ملف أعمال .. عقيلة الحليلي

الكتابة في الفيزياء
مساهمات العالم توماس يونج في الفيزياء
من أهم أعماله
درس الآثار الفرعونية في مصر وحقق تقدما مهما حين بدأ في 1814 يدرس الكتابة الهيروغليفية في (حجر الرشيد) وفك لغزها خلال سنوات.
طور النظرية الموجية التي وضعها اوغسطين جان فرينيل (1788-1827) ، حيث يعتبر توماس يونغ هو من قام باحياء النظرية الموجيةوقد برهن يونغ في بداية القرن التاسع عشر الميلادي على الطبيعة الموجية للضوء بإرسال شعاع ضوئي خلال فتحتين ضيقتين. ويصل الضوء الذي يخرج من الفتحتين إلى شاشة. فإذا كانت طبيعة الضوء غير موجية، فإنه يظهر على الشاشة كنقطتين ساطعتين ضيقتين، كل واحدة منهما تخرج من فتحة، لكن الواقع أنه عندما يخرج الضوء من كل فتحة، فإنه ينتشر مع الضوء الآخر، وتمتلئ الشاشة بخطوط مضيئة وأخرى معتمة تسمى الأهداب. تتكون أهداب لامعة عندما تصل الموجتان قمة مع قمة لتعطي تداخلاً بناء. وتتكون أهداب معتمة عندما تصل الموجتان قمة مع قاع لتعطي تداخلاً هدامًا. والتجربة التي قام بها يونغ لاثبات نظريته تسمى Youngs double-slit experiment
- درس عام 1801 التشابك الضوئي Les interférences Lumineuses . وأعطى أول تفسير نوعي للظاهرة. - شق يونغ Fente d'young. يظهر في تجارب التشابك الضوئي. - مقياس يونغ: إن الإطالة Dl لقضيب معدني طوله l وسماكته (S) تحت تاثير قوة مقياسها (F) تكون ضمن نطاق مطاطية المعدن: يمكن أن تحسب بالعلاقة التالية: حيث E هو مقياس المطاطية وهي تساوي في النظام كما قام بتحديد الطول الموجي للضوء أحادي الألوان.

النظرية الموجية للضوء

من أهم إنجازات يونغ هو أبحاثه في دعم النظرية الموجية للضوء، وكانت هذه النظرية شاذة وغير معروفة، فالذي كان سائدًا من قبل حول الضوء هو ما قاله إسحاق نيوتن في كتابه البصريات (Optics) أن الضوء هو جزئ، ومع ذلك فقد حطم يونغ في بداية القرن التاسع عشر تلك النظرية وأعطى أسبابًا نظرية كثيرة تدعم النظرية الموجية للضوء، وقام يونغ برسم رسمتين توضيحيتين لدعم وجهة نظره، الأولى وبوساطة الخزان المتموج وضح فيها فكرة تداخل أمواج المياه، أما الأولى فهي رسمة توضح تجربته المشهورة باسم تجربة شقي يونغ أو تجربة الشق المزدوج، وقد وضح فيها فكرة تداخل الضوء كموجة، وقد وضح هذا في كتابه تجارب وحسابات خاصة بالبصريات الفيزيائية (Experiments and Calculations Relative to Physical Optics) الذي نشر في عام 1803، في هذه التجربة قام بتمرير حزمة ضوئية عبر شقين ضيقين موضوعان أمام مصدر ضوئي وحيد اللون، فيصبح الشقين بمثابة مقام منبعين ضوئيين مترابطين، يظهر على الشاشة نتائج التداخل بشكل مناطق شديدة الإضاءة تدعى الأهداب المضيئة. وقام يونغ بإجراء العديد من التجارب الأخرى مثل تجربة تداخل الضوء الناتج عن الانعكاس عن أزواج مقتربة من أخاديد الميكرومتر، ومن الانعكاس عن طبقات رقيقة من الصابون والزيت، ومن الانعكاس عن حلقات نيوتن، وقام أيضًا بإجراء تجربتين مهمتين في الحيود باستخدامه الألياف وشرائط طويلة ضيقة، وفي كتابه (محاضرات في الفلسفة الطبيعية) نجده يعطي الفضل الأول لفرانشيسكو ماريا جريمالدي في ملاحظة أهداب الضوء التي تظهر عند التداخل، وبعد موت يونغ قام أوغستان-جان فرينل بإعادة صياغة أبحاث يونغ والمساهمة في نشرها وإشهارها.

البصر ونظرية الألوان

يُعتبر يونغ مؤسس علم البصريات الفيزيولوجية، ففي 1793 شرح الطريقة التي تتكيف فيها العين على الرؤية على مسافات مختلفة بالاعتماد على تغير تكوّر عدسة العين، وفي 1801 كان أول من وصف اللابؤرية [5]، وقدم في محاضراته الفرضية التي طورها فيما بعد الألماني هرمان فون هلمهولتز، والتي تقول أن إدراك اللون يعتمد على وجود ثلاثة أنواع من الألياف العصبية في شبكية العين، والتي تستجيب على التوالي للضوء الأحمر والأخضر والبنفسجي، وقد كان هذا تنبؤًا للفهم العلمي الحديث عن رؤية اللون، خاصةً اكتشاف أن العين لديها ثلاث مستقبلات حساسة لأطوال موجية مختلفة.[6]

[color=#FF0000]أنواع المرايات
المرآه المحدبة تكون سالبة والمرآه المقعرة تكون موجبة
قصر النظر تتكون الصورة امام الشبكية ويتم استخدام عدسة مقعرة
طول النظر تتكون الصورة خلف الشبكية ويتم استخدام عدسة محدبة
تزداد المقاومة الكهربائية بزيادة الطول وتكون علاقة طردية
تزداد المقاومة الكهربائية بنقصان مساحة مقطع العرض علاقة عكسية
دوائر التوالي يمر في كل جهاز فيها التيار نفسه
دوائر التوازي تحتوي على مسارات متعددة للتيار الكهربائي

في البداية ينكسر ضوء الشمس الساقط بشكل مائل عند دخوله في قطرات المطر ومن ثم ينعكس مرة أخرى في السطح الداخلي من القطرة وينكسر أيضا عند خروجه من القطرة. يظهر التأثير الكلي في الضوء الساقط منعكسا على مدى واسع من الزوايا، مع تركيز شديد له في زاوية 40°–42°. يمكن اثبات أن هذه الزاوية مستقلة عن حجم القطرة، ولكنها تعتمد على معامل الانكسار. يمتلك ماء البحر معامل انكسار أعلى من ماء المطر، لذا يكون نصف قطر قوس قزح في المرشات البحرية أصغر من القوس الحقيقي. يكون هذا مرئيا للعين المجردة على هيئة عدم استقامة بين هذين القوسين.[1]

الانعكاس هو تغير في اتجّاه جبهة الموجة (صدر الموجة) عند سطح بيني يفصل بين وسطين بحيث يرتد صدر الموجة إلى الوسط الذي صدر منه.الأمثلة الشائعة لذلك تشمل انعكاس موجات الضوء والصوت والماء. وتقول قوانين الانعكاس في الانعكاس المنتظم أن الزاوية التي تسقط بها الموجة على السطح تساوي الزاوية التي تنعكس بها. وتبرز المرايا ذاك الانعكاس.
أما في الصوتيات، يسبب انعكاس الموجات الصوتيّة على الحوائط والحوائل صدى للصوت، ويستخدم ذلك في السونار. وفي الجيولوجيا، من المهم دراسةالانعكاس في الموجات الزلزالية. ويمكن أيضا رصد انعكاس الموجات السطحية في المسطحات المائية. كما يمكن رصد انعكاس أنواع عديدة من الموجات الكهرومغناطيسية، فضلا عن الضوء المرئي. كما أن انعكاس الترددات الجد عالية VHF والأعلى منها مهمة بالنسبة للإرسال اللاسلكى (الراديو) والرادار. وحتى الأشعة السينية شديدة النفاذ وأشعة غاما يمكن أن تنعكس بزوايا مسطحة باستخدام مرايا "سافة" مخصوصة.

تداخل الضوء:
ظاهرة التداخل في الضوء من الظواهر التي لا يمكن تفسيرها بالنظرية الجسيمية لنيوتن مثلها مثل ظاهرتي الحيود والاستقطاب وعند دراسة التداخل أثبت فرينل الطبيعة الموجية للضوء وبرهن أن الشعاع الضوئي عبارة عن موجات عرضية
حيود الضوء:
ظواهر طبيعية عديدة تحدث عند اصطدام موجة (ضوئية أو صوتية)بعائق وتوصف بانها انحناء شديد الوضوح للموجات حول عوائق صغيرة وانتشار الموجات من خلال فتحات صغيرة.. وللحيود دور في الطب مثل حيود الاشعة السينية ولها دور أيضا في علم الفلك ومنها حيود الضوء الذي يتشكل به قوس المطر .