أكتشف بنفسك : الصفحة الرئيسية > توثيق > علمي > علم البصريات > تكون الظلال
وثيقة علمية : علم البصريات
معلومات أساسية
تكون الظلال
٣٠/٠٦/١٩٩٩
تاريخ النشر : 
 
  Romain Maronnier (لمزيد من المعلومات)
مؤلفون
 
 

 إن تكوّن الظلال هو أحد نتائج انتشار الضوء في خطوط مستقيمة، فلنقم بالتجربة التالية: وهي تسليط الضوء لمصدر نقطي على كرة مضرب (تنس)، وسنستخدم لمبة مصباح صغير لعدم وجود مصدر نقطي تام للضوء حيث يسمح دقة وصغر الشعاع الصادر منها باعتبارها مصدرا نقطيا للضوء.

 

 ولن نرى اللمبة إذا وقفنا خلف الكرة بالمنطقة التي لا يصل إليها الضوء الصادر من اللمبة، ويطلق على هذه المنطقة منطقة الظل أو الظل الخاص (الحقيقي) حيث تمنع الكرة الضوء من الوصول ونرى على المسطح الذي ينعكس عليه الظل منطقة مظلمة يطلق عليها الظل الساقط (لسقوطه على السطح), ونستطيع أن نحدد منطقة بين الكرة والسطح لا تخترقها الأشعة الضوئية الصادرة عن اللمبة، ونتيجة للشكل الدائري للكرة في هذه الحالة يتخذ حجم هذا الحيز شكلا خاصا وهو : مخروط ظلي؛ فإذا استبدلنا الكرة بجسم آخر ذي هيئة مختلفة سيتخذ حجم الظل شكلا مختلفا هو الآخر.

أما إذا كان مصدر الضوء مصدرا ممتدا، وهو الحال في أغلب الأوقات (كالشمس والمصابيح ...إلخ) فسيظهر على السطح منطقة حدية بين المنطقة المضاءة والمنطقة الواقعة بالظل وهي منطقة شبه الظل، ولا تستطيع العين تمييز الخط الفاصل بين منطقتي الظل وشبه الظل، وإذا وقفنا بمنطقة شبه الظل ونظرنا في اتجاه مصدر الضوء سنرى جزءا من المصدر الممتد (قوموا بعمل التجربة !). 

 

 

 

 ويكفي لتمثيل منطقتي الظل وشبه الظل تمثيلا بيانيا مد خطا مستقيما مارا بطرفي اللمبة ونقاط الجسم (أنظر الشكل)، ولن يصل أى مستقيم خارج من نقطة باللمبة إلى منطقة الظل يحث يقع الجسم بين المصدر ومنطقة الظل، وبنفس الطريقة لن تتمكنوا من رؤية جسم مسلط عليه الضوء إلا في حالة وجود مستقيم خارج من هذا الجسم، ويصل مباشرة إليكم دون وجود عائق في طريقه : فإذا جلستم بأسفل الطاولة لن تتمكنوا من رؤية الأجسام الموضوعة بأعلاها، وفي المقابل تصل بعض الأشعة المنبعثة من المصدر إلى منطقة شبه الظل ولن تتمكن العين (المستقبلة للضوء) من رؤية المصدر إذا وجدت بمنطقة مخروط الظل.


ولنستبدل اللمبة المستخدمة في تلك التجربة بالشمس، وكرة المضرب بالأرض، ولنضف عنصرا جديدا وهو القمر، فستتكون الظاهرة الشهيرة : كسوف الشمس (أو خسوف القمر) إذا دخلت الشمس بالمنطقة المخروطية لظل القمر (أو دخل القمر بالمنطقة المخروطية لظل الشمس).


ونستطيع الاستدلال على موقع مصدر الضوء تبعا لحجم واتجاه الظل، فيرشد ظل المزولة الشمسية عن المسار المنتظم الذي تسلكه الشمس بهذه الطريقة، وبناءا على هذا المفهوم تم صنع الساعات الشمسية.


موجز الوحدة
آخر تعديل : ٠١/١٢/٢٠٠٤
© اكتشف بنفسك ٢٠١٧