Header Ads

نظرية الجسيمات الضوئية لنيوتن

نظرية الجسيمات

اقترح العالم الذري بيير جاسندي (1592-1655)، نظرية الجسيمات في الضوء ونشرت بعد وفاته في الستينات. وقد درس اسحاق نيوتن وقت مبكر نظرية جاسندي، وفضلها على نظرية ديكارت في الأثير. وفي عام 1675 ذكر في فرضيته للضوء بأن الضوء مكون من كريات (جزيئات مادة) تنبعث من مصدر في كل الاتجاهات. وكانت احدة حجج نيوتن ضد الطبيعة الموجية للضوء، حيث أن الموجات معروفة بانحنائها حول العقبات، والضوء ينتقل في خطوط مستقيمة فقط. بالرغم من انه شرح ظاهرة حيود الضوء (الذي كان قد لاحظها فرانشيسكو ماريا جريمالدي) عن طريق السماح بالجسيمات الضوئية بأن تخلق موجة محلية من الأثير.
*ـ تصور نيوتن أن الجسم المضيء تنبعث منه جسيمات دقيقة كروية تامة المرونة وتسير بسرعة منتظمة كبيرة جداً وتختلف من وسط إلى آخر حسب كثافته. وتكون حركة هذه الجسيمات الكروية في خطوط مستقيمة في الوسط المتجانس الواحد وقد استدل نيوتن على أن الأشعة الضوئية عندما تصطدم بسطح عاكس فأن زاوية السقوط تساوي زاوية الانعكاس كاصطدام كرة تامة المرونة بسطح أملس مرتدة بحيث زاوية سقوطها تساوي زاوية انعكاسها.
أما في ظاهرة الانكسار فأنه قد فسره نيوتن عندما تخترق هذه الجسيمات الكروية الضوئية أوساطاً مختلفة الكثافة مثل الماء أو الزجاج فإنها تنكسر داخل كل وسط وتنحرف عن المسار المستقيم لها. فعند انتقال الضوء من وسط اقل كثافة مثل الهواء إلى وسط أكثر كثافة مثل الماء فأن الوسط المائي يحرف هذه الجسيمات الضوئية إلى أسفل، ومعنى ذلك أن المركبة الرأسية لسرعة الضوء المنكسر سوف تقل بحيث تقترب الجسيمات الكروية الضوئية من العمود على السطح الفاصل بين الوسطين.
وبذلك سوف تزداد السرعة المحصلة، أي أن سرعة الضوء في الوسط الكثيف سوف تزداد وتصبح أكبر من سرعة الضوء في الوسط الخفيف (أي أن سرعة الضوء تعتمد على الكثافة الضوئية للوسط). وهذا غير صحيح ويخالف التجارب العلمية حيث أن سرعة الضوء تكون أكبر ما يمكن في الفراغ أي تزداد كلما قلت الكثافة للوسط فأن سرعة الضوء في ذروتها في الفراغ وبالتالي فشلت نظرية نيوتن في تفسير ظاهرة الحيود والتداخل والاستقطاب.
* إفترض نيوتن أن الضوء عبارة عن جسيمات دقيقة جداً (كروية) وتامة المرونة تنبعث من المصدر الضوئي وتسير بسرعة ثابتة كبيرة جداً في خطوط مستقيمة في الوسط المتجانس الواحد وعندما تسقط علي الجسم المرئي فإنها تصطدم به طبقاً لقوانين التصادم المرن وترتد من الجسم لتسقط علي العين وتسبب الإحساس بالرؤية.
وقد استطاع نيوتن باستخدام نظريته في تفسير ظاهرتي الانعكاس والانكسار، مع العلم بأنه عند تفسير ظاهرة الانكسار أفترض أن سرعة الضوء في المادة أكبر منها في الفراغ "كما في حالة سرعة الصوت" ولكن ثبت بعد ذلك أن هذا الفرض خطأ وأن سرعة الضوء في الفراغ هي أكبر سرعة. وفشلت النظرية الجسيمية لنيوتن في تفسير ظاهرة التداخل والحيود والاستقطاب.

*إن العلم الذي يهتم بدراسة الضوء بناءًا علي النظرية الجسيمية لنيوتن يسمي بالضوء الهندسي Geometrical optics وفيه ندرس خاصية انتشار الضوء في خطوط مستقيمة وكذلك خواص الانعكاسReflection والانكسار Refraction والتشتت Scattering للضوء.
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ



لمحة عن النظرية الموجية الهيجنز
وإلى جانب هذا كان كريستيان هايجنز(Christian Huygens) - وهو أحد معاصري نيوتن- له رأي آخر، حيث كان هيجنز من مؤيدي النظرية الموجية ويرى أن الضوء عبارة عن حزمة من الموجات واستنتج مبدأ هايجنز"Huygens Principle" والذي فسر الكثير من الظواهر الطبيعية للضوء كالتداخل والحيود والانكسار والانعكاس وغيرها.

وبعد فترة من الزمن وبينما كان ماكسويل(James Clerk Maxwell) يقوم بتجاربه المتعددة على المغناطيس والكهرباء ،استنتج أن الضوء عبارة عن موجات كهرومغناطيسية حيث أثبت نظريا أن سرعة هذه الموجات تساوي تقريبا سرعة الضوء ، وبالتالي يمكن القول أن الضوء عبارة عن موجات كهرومغناطيسية. وهذا ما جعل النظرية الموجية مقبولة عالميا على الرغم من أنها لا تفسر بعض الظواهر كانبعاث الضوء من الذرات.
شارك زملاءك من الزر أدناه  

ليست هناك تعليقات

يتم التشغيل بواسطة Blogger.