ماذا سترسم إذا طلبت منك رسم الشمس؟ أراهن أنك سترسم أو تتخيل شيئًا مثل دائرة محاطة بخطوط مشعة يشار إليها في اللغة الإنجليزية، وتحديدًا في لغة الرسوم المتحركة، بكلمة Solrads التي تعني «أشعة الشمس»، وهو نفسه ما كنت تفعله عندما كنت طفلًا. فالشمس من أول الأشياء التي نتعلم رسمها، لكن قدرتنا على تصورها لم تتحسن كثيرًا، وهذا أمر مفهوم لأننا لا نستطيع النظر إليها مباشرةً دون تعريض بصرنا للخطر. وبرسم الخطوط الممتدة من القرص المركزي نثبت وجود الشمس ونشاطها وأهميتها لنا. فحتى لدى أقدم الحضارات وأصغر الأطفال معروف أن الشمس تمنحنا الضوء والدفء، وعلى تمنحنا الحياة.

نحو جوهري، إن الضوء هو الوسيلة الرئيسية التي ندرك من خلالها العالم، ولكن من الصعب تحديد ماهيته يمكننا التفكير فيه باعتباره إشعاعًا ينتقل على شكل موجة، والمسافة بين القمم في تلك الموجة تُسمى بالطول الموجي. يشكل الضوء سلسلة متصلة من الأطوال الموجية المختلفة التي تسمى الطيف الكهرومغناطيسي.

لقد اعتدنا على استخدام الأطوال الموجية المختلفة للضوء في حياتنا اليومية، ولكننا قد لا ندرك دائمًا أنها ضوء. يُعد الضوء ذو الطول الموجي الطويل للغاية، أو ما يسمى بموجات الراديو اللاسلكية، مفيدا لنقل المعلومات عبر مسافات طويلة. على سبيل المثال، تتيح لنا موجات الراديو اللاسلكية الاستماع إلى الأخبار الوطنية عبر المذياع، ربما أثناء استخدامنا لأفران الميكروويف لطهي وجبة غداء سريعة وإذا سمعنا أخبارًا عن هروب نمر وفتحنا التلفزيون، فقد نشاهد لقطات من مروحيات الشرطة وهي تستخدم الأشعة تحت الحمراء لتعقب النمر أثناء تسلله إلى حديقتنا وإذا تعرضنا لسقوط شديد أثناء اندفاعنا لإغلاق أبواب الفناء، فإننا نتوقع استخدام الأشعة السينية لفحص أي كسر قد يُشتبه فيه ... وليس فقط من خلال إلقاء نظرة سريعة باستخدام مصباح يصدر ضوءًا مرئيا. إن الجزء الصغير من الطيف الذي نشير إليه في الحياة اليومية باسم «الضوء» ما هو إلا الجزء المرئي الذي تكيفت أعيننا معه، ونستخدم كلمة «اللون» للتحدث عن الأطوال الموجية المحددة في هذا الجزء الصغير.

عالم الفيزياء الإنجليزي إسحاق نيوتن هو أول من أدرك أن الضوء يتكون من ألوان مختلفة. ففي عام 1666، وضع منشورًا زجاجيًّا بمحاذاة شعاع من ضوء الشمس ولاحظ انبعاث قوس قزح من الجانب الآخر من المنشور. ولأن المجال لا يتسع في الكتاب لعرض رسومات توضيحية، كل ما عليك هو البحث عن غلاف ألبوم الجانب المظلم من القمر» ذا دارك سايد أوف ذا مون لفرقة بينك فلويد. وقد لوحظ من قبل كيف أن أي منشور ينتج ألوانًا مختلفة عند وضعه في مواجهة أشعة الشمس، وكذلك الحال مع أي قطعة من زجاج مكسور. وكانت المفاجأة أنه عندما ركّز نيوتن الضوء على جدار بعيد، أصبح قوس قزح مستطيل الشكل وانبعثت منه الألوان المختلفة. وحتى هذه اللحظة، كان الافتراض السائد هو أن السبب وراء تأثير قوس قزح هو المنشور الذي يعكس اللون بطريقة ما. وضع نيوتن منشورًا ثانيًا أمام أحد الألوان المنبعثة من الضوء المنقسم. وعندما عكس هذا المنشور اللون نفسه ولكن دون الألوان الأخرى التي كان من المفترض أن يعكسها، أثبت نيوتن أن السبب في إنتاج قوس قزح ليس المنشور. كما أثبت إمكانية تقسيم الضوء إلى ألوان مختلفة.

لا يقتصر الأمر في تجربة مثل تجربة المنشور على انقسام الضوء المرئي فحسب. فقد صنع عالم الفلك الألماني البريطاني ويليام هيرشل منشورًا يشبه منشور نيوتن لقياس درجة حرارة ألوان الضوء المرئي، ولكن أعلى قراءة سجلها كانت في الحيز أعلى الضوء الأحمر؛ أي أعلى قوس قزح وأطلق على هذه الأشعة الضوئية غير المرئية اسم «الأشعة الحرارية»، 15 لكننا نعرفها الآن بتسمية أدق بالأشعة تحت الحمراء.

لقد وصفت الضوء حتى الآن بأنه موجة، لكن هذا مجرد نصف الحقيقة فقط. في بعض الأحيان يفهم الضوء على نحو أفضل باعتباره جسيمًا. قد يبدو هذا غريبًا، لكنها ظاهرة تُعرف باسم ازدواجية الموجة والجسيم وهي إحدى النتائج المترتبة على ميكانيكا الكم. فنحن نطلق على الجسيمات المكونة للضوء اسم «الفوتونات». وقد أثبت عالم الفيزياء الألماني ألبرت أينشتاين أن الطول الموجي للضوء يعادل فوتونا يحمل كمية معينة من الطاقة. وكلما كان الطول الموجي أقصر، زادت طاقة الفوتون. وفي ظني أن نيوتن كان سيسعد كثيرًا بهذا الأمر؛ لأنه أصر طوال مسيرته العلمية على أن الضوء «جسيمي»، أي مكون من جسيمات. ومع أن أدلة نيوتن كانت تفتقر إلى الصحة إلى حد متأكدة كبير، فإنني من أنه ما كان ليتردد في إعلان انتصاره رغم ذلك.

وعلى صعيد التطور، أفادنا كثيرًا التكيف مع رؤية الضوء المرئي لأنه سمح لنا بتقييم البيئات من حيث المعيشة أو التهديدات الخطرة. وعلى الرغم من أن الرؤية بالأشعة تحت الحمراء كانت ستفيد في تتبع النمور وسط الأشجار المتشابكة، لم تكن الطفرة الجينية / التحور الجيني المسئول عن هذا الأمر قد حدث بعد لدى النمور. وتوجد أمثلة في حيوانات أخرى تتمتع بأساليب أغرب وأكثر استثنائية في التكيف البصري، فيما هو أشبه بالرؤية بالأشعة السينية لدى سوبرمان. على سبيل المثال، بعض الثعابين لديها «فتحات صغيرة» في وجهها تحتوي على غشاء يتيح لها رصد الأشعة تحت الحمراء. ويسمح لها هذا برؤية الضوء المرئي بأعينها، وكذلك الحصول على صورة بالأشعة تحت الحمراء لفريستها في الليل. ويرد مثال آخر في حيوان الرنة، الذي يتمتع بعيون تتكيف لمعالجة الضوء فوق البنفسجي. ففي القطب الشمالي، ينخفض الضوء المرئي، ولكن الثلج يعكس الكثير من الضوء فوق البنفسجي، مما يسمح للرنة بتتبع بول المفترس / الفريسة وتحديد مكان نبات الأشنة الذي يمثل مصدر غذائها الرئيسي.

شكل 1: الطيف الكهرومغناطيسي

 في علم الفيزياء الفلكية، نستخدم الأطوال الموجية المختلفة للضوء لتمييز العناصر المتباينة التي يتألف منها الكون. فعلى الرغم من تفوق الضوء المرئي في إنتاج صور مذهلة للمجرات، فإن الأشعة السينية وأشعة الراديو اللاسلكية مناسبتان تماما للكشف عن الثقوب السوداء المخفية. تأمل صورة 2 لمجرة «قنطورس أ»،... على اليمين تظهر المجرة كما رصدت عند استخدام الضوء المرئي. وعلى اليسار، توجد صورة مركبة للمجرة المرئية نفسها، ولكن مع إضافة ملاحظات الرصد الراديوية. ومن خلال الرصد باستخدام أطوال موجية مختلفة من الضوء، اكتشفنا مجرة أكبر بكثير مما كنا نتصوّر. والأكثر إثارة في الأمر أننا اكتشفنا ما يثبت وجود ثقب أسود في المركز من خلال رصد تلك النتوءات المستديرة العملاقة من المواد المنبثقة. تنتج النتوءات المستديرة الراديوية عن جزء صغير من الغاز المتناثر حول الثقب الأسود والذي يخرج على شكل نفثات كبيرة من الجسيمات. ولو كنا رصدنا «قنطورس أ» باستخدام أطوال موجية مرئية، فما كان الثقب الأسود ليبدو بهذا الوضوح البالغ، في حين أننا في حال استخدام الأشعة الراديوية سنكون كمَن يرى لافتة أمامه على شكل سهم مكتوب عليها «الثقب الأسود في هذا الاتجاه».

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

للحفاظ على سلامتها.. متحف الكفيل يشرع بخطته السنوية لصيانة مقتنياته

شعبة التوجيه الديني تنظّم مسابقةً ميدانية بذكرى هدم قبور أئمة البقيع (عليهم السلام)

العتبة العباسية المقدسة تواصل إحياء ذكرى هدم قبور أئمة البقيع (عليهم السلام)

قسم الشؤون الفكرية يعقد اجتماعه الفصلي الأول لعام 2026م

المزيد

الآخبار الصحية

اكتشاف هام قد يمهّد لعلاج جديد للسمنة

تغييرات بسيطة في نمط الحياة تقلل خطر أمراض القلب بنسبة كبيرة

ليس اللب فقط!.. قشرة وبذور المانغو تخفي فوائد صحية مذهلة

زيادة استهلاك الكالسيوم ومنتجات الألبان يحمينا من مشكلات صحية خطيرة

المزيد

الآخبار التكنلوجية

العلماء الروس يكتشفون طريقة تحسن فرص نجاح زراعة الأسنان

لحظة زمنية خاطفة في الدماغ تتحكم في التعلم والحركة

القمر لم يعد مجرد محطة.. خطوة جديدة تغيّر مستقبل البشرية

العلماء يكتشفون "نوعا جديد تماما" من الكواكب

المزيد

مواضيع ذات صلة

سرعة الضوء المحدودة

هل الأمواج الضوئية طولانية أم عرضانية؟

هل الأمواج الضوئية طولانية أم عرضانية؟

Index of Refraction

Interference

Refraction

Angles of Incidence and Refraction

Diffraction

The Laws of Refraction

Polarized Light

Indices of Refraction

The Propagation of Light