ما هو الضوء؟

الضوء هو العلاقة بيننا و بين الكون من خلال الضوء يمكننا إختبار النجوم البعيدة و النظر إلي الوراء حتي بداية الكون لكن ما هو الضوء؟

بإختصار الضوء هو اقل كمية من الطاقة يمكن نقلها و الفوتون هو جسيم أولي بسيط ليس له أي حجم حقيقي و لا يمكن تقسيمة لكن يمكن إنتاجه أو تدميره فقط, كما أن الضوء يمتلك خاصية "إزدواجية الموجه و الجسيم" بحيث أنه يسلك سلوك الموجات و سلوك الجسيمات في نفس الوقت.

و عندما نقول الضوء فإننا عادة ما نقصده في الواقع الضوء المرئي, و هذا الضوء المرئي لا يمثل سوي جزء صغير جدا من الطيف الكهرومغناطيسي, و هو الطاقة في شكل الإشعاع الكهرومغناطيسي.

ذلك الإشعاع الكهرومغناطيسي يتكون من مجموعة ضخمة من الأطوال الموجية و الترددات, فأشعة جاما لديها أصغر الأطوال الموجية لأن فوتونات تلك الأشعة هي الأعلي طاقة و يصل الطول الموجي لأشعة جاما أقل بقليل من 10 بيكومتر و هي بذلك أصغر بكثير من ذرة الهيدروجين. و للعلم فإن مقارنة ذرة الهيدروجين بعملة معدنية مثل مقارنة تلك العملة بحجم القمر.

و يقع الضوء المرئي في نطاق ما بين 400 نانومتر إلي 700 نانومتر و هذا يقارب حجم البكتيريا تقريبا, و في الجانب الأخر من الطيف, هناك موجات راديو يمكن أن تصل غلي 100 كيلو متر في قطرها في حين أن أكبر الأطوال الموجية المعروفة لدينا يمكن أن تصل ما بين 10 الاف كيلومتر إلي 100 الف كيلومتر و هو أكبر من الأرض بكثير.
و من وجهة نظر فيزيائية كل هذه الموجات المختلفة هي نفس الشئ, فجميعها لديها خاصية إزدواج الموجة-الجسيم و تسافر بسرعة الضوء و لكنها فقط بترددات مختلفة,
إذا ما الذي يميز الضوء المرئي؟ في الحقيقة لا شئ و إنما الأمر متعلق بقدرتنا علي الإبصار فأعيننا لديها مستقبلات تستطيع فقط تمييز و تسجيل هذا النطاق المحدد من الطول الموجي للطيف الكهرومغناطيسي.

من أين يأتي الضوء؟

يتم إنشاء مجموعة واسعة من الموجات الكهرومغناطيسية عندما تنخفض الذرات أو الجسيمات من مستوي طاقة عالي إلي مستو أقل منها, عندها تفقد جزء من طاقتها و تبعثها علي شكل إشعاع, أما علي المستوي الذي ينشأ الضوء المرئي عندما يكون إلكترونا داخل الذرة في حالة هيجان فينتقل إلي مستوي طاقة أقل بفقدان جزء من طاقته و بنفس الطريقة يمكن للضوء القادم أن ينقل الإلكترون إلي مستوي طاقة أعلي عندما يمتصه الإلكترون.

ظاهريا, حركة الإلكترون تولد حقل مغناطيسي متذبذب و الذي بدورة يخلق حقل كهربائي متذبذب يكون متعامدا معه, هذان الحقلان يحركان بعضهما البعض عبر الفضاء ناقلين الطاقة معهما من مكان لآخر و محملان بمعلومات تفيد عن مكان نشوئهما.

لماذا من بين كل الأشياء في الكون الضوء هو أسرع شئ فيه؟

دعونا نغير السؤال ما هي أسرع وسيلة للسفر عبر الفضاء في الكون؟ إنها الضوء و هي بالتحديد 299792458 م/ث في الفراغ , أي مليار كيلو متر في الساعة, و الإشعاع الكهرومغناطيسي يكون بهذه السرعة, فأي جسيم ليس له كتلة يسافر بسرعة الضوء من دون أي تسارع أو وسيط.

فإن الضوء الناتج من إضاءة الشمعة لا يتسارع حتي يصل إلي سرعة الضوء فهو يتحرك بتلك السرعة منذ اللحظة التي ولد فيها. و إذا كنت تسأل إذا لماذا سرعة الضوء محدودة بهذه الطريقة؟ فلن تجد من يعرف ذلك, هكذا خلف الله الكون.
هكذا يكون الضوء جزءا من الطيف و هو جسيم أولي و بسيط و يتصرف أيضا كموجة, مدفوعا بواسطة حقلين متعامدين و يسافر بالسرعة القصوي في الكون.