يعتبر الضوء أحد وسائلة الطاقة التي نتمكن من خلالها من رؤية الاشياء والتفاعل مع البيئة، وهو نطاق التردد المرئي للإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يشمل أيضًا أشكالًا غير مرئية من الإشعاع الكهرومغناطيسي مثل الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء والموجات الراديوية.

ماذا يعني الضوء

هو الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يمكن أن تكتشفه العين البشرية، ويحدث الإشعاع الكهرومغناطيسي عبر نطاق واسع من الأطوال الموجية، وينتقل الضوء بواسطة الحزم الفردية أو الكميات التي تعرف باسم الفوتونات، وهذه الفوتونات هي الوحدات التي يتم من خلالها توصيل القوى المركبة للكهرباء والمغناطيسية بين الجسيمات الأخرى مثل الإلكترونات المرتبطة بالذرة، ويمكن للفوتون أن تتصرف مثل الجسيمات أو كموجة  ويعرف هذا المبدأ باسم ازدواجية موجة الجسيم.

سرعة الضوء

سرعة الضوء في الفراغ هي من الثوابت الفيزيائية الأساسية، وهي 299،792،458 متر في الثانية، أو حوالي 186،282 ميل في الثانية.

خصائص الضوء

يمكن استنباط خصائص الضوء من خلال نظرية الكهرومغناطيسية الكلاسيكية والتي تصف الضوء بأنه عبارة عن حقول كهربائية ومغناطيسية تنتشر عبر الفضاء كموجة متحركة:

عند سقوط الضوء على سطح فإن هناك مؤشرات لانكسار الضوء وانعكاس الشعاع الساقط للضوء على السطح بزاوية بين خط عمودي على السطح البيني واتجاه انتشار الشعاع الساقط من السطح البيني في نفس الزاوية

وإذا كانت المادة الثانية شفافة للضوء فإن شعاع الضوء يدخل المادة بمؤشر انكسار مختلفة، حيث ينكسر أو ينحني ، بزاوية تسمى زاوية الانكسار وتعتمد زاوية الانكسار على مؤشر الانكسار للمواد على جانبي الواجهة طبقًا لقانون سنيل

عند سقوط الضوء عبر منشور ثلاثي يحدث اختلاف في مؤشرات الانكسار لكل طول موجي للضوء وينتج تأثيرًا يسمى بتشتت الضوء، ويمكن ملاحظة ذلك من خلال تسليط شعاع من الضوء الأبيض على منشور ثلاثي الشكل مصنوع من الزجاج حيث ينكسر الضوء الأبيض الذي يدخل من هذا المنشور في المنشور بزوايا مختلفة اعتمادًا على طول موجة الضوء.

ويكون معامل الانكسار لأطوال موجية أطول في اللون الاحمر، وأقل من ذلك بالنسبة للأطوال الموجية الأقصر في الون البنفسجي، وينتج عن ذلك وجود زاوية أكبر للانكسار للأطوال الموجية الأطول، وتظهر المسارات المأخوذة لطول موجة 800  نانومتر، وزاوية  800 r  وطول موجة 300 نانومتر، فيخرج الضوء من الجانب الآخر من المنشور ليتم رؤية أطوال موجات مختلفة موزعة لإظهار ألوان الطيف المختلفة.

عندما يدخل الضوء إلى مادة شفافة فيحدث تبدد في بعض طاقتها مثل الطاقة الحرارية، وبالتالي تفقد بعض من شدتها وعندما يحدث هذا الامتصاص للطاقة بشكل انتقائي لأطوال موجية مختلفة للضوء، فإن الضوء الذي ينتقل عبر المادة سوف يظهر الأطوال الموجية للضوء التي لا يتم امتصاصها، وينظر إلى الأطوال الموجية المرسلة على أنها لون  ويسمى لون الامتصاص للمادة.

على سبيل المثال : إذا تم القيام بقياس شدة الضوء  لطول موجة قبل أن ينتقل من خلال احد المواد، وقياس الشدة لطول كل موجة بعد أن مرت من خلال المادة، والحصول على منحنى الامتصاص لهذه المادة، وقد تحتوي المادة المعتمة على منحنى امتصاص لأنه لا يتم من خلاله نقل أي أطوال للموجة.

الضوء العادي يهتز بالتساوي في الاتجاه العمودي عن طريق انتشاره، فإذا كان الضوء المقيد يهتز في المستوى فقط، ويسمى الاتجاه الذي يهتز الضوء فيه اتجاه الاهتزاز ويكون عموديًا على الاتجاه، وهناك طريقتان شائعتان لاستقطاب الضوء وهما :

الطريقة الأولى  تنطوي على انعكاس الضوء على سطح غير معدني مثل الزجاج أو الطلا، والشعاع الضوئي الغير مستقطب يهتز في جميع الاتجاهات المتعامدة مع مساره وينعكس، ويتم استقطاب الحزمة المنعكسة بتوجيهات اهتزاز موازية للسطح العاكس.