بسم الله الرحمن الرحيم الـ physical optics هو علم
بَعني بدراسة أو بيعني بدراسة الخصائص الفيزيائية
للضوء وبعض الظواهر الفيزيائية المرتبطة بالضوء
وأيضا أثر الضوء على بعض الأنسجة الحيوية زي العين
مثال يعني ما أثر ضوء الليزر على شبكة العين وما إلى
ذلك طبعا هنبدأ بِنتعرف على مصدر نشوء الضوء يعني طبعا
في مصادر كثيرة لنشوء الضوء ولكن احنا بدنا المصدر
الرئيسي في حياتنا واللي هو الشمس is an origin of
visible light مصدر الضوء source المصدر in general
clinical optics concerns the focusing or
processing of visible light البصريات الطبية حقيقة
بتعنى بدراسة يعني تركيز الضوء أن ينعّمه focus و أن
ييجي هذا الـ focus مثلا على الشبكية و تكون الصورة
واضحة وما إلى ذلك بينما الـ physical optics مجال
دراسته هو مختلف عن ذلك of course visible light
comes primarily from the sun بشكل رئيسي من الشمس
أو الشموس أو النجوم children are taught يعني بيتم
تعليم الأطفال في مرحلة الطفولة أن الـ visible light
الضوء المرئي اللي جاي من الشمس also generates the
energy necessary for life بيمدنا بالطاقة ..
بالطاقة اللازمة للحياة الـ visible light بيتراوح
طوله الموجي بين 400 nanometer لـ 700 nanometer طبعا
هذا الـ visible light يعتبر جزء بسيط من diffraction
من الـ electromagnetic spectrum طبعا في الحياة في
شيء اسمه موجود الطيف الكهرومغناطيسي الطيف
الكهرومغناطيسي واسع جدا والضوء بشكل نوع من أنواع
الموجات الكهرومغناطيسية بشكل واحد في المية فقط من
كل الطيف الكهرومغناطيسي يعني احنا الطيف
الكهرومغناطيسي اللي الضوء المرئي اللي بنشوفه
بعيننا بشكل منه واحد في المية يعني الـ 99% من الطيف
الكهرومغناطيسي مش مرئي إلينا .. مش مرئي إلينا طبعا
الطيف الكهرومغناطيسي بيمتد من أقصر أطوال موجية
اللي هي أطوال موجات الـ ionizing radiation الشعة
المؤينة اللي هي طولها الموجي 1 في 10 أس سالب 7 من
الـ nanometer اللي هي الموجات الأقصر اللي هي
بيسموها موجات الجامّا أو أشعة جامّا أو أشعة جامّا
طبعا عشان نتخيل الـ nanometer الـ nanometer أصغر
بكثير من الـ micrometer و الـ micrometer أصغر بكثير
من الـ millimeter طبعا الـ micrometer جزء من ألف جزء
من الميلي و الـ millimeter لو شفناها على المسطرة
شيء بسيط جدا لا يكاد يذكر طبعا الموجات الجمّى اللي
هي تعتبر من ضمن الـ ionizing radiation الأشعة
المؤينة تعتبر واحد على عشر مليون .. واحد على عشر
مليون من الـ nanometer .. من الـ nanometer فذلك يعني
يعني متناهية جدا جدا جدا في الصغر طبعا هنا بداية
الطيف الكهرومغناطيسي اللي هو من الموجات الأقصر
وامتدادا للموجات الأطول اللي هي طبعا موجات الـ radio
الـ longest radio waves اللي بتكون طولها الموجي
تقريبا 1 في 10 أس 15 من الـ nanometer يعني الموجة
الواحدة ممكن يكون طولها kilometer كامل kilometer
كامل طبعا ممكن إنسان يقول كيف ينشأ الضوء من الشمس؟
أو إيش الشيء أو التفاعلات اللي بتأدي لنشوء الضوء
من الشمس طبعا العملية بتبدأ في باطن الشمس أو في
قلب الشمس في بؤرة الشمس وطبعا هذه عملية شيقة جدا
ليش؟ لأن الـ visible light does not start out as
such in the core of the sun لا يبدأ بدوق مرئي .. لا
يبدأ بدوق مرئي وإنما يبدأ بموجات طاقتها عالية جدا
تعتبر موجات قصيرة اللي هي موجات الجمّى وبتتحول
لضوء في القصة اللي هنحكيها بعد قليل عشان قبل ما
نحكي قصة نشوء الضوء .. قبل ما نحكي قصة نشوء الضوء
حب العلماء إنهم يقارنوا بين أحجام الموجات الأطوال
الموجية المختلفة لكل الطيف الكهرومغناطيسي الطيف
الكهرومغناطيسي ببدأ من أقصر موجات كهرومغناطيسية
اللي هي موجات الـ gamma rays الـ gamma rays لو طلعنا
للعرض بيكون أفضل الـ gamma rays امتدادا لأطول موجات
اللي هي موجات الـ radio waves الـ radio waves طبعا
الـ gamma rays الأطول منها موجات الـ X-ray الأطول من
الـ X-ray اللي هي الـ ultraviolet الـ ultraviolet
اللي هي الأشعة فوق البنفسجية الأطول من الـ
ultraviolet هو الـ visible light اللي هو بشكل هذه
الخانة يعني بيمتد من أربعمائة نانو متر لسبعمية نانو
متر يعني هذا بشكل تقريبا واحد في المية يعني من كل
الطيف الكهرومغناطيسي يعني هذه الموجات في عند
الأطوال الموجية في الخانة هاي في الخانة هاي في هذه
الجزء ع جبال هذه المستطيل عيننا حساسة إليها ما هو
أقصر منها وما هو أطول منها عيننا غير حساسة لها
إطلاقا إذا الـ visible light بشكل 1% طبعا الأطول من
الـ visible light موجات الـ infrared الأشعة تحت
الحمراء أطول من موجات الأشعة تحت الحمراء بس مش
مذكورة هنا اللي موجات الـ microwave ثم موجات الـ
radio wave إذا لو حبينا طبعا العلماء حابوا يقارنوا
لو قارنت موجة واحدة من الـ gamma rays مع موجة واحدة
من الـ radio waves في طول .. في طول الموجة ساعتها
هذا بيشبه كإني بقارن .. كإني بقارن نواة ذرة ..
نواة ذرة مش ذرة .. نواة ذرة مع جبل طيب لو حبيت
أقارن .. أقارن موجة من موجات الضوء الموجي .. الضوء
المرئي عفوا موجة واحدة أقارن طولها بطول موجة الـ
radio wave هذا بيشبه كإني بقارن بكتيريا .. خلية
بكتيريا واحدة مع جبل طيب لو حبيت أقارن مثلا أشعة
الـ infrared .. أشعة الـ infrared اللي هي الأشعة تحت
الحمراء .. تحت الحمراء مع .. موجات الـ radio wave
كإني أنا بقارن سن قلم رصاص مع جبل فبالتالي هذه
المقارنات بس لتوضيح جديش أنه في فرق في الأطوال
الموجية بين الأقصر لأطول منه للأطول منه وصولا
للأطول اللي هي موجات الـ radio .. اللي هي موجات
الراديو، الآن نيجي لقصة نشوء الضوء .. نشوء الضوء،
طبعا نشوء الضوء ينشأ الضوء في باطن الشمس، في قلب
الشمس وينشأ الضوء بشكل غير مرئي بالأساس، بشكل
موجات كهرومغناطيسية كهرومغناطيسية طاقتها هائلة جدا
جدا جدا بشكل أشعة جامّا ثم يخترق .. تخترق أشعة
جامّا باتجاه سطح الشمس أثناء اختراقها بتفقد جزء
كبير من طاقتها ومعروف في قاعدة فيزيائية عند
العلماء الموجات الكهرومغناطيسية كلما فقدت جزء من
طاقتها بيبدأ الطول الموجي بتاعها يطول وبتبدأ تظهر
اللي هو الموجات الأطول يعني الـ gamma ray بتبدأ
تطول تتحول للـ X-ray بتطول أكثر، بتتحول للـ
ultraviolet، بتطول أكثر، بيبدأ يظهر الـ visible
light، الـ .. الـ infrared، الـ microwave و الـ radio
waves، إذا وصولا لسطح الشمس، انطلاقا من قلب الشمس
و وصولا لسطح الشمس، لغاية ما نصل لسطح الشمس، بنبدأ
احنا يظهر عندي الضوء المرئي الآن في إنسان ممكن يعني
يطلع على هذه الصورة ويختخيل أنه باطن الشمس مضيق
كما تبين الصورة باطن الشمس معتم للغاية .. معتم
للغاية وهنذكر ليش معتم للغاية بعد قليل طيب إيش
السبب في انطلاق طاقة هائلة جدا من .. من باطن الشمس
أو من قلب الشمس القصة بتبدأ بحقيقة أنه الشمس كانجم
تعتبر ضخمة جدا جدا بالنسبة لحجم الأرض تقريبا الشمس
حجمها مليون مرة جد حجم الأرض هذه المادة الكثيفة
للشمس .. لطبقات الشمس بتضغط على قلب الشمس بفعل
الوزن فبتتولد حرارة هائلة جدا إذا الضغط الكثيف
لمادة الشمس و لطبقات الشمس على قلب الشمس بيولد
حرارة هائلة جدا تصل هذه الحرارة .. تصل هذه الحرارة
إلى 16 مليون Kelvin ممكن إنسان يسأل إيش الـ Kelvin
هذا؟ الـ Kelvin هذا .. وحدة لقياس درجة الحرارة بس
بنبدأ فيها مش من الصفر بنبدأ من minus 273 يعني الـ
16 مليون Kelvin لما بدنا نحولهم لدرجة مئوية بس
بدنا نخص منهم 273 درجة مئوية يعني و كإني بقول
حرارة باطن الشمس تساوي 16 مليون درجة مئوية إلا 273
و هذه حرارة هائلة جدا جدا جدا الدرجة انه يمكن اعتبار
باطن الشمس أو قلب الشمس the core of the sun ممكن
اعتباره فرن ذري، فرن للتفاعلات الذرية والاندماج
النووي طبعا تحت تأثير هذه الحرارة الهائلة تحت
تأثير هذه الحرارة الهائلة بيتندمج بروتونات
الهيدروجين اللي هي أنوية الهيدروجين كل نواتين
بيندمجوا مع بعضهم البعض وبالتالي بيكونوا نوات
الهيليوم هذا التفاعل الاندماجي هذا التفاعل
الاندماجي بتنطلق منه طاقة هائلة جدا بشكل موجات
كهرومغناطيسية قصيرة للغاية هي موجات الجامّا ريز طب
ممكن إنسان يسأل في الثانية الواحدة جديش جديش بيفقد
من كتلة الشمس بشكل طاقة أو بشكل موجات كهرومغناطيسية
اللي هي الجمر كل ثانية بتفقد الشمس من كتلتها ما
مقداره أربعة مليون طن يعني لما بنقول واحد و بنسكت
في هذه .. في لحظة ما لفظنا كلمة واحد الشمس فقدت من
كتلتها أربعة مليون طن وين راحوا هدولة الأربعة
مليون طن من كتلة الشمس هدولة اتحولوا لطاقة عالية
جدا جدا بشكل موجات كهرومغناطيسية هي الـ gamma rays هي الـ
gamma rays الآن السؤال هل الـ gamma rays بيراه
الإنسان الجواب ببساطة شديدة لا لأنها لا تعتبر
visible light ليست ضمن نطاق الـ visible light وإنما
هي أقصر في طولها الموجي بكثير من الـ visible light لو
اتخيلنا جدلا أن إنسان لبسنا بدلة معينة واقع تحميه من
حرارة 16 مليون درجة وهذه طبعا مستحيل ولكن بنفرض
جدلا هذه القضية ووضعناه أنزلناه في داخل الشمس في
قلب الشمس ماذا سيرى؟ سيرى عتمة كاملة وظلام دامس،
ليش؟ لأن عينه غير حساسة للجامّا ريز اللي بتنطلق من
قلب الشمس، عينه لا ترى الـ .. الـ .. الـ .. هذه
الموجات وبالتالي الإنسان يعتبر الإنسان يعتبر أعمى
للموجات الكهرومغناطيسية اللي عينه بتقدرش تشوفها،
يعني هيعتبر نفسه أو هو مش هيشوف ولا حاجة، بتاعة و
كأنه في ظلام دامس تماما، في ظلام دامس تماما، الآن
في نقطة بنوصل لها، إن طالما الشمس كل ثانية بتفقد
أربعة مليون طن من المادة أو من كتلتها بشكل طاقة،
إذا كل ثانية بنفقد أربع مليون، هيأتي يوم من الأيام
أو هيأتي وقت من الأوقات أن الشمس يعني تنتهي كنجم
.. تنتهي كنجم وهذا مصداق لقول الله سبحانه وتعالى
والشمس تجري لمستقر لها ذلك تقدير العزيز العليم طيب
الآن هذه الجامّات تصعد وتختارق مادة الشمس الكثيفة
طبعا في جميع الاتجاهات باتجاه سطح الشمس هذه الطاقة
لما تختارق مادة الشمس الكثيفة هذه الـ gamma rays
لما بدها تترحل يترجى أديش المسافة من قلب الشمس إلى
سطح الشمس من قلب الشمس إلى سطح الشمس في تقريبا 800
ألف كيلومتر يعني نص
infraredفبالتالي هذه القصة وصولا من قلب الشمس لسطح
الشمس، وصولا من قلب الشمس لسطح الشمس، إذا the
sun's core قلب الشمس may be considered يمكن
اعتباره a furnace، فرن in which thermonuclear
fusion takes place، يعني في .. في هذا الفرن، الفرن
الذري بتم اندماج أنوية هذا الاندماج أنوية تحت تأثير
الحرارة اندماج أنوية حراري أنويات مين؟ أنويات
الهيدروجين .. أنويات الهيدروجين here في قلب الشمس
طبعا هنا because of the crush of gravity تحت تأثير
الوزن الهائل لطبقات الشمس temperatures بتصير درجات
الحرارة close to 16 في 10 أس 6 Kelvin يعني 16
مليون Kelvinبتنتج هذه الحرارة الهائلة
طبعا و أيضا بتنطلق من هذا التفاعل عفوا طاقة بشكل
ال gamma rays طبعا the sun converts أربعة في عشرة
أس ستة طون يعني أربعة مليون طون الشمس بتتحول من
كتلتها of matter into energy every second كل ثانية
بتتحول أربعة مليون طون من كتلة الشمس لطاقة بشكل
أشعة gammaهذه الطاقة العالية
اللي طولها الموجي قصير اللي هي مقصود فيها الجامعة
ريز بتعدى أو بتمر عبر نص مليون ميل من قلب الشمس
لسطح الشمس طبعا ال نص مليون ميل هو عبارة عن تمنميت
الف كيلومتر of dense solar matter بتخترق مادة
الشمس الكثيفة before reaching the sun's surfaceقبل
ما تصل لسطح الشمس طبعا حرارة سطح الشمس 6000 Kelvin
يعني بالدرجات المئوية 6000 بدنا نخصم منها 273 درجة
بيعطيني بالدرجة المئوية طبعا حرارة سطح الشمس حامية
جدا جدا ولكن مقارنة معقلب الشمس تعتبر لا شيء يعني
لما بنقارن سطح الشمس حرارته 6000 Kelvin و قلب
الشمس 16 مليون Kelvin يعتبر سطح الشمس بارد جدا
مقارنة مع يعني باطن أو قلب الشمس .. مع قلب الشمس
during this long and slow journey هذه الرحلة اللي
بترحلها ال gamma rays من قلب الشمس لسطح الشمس هي
رحلة طويلة تمنميت الف كيلومتر و رحلة بطيئة ليش
بطيئة لإنه ال gamma rays لهذه الموجات
الكهرومغناطيسية اللي بنسميها أشعة gamma بدا تخترق
مادة الشمس الكثيفة فبتخترقها ببطء ده photons
فوتونات ال gamma ray فوتونات ال gamma ray lose
energy بتفقد الطاقة and hence وبذلكincrease in
wavelength بتبدأ تطول موجيا وهذه قاعدة بيرفوها
علماء الفيزيا طيب وصلنا لسطح الشمس مين اللي بيصل؟
بتبدأ تطول موجيا يعني معناته بيبدأ تتحول من ال
gamma rays لأنواع أخرى من الموجات الكهرومغناطيسية
الاشعة
اللي بتغادر سطح الشمس اللي بتغادر سطح الشمس بصورة
رئيسية بتكون عبارة عن طيف بيتراوح بين ال
ultraviolet و ال infrared طبعا و ما بينهما اللي في
النص اللي هو ال visible light اللي احنا بين ال
ultraviolet و ال infrared و اللي بيكون بينهم له
هذه الموجات في هذا النطاقUltraviolet, visible
light, infrared هذا بشكل رئيسي .. بشكل رئيسي اللي
بغادرسطح الشمس بشكل رئيسي اللي بيغادر سطح الشمس مع
كمية قليلة with a small fraction of ionizing
radiation ال ionizing radiation اللي هي ال x-ray
الأشعة المؤينة المؤينة اللي بتعمل تأيين في الأوساط
اللي بتدخل فيها اللي هي عبارة عن ال gamma rays و
ال x-ray هدولة هما بيسموهم ionizing radiation و
هدولة ال ionizing radiation ضارة جدا و بالذات لجسم
الإنسانولا باقي الكائنات with a small fraction of
ionizing radiation in the forms of x-ray طبعا ال
wavelength بتاع ال x-ray عشر أقص ناقص عشرة من
المتر وال gamma rays ال wavelength بتاعتها عشر أقص
ناقص أربعتاش من المترطبعا بشكل رئيسي سطح الشمس
بيصدر منه .. بيصدر منه ال ultraviolet و ال visible
light و ال infrared مع كمية قليلة من ال ionizing
radiation اللي هي ال X-ray و الجامعة ريه ال X-ray
و الجامعة ريه this ionizing radiationاللي هي تعتبر
جزء من ال cosmic radiation أو الأشعة الفضائية
لأنها بتنتشر في الفضاء ال ionizing radiation اللي
هي الجمرة وال X-ray اللي صدرت من سطح الشمس و اللي
تعتبر part of the entire cosmic radiation اللي
تعتبر جزء من الأشعة الكونية can destroy life
however يعني هذه الكميات القليلة جدا من الجمرة وال
X-ray ممكن تنهي الحياة بشكل كامل على سطح الأرض
طبعاً هناك وسائل للحماية .. وسائل الحماية رب
العالمين خلقها إلنا عشان يحمينا من هذه ال ionizing
radiation وهذه وسائل الحماية ان شاء الله تعالى ..
يعني نشرحها في المحاضرة الجاية و جزاكم الله خيرا و
يعطيكم العافية