للضوء
هي كل المصادر الناتجة عن صنع الإنسان واجتهاداته في صنع أشياء تصدر ضوء، لذلك قاموا بصنع أجهزة وأدوات تنتج ضوء مساعد ومنها:
- أنابيب الأشعة السينية.
- الأضواء.
- ورادارات.
- أشعة الليزر.
- كما ان هناك نوعين من الطيف الضوئي طيف الامتصاص وطيف الانبعاث فهو عبارة عن الضوء الصدار من المصدر أما طيف الامتصاص هو ناتج من الضوء الي يستطيع المرور من داخل الأجسام التي تمتص الأضواء.
- المصادر الغير طبيعية كلها تصل درجة حرارتهم فوق الصفر الطلق، وتتميز عن باقي الجزئيات والعناصر والخطوط الطفيفة.
تعريف الضوء
بالحديث عن انتاج ضوء يتذبذب في مستوى واحد يمثل مفهوم علينا شرح تعريف الضوء بطريقة سهلة وبسيطة، حيث إن الضوء موجود في كل شيء من حولنا من الطبيعة التي تحتاج للتأمل حيث إن الضوء من أهم الأمور التي تساعدنا على العيش والحياة ومن خلالها نستطيع الرؤية.
كما أن كثير من العلماء منذ القدم وهبوا حياتهم لاكتشاف الضوء ومصادره وأهميته وتحليل ظواهره، يمكن التعرف عليه بكل سهولة فهو نوع من أنواع الطاقة التي تتكون من موجات كهرومغناطيسية وتحتوي على مزيج من الكهرباء أيضًا.
كما أن الضوء عبارة عن طيف كهرومغناطيسي يحتوي على جميع الأطوال الموجية للضوء بالإضافة إلى ذلك فهو المسؤول ع عملي الإبصار.
استخدامات الضوء
يمكن استخدام الضوء بأكثر من طريقة ومن أهم الاستخدامات ما يلي:
- النجوم الحمراء وهي أبرد النجوم توهجًا بمعنى أي ضوء غير مرئي ويمكن رؤيته فقط باستخدام التلسكوب الذي يعمل بالأشعة تحت الحمراء.
- يمكن استخدام اشعة غاما في تزويد محطات الوقود بالطاقة النووية.
- يتم استخدام الضوء في التواصل عبر موجات الراديو والموجات اللاسلكية من مسافات بعيدة.
- استخدام الاشعة السينية في العلاجات لرؤية الجسم من الداخل والكشف عنه بصورة تطبيقية.
- يمكن استخدام الضوء في طهي الطعام من خلال موجات الميكروويف.
- صناعة التليسكوب وعملية التطهير تحتاج لمصدر ضوء وهو الاشعة الفوق بنفسجية والتي تصدر من النجوم، كما أنها تحدد المناطق التي ينتج عنها ضوء النجوم.
خصائص الضوء
الضوء يتميز بخصائصه المتعددة مثل التردد والطول الموجي وقصره وكل هذه الخصائص يجب علينا عرضها بشكل تفصيلي في النقاط التالية:
- التشويش: هذه الخصية تدل على أن موجات الضوء تصدر بشكل منحني عقب دخولها إلى ثقوب صغيرة الحجم مثلً عند دخول الضوء لثقب يكون قطره أقل من المسافة التي تقع بينه وبين الثقب الآخر.
مما يؤدي إلى تداخل الموجات مع بعضهما ومنها تدخلات بناءة وهدامة وينتج عن هذا التداخل مناطق منخفضة الكثافة ومناطق عالية الكثافة ومناطق قد تكون خالية من الموجات وهذا ما يعني التشويش.
- يسير الضوء في خطوط مستقيمة ولكن موجاته دائرية.
- الحيود والانحراف: يعني انحناء الموجة الضوئية عند دخول الضوء للثقوب.
- ينتقل الضوء عبر الماء والهواء الطلق والفراغ.
- التداخل والتراكب: هذه الخاصية عبارة عن تداخل موجتين أو أكثر مع بعضهما ويكون عادةً التداخل بناء وتتحول الموجة لأكثر اتساعًا أما في حالة التداخل الهدام تكون الموجة أقل اتساعًا وتلغي موجة الأخرى.
- الانكسار: هذه الخاصية لها معنى آخر وهو انحراف مسار الضوء وانتقاله لمسار آخر أو وسط آخر مثل الماء أو الهواء.
- الانعكاس: عبارة عن ارتداد الضوء وانعكاسه عندما يسقط على سح عاكس مثل المرايا.
أنواع الضوء
يوجد نوعان من أنواع الضوء وهما:
- الطيف الغير مرئي: حيث إن هذا النوع ينقسم إلى قسمين مختلفين وهما:
- الأمواج الطويلة ومنها الراديو والمايكروويف والأمواج تحت الحمراء.
- الأمواج القصيرة ومنها اشعة غاما والأمواج فوق البنفسجية والأشعة السينية.
- الطيف المرئي: يحتوي على نوع واحد من الضوء الإشعاع الكهرومغناطيسي له طول موجي معين يتراوح ما بين 400 -700 نانومتر كحد أدني وله تردد معين، وتحتوي على نوعين من الموجات البنفسجية وهي من الموجات القصيرة التي يراها الإنسان فقط أما الموجات الحمراء من الموجات الطويلة التي يمكن الناموس رؤيتها.
