تحيي منظمة الأمم المتحدة للتربية والعلم والثقافة “اليونسكو” غدا الأربعاء لأول مرة اليوم العالمي للضوء، الذي يلعب دوراً محورياً في حياتنا.
وستفتتح أودري أزولاي المدير العام لليونسكو هذا الحدث الذي سيحظى بمشاركة عدد من كبار العلماء، من بينهم “كيب ثورن” الفائز بجائزة نوبل في الفيزياء لعام 2017 من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (الولايات المتحدة الأمريكية )؛ و”كلود كوهين – تنوجي”، الفائز بجائزة نوبل في الفيزياء عام 1997 من كوليج دو فرانس ( فرنسا).
وكان المجلس التنفيذي لـ”اليونسكو” قد أيد إعلان يوم 16 مايو باعتباره اليوم الدولي للضوء، وهو ذكرى أول عملية ناجحة للليزر في عام 1960 من قبل الفيزيائي والمهندس ، ثيودور ميمان، وذلك بناء على اقتراح من غانا والمكسيك ونيوزيلندا وروسيا، ووافق عليه المؤتمر العام لليونسكو في نوفمبر 2017.
ويحتفل باليوم العالمي للضوء بالدور الذي يلعبه الضوء في العلوم والثقافة والفن والتعليم والتنمية المستدامة وفي ميادين متنوعة مثل الطب والاتصالات والطاقة، وغيرها من المجالات، حيث أدت دراسة الضوء إلى توفير مصادر بديلة للطاقة، والتقدم الطبي في التشخيص والعلاج، والعديد من الاكتشافات الأخرى، حيث تم تطوير هذه التقنيات عبر قرون من الأبحاث الأساسية حول خصائص الضوء.
ويقصد بالضوء الجزء المرئي من الطيف الكهرومغناطيسي، ومن المعروف أنه ينبع من الشمس وتختلف تردداته من الأشعة تحت الحمراء والأشعة المرئية (الضوء) وهو الجزء من الأشعة الكهرومغناطيسية التي يتفاعل معها جهازنا البصري ويميزها، والقسم الثالث وهو الأشعة فوق البنفسجية، وإن الابعاد الثلاثة الأساسية للضوء (وكل اشكال الاشعاع الكهرومغناطيسي) هي الشدة ، واللون ، والاستقطاب ،ونتيجة لطبيعته (موجة- جسيم)، يبدي الضوء سلوك الدقائق والامواج بآن واحد، وتبلغ سرعة انتقال الضوء في الفراغ ما يساوي 300 ألف كيلومتر في الثانية.
ويرتبط تفسير طبيعة الضوء بنظريتين فيزيائيتين: الأولى ، ( النظرية الجسيمية – الدقائقية – لنيوتن) وتتحدث عن الجسيمات “particles”، و يتم التعبير عن جسيمات الضوء هنا بما يعرف بالـ “الفوتون” أو جسيم الضوء فائق السرعة فائق الصغر، والنظرية الثانية (النظرية الموجية للعالم الهولندي هيجنز) وتفسر الضوء باعتباره موجات “waves”، والحقيقة أن كلتا النظريتين تصلح لمجال معين من الدراسة وتحقق نتيجة صحيحة ضمن ذلك المجال ، وتفسير طبيعة الضوء في نظرية واحدة فقط يعتبر تفسيرا قاصراً ومغلوطاً والصحيح أن الضوء ذو سلوك مادي وموجي بأن واحد.
ومع التطور العلمي تعددت اكتشافات عناصر الطيف بعد ذلك لتتجاوز الألوان السبعة التي اكتشفها (نيوتن)، فبرزت في الساحة معطيات جديدة ليشمل الطيف نطاقاً واسعاً من الموجات غير المرئية التي تتفق مع موجات الضوء في كل خصالها وسلوكياتها، ولكنها تختلف فيما تحمله من طاقة، وتتمايز في أطوال موجاتها، وكـلّها أصبحت تنضوي تحت اسـم الطيف الكهرومغناطيسي.
وأصبح الـضـوء يـحتل منطقة ضيقة جداً من ذلك الطيف الكهرومغناطيسي الرحب، فهناك أشعة جاما والأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية، وهي التي تحتل مرتبة أعلى في الطاقة وأقصر في طول الموجة من موجات الضوء، وأمـا الأشعة تحت الحمراء والموجات الدقيقة (المايكرويف) وموجات الراديو فإنها تحتل موقعاً أدنى في الطاقة وأطول في طول الموجة من موجات الضوء. وبوجود كل هذه الطاقة في الضوء، استغل الباحثون في هذا المجال ” علم الضوء” لاستعماله في الكثير من المجالات، حتى أصبح هذا العلم هو الرائد في القرن 21، اذ اختلفت المجالات والعلوم التي عرفت نهضة وقفزة نوعية بفضل علوم وتكنولوجيات الضوء والتي اجابت على العديد من الاسئلة والاشكاليات الاساسية حول العالم وهذا على النحو التالي:
1- الاضاءة وعروض الضوء: وتتمثل اساسا في الانارة العامة والخاصة وعروض الشاشات وصولا الى العروض والتقنيات المستعملة في الانارة.
2- الاتصالات والمعلومات: وهذا في مجال الاتصالات البصرية والتي كانت سببا في احداث ثورة في عالم الانترنت، وجهاز المسح الضوئي والطابعة وأجهزة ( CD/DVD/Blu-ray ) وأجهزة التحكم عن بعد ذات الشفرة الخيطية.
3- الطب: تصحيح ضعف البصر وجراحة الليزر والتنظير الداخلي الجراحي وإزالة الوشم.
4- الطيران: الجيروسكوبات الفوتونية.
5- المجال العسكري: أجهزة الاستشعار بالأشعة تحت الحمراء، والقيادة والتحكم، والملاحة، والبحث والإنقاذ، وزرع الألغام والكشف عنها.
6- البيئة: وتندرج ضمن علم القياس، التصوير بالأقمار الصناعية، وصناعة الطاقة الشمسية.
7- الصناعة والتصنيع: استخدام الليزر للحام والحفر والقطع وغير ذلك من الأساليب المختلفة لتعديل الأسطح.
8- الترفيه: عروض الليزر ومؤثرات الأشعة وفن التصوير ثلاثي الأبعاد.
ويتضمن علم الضوئيات (الفوتونية): علم وتكنولوجيا التوليد والتحكم في الفوتونات، توليد الضوء وانبعاثه وإرساله وتعديله ومعالجة إشاراته وتحويله وتضخيمه وكشفه/استشعاره. وبالتالي يؤكد مصطلح الضوئيات على أن الفوتونات ليست جسيمات ولا موجات، فهي مختلفة من حيث إن لديها طبيعة الجسيمات والموجات على حد سواء.
وتشمل الضوئيات جميع التطبيقات التقنية للضوء عبر كامل الطيف من الأشعة فوق البنفسجية عبر الطيف المرئي إلى الأشعة تحت الحمراء قريبة ومتوسطة وبعيدة المدى. وتأتي معظم التطبيقات، مع ذلك، في نطاق الأشعة تحت الحمراء المرئية والقريبة. وقد تطور مصطلح الفوتونية ( الضوئيات) وذلك امتدادا للبواعث الضوئية الأولى من أشباه الموصلات التي تم ابتكارها في أوائل ستينيات القرن الماضي والألياف البصرية التي تم تطويرها في السبعينيات.
وكلمة ” ضوئيات ” مشتقة من الكلمة اليونانية “photos” ( صور فوتوغرافية) التي تعني الضوء؛ وقد ظهرت في أواخر الستينيات لوصف حقل بحثي كان هدفه هو استخدام الضوء لإنجاز المهام، والذي وقع بشكل تقليدي ضمن النطاق العادي للإلكترونيات، مثل الاتصالات السلكية واللاسلكية ومعالجة المعلومات وما إلى ذلك.
ويستخدم العلماء الضوء لدراسة مجموعة واسعة من المواضيع ، كإيجاد علاجات جديدة لأمراض باستعمال التكنولوجيا المبتكرة و التكنولوجيا المتقدمة، بحيث تساعدنا هذه التكنولوجيا على العثور على إجابات لبعض اصعب المشاكل التي تواجهنا في الحياة اليومية، حيث أصبحت تكنولوجيات الضوء المنفذ الرئيسي الذي يساعدنا على اكتشاف العالم الذي يحيط بنا و تخطي المشاكل اليومية للأفراد، كما أصبحت تكنولوجيات الضوء ضرورة تلحها التحديات التي تنتظرنا في المستقبل القريب كالتلوث البيئي مثلا و إيجاد مصادر أخرى للطاقة ،وهذا باستعمال الضوء كطاقة نظيفة تساعد الأجيال القادمة على الاستمرار في الحياة.
المصدر : أ ش أ
