تعتبر إنجازات العلماء في قياس سرعة الضوء من المواضيع الهامة، حيث يلعب الضوء دورًا جوهريًا في حياتنا اليومية. ومع ذلك، فإن المعلومات حوله ليست متاحة بشكل كافٍ. لذا، نقدم لكم في هذا المقال تفصيلًا حول إنجازات العلماء في مجال سرعة الضوء، تابعونا في موقعنا المتميز لمزيد من المعرفة.

تعريف سرعة الضوء :

• في مجالات الفيزياء، تعرف سرعة الضوء بأنها السرعة التي يقطعها الضوء في الفضاء الفارغ.
• وتقدّر سرعة الضوء بحوالي 300,000 كيلومتر في الثانية، وهو ما يعادل مليار كيلومتر في الساعة.
• تعتبر سرعة الضوء هي السرعة القصوى التي يمكن أن تنتقل بها المعلومات أو المادة في الكون.
• كما أنها السرعة التي تسافر بها الجسيمات عديمة الكتلة عبر الفراغ.
• يرمز لسرعة الضوء بالرمز c، وتظهر العلاقة بين سرعة الضوء وانكسار أي مادة في الوسط الذي يمر من خلاله.

17 حقيقية حول إنجازات العلماء في قياس سرعة الضوء :

1. اجتازت قياسات سرعة الضوء عدة مراحل، وكانت تشير إلى اهتمام كبير من قبل العلماء.
   1. فقد قام العالم جاليليو بإجراء تجربة لقياس سرعة الضوء.
2. تُحسب سرعة الضوء بناءً على الوقت الذي يستغرقه الضوء لقطع مسافة معينة إلى صفر، مما يعكس حركة الزمن بشكل لانهائي.
3. أجرى العلماء العديد من التجارب التي اقتربت نتائجها بشكل كبير من الحقيقة.
   1. من أبرز هذه التجارب كانت تجربة العالم جيمس برادلي لقياس الضوء عبر “زيغ الضوء”.
4. في نهاية القرن التاسع عشر، اكتشاف ميكلسون ومورلي أن سرعة الضوء يمكن قياسها بدقة باستخدام أجهزة متطورة.
5. استمرت قياسات سرعة الضوء حتى تم الوصول إلى النتائج التي توصل إليها العالمان ميكلسون ومورلي، التي كانت أول دلالة موثوقة للقيمة الحقيقية.
6. في القرن السابع عشر، توصل إسحاق نيوتن إلى أن الضوء يتكون من جسيمات، كجزء من تفسيره لظاهرة الإشعاعات المستقيمة.
7. بعد فترة من الزمن، طوّر كريستيان هوجنز نظرية الموجات عام 1800.
8. تُقدّر سرعة الضوء بـ 299,792,458 مترًا في الثانية، أي ما يعادل 186,282 ميلًا في الثانية.
9. تعتبر سرعة الضوء ثابتة، ولا يمكن لأي جسم أن يجاوز سرعتها.

معلومات حول اختلاف سرعة الضوء في وسائط مختلفة :

1. تختلف سرعة انتقال الضوء عبر الزجاج، حيث تكون أقل بشكل ملحوظ مقارنة بسرعته في الفراغ، حيث تصل إلى حوالي ثلثي سرعته في الفضاء.
   1. ويعود السبب في ذلك إلى طبيعة الضوء نفسه.
2. تعد سرعة الضوء أسرع من سرعة الصوت.
3. الضوء المرئي يمثل جزءًا من الطيف الكهرومغناطيسي، الذي يمتد بين الطول الموجي 700 نانومتر و400 نانومتر.
   1. ولقد تم تطوير طرق قياس سرعة الضوء في عام 1970 باستخدام الليزر والساعة الذرية، مما أتاح قياسات دقيقة.
4. تكون معامل انكسار الضوء في الفراغ 1، وفي الهواء 1.003، بينما تصل قيمتها إلى 1.33 في الماء.
   1. وفي الكحول 1.36، وفي الزجاج 1.52.
5. تظل سرعة الضوء في الفراغ ثابتة، حوالي 300,000 كيلومتر في الثانية.
6. الضوء الذي نراه من النجوم قد غادرها منذ عدة سنوات، مما يعني أننا نشاهد النجوم كما كانت في الماضي.

هل سرعة الضوء ثابتة؟ :

• يتساءل الكثيرون عما إذا كانت سرعة الضوء ثابتة، وسنوضح هذا الأمر.
• يتم انتقال الضوء من نقطة إلى أخرى عبر الموجات الضوئية، وتعتمد سرعته على الوسط الذي يمر من خلاله.
  • لا يوجد شيء أسرع من الضوء في الفراغ، ولكن يمكن أن تؤثر العوامل الأخرى على سرعته في الأوساط المختلفة.
• على سبيل المثال، قد يؤثر احتواء الهواء على الغبار في سرعته بسبب التصادمات بين جزيئات الغاز وجزيئات الغبار.
  • هذا يؤدي إلى تقليل سرعة الضوء في الوسط المحيط.

سرعة الضوء في الماء :

• سرعة الضوء في الماء يمكن أن تنخفض اعتمادًا على الوسط المحيط.
• في حالة عدم وجود وسط في الفراغ، فإن سرعة الضوء تكون عند أقصى حدودها.
• ولكن عند مرور الضوء عبر الماء الملوث بالغبار، يحدث تصادم مع الجزيئات، مما يؤدي إلى تقليل سرعته.
  • تتوقف سرعة الضوء بشكل عام على الوسط، وهذا يعرف بدليل الانكسار.
• تكون قيمة دليل الانكسار غالبًا أكبر من 1.
• قيمة انكسار الهواء تساوي 1.0003، وهو قريب جدًا من دليل الانكسار في الفراغ الذي يساوي 1.
• تبلغ سرعة الضوء في الماء = 299,792,458 / 1.33 = 225407863.16 مترًا في الثانية.
• تختلف سرعة الضوء في الماء عنها في الهواء، مما يؤدي إلى انكسار ضوء الشمس.
• يمتص الماء الضوء، مما يمنع وصوله لأكثر من عشرة أميال من السطح، وينخفض عمق الولوج لأكثر من 150 مترًا إذا كان الماء خاليًا من الشوائب.