بحث عن الضوء والطاقة
الضَّوء والطَّاقة
اقترن مصطلحا الضوء والطاقة ببعضهما البعض؛ لأنَّ من أهم وأكبر مصادر الطَّاقة هو الضَّوء، ومن ضوء الشّمس تستمدُّ الكرة الأرضية وما يعيش عليها الطاقة من قديم الأزل إلى وقتنا الحاضر، كما أنَّ الضَّوء هو النُّور الذي تستحيل الحياة من دونه، ومن أجل فهمٍ أكثر عن ماهيَّة الضوء والطاقة يجب أنْ نُفصِّل كلّ واحدٍ منهما على حدة، ومن ثمَّ نستنتج العلاقة التي بينهما.
الضَّوء
هو الطَّاقة التي تكون على شكلِ إشعاعٍ كهرومغناطيسي يُمكن للإنسان رؤيته، وهذا التَّعريف بالنِّسبة للضَّوء المرئي؛ لأنَّ الأشعَّة الضوئية لا تنحصر فيما يراه الإنسان، بل إنّها تفوق ذلك؛ فالأشعَّة الضَّوئية المرئية تنحصر بين موجتين: الأولى هي الموجة الطويلة وتسمَّى بالأشعة تحت الحمراء التي طولها الموجي 700 نانوميتر، وأمّا الموجة الثانية هي الموجة فوق البنفسجية، والتي طولها الموجي 400 نانوميتر، وسرعة الضوء في الفراغ تصل إلى ما يقارب (300,000,000 كم/ث).
الطَّاقة
هي شيءٌ من صور الخَلق الربَّاني؛ فهي موجودة ولا نستطيع إنكارها، وهي لا تَفنى ولا تُستحدث؛ لأنها إمّا أنْ تَـنتُج من المادَّة، أو المادَّة تنتُج منها، كما أننا نرى مفعولها بعدَّة أشكال؛ كالطاقة الحرارية، والحركية، والإشعاعية، والكهربائية، وغيرها الكثير من الأمثلة على أشكال الطاقة من حولنا، كما أثبت العالم آينشتاين في سنة 1905م في نظريَّته النِّسبيَّة أنَّ المادة والطَّاقة وجهان لعملةٍ واحدة.
علاقة الضَّوء بالطَّاقة
نسمع دائماً بأنَّ الضَّوء مُكوَّن من فوتونات مُنطلقة في الفراغ، ويُمكن تعريف هذه الفوتونات بأنّها عبارة عن نوعٍ من أنواع الطّاقة الإشعاعية، وهي تنشأ عندما يَقفِز أحد الإلكترونات الموجودة في الذرة من مستوى أعلى إلى مستوى أقل، فيُصدر هذا الإلكترون طاقةً إشعاعيةً ذات موجةٍ معيَّنة، وهذه الموجة تكون على شكلِ هذه الفوتونات، ولكن كيف يمكن للإلكترون أن ينتقل من مستوىً لآخر؟
لا يحدث هذا إلا في حال إثارته وتعريضه لنوعٍ من أنواع الطاقة، كالحرارة مثلاً، وهنا تَكمُنُ العلاقة القوية بين الضَّوء والطَّاقة، وكما قُلنا في المقدِّمة، فإنهما متلازمان ولا يفترقان، ومن دونهما تستحيل الحياة على هذه الكرة الأرضية، فما هي العلاقة بينهما والتي نستخدمها في حياتنا؛ فعلاقة الضوء بالطاقة هي كالتالي:
- الشّكل البيولوجي: كما نعلم أنَّ الكائنات الحيَّة تَعتمد اعتماداً كبيراً على الضوء والطاقة؛ فمن غير الضوء لن تتوفّر الطاقة لدى النَّباتات كي تُتمِّمَ عملية التمثيل الضَّوئي، والتي توفر لها الطَّاقة اللازمة للاستمرار في حياتها، وكما نعرف فإن النبات سيموت إذا منعنا عنه الضَّوء، وكذلك الأمر بالنِّسبة لِباقي الحيوانات والإنسان، فلن يستطيعوا العيش من دون هذا الضَّوء اللازم لِتزويدهم بالطاقة في أجسادهم، وكذلك الرؤية التي يحتاجونها في كل نواحي حياتنا.
- الشَّـكل الفيزيولوجي: كما قلنا سابقاً بالنِّسبة للنظرية النِّسبية لألبيرت آينشتاين والتي تقول إنَّ الطَّاقة والضَّوء وجهان لعملةٍ واحدةٍ، كما أنَّ الطَّاقة لا تفنى ولا تُستحدث، فإنّنا نَرى بأنَّ الضَّوء لا يُمكن خلقه من غير طاقة كالتي في مصابيح البيوت وغيرها من الأجهزة، فهي تنتُج من طاقةٍ حركيةٍ، أو حرارية، أو كيميائية، وكذلك الأمر إذا عكسنا الأدوار.
الطاقة تنتَج في بعض الأحيان من الضوء، كالتي نراها في الألواح الشمسية التي تُزوِّدنا بالطَّاقة الكهربائية من خلال ضوء الشمس السَّاقط على ألواحٍ زجاجيةٍ مُصنَّعةٍ بشكلٍ خاصٍ من خلايا قادرةٍ على تحويل هذا الضوء إلى طاقة.
نستنتج ممَّا سبق أنَّ كلّاً من الضَّوء والطَّاقة متلازمان دائماً مع بعضهما البعض ما دامت السماوات والأرض، وهذا قانونٌ لا يمكن بأيِّ حال من الأحوال تغييره، لأنّه وُجِدَ هكذا وسيبقى هكذا، وإلا لَأصبحت القوانين الفيزيائية والجيولوجية غير منطقية، ولا تصلح لأي عمل.