سرعة الضوء وقياسها - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

يتعين على مصممي أنظمة الإنارة معرفة كيف يستخدم الضوء. فإذا كان المطلوب هو الحصول على إضاءة منتظمة لتجنب المساحات المظلمة فإن التصميم المناسب هو توزيع مصادر الإضاءة على المساحة المطلوب إنارتها بحيث تكون المسافات بينها متساوية، كما هو معمول به في إنارة غرفة الصف. ولأن بعض مصادر الإضاءة لا تولد فعلياً ضوءاً موزّعاً بالتساوي فإن المهندسين يصممون مصادر ضوئية خاصة؛ وذلك للتحكم في توزيع الإضاءة وانتشارها، فمثلاً يتقدّمون أنظمة إنارة موزعة بانتظام على مساحات كبيرة. وقد بذلت جهود كبيرة في هذا المجال، وخصوصاً للمصابيح الأمامية في السيارات.--- SECTION: سرعة الضوء --- سرعة الضوء The Speed of Lightيتطلب انتقال الضوء من المصدر إلى الجسم المراد إضاءته أن يقطع الضوء مسافة معينة. فإذا استطعت قياس هذه المسافة والزمن الذي يستغرقه الضوء لقطعها فإنه يمكنك قياس السرعة، وذلك اعتمادًا على الميكانيكا الكلاسيكية. كان معظم الناس قبل القرن السابع عشر يعتقدون أن الضوء ينتقل لحظيًا، وكان العالم جاليليو أول من افترض أن للضوء سرعة محددة، فاقترح طريقة لقياس سرعته مستخدمًا مفهومي المسافة والزمن. وعلى الرغم من أن طريقته كانت غير دقيقة بالقدر الكافي إلا أنه استنتج أن سرعة الضوء كبيرة جدًا، مما يحول دون قياسها عبر مسافة عدة كيلومترات.كان الفلكي الدنماركي أولي رومر أول من أكد أن الضوء ينتقل بسرعة يمكن قياسها. حيث أجرى رومر 70 قياسًا بين عامي 1668 و 1674، حول الزمن الدوري للقمر Io، أحد أقمار كوكب المشتري، والذي يساوي 1.8 day. فرصد الأزمنة عندما كان القمر Io يخرج من منطقة ظل المشتري كما في الشكل 8-4. وقد أجرى قياساته بوصفها جزءًا من مشروع كان يهدف إلى تحسين الخرائط، وذلك بحساب خطوط الطول لبعض المواقع على سطح الأرض. وكان هذا مثالاً مبكرًا على أهمية التقنية المتطورة في دفع عجلة التقدم العلمي.--- SECTION: الشكل 8-4 --- قاس رومر الفترة الزمنية بين خسوفين من اللحظة التي يبرز فيها القمر Io من منطقة ظل المشتري. وخلال عدد من خسوفات القمر المتعاقبة وجد أن الزمن الدوري يصبح أكبر أو أصغر بصورة متزايدة اعتمادًا على حركة الأرض فيما إذا كانت مقتربة (من الموقع 3 إلى الموقع 1) أو مبتعدة (من الموقع 1 إلى الموقع 3) من المشتري. (التوضيح ليس بمقياس رسم)2025 - 1447 119--- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: Untitled Description: A diagram illustrating Jupiter (المشتري), its moon Io, and the shadow (الظل) cast by Jupiter. Io is shown orbiting Jupiter, with a velocity vector V_Io. This setup is used to explain the eclipses of Io as it enters and exits Jupiter's shadow. Key Values: Io, المشتري, الظل, V_Io Context: This diagram visually represents the phenomenon described in the text regarding Rømer's observations of Io's eclipses, which were used to estimate the speed of light.**DIAGRAM**: الشكل 8-4 Description: A diagram illustrating Earth's (الأرض) orbit around the Sun (الشمس) at four distinct positions (1, 2, 3, 4). Arrows indicate the direction of Earth's revolution. This diagram shows how Earth's position relative to Jupiter changes, affecting the distance light from Io's eclipses must travel to reach Earth. Key Values: الشمس, الأرض, 1, 2, 3, 4 Context: This diagram, along with the Io eclipse diagram, explains Rømer's method. It shows how the Earth's movement towards or away from Jupiter (positions 1 to 3 or 3 to 1) causes variations in the observed timing of Io's eclipses, which Rømer used to calculate the speed of light.