تطبيقات الانتشار المستقيمي للضوء
الضوء يسير في خطوط مستقيمة، كذلك يسير الضوء وفق سرعة ثابتة، ومن خلال الضوء يمكننا رؤية ما يحيط بنا من أشياء، ولهذا سوف نوفر لكم بعض التطبيقات التي توضح ظاهرة الانتشار للضوء.
تجربة تبين الانتشار المستقيمي للضوء
يتم عمل تجربة توضح فيها مسارة الحزمة الضوئية بين قطعتين من الورق المقوي، والتي تحمل نفس الأبعاد ، ويحتوي كل منهم على ثقب في نفس الموضع، يتم التوصيل بين قطعتين الورق من خلال شاشة على جانبي الورق المقوى.
عندما يكون الثقبين ومنبع الضوء على استقامة واحدة تظهر من خلال الورق الضوء على الشاشة.
لكن نلاحظ أننا لو قمنا بإراحة أحدى الورقتين من مكانها فقد لا يصل الضوء إلى الشاشة.
وهذا معناه أن الضوء يسير في خطوط مستقيمة، ونتيجة ذلك فإن الفيزيائيين اختاروا أن يتم تمثيل شعاع الضوء من خلال الخط المستقيم، وتسمى مجموعة الضوء التي تبعث من الأشعة في المصباح الضوئي إلى الحزمة الضوئية.
تطبيق العلبة المظلة
تجربة العلبة المظلة تتم من خلال إحضار وسط معتم من الوجه الأمامي، وفي الوجه الأمامي نجد ثقب في الوسط، يتكون من مادة نصف شفافة وهي التي ينفذ من خلالها الضوء.
نلاحظ أن الشيء المضيء الذي يخرج من العلبة يعتمد بشكل مباشر على ظاهرة الانتشار المستقيمي للضوء.
لكن هناك بعض العوامل المؤثرة على الصورة ومن هذه العوامل هي:
-أنه كلما تزيد المسافة بين الجسم المضيء وبين الثقب تصغر الصورة وتبقى واضحة.
-كلما تزيد المسافة بين الثقب والشاشة تكبر الصورة وتبقى واضحة بشكل أفضل.
-عندما يزيد قطر الثقب، فإن الصورة تكون أكثر إضاءة ولكن أقل في الوضوح.
تطبيق إضاءة جسم معتم بمنبع ضوئي نقطي
في هذه الصورة نلاحظ أن الوجه الأمامي من الكرة مضاء، بينما الوجه الخلفي منها يكون هو الظل الخاص بالكرة، والمنطقة المظلمة في الصورة هي المتمثلة في الشاشة، وهي التي تميز شكل الكرة المعتمة والتي تسمى الظل المحول.
الحيز الفضائي الموجود في المنطقة ما بين الظل الخاص والظل المحمول هو مخروط الظل.
نستنتج مما سبق أنه عندما نضيء الجسم المعتم من خلال الضوء، فإننا نحصل عل الظل الخاص والظل المحمول، ومخروط الظل، لأن هذا يعتمد عل مبدأ الانتشار المستقيمي للضوء.
تطبيق إضاءة جسم معتم بمنبع ضوئي غير نقطي
نلاحظ في هذه الصورة أنها تحتوي على المنطقة المضاءة وهي المنطقة الأمامية، منطقة الظل الخاصة، منطقة الشبه مظلمة التي توجد بين المنطقة المضاءة ومنقطة الظل الخاص التي تسمى شبه الظل.
أم في الشاشة فإن منطقة الظل المحمولة تمثل منطقة شبه مظلمة، وهي التي تسمى (شبه الظل المحمول).
ولهذا نستنتج أن مبدأ الانتشار المستقيمي للضوء يمكن أن يفسر من خلال هذه الضلال.
تطبيق ظاهرة الكسوف والخسوف
كسوف الشمس؛ هي تلك الظاهر الطبيعية التي تحدث ملا بين الشمس والقمر، وهذه الظاهرة تحدث بينهم عندما يكون الشمس والقمر على استقامة واحدة، فهذه الظاهرة التي التي نسميها كسوف الشمس.
هذه الصورة توضح شكل الكسوف الذي يحدث وينقسم إلى:
الكسوف الكلي: وهو الذي يمثله منطقة الظل المحمولة للقمر على الأرض .
الكسوف الجزئي، وهي المنطقة التي توجد في شبه الظل المحمول للقمر على الأرض.
كسوف الشمس يتم ملاحظته في وقت النهار، سواء كان كسوف كلي أو جزئي.
ظاهرة خسوف القمر
الخسوف هي أحد الظواهر الطبيعية التي تحدث في الطبيعية، وهذه الظاهرة تحدث عندما تكون الأرض موجودة بين الشمس والقمر على استقامة واحدة.
يحدث الخسوف للقمر بشكل كلي عندما يكون القمر موجود في منطقة أسفل الأرض، ويحدث الخسوف الجزئي للقمر عندما يكون القمر في منطقة شبه ظل الأرض.
ومن هذه التجربة نستنتج أن الخط المستقيم هو الذي يفسر ظاهرة الكسوف والخسوف التي تحدث للشمس والقمر.
قد تستغرق مدة الخسوف مدة حوالي ساعة ونصف، وهي تحدي في وقت الليل في الغالب.
الضوء يسير في خطوط مستقيمة، كذلك يسير الضوء وفق سرعة ثابتة، ومن خلال الضوء يمكننا رؤية ما يحيط بنا من أشياء، ولهذا سوف نوفر لكم بعض التطبيقات التي توضح ظاهرة الانتشار للضوء.
تجربة تبين الانتشار المستقيمي للضوء
يتم عمل تجربة توضح فيها مسارة الحزمة الضوئية بين قطعتين من الورق المقوي، والتي تحمل نفس الأبعاد ، ويحتوي كل منهم على ثقب في نفس الموضع، يتم التوصيل بين قطعتين الورق من خلال شاشة على جانبي الورق المقوى.
عندما يكون الثقبين ومنبع الضوء على استقامة واحدة تظهر من خلال الورق الضوء على الشاشة.
لكن نلاحظ أننا لو قمنا بإراحة أحدى الورقتين من مكانها فقد لا يصل الضوء إلى الشاشة.
وهذا معناه أن الضوء يسير في خطوط مستقيمة، ونتيجة ذلك فإن الفيزيائيين اختاروا أن يتم تمثيل شعاع الضوء من خلال الخط المستقيم، وتسمى مجموعة الضوء التي تبعث من الأشعة في المصباح الضوئي إلى الحزمة الضوئية.
تطبيق العلبة المظلة
تجربة العلبة المظلة تتم من خلال إحضار وسط معتم من الوجه الأمامي، وفي الوجه الأمامي نجد ثقب في الوسط، يتكون من مادة نصف شفافة وهي التي ينفذ من خلالها الضوء.
نلاحظ أن الشيء المضيء الذي يخرج من العلبة يعتمد بشكل مباشر على ظاهرة الانتشار المستقيمي للضوء.
لكن هناك بعض العوامل المؤثرة على الصورة ومن هذه العوامل هي:
-أنه كلما تزيد المسافة بين الجسم المضيء وبين الثقب تصغر الصورة وتبقى واضحة.
-كلما تزيد المسافة بين الثقب والشاشة تكبر الصورة وتبقى واضحة بشكل أفضل.
-عندما يزيد قطر الثقب، فإن الصورة تكون أكثر إضاءة ولكن أقل في الوضوح.
تطبيق إضاءة جسم معتم بمنبع ضوئي نقطي
في هذه الصورة نلاحظ أن الوجه الأمامي من الكرة مضاء، بينما الوجه الخلفي منها يكون هو الظل الخاص بالكرة، والمنطقة المظلمة في الصورة هي المتمثلة في الشاشة، وهي التي تميز شكل الكرة المعتمة والتي تسمى الظل المحول.
الحيز الفضائي الموجود في المنطقة ما بين الظل الخاص والظل المحمول هو مخروط الظل.
نستنتج مما سبق أنه عندما نضيء الجسم المعتم من خلال الضوء، فإننا نحصل عل الظل الخاص والظل المحمول، ومخروط الظل، لأن هذا يعتمد عل مبدأ الانتشار المستقيمي للضوء.
تطبيق إضاءة جسم معتم بمنبع ضوئي غير نقطي
نلاحظ في هذه الصورة أنها تحتوي على المنطقة المضاءة وهي المنطقة الأمامية، منطقة الظل الخاصة، منطقة الشبه مظلمة التي توجد بين المنطقة المضاءة ومنقطة الظل الخاص التي تسمى شبه الظل.
أم في الشاشة فإن منطقة الظل المحمولة تمثل منطقة شبه مظلمة، وهي التي تسمى (شبه الظل المحمول).
ولهذا نستنتج أن مبدأ الانتشار المستقيمي للضوء يمكن أن يفسر من خلال هذه الضلال.
تطبيق ظاهرة الكسوف والخسوف
كسوف الشمس؛ هي تلك الظاهر الطبيعية التي تحدث ملا بين الشمس والقمر، وهذه الظاهرة تحدث بينهم عندما يكون الشمس والقمر على استقامة واحدة، فهذه الظاهرة التي التي نسميها كسوف الشمس.
هذه الصورة توضح شكل الكسوف الذي يحدث وينقسم إلى:
الكسوف الكلي: وهو الذي يمثله منطقة الظل المحمولة للقمر على الأرض .
الكسوف الجزئي، وهي المنطقة التي توجد في شبه الظل المحمول للقمر على الأرض.
كسوف الشمس يتم ملاحظته في وقت النهار، سواء كان كسوف كلي أو جزئي.
ظاهرة خسوف القمر
الخسوف هي أحد الظواهر الطبيعية التي تحدث في الطبيعية، وهذه الظاهرة تحدث عندما تكون الأرض موجودة بين الشمس والقمر على استقامة واحدة.
يحدث الخسوف للقمر بشكل كلي عندما يكون القمر موجود في منطقة أسفل الأرض، ويحدث الخسوف الجزئي للقمر عندما يكون القمر في منطقة شبه ظل الأرض.
ومن هذه التجربة نستنتج أن الخط المستقيم هو الذي يفسر ظاهرة الكسوف والخسوف التي تحدث للشمس والقمر.
قد تستغرق مدة الخسوف مدة حوالي ساعة ونصف، وهي تحدي في وقت الليل في الغالب.
