الامارات 7 - الإبصار عند علماء الفيزياء
يمتلك كل إنسان حاسة البصر التي تمكّنه من رؤية الأشياء من حوله. يتمكن الإنسان من رؤية الأجسام بعينيه، حيث يقوم دماغه بتفسير الصور الواردة إليه بسرعة كبيرة ودون شعور، لكن هذه العملية في الواقع معقدة للغاية. فكيف فسّر علماء الفيزياء آلية الإبصار؟
آلية الإبصار
تبدأ عملية الإبصار عندما تسقط أشعة الضوء على الأجسام المختلفة، ثم تنعكس عنها. عند وصول هذه الأشعة إلى العين، يتمكن الإنسان من رؤية الجسم. على سبيل المثال، عند النظر من النافذة، تُرى الأجسام بسبب وجود أشعة الشمس التي تسقط عليها وتنعكس نحو العين. يختلف نوع انعكاس الضوء حسب طبيعة الأجسام، مما يؤدي إلى تباين صور الأشياء. فمثلًا، الصورة التي تظهر في مرآة مستوية تختلف عن تلك التي تظهر على سطح محدّب كملعقة، وهو ما يمكن تفسيره باختلاف طريقة انتشار مسارات الأشعة الضوئية في كل حالة.
أهمية الضوء في الإبصار
يعتمد الإبصار في الفيزياء على وجود الضوء، مما يعني أنه لا يمكن رؤية الأجسام في الظلام عند غياب الضوء. الإبصار يتطلب تفاعلًا محددًا بين العين والضوء لإنتاج إشارات تُرسل إلى الدماغ. ومن الأدلة على ذلك، استحالة الرؤية في الظلام الدامس. عند التواجد في غرفة مظلمة، لا يمكن رؤية أي شيء، وستسعى العين للبحث عن أي مصدر ضوئي، لكن في حالة عدم وجوده، ستكوّن صورة سوداء تمامًا خالية من التفاصيل.
الأجسام المضيئة والمعتمة
تنقسم الأجسام القابلة للرؤية إلى نوعين:
الأجسام المضيئة: وهي الأجسام التي تضيء بذاتها، ويمكن رؤيتها من خلال انعكاس الأشعة الضوئية التي تصدر عنها، مثل الشمس.
الأجسام المعتمة: هذه الأجسام لا يمكن رؤيتها دون وجود مصدر ضوء، مثل العشب والأشجار. في الليل، لا يمكن رؤيتها بدون مصدر ضوء، بينما تكون مرئية خلال النهار بسبب وجود الشمس كمصدر للضوء. لإبصار الأجسام المعتمة، يجب توفر الضوء، وفي حال التواجد في غرفة مظلمة تمامًا، لن يتمكن الإنسان من رؤية ما بداخلها إلا بعد إشعال مصدر ضوء. حتى مع وجود مصدر ضوء صغير، مثل عود ثقاب، ستكون الرؤية محدودة فقط للأشياء التي يتوجه إليها الضوء مباشرة.
انتقال أشعة الضوء
تنتقل أشعة الضوء بسرعة كبيرة، حيث تنتقل من الجسم المضيء إلى العين مباشرة، مما يسمح برؤيته. كما يمكن أن ينتقل الضوء من الجسم المضيء ليسقط على الأجسام المعتمة، وينعكس عنها مرة أخرى حتى يتمكن الإنسان من رؤيتها. فكرة انتقال الضوء كانت غريبة ومرفوضة سابقًا، لكنها أصبحت مقبولة في المجال الفيزيائي خلال القرن الواحد والعشرين.
يمتلك كل إنسان حاسة البصر التي تمكّنه من رؤية الأشياء من حوله. يتمكن الإنسان من رؤية الأجسام بعينيه، حيث يقوم دماغه بتفسير الصور الواردة إليه بسرعة كبيرة ودون شعور، لكن هذه العملية في الواقع معقدة للغاية. فكيف فسّر علماء الفيزياء آلية الإبصار؟
آلية الإبصار
تبدأ عملية الإبصار عندما تسقط أشعة الضوء على الأجسام المختلفة، ثم تنعكس عنها. عند وصول هذه الأشعة إلى العين، يتمكن الإنسان من رؤية الجسم. على سبيل المثال، عند النظر من النافذة، تُرى الأجسام بسبب وجود أشعة الشمس التي تسقط عليها وتنعكس نحو العين. يختلف نوع انعكاس الضوء حسب طبيعة الأجسام، مما يؤدي إلى تباين صور الأشياء. فمثلًا، الصورة التي تظهر في مرآة مستوية تختلف عن تلك التي تظهر على سطح محدّب كملعقة، وهو ما يمكن تفسيره باختلاف طريقة انتشار مسارات الأشعة الضوئية في كل حالة.
أهمية الضوء في الإبصار
يعتمد الإبصار في الفيزياء على وجود الضوء، مما يعني أنه لا يمكن رؤية الأجسام في الظلام عند غياب الضوء. الإبصار يتطلب تفاعلًا محددًا بين العين والضوء لإنتاج إشارات تُرسل إلى الدماغ. ومن الأدلة على ذلك، استحالة الرؤية في الظلام الدامس. عند التواجد في غرفة مظلمة، لا يمكن رؤية أي شيء، وستسعى العين للبحث عن أي مصدر ضوئي، لكن في حالة عدم وجوده، ستكوّن صورة سوداء تمامًا خالية من التفاصيل.
الأجسام المضيئة والمعتمة
تنقسم الأجسام القابلة للرؤية إلى نوعين:
الأجسام المضيئة: وهي الأجسام التي تضيء بذاتها، ويمكن رؤيتها من خلال انعكاس الأشعة الضوئية التي تصدر عنها، مثل الشمس.
الأجسام المعتمة: هذه الأجسام لا يمكن رؤيتها دون وجود مصدر ضوء، مثل العشب والأشجار. في الليل، لا يمكن رؤيتها بدون مصدر ضوء، بينما تكون مرئية خلال النهار بسبب وجود الشمس كمصدر للضوء. لإبصار الأجسام المعتمة، يجب توفر الضوء، وفي حال التواجد في غرفة مظلمة تمامًا، لن يتمكن الإنسان من رؤية ما بداخلها إلا بعد إشعال مصدر ضوء. حتى مع وجود مصدر ضوء صغير، مثل عود ثقاب، ستكون الرؤية محدودة فقط للأشياء التي يتوجه إليها الضوء مباشرة.
انتقال أشعة الضوء
تنتقل أشعة الضوء بسرعة كبيرة، حيث تنتقل من الجسم المضيء إلى العين مباشرة، مما يسمح برؤيته. كما يمكن أن ينتقل الضوء من الجسم المضيء ليسقط على الأجسام المعتمة، وينعكس عنها مرة أخرى حتى يتمكن الإنسان من رؤيتها. فكرة انتقال الضوء كانت غريبة ومرفوضة سابقًا، لكنها أصبحت مقبولة في المجال الفيزيائي خلال القرن الواحد والعشرين.