علم البصريات

تعريف علم البصريات

البصريات هي فرع من فروع الفيزياء التي تتعامل مع تحديد سلوك وخصائص الضوء وتفاعلاته مع المادة وكذلك مع الأدوات المستخدمة في اكتشافه، كما يستخدم علم البصريات، بطريقة بسيطة، لوصف سلوك الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية ، كما أدت دراسة البصريات إلى تطوير أجهزة مثل النظارات والعدسات اللاصقة والتلسكوبات والمجاهر والكاميرات والمناظير والليزر والألياف الضوئية وغيرها.

فروع علم البصريات

ينقسم علم البصريات إلى قسمين رئيسيين هما:

البصريات الهندسية

من التجارب اليومية مع الضوء، تم الوصول إلى أن الضوء ينتقل في الغالب في خطوط مستقيمة، وخلال الفترة السابقة، استخدم باحثو البصريات الهندسة لنمذجة هذا السلوك للضوء، إذ تم افتراض أن الضوء ينتقل مع الأشعة، وهذه المقاطع الخطية تكون مستقيمة في مساحة خالية، ولكنها قد تغير اتجاهها مع اصطدامه بشيء ما، وقد تم الوصول إلى قانونان لوصف ذلك، قانون الانعكاس وقانون الانكسار، وهما مرتبطان، ومن هذه القوانين، يمكن تحديد سلوك الأجهزة البصرية مثل التلسكوبات والمجاهر.

البصريات الفيزيائية

إذا تم النظر مرة أخرى إلى شعاع الضوء، فقد يتم اكتشاف جانب آخر من البصريات، تُظهر التجارب وجود بقعة مضيئة مركزية صغيرة جدًا تحيط بها حلقات، ولكن لا يمكن تفسير هذه الحلقات باستخدام البصريات الهندسية وحدها، وبالتالي ظهرت طبيعة موجة الضوء، إذ أن البصريات الفيزيائية هي دراسة الخصائص الموجية للضوء، والتي يمكن تصنيفها في ثلاث فئات وهي التداخل والحيود والاستقطاب.

تطبيقات علم البصريات

فيما يلي أهم التطبيقات التي يدخل بها علم البصريات:

الطب

تستخدم المعدات الطبية البصريات والضوئيات بكثير من الطرق، حيث تستخدم النظارات والعدسات اللاصقة والعدسات داخل العين وجراحة الليزك البصريات والضوئيات لتصحيح الرؤية، كما تدخل البصريات في معدات طب العيون، مثل التصوير المقطعي للتماسك البصري (OCT) في تشخيص الجلوكوما وأمراض العيون الأخرى في مراحلها الأولى، وتتوسع استخدامات الابصريات لاستخدامها في أمراض القلب وغيرها من المجالات، أيضًا تعتمد أجهزة التصوير الشعاعي للثدي والتصوير المقطعي المحوسب، وكذلك أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي والتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني على البصريات.

التصنيع

تدخل البصريات في الأدوات الآلية القائمة على الليزر ورؤية الآلة، وفي تصنيع وتمييز وفحص كل شيء من السيارات وخطوط الأنابيب إلى رقائق أشباه الموصلات في الهواتف المحمولة، ويستمر المجال في التقدم، مع طاقة أعلى ونبضات ليزر أقصر، وفهم أكبر للمواد الجديدة، مثل استخدام أدوات ومواد الطباعة الدقيقة بالأشعة السينية اللينة الجديدة لتصميم أدق التفاصيل على الرقائق الإلكترونية لاستخدامها في الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر.

الاستخدامات الأمنية والدفاعية

تدخل تطبيقا البصريات التي يتم نشرها حاليًا في مجال منع وكشف الهجمات الإرهابية الكيميائية والبيولوجية والإشعاعية والنووية والتقليدية، فضلاً عن علاج الضحايا، إذ تعد المستشعرات القائمة على البصريات مفتاحًا للاستخبارات والمراقبة والاستطلاع، وكان التقدم في تكنولوجيا الليزر أمرًا بالغ الأهمية للدخول في المجالات العسكرية.

الطاقة الشمسية والحفاظ على الطاقة

أصبحت الخلايا والوحدات الشمسية الآن قادرة على المنافسة كمصادر للطاقة بسبب عقود من التقدم في البصريات والضوئيات التي تتداخل مع فيزياء الحالة الصلبة والعلوم الحرارية والمواد والكيمياء، أيضًا ستكون الطاقة الشمسية مصدرًا مهمًا للطاقة البديلة لمعالجة استقلالية الطاقة وتغير المناخ، ويرافق ذلك التسويق التجاري السريع لاستخدام الإضاءة القائمة على تكنولوجيا الـ LED والتي تساعد في الحفاظ على استهلاك الطاقة.

الاتصالات

تجعل شبكات اتصالات الألياف الضوئية الإنترنت ميسور التكلفة، حيث يمكن الوصول إليه في جميع أنحاء العالم، إذ تعمل الألياف الضوئية والمكونات والمعدات البصرية على إتاحة توصيل مقاطع الفيديو والصور والبيانات إلى جميع المجالات في العمل والمنزل، كما تدخل الألياف البصرية في الأبراج التي تتصل بهواتفنا المحمولة، أيضًا يستمر هذا المجال في التقدم إلى معدلات بيانات أعلى وتأخير أقل في نقل البيانات للحصول على المزيد من القدرات في أنظمة الاتصالات، مثل الشبكات اللاسلكية الناشئة 5G.

الاستكشاف العلمي

تتيح البصريات والضوئيات الاستكشاف العلمي سواء على نطاق صغير جدًا من الجسيمات دون الذرية أو على نطاق الكون، إذ تقوم أشعة الليزر الضخمة بتفجير الأهداف بطاقة هائلة لاستكشاف فيزياء الجسيمات والقوى دون الذرية، بالطريقة التي فعلتها المصادمات الفائقة حتى الآن، إذ أن معظم ما تم رصده في الكون تم الوصول إليه فقط من خلال البصريات، أولاً من الأطوال الموجية المرئية التي رصدها غاليليو وأيضًا الأطوال الموجية من الأشعة السينية إلى الأشعة تحت الحمراء وموجات الراديو وحتى موجات الجاذبية المكتشفة بالضوء.

2023-12-174تعليم

مزيد من المشاركات

كيفية إزالة ألوان الأكريليك من الملابس

كيفية إزالة ألوان الأكريليك من الملابس نستخدم ألوان الأكريليك بشكل كبير وفي العديد من المشاريع؛ مثل الرسم والديكور حول المنزل، وفي العديد من أنواع الحرف المختلفة، ولكن إذا انسكبت هذه الألوان على ملابسك قد تتسبب في تلطيخها، لا تقلق معظم الانسكابات يسهل إزالتها إلى حدٍّ ما؛ فقط إذا اتخذت إجراءً سريعاً، وإليكَ بعض هذه الإجراءات. إزالة ألوان الأكريليك عند انسكابها مباشرة بمجرد أن ترى بقعة من ألوان الأكريليك على ملابسك قم بإزالتها على الفور، ويجب إزالة الألوان مباشرةَ قبل أن تجف، وأفضل طريقة لإزالة

وسائل الاقتصاد في استعمال الماء

الماء يتكون الماء من ذرة أكسجين وذرتين من الهيدروجين ، تربطهما علاقة تساهُمية قوية مُكوِنة جُزيء واحد ثنائي القُطب، فالماء مُركب كيميائي يحتوي على مليارات الجُزيئات المرتبطة ببعضها البعض بواسطة روابط هيدروجينية، ويُعد الماء مادة لا لون لها، ولا طعم، ولا رائحة، وتوجد المياه في جميع بِقاع الأرض، ولها ثلاث حالات، إما صلبة أو سائلة أو غازية. تَعتمد حالات الماء الثلاث على درجة الحرارة، فتكون سائلة كما في الأنهار والبحار والمحيطات، وصلبة مثل الجليد الموجود في القطبين الجنوبي والشمالي، وغازية أو ما

كيف أتعلم قيادة السيارة بسهولة

قوانين القيادة على الطرق من المهم لكل سائق مُبتدئ أن يكون على علم ودراية تامّة بالقوانين الّتي تحكم القيادة على الطّرق، ذلك لما يترتب عليها من فائدة عظيمة متمثّلة بتسهيل عملية القيادة على السّائق من خلال تقديم الإرشادات والتّوجيهات والتحذيرات الّتي يحتاجها، والّتي تدلّه على حالة الطّريق وما يتبعها من ظروف تحكم قيادته، كالظّروف الجويّة وحالة الطّرق الّتي تحكم سرعة القيادة ، إلى جانب وجود المُشاة أو الأعمال على الطّرق، وغير ذلك. الاستعداد للقيادة تتطلّب عمليّة الاستعداد للقيادة أن يتم تفقّد

طريقة صلاة العصر

كيفيّة أداء صلاة العصر ورد عن النبيّ -عليه الصلاة والسلام- انه كان يبدأ صلاته بالوضوء مع الإحسان فيه، ثُمّ يستقبل القبلة، ويكبّر تكبيرة الإحرام، ثُمّ يقرأ بسورة الفاتحة، ويقرأ بعدها بما تيسّر له من القُرآن، ثُمّ يركع حتى يطمئن فيه، بقدر تسبيحةٍ واحدةٍ أو ثلاثُ تسبيحاتٍ، ثُم يرفع من ركوعه قائماً، ويعتدل، ويطمئن فيه مع نَصْب ظَهْره، ثُمّ يسجد مرّتين، مع الاطمئنان فيهما بقدر تسبيحةٍ أو ثلاث تسبيحاتٍ. ثمّ يؤدّي الرّكعة الثانية كالأولى، ثمّ يجلس للتشهّد، ثمّ ينهض قائماً لأداء الركعتَين الثالثة

أقوال عن الأب

الأب هو القدوّة، والصديق، والحبيب، وهو الّذي يضحّي لأجل سعادة وراحة أبنائه دون مقابل، ونعمة الأب لا تقدر بثمن، فلا شيء يعوّض عن وجوده، لذا نقدم لكم أجمل الأقوال التي كُتبت عن الأب في هذا المقال. أقوال عن الأب قطع وعداً بأنّ كل شيء سيكون على ما يرام، كنت وقتها ما أزال طفلاً، ولكنّني علمت بأن كل شيء لن يكون على ما يرام، هذا الأمر لم يجعل أبي كاذباً، ولكنه جعله والدي. منحني والدي أعظم هدية يمكن لأي شخص أن يعطيها لشخص آخر؛ كان يؤمن بي. عندما كنت طفلاً، كانت جميع المشاكل تنتهي بكلمة واحدة من والدي،

كيف تقص المرأة شعرها في العمرة

قص المرأة شعرها للتحلل قص الشعر أو التقصير من واجبات العمرة ، فيجوز للرجل القص من شعره أو حلقه بالكامل، أمّا عن المرأة فقد نهى النبي عليه الصلاة والسلام عن حلق الشعر بل أوجب عليها تقصيره بالكامل لقوله: (ليس على النساءِ حلْقٌ، وإِنَّما على النساءِ التقصيرُ). لذا يجب عليها أن تجمع كامل شعرها، وتقص منه مقدار أنملة أو أكثر؛ سواءً كان الشعر طويلاً أو قصيراً، والأنملة تعني مفصل الإصبع؛ بمعنى أنّها تقص ما يقارب سنتيمترين تقريباً، وإذا كان لها ظفائر أخذت قليلاً من كل واحدة على حدة. ويجوز لها أن تزيد

زيادة الإنتاج

الإنتاج أصبحت قضية الإنتاج أو كما في الإنجليزية (Production) واحدة من الموضوعات التي تحدد نجاح أو فشل المنظمات الإنتاجية السلعية والخدماتية، لذا مُنح هذا الموضوع الأهمية القصوى من المنظمات المختلفة التي تسعى إلى تحقيق الأرباح، وتعظيم المنافع المادية، والتوسع، والتقدم، واكتساب الميزات التنافسية في الأسواق التي تعمل في الميدان نفسه، وخاصة في ظل تعدد وتنوع أهداف هذه المنظمات التي تسعى إلى كسب أكبر قدر ممكن من الزبائن، علماً أنها لم تعد قادرة على النمو والبقاء والاستمرار دون تمتعها بأبعاد إنتاجية

طريقة عجينة لقيمات هشة

اللقيمات تعتبر اللقيمات من الحلويات المشهورة في البلاد العربية، وهي من الحلويات المحببة للناس في شهر رمضان الفضيل، تختلف في مكوّناتها وطريقة تقديمها حسب البلد، ولها أسماء مختلفة وهي اللقيمات، والعوامة، ولقمة القاضي. العوامة أو اللقيمات مدّة التحضير 20 دقيقة مدّة الطهي 20 دقيقة مدّة التخمير 120 دقيقة تكفي لـ 6 أشخاص المكوّنات: كوبان من الدقيق. ربع ملعقة صغيرة ملح. ملعقة كبيرة نشا . ملعقة صغيرة خميرة فورية ناعمة. ملعقة صغيرة سكر. ملعقة صغيرة فانيلا سائلة. كوب وربع الماء. زيت القلي. مكوّنات القطر