- نظرية نيوتن الجسيمية للضوء
- انعكاس
- القانون الأول
- القانون الثاني
- الانكسار
- فشل النظرية الجسيمية للضوء
- نظرية غير مكتملة
- المراجع
و نظرية الضوء الكرية نيوتن (1704) يقترح أن المواد الخفيفة يتكون من الجسيمات التي إسحاق نيوتن يسمى كريات. يتم إلقاء هذه الجسيمات في خط مستقيم وبسرعة عالية بواسطة مصادر مختلفة للضوء (الشمس ، الشمعة ، إلخ).
في الفيزياء ، يُعرَّف الضوء بأنه جزء من مجال الإشعاع يسمى الطيف الكهرومغناطيسي. بدلاً من ذلك ، تم حجز مصطلح الضوء المرئي لتعيين جزء من الطيف الكهرومغناطيسي الذي يمكن أن تدركه العين البشرية. البصريات ، أحد أقدم فروع الفيزياء ، هي المسؤولة عن دراسة الضوء.
أثار الضوء اهتمام الإنسان منذ الأزل. على مدار تاريخ العلم ، كان هناك العديد من النظريات حول طبيعة الضوء. ومع ذلك ، بدأ فهم طبيعتهم الحقيقية في أواخر القرن السابع عشر وأوائل القرن الثامن عشر ، مع إسحاق نيوتن وكريستيان هيغنز.
بهذه الطريقة بدأ وضع أسس النظريات الحالية حول الضوء. كان العالم الإنجليزي إسحاق نيوتن مهتمًا طوال فترة دراسته بفهم وشرح الظواهر المرتبطة بالضوء والألوان ؛ نتيجة لدراساته ، صاغ نظرية الجسيمات للضوء.
نظرية نيوتن الجسيمية للضوء
نُشرت هذه النظرية في عمل نيوتن المسمى Opticks: أو أطروحة للانعكاسات والانكسارات والانعكاسات وألوان الضوء.
كانت هذه النظرية قادرة على تفسير كل من الانتشار المستقيم للضوء وانعكاس الضوء ، على الرغم من أنها لم تفسر الانكسار بشكل مرض.
في عام 1666 ، قبل إعلان نظريته ، كان نيوتن قد أجرى تجربته الشهيرة لتحليل الضوء إلى ألوان ، والتي تم تحقيقها بجعل شعاع من الضوء يمر عبر منشور.
وكان الاستنتاج الذي توصل إليه هو أن الضوء الأبيض يتكون من جميع ألوان قوس قزح ، وهو ما أوضحه في نموذجه بالقول إن جسيمات الضوء تختلف باختلاف لونها.
انعكاس
الانعكاس هو ظاهرة بصرية حيث عندما تسقط موجة (على سبيل المثال ، ضوء) بشكل غير مباشر على السطح الفاصل بين وسيطين ، فإنها تخضع لتغيير في الاتجاه وتعود إلى الأول مع جزء من طاقة الحركة.
قوانين الانعكاس هي كما يلي:
القانون الأول
الشعاع المنعكس ، الحادث والعادي (أو العمودي) ، في نفس المستوى.
القانون الثاني
قيمة زاوية السقوط هي نفس قيمة زاوية الانعكاس. لكي تتوافق نظريته مع قوانين الانعكاس ، افترض نيوتن ليس فقط أن الجسيمات كانت صغيرة جدًا مقارنة بالمادة العادية ، ولكن أيضًا أنها انتشرت عبر الوسط دون التعرض لأي نوع من الاحتكاك.
بهذه الطريقة ، ستصطدم الجسيمات بمرونة مع السطح
الفاصل للوسيطتين ، وبما أن الاختلاف في الكتل كبير جدًا ، فإن
الجسيمات سترتد.
وهكذا ، فإن المكون الأفقي لعزم الدفع سيبقى ثابتًا ، في حين أن المكون العادي p سيعكس اتجاهه.
وهكذا تحققت قوانين الانعكاس ، تساوي زاوية السقوط وزاوية الانعكاس.
الانكسار
على العكس من ذلك ، فإن الانكسار هو الظاهرة التي تحدث عندما تسقط موجة (على سبيل المثال ، الضوء) بشكل غير مباشر على مساحة الفصل بين وسيطين ، بمعامل انكسار مختلف.
عندما يحدث هذا ، تخترق الموجة وتنتقل لمدة نصف ثانية مع جزء من طاقة الحركة. يحدث الانكسار بسبب السرعة المختلفة التي تنتشر بها الموجة في الوسطين.
يمكن ملاحظة مثال على ظاهرة الانكسار عند إدخال جسم (على سبيل المثال ، قلم رصاص أو قلم) جزئيًا في كوب من الماء.
لشرح الانكسار ، اقترح إسحاق نيوتن أن جسيمات الضوء تزيد سرعتها أثناء انتقالها من وسط أقل كثافة (مثل الهواء) إلى وسط أكثر كثافة (مثل الزجاج أو الماء).
بهذه الطريقة ، في إطار نظريته الجسيمية ، برر الانكسار بافتراض جاذبية أكثر كثافة للجسيمات المضيئة بالوسط ذي الكثافة الأكبر.
ومع ذلك ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه ، وفقًا لنظريته ، في اللحظة التي يضرب فيها جسيم مضيء من الهواء الماء أو الزجاج ، يجب أن يخضع لقوة معاكسة لمكون سرعته متعامدة مع السطح ، والتي سوف يستتبع انحراف الضوء على عكس ما لوحظ بالفعل.
فشل النظرية الجسيمية للضوء
- اعتقد نيوتن أن الضوء ينتقل بشكل أسرع في الوسائط الأكثر كثافة من الوسائط الأقل كثافة ، وهو ما ثبت أنه ليس كذلك.
- فكرة ارتباط ألوان الضوء المختلفة بحجم الجسيمات ليس لها أي مبرر.
- اعتقد نيوتن أن انعكاس الضوء ناتج عن التنافر بين الجسيمات والسطح الذي ينعكس عليه ؛ بينما يحدث الانكسار بسبب التجاذب بين الجسيمات والسطح الذي يكسرها. ومع ذلك ، ثبت أن هذا الادعاء غير صحيح.
من المعروف أن البلورات ، على سبيل المثال ، تعكس وتنكسر الضوء في نفس الوقت ، وهو ما يعني ، وفقًا لنظرية نيوتن ، أنها تجذب وتصد الضوء في نفس الوقت.
- لا تستطيع نظرية الجسيمات تفسير ظواهر الانعراج والتداخل والاستقطاب للضوء.
نظرية غير مكتملة
على الرغم من أن نظرية نيوتن قد أشارت إلى خطوة مهمة في فهم الطبيعة الحقيقية للضوء ، إلا أن الحقيقة هي أنه بمرور الوقت ثبت أنها غير مكتملة تمامًا.
على أي حال ، فإن هذا الأخير لا ينتقص من قيمته كأحد الركائز الأساسية التي بنيت عليها المعرفة المستقبلية عن الضوء.
المراجع
- ليكنر ، جون (1987). نظرية الانعكاس ، الموجات الكهرومغناطيسية والجسيمات. سبرينغر.
- ناريندر كومار (2008). الفيزياء الشاملة XII. منشورات لاكسمي.
- ولد وولف (1959). مبادئ البصريات. نيويورك ، نيويورك: Pergamon Press INC
- Ede ، A. ، Cormack ، LB (2012). تاريخ العلوم في المجتمع: من الثورة العلمية إلى الوقت الحاضر ، مطبعة جامعة تورنتو.
- انعكاس (فيزياء). (و). في ويكيبيديا. تم الاسترجاع في 29 مارس 2018 ، من en.wikipedia.org.
- النظرية الجسدية للضوء. (و). في ويكيبيديا. تم الاسترجاع في 29 مارس 2018 ، من en.wikipedia.org.