الضوء والألوان - Physics 3 ث PDF

‫‪18‬‬ ‫اﻟﻀﻮء واﻷﻟﻮان‬ ‫ﻓﻴﺰﻳﺎء ‪1‬‬ ‫ﻓﻴﺰﻳﺎء ‪3‬ث‬...

‫‪18‬‬ ‫اﻟﻀﻮء واﻷﻟﻮان‬ ‫ﻓﻴﺰﻳﺎء ‪1‬‬ ‫ﻓﻴﺰﻳﺎء ‪3‬ث‬ ‫اﻟﻄﺒﻴﻌﺔ اﻟﻤﻮﺟﻴﺔ ﻟﻠﻀﻮء‬ ‫اﻟﻀﻮء‬ ‫اﻟﺤﻴﻮد اﻧﺤﻨﺎء اﻟﻀﻮء ﺣﻮل اﻟﺤﻮاﺟﺰ ‬ ‫ﻋﻠﻢ اﻟﺒﺼﺮﻳﺎت اﻟﻌﻠﻢ اﻟﺬي ﻳﺪرس ﺗﻔﺎﻋﻞ اﻟﻀﻮء ﻣﻊ اﻟﻤﺎدة ‬ ‫اﻷﻟﻮان ﺗﻘﻊ ﻣﻨﻄﻘﺔ اﻟﻀﻮء اﻟﻤﺮﺋﻲ ﺿﻤﻦ ﻧﻄﺎق ﻣﻦ اﻷﻃﻮال ‬ ‫ﻋﻦ ﻃﺮﻳﻖ ﻧﻤﻮذج اﻟﺸﻌﺎع اﻟﻀﻮﺋﻲ ‬ ‫اﻟﻤﻮﺟﻴﺔ ﻳﺘﺮاوح ﺑﻴﻦ ‪ 400nm‬و ‪ 700nm‬‬ ‫ﻧﻤﻮذج اﻟﺸﻌﺎع اﻟﻀﻮﺋﻲ اﻟﻀﻮء ﺷﻌﺎع ﺳﺮﻳﻊ ﻳﻨﺘﻘﻞ ﻓﻲ ﺧﻂ ‬ ‫ﻣﺴﺘﻘﻴﻢ‪ ،‬ﻳﺘﻐﻴﺮ اﺗﺠﺎﻫﻪ اذا اﻋﺘﺮض ﻃﺮﻳﻘﻪ ﺣﺎﺟﺰ ‬ ‫ﻣﺼﺎدر اﻟﻀﻮء‬ ‫‪400‬‬ ‫‪500‬‬ ‫‪600‬‬ ‫‪700‬‬ ‫ﻣﺼﺪر ﻣﺴﺘﻀﻲء‬ ‫ُ‬ ‫ﻣﺼﺪر ﻣﻀﻲء‬ ‫ُ‬ ‫ﺑﻨﻔﺴﺠﻲ‬ ‫اﺣﻤﺮ‬ ‫اﻟﻄﻮل اﻟﻤﻮﺟﻲ ‪ nm‬‬ ‫ﺟﺴﻢ ﻳﻌﻜﺲ اﻟﻀﻮء اﻟﺴﺎﻗﻂ ﻋﻠﻴﻪ‬ ‫ﺟﺴﻢ ﻳﻨﺒﻌﺚ ﻣﻨﻪ اﻟﻀﻮء‬ ‫اﻟﺸﻤﺲ اﻟﻤﺼﺎﺑﻴﺢ اﻟﻠﻬﺐ ‬ ‫أﻟﻮان اﻟﻀﻮء‬ ‫اﻟﻘﻤﺮ اﻟﻤﺮآة‬ ‫ﺑﻌﺾ اﻟﺤﺸﺮات اﻟﻠﻴﺰر‬ ‫اﻷﻟﻮان اﻟﺜﺎﻧﻮﻳﺔ‬ ‫اﻷﻟﻮان اﻷﺳﺎﺳﻴﺔ‬ ‫أزرق ﻓﺎﺗﺢ وأرﺟﻮاﻧﻲ وأﺻﻔﺮ‬ ‫اﻷﺣﻤﺮ واﻷﺧﻀﺮ واﻷزرق‬ ‫أﻧﻮاع اﻷوﺳﺎط‬ ‫ﻳﺴﻤﺢ ﺑﻤﺮور اﻟﻀﻮء ‬ ‫اﻟﻬﻮاء اﻟﺰﺟﺎج‬ ‫وﺳﻂ ﺷﻔﺎف‬ ‫أزرق ﻓﺎﺗﺢ‬ ‫أﺣﻤﺮ‬ ‫ﻣﻦ ﺧﻼﻟﻪ‬ ‫رق‬ ‫أ‬ ‫ُ‬ ‫أز‬ ‫أﺧ‬ ‫ﻔﺮ‬ ‫أﺻ‬ ‫ﻮاﻧ‬ ‫رﺟ‬ ‫ﻻ ﺗ ــﺮى اﻷﺟﺴ ــﺎم ﺑﻮﺿﻮح ﻏﻄﺎء اﻟﻤﺼﺒﺎح‬ ‫أﺳﻮد‬ ‫ﻀﺮ‬ ‫أﺑﻴﺾ‬ ‫ﻲ‬ ‫وﺳﻂ ﺷﺒﻪ ﺷﻔﺎف‬ ‫واﻟﻀﺒﺎب‬ ‫ﺧﻼﻟﻪ ﻳﻤﺮ ﺑﻌﺾ اﻟﻀﻮء ‬ ‫أﺣﻤﺮ أرﺟﻮاﻧﻲ‬ ‫أﺻﻔﺮ‬ ‫أﺧﻀﺮ‬ ‫أزرق‬ ‫أزرق‬ ‫ﻓﺎﺗﺢ‬ ‫اﻟﺨﺸﺐ ‬ ‫ﻻ ﻳﻤﺮ اﻟﻀﻮء ﻣﻦ ‬ ‫ﻗﻤﺎش ﻣﻌﺘﻢ‬ ‫ﺧﻼﻟﻪ ﻣﻌﺘﻢ ‬ ‫وﺳﻂ ﻏﻴﺮ ﺷﻔﺎف‬ ‫ُ‬ ‫اﻷﻟﻮان اﻟﻤﺘﺘﺎﻣﺔ ﻟﻮن أﺳﺎﺳﻲ ﺛﺎﻧﻮي ﻳﺘﺮاﻛﺒﺎن ﻹﻧﺘﺎج اﻟﻠﻮن اﻷﺑﻴﺾ ‬ ‫ﻛﻤﻴﺔ اﻟﻀﻮء‬ ‫اﻟﺼﺒﻐﺎت ﻋﻜﺲ أﻟﻮان اﻟﻀﻮء ‬ ‫وﺣﺪة اﻟﻘﻴﺎس‬ ‫ﺗﻌﺮﻳﻔﻪ‬ ‫اﻟﻤﺼﻄﻠﺢ‬ ‫أﻟﻮاﻧﻬﺎ‬ ‫ﺗﻌﺮﻳﻔﻬﺎ‬ ‫اﻟﺼﺒﻐﺔ‬ ‫ﻣﻌﺪل اﻧﺒﻌﺎث ﻃﺎﻗﺔ اﻟﻀﻮء ‬ ‫اﻟﺘﻲ ﻟﻬﺎ اﻟﻘﺪرة ﻋﻠﻰ اﻣﺘﺼﺎص ﻟﻮن أﺳﺎﺳﻲ ‬ ‫اﻟﻠﻮﻣﻦ ‪ lm‬‬ ‫اﻟﺘﺪﻓﻖ اﻟﻀﻮﺋﻲ ‪ P‬‬ ‫اﻷﺳﺎﺳﻴﺔ واﺣﺪ ﻋﻠﻰ أن ﺗﻌﻜﺲ اﻟﻠﻮﻧﻴﻦ اﻵﺧﺮﻳﻦ ﻣﻦ ‬ ‫ﻣﻦ اﻟﻤﺼﺪر اﻟﻤﻀﻲء ‬ ‫اﻟﻀﻮء اﻷﺑﻴﺾ‬ ‫ﻣﻌﺪل اﺻﻄﺪام اﻟﻀﻮء ‬ ‫اﻟﻠﻮﻛﺲ ‪ lx‬‬ ‫اﻻﺳﺘﻀﺎءة ‪ E‬‬ ‫ﻫﻲ اﻟﺘﻲ ﺗﻤﺘﺺ ﻟﻮﻧﻴﻦ أﺳﺎﺳﻴﻴﻦ ‬ ‫ﻓﻲ وﺣﺪة اﻟﻤﺴﺎﺣﺎت‬ ‫ً‬ ‫ﺎ واﺣﺪا ‬ ‫ً‬ ‫وﺗﻌﻜﺲ ﻟﻮﻧ‬ ‫ اﻟﺜﺎﻧﻮﻳﺔ‬ ‫اﻟﺘﺪﻓﻖ اﻟﻀﻮﺋﻲ اﻟﺬي ﻳﺴﻘﻂ ﻋﻠﻰ ‬ ‫اﻟﺼﺒﻐﺎت اﻟﻤﺘﺘﺎﻣﺔ اﻟﻠﺬان ﻳﺘﺮاﻛﺒﺎن ﻹﻧﺘﺎج اﻟﻠﻮن اﻷﺳﻮد ‬ ‫ﺷﻤﻌﺔ ‪ cd‬‬ ‫ﻣﺴﺎﺣﺔ ‪ 1m²‬ﻣﻦ اﻟﺴﻄﺢ ‬ ‫ﺷﺪة اﻹﺿﺎءة ‪ I‬‬ ‫اﻟﺪاﺧﻠﻲ ﻟﻜﺮة ﻧﺼﻒ ﻗﻄﺮﻫﺎ ‪1m‬‬ ‫اﻧﻌﻜﺎس اﻟﻀﻮء وﻇﻬﻮر اﻷﻟﻮان‬ ‫ ﻋﻨﺪﻣﺎ ﻳﺴﻘﻂ اﻟﻀﻮء اﻷﺑﻴﺾ ﻋﻠﻰ ﺟﺴﻢ ﻣﻠﻮن‪ ،‬ﻓﺈن ﺟﺰﻳﺌﺎت اﻟﺠﺴﻢ ‬ ‫ّ‬ ‫ﻗﺎﻧﻮن ﺷﺪة اﻹﺿﺎءة‬ ‫ﻗﺎﻧﻮن اﻻﺳﺘﻀﺎءة‬ ‫ﺗﻌﻜﺲ اﻟﻀﻮء اﻟﺬي ﻳُ ﻤﺜﻞ اﻟﻠﻮن ‬ ‫𝑃‬ ‫𝑃‬ ‫ ﻋﻨﺪﻣﺎ ﻳﺴﻘﻂ ﺿﻮء أزرق ﻋﻠﻰ ﺟﺴﻢ أﺧﻀﺮ؛ ﻓﺈن اﻟﺠﺴﻢ ﻳﻤﺘﺺ ‬ ‫ 𝐼‬ ‫ 𝐸‬ ‫اﻟﻠﻮن اﻷزرق وﻻ ﻳﻌﻜﺲ أي ﺿﻮء وﺑﺎﻟﺘﺎﻟﻲ ﺳﻴﻈﻬﺮ ﻟﻮﻧﻪ أﺳﻮد ‬ ‫𝜋‪4‬‬ ‫‪4𝜋𝑟²‬‬ ‫اﻟﺠﺴﻢ اﻷﺳﻮد اﻟﻤﺜﺎﻟﻲ ﻳﻤﺘﺺ ﺟﻤﻴﻊ اﻟﻀﻮء اﻟﺴﺎﻗﻂ ﻋﻠﻴﻪ وﻻ ‬ ‫ﺷﺪة اﻟﻀﻮء ‪ cd‬‬ ‫اﻻﺳﺘﻀﺎءة ‪ lx‬اﻟﺘﺪﻓﻖ اﻟﻀﻮﺋﻲ ‪ lm‬‬ ‫ﻳﻌﻜﺲ ﻣﻨﻪ ﺷﻲء ‬ ‫اﻟﺘﺪﻓﻖ اﻟﻀﻮﺋﻲ ‪ lm‬‬ ‫ﺑﻌﺪ اﻟﺠﺴﻢ ﻋﻦ اﻟﻤﺼﺪر ‪ m‬‬ ‫اﻻﺳﺘﻘﻄﺎب ﻫﻮ اﻧﺘﺎج ﺿﻮء ﻳﺘﺬﺑﺬب ﻓﻲ ﻣﺴﺘﻮى واﺣﺪ ‬ ‫ﺎ ﻣﻊ ‪ P‬وﻋﻜﺴﻴﺎ ﻣﻊ ‪ r²‬‬ ‫ً‬ ‫ ﻻﺣﻆ أن اﻻﺳﺘﻀﺎءة ﺗﺘﻨﺎﺳﺐ ﻃﺮدﻳً‬ ‫ﻗﺎﻧﻮن ﻣﺎﻟﻮس ّ‬ ‫ﻳﻮﺿﺢ ﻣﺪى اﻧﺨﻔﺎض ﺷﺪة اﻟﻀﻮء ﻋﻨﺪﻣﺎ ‬ ‫ﻗﻴﺎس اﻟﻀﻮء‬ ‫ﻳﻌﺒﺮ ﺧﻼل ﻣﺮﺷﺢ اﺳﺘﻘﻄﺎب ﺛﺎن ‬ ‫ٍ‬ ‫ ﺟﺎﻟﻴﻠﻮ أول ﻣﻦ اﻓﺘﺮض أن ﻟﻠﻀﻮء ﺳﺮﻋﺔ ﻣﺤﺪدة ‬ ‫ّ‬ ‫ روﻣﺮ أول ﻣﻦ أﻛﺪ وﻗﺎس ﺳﺮﻋﺔ اﻟﻀﻮء ‬ ‫𝜃‪𝐼₂ 𝐼₁ 𝑐𝑜𝑠²‬‬ ‫ ﺳﺮﻋﺔ اﻟﻀﻮء ﺗﺴﺎوي وﻳﺮﻣﺰ ﻟﻬﺎ ﺑﺎﻟﺮﻣﺰ ‪𝑐 𝜆𝑓 c‬‬ ‫ ‬ ‫‪3 10⁸m/s‬‬ ‫ﺷﺪة اﻟﻀﻮء ﻣﻦ ﻣﺮﺷﺢ اﻻﺳﺘﻘﻄﺎب اﻟﺜﺎﻧﻲ ‪ cd‬‬ ‫ﺷﺪة اﻟﻀﻮء ﻣﻦ ﻣﺮﺷﺢ اﻻﺳﺘﻘﻄﺎب اﻷول ‪ cd‬‬ ‫ُ‬ ‫ اﻟﺴﻨﺔ اﻟﻀﻮﺋﻴﺔ ﺗﻤﺜﻞ اﻟﻤﺴﺎﻓﺔ اﻟﺘﻲ ﻳﻘﻄﻌﻬﺎ اﻟﻀﻮء ﻓﻲ ‬ ‫اﻟﺰاوﻳﺔ ﺑﻴﻦ ﻣﺤﻮري اﺳﺘﻘﻄﺎب اﻟﻤﺮﺷﺤﻴﻦ‬ ‫اﻟﺴﻨﺔ ﺑﺴﺮﻋﺔ ﻓﻲ اﻟﻔﺮاغ ‬ ‫‪3 10⁸m/s‬‬