سرعة الضوء معلومات شاملة

محتويات

١ مقدمة
٢ ما هي سرعة الضوء
٣ هل سرعة الضوء مقدار ثابت
٤ كيفية قياس سرعة الضوء
٥ قياس سرعة الضوء باستخدام الليزر
٬ المرجع

١ مقدمة

اختلفت الآراء عبر العصور حول ماهية الضوء، وهل الضوء عبارة عن موجات أم جزيئات تنتقل من مكان إلى آخر؟ وفي القرن السابع عشر، توصل إسحاق نيوتن على أن الضوء عبارة عن جسيمات، وذلك تفسيراً لظاهرة الإشعاعات المستقيمة والظلال.
وبعد مدة زمنية قصيرة، طوٌر الفيزيائي كريستيان هوجنز نظرية الموجات.
وفي حوالي عام 1800 ميلادي، اكتسبت نظرية "أن الضوء هو عبارة عن موجات" لصاحبها توماس يونغ دعماً أكبر من التي سبقتها.
وذلك لفشل نظرية إسحاق نيوتن، والتي تنص على أن الضوء عبارة عن جسيمات في تفسير الظواهر التالية:

٢ ما هي سرعة الضوء :

تبلغ سرعة الضوء 299,792,458 متراً في الثانية، أي ما يعادل 186,282 ميل في الثانية./وغالباً ما يقال في تعريف سرعة الضوء، أنها مقدار ثابت، ولا يمكن لأي جسم كان أن ينتقل بسرعة أكبر من سرعة الضوء./ولكن هذا غير دقيق تماماً، ويقصد بسرعة الضوء هنا، أن أكبر سرعة ممكن أن يصلها أي شيء، هي سرعة انتقال الضوء في الفراغ./وتختلف سرعة انتقال الضوء من وسط إلى آخر، حيث أن سرعة انتقال الضوء عبر الزجاج، أقل بكثير من سرعة انتقاله في الفراغ، ما يقارب حوالي ثلثي سرعته في الفراغ./ويعود سبب هذه الظاهرة إلى طبيعة الضوء، والتي تنص على انه عبارة عن موجات كهرمغناطيسية./وتتأثر هذه الموجات الكهرومغناطيسية بكل محيط تمر من خلاله، فيتغير طولها الموجي والتردد الخاص بها، مما ينتج عنه في النهاية تباطئ في سرعة الضوء.خطأ استشهاد:/ إغلاق مفقود لوسم

٣ هل سرعة الضوء مقدار ثابت :

ينتقل الضوء من مكان إلى آخر عن طريق الموجات، كما هو الحال في الصوت./لذلك تعتمد سرعة الضوء بشكل مباشر على نوع الوسط الذي يمر من خلاله الضوء، فلا شيء أسرع من الضوء في الفراغ، ولكن عند مرور الضوء في وسط غير الفراغ، فإن ذلك يؤثر على سرعته./وعلى سبيل المثال، مرور الضوء في الهواء الذي يحتوي على الغبار، يمكن أن تتأثر سرعته بسبب اصطدام موجات الضوء بجزيئات الغبار، مما ينتج عن ذلك انخفاض في سرعة الضوء./وبهذا نتوصل إلى أن لسرعة الضوء علاقة مباشرة مع الوسط أو المحيط المار به الضوء.

٤ كيفية قياس سرعة الضوء :

على مر التاريخ كان يوجد العديد من المحاولات لقياس سرعة الضوء، لذا كان من المنطقي التفكير بقانون السرعة تساوي المسافة مقسومةً على الزمن، لكن مع الضوء، الأمر ليس بهذه البساطة، حيث إنه سريعٌ جداً، وفي ما يأتي بعض المحاولات لقياس سرعة الضوء. محاولة جاليليو طلب العالم جاليليو جاليلي (بالإنجليزية:/ Galileo Galilei) من اثنين من مساعديه الوقوف على جبلين يفصل بينهما مسافة 10كم وأعطى كلَّ واحدٍ منهما فانوساً مُغطّىً، فإذا فتح أحدهما الفانوس، فعلى الآخر فتح الفانوس عندما يرى الضوء من الفانوس الأول، ويُسجّل الزمن بين الكشف عن الفانوس الأول والكشف عن الفانوس الثاني وسيكون الزمن اللازم للضوء حتى يقطع المسافة بين الجبلين./لكن كان الأمر لحظياً، ولم يتمكّن من تسجيل الزمن، الأمر الذي أدى إلى إدراك جاليليو لاستحالة قياس سرعة الضوء بهذه الطريقة.

٥ قياس سرعة الضوء باستخدام الليزر :

بعد عام 1970 تطوّر الليزر والساعات الذرية، الأمر الذي شجّع على إعادة محاولة قياس سرعة الضوء بدقة أكبر، حيث إنه في عام 1973م قام العالم إيفانسون (بالإنجليزية:/ Evanson) وفريقه بقياس سرعة الضوء وحصلوا على قيمة دقيقة جداً وهي 299,792,457,4 م/ث، وكانت الخطأ في هذه القيمة ±1 م/ث وهي نسبة خطأ ضئيلة جداً جداً لو قورنت بنسبة الخطأ في المحاولات السابقة لقياس سرعة الضوء. بعد ذلك كان لابد من إعطاء سرعة الضوء قيمة ثابتة ومطلقة، ولهذا الغرض تمت الاستعانة بالليزر والساعات الذرية عالية الدقة، بالإضافة لتعريفنا للمتر، حيث إن تعريفه المُطلق والمُتفق عليه دولياً هو أن المتر عبارة عن المسافة التي يقطعها الضوء في زمن مقداره 1/299,792,458 من الثانية، وبهذا يمكن القول أن سرعة الضوء (وبإجماع المجتمع العلمي الدولي) هي 299,792,458م/ث، وهذه السرعة ثابتة في الفراغ ولا تتغير أبداً ولا يوجد شيء يستطيع التحرك بسرعة أكبر من هذه السرعة في الفراغ (أي إنها أعلى سرعة على الإطلاق