لون النار؟
22/09/2002
تاريخ
Nathalie Brière
سؤال من
لماذا تتكون النار من عدة ألوان؟
26/09/2002
تاريخ
تتحكم في النار عدة ظواهر مختلفة. فموقد اللهب يحدث به تفاعل كيميائي طارد للحرارة، يثير هذا التفاعل الإلكترونات الموجودة في الجزيئات المتكونة، بعد ذلك عند عودة تلك الإلكترونات للاستقرار فإنها تبعث الضوء. قد تكون الألوان واضحة وصارخة إذا ما أضفنا بعض العناصر للنار كالمعادن القلوية مثل الصوديوم الأصفر والكالسيوم الأحمر، والمعادن القلوية الترابية كالباريوم الأخضر. ويتم استغلال تلك الخواص بكثرة في الألعاب النارية، وكذلك يمكننا القيام ببعض التجارب الجيدة باستخدام موقد بنزن أو باستخدام رذاذة (رشاشة المحاليل الملحية ) المحاليل الملحية. ولكن تعد النار التي تنتج من حرق الخشب، هي الأسهل لتناولها الآن حيث تتدرج ألوانها من الأحمر الغامق إلى ما يمكننا وصفه باللون الأبيض، ولكن يوجد العديد من درجات من اللون الأبيض. وهذا يعد من متناقضات علم الفيزياء حيث أن تعريف االلون الأبيض في حالة الطيف المضيء، يقوم على إشعاع ما يقال عنه جسم أسود، والجسم الأسود هنا يمتص جميع الأضواء المنعكسة. ولكي يحتفظ بتوازنه الديناحراري، يبعث هذا الجسم باشعاع لطيف ما محدد، وخواص الطيف هنا لا تتغير بتغير الجسم، أي أنه يعتمد فقط على حرارة الجسم الذي ينبعث منه وهو ما يسمى بإشعاع الجسم الأسود. وهي تعد من أجمل وأعظم الثورات العلمية التي حدثت في أواخر القرن التاسع عشر وبداية القرن العشرين، حيث قام العالم بلانك باصدار معادلات باصدار معادلات رياضية تصف إشعاع الجسم الأسود وذلك بفضل نظرية الكمات الكميات والمعدلات التي يجب أن تؤدي إلى تطوير النظرية الكمية. ولتلخيص كل هذ، يشع الجسم الأسود إشعاعات بجميع الترددات، ولكن قوة انتشار الإشعاع تكون أكبر والتردد يبلغ ذروته حين يكون الجسم ساخناً. ولايمكن لأي جسم مهما كان متوهجاً أن يشع أكثر من الجسم الأسود، ففي درجة الحرارة العادية لا يبعث الجسم الأسود إلا بالأشعة تحت الحمراء طويلة المدى وهي لا ترى بالعين المجردة حتى في الظلام الدامس. يظهر اللون الأحمر الغامق في الظلام عند درجة حرارة تقريبا 30، وهي الدرجة التي تنبعث من سيجارة لا تدخن. عندما تدخن السيجارة ترتفع الحرارة إلى 300 درجة مئوية، وترتفع كثافة الانتشار كذلك، ويتحول اللون من الأحمر إلى الأصفر وقد يراه البعض أبيضاً [مع العلم بأن التدخين ضار جدا بالصحة]. يعد الإشعاع الشمسي، هو اشعاع جسم مضيء عند درجة حرارة 6000 درجة مئوية تقريبا، وهو إشعاع كثيف جدا ولكنه يميل كثيرا إلى الإنبعاث في موجات قصيرة المدى ويصل انتشاره إلى أقصاه عند الأصفر وليس ذلك على سبيل الصدفة أن يكون هذا اللون هو أقصى ما تستقبله حساسية العين وقدرتها على التعرف على الألوان. ولكن هناك العديد من النجوم التي ترتفع حرارتها لأكثر من ذلك فنراها زرقاء وذلك خاصة إذا ما كانت تقع بالقرب من نجم آخر بارد نسبيا . وهذا تناقض آخر نجده في علم الفيزياء، فنجد أن النجوم الباردة حمراء و النجوم الساخنة زرقاء، في حين إننا نعتبر دائما أن الأحمر والبرتقالي ألوان مصادر الحرارة لدينا، أما الأزرق وفوق البنفسجي يعدان من الألوان الباردة وذلك لأننا نحصل عليهما من مصادر غير حرارية ولكن تعد النجوم الساخنة من أقوى الأجسام الباعثة للضوء الأزرق وفوق البنفسجى. فشمسنا على سبيل المثال تبعث الكثير من الإشعاع الأزرق وفوق البنفسجي، ولكن من حسن الحظ، أن غلافنا الجوي يمتص تلك الإشعاعات، فحين ترى مشهداً كاملاً لانعكاس أشعة الشمس على زجاج ما، فإنك لا ترى سوى 8% من الإشعاع الذي تعكسه الشمس على الأرض. فلكي تتخيل حرارة الشمس، يجب أن تتخيل فرناً يذيب جسم ما. أما عن النار التي تنتج عن حرق الخشب تختلف وتتعدد درجات الحرارة، فتتدرج الألوان من الأحمر إلى الأصفر وتختلف الكثافة وفقا للألوان. ففي ضوء الشعلة تتوهج ذرات التراب الدقيقة التي ترتفع حراراتها ويمكنك إيجاد نفس درجات الألوان عند ثورة بركان في هاواي، أي أن الحمم السائلة نسبيا والتي تختلف بها درجات الحرارة، تكون مثلها مثل النار التي تنتج من احتراق الخشب، فمثلا يصنع ضوء الشمعة لكي يصدر أكبر قدر من ذرات التراب الكربونية التي تشع بتوهج، ولكن يجب أن نأخذ في الاعتبار أن ضوء الشمعة وكذلك النار الناتجة من احتراق الخشب لا يعدا كلية من الأجسام السوداء وبالتالي لاتنطبق تماما على اشعاعهم قوانين بلانك، وشكرا على طرحك هذا السؤال.،
لون النار؟
26/09/2002
تاريخ
يعد ضوء الشعلة من الظواهر المعقدة، فهي نتاج تفاعل كيميائي غير متجانس بين كاشفين [حارق ومحترق]، حيت تختلف الحرارة والمكونات الكيميائية المتداخلة من مكان إلى أخر، لذلك فإن الشعلة تكون من وقت لآخر غير مستقررة. ففي مكان ما بالشعلة يتسبب التفاعل الكيميائي في خلق مكون به جزيئات بها جزيئات أو مجمع للذرات مما يؤدي إلى إنتشار الضوء. فطول الموجة وإنتشار الضوء يعتمدا على درجة الحرارة.