ملخص الفصل ٤: أساسيات الضوء
أهم أفكار كل درس في سطور، ومثال محلول، ورقم الصفحة في كتاب الطالب لتعود إليه. افتح الفصل في الكتاب (صفحة ١١٢)
4-1 الاستضاءة
- يمثل نموذج الشعاع الضوئي الضوء بخط مستقيم يتغير اتجاهه فقط عند الانعكاس أو الانكسار، وتسمى دراسته البصريات الهندسية.
- المصدر المضيء يبعث الضوء من ذاته كالشمس والمصباح، أما المصدر المستضيء (المضاء) فيصبح مرئيا بانعكاس الضوء عنه كالقمر.
- تصنف الأوساط إلى شفافة وشبه شفافة وغير شفافة (معتمة)، ويقاس التدفق الضوئي بوحدة اللومن، والاستضاءة بوحدة اللوكس وتقل بزيادة البعد عن المصدر وفق E = P/(4πr²).
4-2 الطبيعة الموجية للضوء
- الحيود انحناء الضوء حول حواف الحواجز، وقد فسره مبدأ هيجنز الذي يعد كل نقطة على مقدمة الموجة مصدرا لموجات صغيرة جديدة.
- يتحلل الضوء الأبيض بالمنشور إلى ألوان الطيف، ويمتد الطيف المرئي من نحو 400 nm (البنفسجي) إلى نحو 700 nm (الأحمر)، وترتبط سرعة الضوء بطوله الموجي وتردده c = λf.
- تختلف الألوان الأساسية والثانوية للضوء عن الصبغات الأساسية والثانوية، والاستقطاب يثبت أن الضوء موجة مستعرضة ويصفه قانون مالوس، كما يظهر في الضوء تأثير دوبلر.
مثال محلول
مصباح تدفقه الضوئي 2000 lm معلق على بعد 2.0 m فوق سطح مكتب. ما الاستضاءة التي ينتجها على المكتب تقريبا؟
- نستخدم علاقة الاستضاءة لمصدر نقطي E = P/(4πr²).
- نحسب المقام: 4π × (2.0 m)² = 4 × 3.14 × 4 ≈ 50.3 m².
- نعوض: E = 2000 lm ÷ 50.3 m² ≈ 39.8 lx.
- تحقق: لو تضاعف البعد إلى 4.0 m لقلت الاستضاءة إلى الربع تقريبا (نحو 9.9 lx)، وهذا يتفق مع قانون التربيع العكسي.
الإجابة: الاستضاءة نحو 40 lx.
ملخص من إعداد هلا سكول، راجعه فيصل عزيز. المرجع الأساسي هو كتاب الطالب؛ ارجع إلى الصفحات المذكورة.