الوسم: الاشعاع

في بداية القرن 20 اتضح للفيزيائي الالماني " ماكس بلانك " انه يمكن تفسير طبيعة طيف الاشعاع الذي يبثه جسم ساخن اذا ما اعتبر هذا الاشعاع مؤلف من وحدات صغيرة، او جسيمات، تمام كما تتالف المادة من ذرات. وسمى بلانك كلا من هذه الوحدات كلمة " كمة " او " كوانتم " Quantum

ذلك ان القياسات الدقيقة التي اجريت على شدة الضوء الصادر عن اجسام متوهجة بالحرارة كانت قد دلت على ان شدة الاشعاع تتغير مع الطول الموجي بطريقة غير خطية، حيث تظهر قيمة عظمى لشدة الاشعاع عند طول موجي معين. وقد لوحظ ان جزءا صغيرا فقط من الاشعاع الصادر له اطوال موجية في المدى المرئي للضوء، وان اغلبه يقع في مدى الاطوال الموجية الختصة بالاشعة تحت الحمراء. علاوة على ذلك، تدل هذه المنحنيات التي تمثل تغير شدة الاشعاع من نطاق تحت الاحمر باتجاه الضوء المرئي، وهذا يتفق مع تجربتنا من ان جسما محمى لدرجة الابيضاض يكون اسخن مما لو كان في درجة الاحمرار.

من ناحية اخرى، وجد ان طيف الاشعاع الحراري الذي تعتمد بشدة على درجة الحرارة يعتمد بدرجة اقل على طبيعة الجسم ، وتطلب هذا تعريف ما يسمى " بالجسم الاسود " Black body ، وهو الجسم الذي يمتص كل الاشعاع الساقط عليه ولا يعكس شيئا، ومن ثم فهو يعتبر الحالة المثالية للجسم الاسود العادي الذي يمتص معظم الضوء الساقط عليه فيبدو اسود.

وكان لابد من تحليل النتائج العملية لمنحنيات الاشعاع الحراري للجسم الاسود ومحاولة استخلاص القوانين التي تصف السلوك العملي لهذا الاشعاع، فاستنتج ستيفان وبولتزمان قانون الاشعاع الذي قضي بان اشعاعية الجسم الساخن تتناسب مع درجة الحرارة مرفوعة الى الاس الرابع، واستنتج فين قانون الازاحة الذي يقضي بان الطول الموجي المناظر لقمة منحى الاشعاع يتناسب عكسيا مع درجة حرارة الجسم. وامكن اعتبار اشعة النجوم، بمافيها الشمس في حالة اتزان حراري مع الغازات الساخنة التي تتكون منها الطبقات الخارجية للنجم، ومن ثم يمكن تطبيق حالة اشعاع الجسم الاسود عليها واستخدام هذين القانونين لتقدير درجة حرارتها وعرفة متوسط الطول الموجي الاعظم للاشعاع الصادر منها.

كذلك توصل بلانك الى قانون يتفق تماما مع منحى الاشعاع الحراري للجسم الاسود، وتقوم فرضيته في استنتاج قانونه على انه ادخل لاول مرة في تاريخ الفيزياء فكرة " تكمية " الاشعاع Quantization ofRadiation، وظهر في القانون مقدار ثابت اصبح يعرف الان باسم " ثابت بلانك" ويرمز له بالرمز h=6.626 x 10-34 J.s ، وهو من السمات الاساسية لعلم الفيزياء الحديثة.

كان من اهم علامات نجاح نظرية الكم ان اسهمت في فهم بنية الذرات على اسا انه لا يمكن للالكترونات ان تشتغل الا مستويات طاقة معينة محددة بدقة حول النواة. ويمكن للالكترون ان يقفز من مستوى طاقة الى مستوى اخر، وان يبث او يمتص الكم المناسب من الطاقة عندما يفعل ذلك. ولكنه لا يستطيع ابدا القفز الى حالة بينية متوسطة. واستطاع اينشتاين في عان 1905 ان يفسر انبعاث الالكترونات من سطح معدني بتاثير الضوء على اساس هذه النظرية، وذلك باعتبار الضوء نفسه فيضا من الجسيمات التي صارت تعرف اليوم باسم الفوتونات Photons .

2-

اللون الاسود

اللون الأسود ليس في حاجة إلى أن يتكون. فاللون الأسود هو عبارة عن غياب الضوء. فأنت تعلم أن اللون "الأبيض" هو عبارة عن مجموعة من الألوان المختلفة، تلك التي نشاهدها في قوس قزح. فعندما نرى الضوء الأبيض في قطعة زجاج صغيرة ذات أسطح غير متوازية (منشور،…) أو في قطرة ماء، تنتشر جميع الألوان ونجد الألوان الأساسية، ألوان قوس قزح. وفي مجال الطلاء، يختلف الأمر قليلا. فالطلاء يعطي لونا ما (الأحمر مثلا) لأنه قام بامتصاص جميع الألوان الباقية الموجودة في الضوء الذي يضيء هذا الطلاء إلا هذا اللون (هنا الأحمر). والضوء الذي ينبعث من الطلاء هو الذي يبقى: الأحمر. وهو اللون الذي يصل لنظرك ويقول لك: المكان الذي أحضر منه "أحمر". لذا، عند خلط كل ألوان الطلاء لا نحصل على اللون الأبيض كما هو الحال في قوس قزح بل نحصل على لون بني قبيح إلى حد ما. ذلك لأن ألوان الطلاء تعمل بخاصية امتصاص الألوان "الأخرى" وليس بإرسال اللون المطلوب. ففي الطلاء، اللون الأسود يظهر أسود لأنه يمتص جميع الألوان. وحيث أنه يمتص الضوء، لا نرى "شيئا" وتقول أن ذلك هو اللون الأسود. وإن كان يمكنه امتصاص الضوء تماما لتعذرت رؤيته هو نفسه. بل يبقى بعض الضوء على الطلاء الأسود مما يمكننا من رؤيته والقول بأن ذلك طلاء. والوسيلة الأخرى للحصول على اللون الأسود، غير امتصاص الضوء بواسطة الطلاء، هو عدم إظهار الضوء من البداية. فكلتا الحالتين تقودان لنفس النتيجة: عدم وصول أي ضوء للعين، لذا تقول لنفسك "هذا اسود". لذا، عند عدم وجود مصدر للضوء، يحل اللون الأسود. ففي غرفتك ليلا، عند إغلاق النوافذ، عندما تطفئ الضوء، يحل الظلام (إلا في وجود مصباح ضعيف في الشارع بالقرب من النافذة المثقبة). ولم يكن إطفاء المصباح هو السبب في حدوث الظلام، بل أن المصباح هو الذي منع تكوين الضوء لمكافحة الظلام. والكون يشبه ذلك. فإن لم توجد النجوم للإضاءة، يحل الظلام. فالنجوم هي التي تحول دون انتشار الظلام. فلعلك ستسألني لماذا يحل الظلام بينما هناك العديد من النجوم؟ والإجابة ليست بسيطة جدا ولكن يمكننا القول بصفة عامة أنه لا توجد نجوم بالقدر الكافي لإضاءة الكون بأسره، حتى يكون الليل مضيئا مثل النهار.
باختصار :
يمكن القول بأن اللون الأسود هو آخر الألوان الحرارية.
اللون الاسود في طبيعة مادته شرهة في امتصاص الضوء فهي لا تعكس منه شيئا , فهو لا لون .

ان شاء الله يعجبكم وتستفيدوا

وإن شاء الله يستفيد منها الطلاب والمعلمون