ما الذي يحدد شدة موجات الضوء؟

تحدد شدة الضوء مقدار الطاقة التي يحملها، وتؤثر المسافة بين مصدر الضوء والحاجز الذي يسقط عليه الضوء بشكل أساسي على شدة موجات الضوء. كان هذا السؤال في درس الإضاءة للصف الثالث الثانوي في الفيزياء. وفي ما يلي سنحاول تقديم بعض المعلومات المهمة المتعلقة بالدرس.

كيف يتم حساب كمية الضوء؟

يبدأ بعرض بعض التعريفات البسيطة التي تساعدنا في الدرس وهي تعريف مقدار الضوء وهو مدى التدفق الضوئي الذي يرمز له بالرمز (P) ويقاس بوحدة اللومن. (lm)، ولكن ما هو تعريف التدفق الضوئي من الألف إلى الياء؟

تعريف التدفق الضوئي ص

يتم تعريف التدفق الضوئي على أنه المعدل الذي تنبعث به الطاقة الضوئية من المصدر المضيء، أو أنه مقياس لمعدل انبعاث أشعة الضوء من المصدر المضيء، وبطريقة أوضح، فإن الطاقة الضوئية هي التي تخرج من مصدر مضيء. نحن هنا نتحدث عن مصدر الضوء، دون أي ذكر للشيء الذي يستقبل هذا الضوء أو الحاجز الذي سيسقط عليه الضوء. لكن ماذا لو سقط الضوء على جسم أو حاجز وخلق منطقة مضيئة فيه، فماذا نسمي هذه البقعة المضيئة؟

ما هو الإنارة

يُعرَّف الإنارة بأنها معدل تصادم الضوء لكل وحدة مساحة من السطح، أو مقياس لعدد الأشعة التي تصطدم بسطح ما، وبعبارة أبسط هو عدد الأشعة التي تسقط على الحاجز المعتم عندما يتم توجيه مصدر الضوء إليه، وهذا الاصطدام أدى إلى انعكاس بعض أو كل الأشعة على العين، مما تسبب في الرؤية البصرية، يرمز إلى الإنارة بالرمز (E)، ولكي نحسب الإنارة، يجب علينا احسب حجم الأشعة المنبعثة من التدفق الضوئي P الذي يصل إلى السطح، وعلى وجه التحديد المنطقة التي سيتم قياس مقدار الإنارة عليها، وبالتالي يكون القانون على النحو التالي.

النصوع = معدل التدفق الضوئي / مساحة سطح الوحدة، أو

يتم حساب ناتج الإنارة بحمل الرمز (lx) الذي يشير إلى لومن لكل متر مربع، وهنا يأتي تأثير المسافة، ونرى أن العلاقة بين شدة الإنارة والمسافة هي علاقة عكسية، فكلما زاد المسافة، كلما انخفض الإنارة، والعكس صحيح، وهنا يأتي دور معرفة مصطلح جديد، وهو “علاقة التربيع العكسي”.

علاقة مربعة عكسية

ذكرنا سابقًا أن الإضاءة lx تتناسب عكسًا مع المسافة بين المصدر والشيء الذي تسقط عليه الأشعة، ولكن ما مقدار هذه العلاقة؟ بعد العديد من التجارب، تم اكتشاف أن الإضاءة بمصدر ضوء نقطي يتناسب عكسياً مع مربع المسافة بين المصدر والجسم، وبالتالي فإن العلاقة بين المسافة 2r تتناسب عكسياً مع p أو الإضاءة.

يمكن أن يختلف الضوء في شدته وطوله الموجي

للضوء العديد من الأشكال والأشكال، والتي لم يتمكن العلماء بعد من تحديد ماهية الضوء بدقة. مع العديد من الاختبارات، تجد أن الضوء يعمل كموجات كهرومغناطيسية، وأحيانًا يعمل الضوء كجسيمات فيزيائية، وفي كلتا الحالتين يتميز بخصائص الموجات كطاقة. ويتصرف مثل الجسيمات كما لو كان جسمًا ماديًا، وعندما نريد أن نرى كيف تؤثر شدة الضوء على طول موجته، فإننا نلجأ إلى اعتبار الضوء كموجة كهرومغناطيسية، وهي شكل من أشكال الطاقة، والتي يمكن اكتسابها من خلال كائنات، من أجل تمكينهم من أداء عمل معين.

  • في حالة أن الضوء عبارة عن موجة، فإن تمدد الطول الموجي ليس له تأثير كبير على شدة أو سطوع الضوء، ثم كل موجة ضوئية، بغض النظر عن مصدرها، تعتبر لها نفس الطول الموجي.
  • فيما يتعلق بالعلاقة بين شدة الضوء وطول الموجة، فهي علاقة عكسية، فكلما زاد الطول الموجي، انخفضت شدة الضوء، والعكس صحيح.