الضوء يكره الكسل

كما قال سنل يوماً فإن زاوية الانكسار تقل كلما زاد معامل انكسار الوسط الثاني

طيب تعالوا نشوف.. معامل الانكسار = سرعة الضوء في الفراغ / سرعة الضوء في الوسط.

يعني.. كلما قلت سرعة الضوء في الوسط زاد معامل انكساره

ولما يزيد تقل زاوية الانكسار فينكسر الضوء مقتربا من العمود المقام.  طيب والمطلوب يعني؟

ألم أقل لكم الضوء يكره الكسل فإذا وجد سرعته قلت في وسط ما.. يحاول الخروج منه بأقل زمن ممكن.

التفسير العلميّ

بعيداً عن الكلمات الفلسفية للضوء. سأخبركم بالتحليل العلميّ للحادثة.

استناداً إلى مبدأ اينشتين في النسبية الخاصّة. وهو ان الضوء له سرعة ثابتة ولا تتغير في الفراغ. وهنا الحقيقة (في الفراغ).

لكن ماذا يحدث عندما يسقط الضوء على سطح زجاج بلاستيك شفاف… أو جسم اسود…

الضوء هو (كَمّات من الطاقة أو ما يسمى فوتونات) ويتم حساب طاقته من حاصل ضرب ثابت بلانك مع تردد الضوء..

لكن سرعة الضوء فهي حاصل ضرب التردد مع الطول الموجيّ…

والحقيقة ان الضوء عندما يسقط على سطح الزجاج…فانه يتعرض لظاهرة انكسار الضوء…والتي يتغير فيها مسار الضوء…داخل الزجاج…(تغير المسار ناتج عن انخفاض سرعة الضوء في الوسط).

تغير سرعته نتيجة ان الوسط نفسه ويقوم بعملية امتصاص (stimulation absorption) لحظيّة للضوء.. عملية الامتصاص تُحدِث تغير سرعة الضوء لحظياً…ولكن الحقيقة المذهلة ان التردد يبقى ثابت لذلك تبقى طاقته ثابتة!

والذي يؤكد هذه الحقيقة ان الضوء يُعاود النفاذ وعندما ينفذ يعود لسرعته الأصلية… ذلك ان الوسط يخضع لعملية الانبعاث التلقائي للضوء بعد عملية الامتصاص الأولى (spontaneous Emission)

فيعود الضوء بنفس السرعة…- هذه الحقيقة بين الانبعاث والامتصاص كانت السبب في التنبؤ بإمكانية قلب حدوث الانبعاث الطبيعي إلى انبعاث مستحث بالتالي زيادة الكثافة الضوئية بالتالي تطوير تقنية الليزر.

الآن بما أن السرعة داخل الوسط تقل…فان الزمن اللازم لنفاذه من الوسط يزيد بعلاقة عكسية بين السرعة والزمن

بالتالي الضوء يحاول دائما زيادة سرعته للخروج من الوسط (بالتالي يقلّ زمن بقاءه في الوسط).

 بقلم: Athena