الثلاثاء، 8 مايو 2012

الكهرباء الساكنة

الكهرباء الساكنة

هي فرع العلم الذي يتعامل مع ظاهرة الانجذاب الكهربي. منذ التاريخ القديم ومعروف أن بعض المواد تجذب الحبيبات الصغيرة بعد دعكها. كلمة إلكترون أطلقت على أجزاء كثيرة من العلم الطبيعي. ظاهرة الكهرباء الاستاتيكية جائت من القوى الكهربية التي تحدث بين الشحنات المختلفة. هذه القوى وصفها قانون كولوم. ولكن هذه القوى تعتبر قوى ضعيفة, فالقوى الكهربية بين الالكترون والبروتون, التي تجعلهم منجذبين لبعض في ذرة الهيدروجين, حوالي 40 ماجنينيوت من قوة التجاذب بينهم.
تنشأ الكهرباء الساكنة بسبب تجمع الكترونات أو غيابها في منطقة ما.






صورة برق بمدينة تورنتو.

الورق ينجذب إلى القرص المضغوط المشحونة
تتمثل الكهرباء السكونية بتجمع الشحنات الكهربائية على أجسام المعدات المختلفة, وهي ظاهرة طبيعية. تكمن المشكلة في تجمع الشحنات على جسم ما للحد الذي يشكل انتقالها إلى جسم آخر حدوث شرارة كهربائية, في الطبيعة يتم تحرك وانتقال الشحنات من جسم إلى آخر بحرية لا يضبطها إلا قانون أو خاصية بسيطة وهي انتقالها من جسم إلى آخر بهدف التعادل والتوازن بين كمية الشحنات المتجمعة.
عند تحرك هذه الشحنات يحصل سريان لخطي للتيار الكهربائي, كما تحصل شرارة كهربائية عند تحرك الشحنات من موقع إلى
آخر عبر الجو، أي عندما تقفز تلك الشحنات من جسم ذو كمية عالية من الشحنات إلى الجسم الآخر ذو شحنات اقل.
يمكن ملاحظة هذه الظاهرة يوميا عند خلع الملابس المصنعة من النايلون أو البوليستر في غرفة مظلمة ليلا فسنلاحظ ظهور شرر وصوت لفرقعات بسيطة وهذا نتيجة لانتقال الشحنات الكهربائية.
كذلك يمكن ملاحظة هذه الظاهرة عند تقريب ساعدنا المشعر من شاشة التلفاز فسنلاحظ وقوف الشعر وانجذابه إلى شاشة التلفاز.
تشكل هذه الظاهرة مشكلة كبيرة في الصناعة والمعامل وخصوصا في الصناعة النفطية والغازية مثلا, فأن انتقال الشحنات قد يسبب شارة قد تكون كافية لإيقاد الغازات والأبخرة المتواجدة بالموقع.
لتجاوز مشاكل هذه الظاهرة بسيط في ظاهره وهو جعل كافة الأجسام متعادلة من حيث تجمع الشحنات عليها, فلن يكون هناك تجمع للشحنات على جسم ما يفوق ما هو متجمع على الجسم الآخر.
لذا من العادة ربط جميع الأجسام المعدنية في المعمل مع بعضها وربطها مع الأرض من خلال نظام للتأريض بهدف تفريغ كل الشحنات الكهربائية المتجمعة إلى الأرض.
تبقى مشكلة الشحنات المتكونة في الغيوم وتفريعها في ما بينها وبين الأرض والتي كثيرا ما سببت في حرائق الغابات, أما لحماية المسقفات والأبنية المرتفعة فيكون بواسطة نظم لمانعات الصواعق والتي تقوم بتسريب الشحنات والجهد الكهربائي العالي المصاحب لها للأرض.


 

تجربة الكهرباء الساكنة



قانون نيوتن الاول

قانون نيوتن الأول 


قانون نيوتن الأول هو أحد قوانين الحركة التي وضعها العالم الإنكليزي إسحاق نيوتن وينص على التالي:

يظل الجسم في حالته الساكنة(إما السكون التام أو التحريك في خط مستقيم بسرعة ثابتة) ما لم تؤثر عليه قوة تغير من هذا الحالة.

\sum F = 0

يشير القانون الأول للحركة -في علم الفيزياء- أنه إذا كان مجموع الكميات الموجهة من القوى التي تؤثر على جسم ما صفرا، فسوف

يظل هذا الجسم ساكنا. وبالمثل فإن أي جسم متحرك سيظل على حركته بسرعة ثابتة في حالة عدم وجود أية قوى تؤثر عليه مثل

قوى الاحتكاك.

ولقد استطاع العالم ابن سينا في القرن الرابع الهجري / العاشر الميلادي أن يصوغ في كتابه الإشارات والتنبيهات هذا القانون بلفظه:

"إنك لتعلم أن الجسم خلي وطباعه، ولم يعرض له من خارج تأثير غريب، لم يكن له بد من موضع معين، فإذن في طباعه مبدأ

استيجاب ذلك".
ويشير إلى خاصية القصور الذاتي للجسم التي بها يدافع عن استمراره في الحركة المنتظمة وهو المعنى الثاني للقانون الأول للحركة

فيقول: " الجسم له في حال تحركه ميل (مدافعة) يتحرك بها، ويحس به الممانع ولن يتمكن من المنع إلا فيما يضعف ذلك فيه، وقد

يكون من طباعه، وقد يحدث فيه من تأثير غيره فيبطل المنبعث عن انطباعه إلى أن يزول فيعود انبعاثه. وهذا هو القانون الأول لابن

سينا.
ويقول في كتابه الشفاء: "... وليست المعاوقة للجسم بما هو جسم، بل بمعنى فيه يطلب البقاء على حاله من المكان أو الوضع... وهذا

هو المبدأ الذي نحن في بيانه". ويستطرد في تأكيده لذات المعنى مرة أخرى بقوله: "ولكننا إذا حققنا القول، وجدنا أصح المذاهب

مذهب من يرى أن المتحرك يستفيد ميلا من المحرك، والميل هو ما يحس بالحس إذا ما حوول أن يسكن الطبيعي بالقسر، أو القسري

بالقسر". أي أن الجسم يكون له -حال تحركه- ميل للاستمرار في حركته، بحيث أنه إذا تمت إعاقته أحس الموقف بمدافعة يبديها

الجسم للإبقاء على حاله من الحركة سواء كانت هذه الحركة طبيعية أو قسرية.

وهذا يعني أن ابن سينا يدلل بأن الجسم إذا لم يتعرض لقاسر خارجي، وترك لطبعه، فإن فيه خاصية تدعو للمحافظة على حالته

الطبيعية، وتدافع عن بقائه على ما هو عليه.



علم الفيزياء

الفيزياء


هي العلم الذي يدرس كل ما يتعلق بالمادة وحركتها. بالإضافة إلى مفاهيم أخرى كالفضاء والزمن، ويتعامل مع خصائص كونية

محسوسة يمكن قياسها مثل القوة والطاقة والكتلة والشحنة. وتعتمد الفيزياء المنهج التجريبي، أي أنها تحاول تفسير الظواهر الطبيعية

والقوانين التي تحكم الكون عن طريق نظريات قابلة للاختبار.

تعتبر الفيزياء من أحد أقدم التّخصصات الأكاديمية، فهي قد بدأت بالبزوغ منذ العصور الوسطى وتميزت كعلم حديث في القرن

السابع عشر، وباعتبار أن أحد فروعها، وهو علم الفلك، يعد من أعرق العلوم الكونية على الإطلاق.

وللفيزياء مكانة متميزة في الفكر الإنساني، فهي تأثرت كما كان لها الأثر الحاسم في بعض الحقول المعرفية والعلمية الأخرى مثل

الفلسفة والرياضيات وعلم الأحياء. ولقد تجسدت أغلب التّطورات التي أحدثتها بشكل عملي في عدّة قطاعات من التقنية والطب. فعلى

سبيل المثال، أدى التّقدم في فهم الكهرومغناطيسية إلى الانتشار الواسع في استخدام الأجهزة الكهربائية مثل التلفاز والحاسوب؛ وكذلك

تطبيقات الديناميكا الحرارية إلى التطور المذهل في مجال المحركات ووسائل النقل الحديثة؛ وميكانيكا الكم إلى اختراع معدات مثل

المجهر الإلكتروني؛ كما كان لعصر الذرة، بجانب آثاره المدمرة، استعمالات هامة في علاج السرطان وتشخيص الأمراض وتوليد

الطاقة.

معظم الفيزيائيين اليوم يكونون متخصصين في مجالين متكاملين وهما الفيزياء النظرية أو الفيزياء التجريبية، وتهتم الأولى بصياغة

النظريات باعتماد نماذج رياضية، فيما تهتم الثانية بإجراء الاختبارات على تلك النظريات، بالإضافة إلى اكتشاف ظواهر طبيعية

جديدة. وبالرغم من الكم الهائل من الاكتشافات المهمّة التي حققتها الفيزياء في القرون الأربعة الماضية، إلا أن العديد من المسائل لا

تزال بدون حلول إلى حد الآن،  كما أن هناك مجالات نظرية وتطبيقية تشهد نشاطًا وأبحاثًا مكثّفة.

هناك اعتقاد بأن "الفيزياء فرع من فروع الرياضيات" اعتقاد خاطئ تمامًا، لأن النماذج الرياضية تستعمل في علم الفيزياء فقط

لتسهيل فهم الظواهر الفيزيائية والتعبير عنها في صورة معادلة رياضية كما في الفيزياء النظرية. وأن مضامين النماذج الرياضية في

أي علم من العلوم الطبيعية لا يتدخل في شأنها علم الرياضيات، فالمعادلة الفيزيائية الرياضية هي لغة الفيزياء. فالفيزياء علم مستقل

بذاته.


فروعه



 له عدة فروع مثل الفيزياء الذرية ، الفيزياء النووية، النظرية النسبية ، البصريات، الصوتيات، الكهربية، المغناطيسية ،

الديناميكا الحرارية، الميكانيكا ، ميكانيكا الكم ،...إلخ. وبالرغم من أن علم الفلك يقوم بدراسة الأجسام السماوية إلا أنه يعد أحد

فروع الفيزياء.



تقدم العلم


تطورت الفيزياء كما نعرفها اليوم، من سلسلة الملاحظات التي جمعتها الحضارات القديمة حول مختلف الظواهر الطّبيعية وخاصة

منها الفلكية، والمتعلقة بالتقويم وتقدير الزمن، كحركة الشّمس وأدوار القمر وتشكيلات النجوم. وقد توصل الفلاسفة الإغريقيون إلى

استنباط نظريات أولية لتفسير تلك الظواهر، وذلك باتباع منهج منطقي واستدلالي بحت في ما يسمى بالفلسفة الطّبيعية.



الفيزياء في الحضارة العربية والإسلامية


كان للحضارة العربية-الإسلامية دور رئيسي في بداية صياغة هذا علم الفيزياء (الذي كان يعرف عند العلماء المسلمين

بالطبيعيات). فقد أنقذ ميراث الفلاسفة الإغريق من الضياع بترجمته إلى اللغة العربية ثم وقع إثرائه وتنقيحه وتصحيحه. فقد قدم

العلماء المسلمون المحيطون بمعرفة الأولين من أمثال أرسطو وبطليموس (وغيرهم) نظرياتهم الخاصة وابتكارات عديدة في

مجال علم الفلك، والبصريات، والميكانيكا. فعلى سبيل المثال لا الحصر، يعتبر ابن الهيثم رائد علم البصريات في كتابه المناظر.

اشهر علماء الفيزياء

علماء الفيزياء


أ)أسهم علماء الفيزياء المسلمون أسهامات كبيرة في تطور علم الفيزياء نذكر منهم:

1-الحسن ابن الهيثم (430- 354 هجري) اشتهر بدراسة علم الضوء ونظرياته في علم البصريات.

2-أبو الريحان البيروني (443-362 هجري) عين الكثافة النوعية للكثير من العناصر الطبيعية بإستخدام جهازه الذي أخترعه.
3-الشيخ الرئيس ابن سينا (428-370 هجري) درس ابن سينا أنواع القوى، وعناصر الحركة ومقاومة الوسط.

4-ابو الفتح الخازني (550 هجري) أبدع في دراسة علم الحركة وعلم السوائل الساكنة.
5-ابن ملكا البغدادي (560 هجري) درس القانون الثالث للحركة .
ب)ثم أتى بعد ذلك علماء أوربيين كثير نذكر منهم :
1-جاليلو جاليلي الايطالي (1642-1564) الذي اكتشف 4 من أقمار المشتري بعد صنعه لمنظاره الخاص، واستطاع بمنظاره

المتواضع أن يكتشف الجبال الموجودة على القمر. و درس السقوط الحر للأجسام و أثبت بعد التجربة أن سقوط هذه الأجسام لا

يعتمد على كتلتها.

2-كبلر الألماني (1571) صاحب القوانين الثلاثة المشهورة التي تدرس حركة الكواكب حول الشمس.
3-نيوتن البريطاني (1727-1643) الذي وضع 3 من أجمل و أهم القوانين في الفيزياء و هي قوانين نيوتن والتي تساعدنا في

فهم العلاقة بين القوة والحركة وتوضح معنى القصور الذاتي للأجسام، كما أن هذا العالم العبقري وضع قانون الجاذبية الكوني،

واخترع علم التفاضل، وساهم في تطور علم البصريات.
4-العالم الاسكتلندي جيمس واط (1819-1736) الذي أخترع المحركات البخارية الحديثة التي تعمل بمبدأ التكثف.
5-أمبير العالم الفرنسي (1836-1775) من مؤسسي النظرية الكهرومغناطيسية.
6-العالم الدنماركي أورستد (1851-1777) الذي أكتشف المجال المغناطيسي الناتج عن سريان تيار كهربائي في سلك.
7-أوم العالم الألماني (1854-1789) الذي اكتشف العلاقة الطردية بين تدفق التيار في سلك و فرق الجهد الكهربائي، والعلاقة

العكسية بين التدفق والمقاومة.
8-العالم الانجليزي مايكل فاراداي (1867-1791) الذي اكتشف الحث الكهرومغناطيسي.
9-العالم الفرنسي كارنوت (1832-1796) الذي ساهم في نشوء علم الديناميكا الحرارية ( الثرموديناميك).
10-دوبلر العالم الاسترالي (1853-1803) الذي اشتهر بتجاربه على الموجات الصوتية، وعرفت ظاهرة تغير طول الموجة لموجة ما الناتجة عن الحركة النسبية بين المصدر والملاحظ باسمه " تأثير دوبلر".
11-العالم الإلماني وبر (1891-1804) الذي اشتغل على البنيئة الكهربائية للمادة.
12-جيمس جول البريطاني (1889-1818) الذي درس المكافئة الميكانيكية للحرارة.
13-العالم الألماني ردولف كلاسيوس (1822-1888) الذي طور قانون الديناميكا الحرارية الثاني.
14-لورد كلفن العالم البريطاني (1824-1907) شارك في تطور الديناميكا الحرارية، و أقترح درجة الحرارة المطلقة.
15-العالم الألماني كوستاف كرتشوف (1887-1824) طور قوانين التحليل الطيفي الثلاثة، وقواعد تحليل الدوائر الكهربائية الثلاثة، وساهم في علم البصريات.
16- العالم البريطاني ماكسويل (1897-1831) الذي كان بارعاً في الرياضيات، ساهم هذا العالم بدور ريادي في دمج الظاهرة الكهربائية والظاهرة المغناطيسية وذلك من خلال معادلاته الرياضية الأربعة ذايعت الصيت، وساهم في تطور النظرية الحركية للغازات.

الكاميرا

الكاميرا


الكاميرا،(وأصلها القُمْرَة) هي آلة تصوير، لصور ثابتة أو متحركة (فيديو). والمصطلح «كاميرا» في اللغات الأوروبية أتى من العبارة

اللاتينية «قاميرا أُبسقورا» (باللاتينية: camera obscura) وأصلها الكلمة العربية «القُمرة» والتي تعني «الغرفة المظلمة».

أول وصف لها عن ابن الهيثم في سياق دراسته علم البصريات وذلك في داخل الجامع الأزهر بالقاهرة.



تاريخ
 
 
منذ أقدم العصور يسعى الأنسان إلى حفظ صور حياته، فبدأت بالرسم في الكهوف ثم الرسم على الجدران(مثل المصريين القدماء),

ثم بورتريهات من الشمع... الخ. حتى توصل العالم العربي المسلم الحسن بن الهيثم، حين تم سجنه في عهد الخليفة العباسي

المتوكل على الله، إذ لم يثنه هذا السجن عن مواصلة بحثه العلمي في الضوء والبصريات، والاستمرار في تسجيل ملاحظاته في

سلوك الضوء وانعكاساته، فما كان منه إلا أن سجل ملاحظته لدخول الضوء من خلال ثقب في جدار السجن وسقوطه على الجدار

المقابل حاملا معه صورة غير حادة الملامح ومقلوبة لشجرة موجودة في خارج الزنزانة. سجل ابن الهيثم ملاحظاته هذه حول

انتقال صورة الشجرة مقلوبة مع الضوء من خلال الثقب، فوضع العديد من الملاحظات في هذا الموضوع، ووصف الأمر وصفا

دقيقا، موضحا قوانين الضوء في هذه الحالة. دون ابن الهيثم اكتشافه هذا ووصفه في كتاب المناظر،، وفى عام 1660 طور العالم

الإيرلندي روبيرت بويل هو ومساعده الكاميرا البدائية وأدخلوا لها الأضواء .





تركيب الكاميرا
 
 
 
تتكون الكاميرا من مجموعة من العدسات تعمل على تجميع الضوء في بؤرة. وعن طريق استخدام مجموعة من العدسات المختلفة

الشكل مع الاختيار المناسب لمواد زجاج العدسات (ذات معاملات انكسار مختلفة)، يمكن بذلك تفادي اختلال الأشعة المجمعة، (إذا

لم يكن اختيار العدسات صحيحا فيؤدي ذلك إلى إنتاج صورة غير واضحة سيئة التباين أو تنفصل ألوان الضوء في الصورة

الناتجة، أو يحدث الاختلالين معا).


يتميز نظام العدسات بعة بيانات :
  • فتحة العدسة f وهي تحدد زاوية دخول الاشعة إلى الكاميرا.
  • شدة تمرير العدسات للأشعة L ، وهو يعطي كمية الضوء الذي تُدخله العدسات إلى الفيلم عندما تكون فتحة العدسة
مفتوحة على آخرها. وتقاس هده الشدة بالعدد:L = d/f،

[ حيث d : قطر العدسة الأولى (عدسة دخول الأشعة)]، مثل L = 1 : 2,0.

إذا كان لمجموعة العدسات f = 60 mm ، فهذا يعني أن قطر عدسة دخول الأشعة 30 مليمتر. وإذا كانت شدة العدسات 1 : 4

يكون فتحة عدسة الدخول بقطر 15 مليمتر. أي يدخل الكاميرا ضوء أقل، وبالتالي تقل حساسية الكاميرا، ولذلك تكون منخفضة

الثمن.
  • ولكي يحصل الفيلم على مقدار الأشعة الكافي لالتقاط الصورة، فيمكن التوصل إلى ذلك بطريقتين:
    • إما عن طريق توسيع فتحة الكاميرا "إيريس"، فيدخلها ضوء أكثر.
    • عن طريق زمن انفتاح العدسة للتصوير. وتعطي بيانات الفيلم زمن انفتاح الكاميرا لالتقاط صورة. وتختلف تلك الأزمنة بين عدة مليثانية إلى عدة ثوان.
يوجد نوع من الكاميرات تعمل بانعكاس مرآة داخلية. يسقط جزء من الضوء الداخل من نظام العدسات على المرآة فتعكسه على

منشور قبل وبعد التصوير، وتمكّن المصور لأن يختار الجسم ومحيطه تماما، فما يراه في نافذة اختيار الصورة ما هو إلا انعكاس

على المرآة الداخلية، وهو تماما "محيط الصورة" التي سيلتقطها. عندئذ يمكن للمصور التقاط الصورة.

إما في الكاميرات التي لا تعمل بمرآة عاكسة فتكون فتحة نظر المصور للتصوير غير فتحة نظام العدسات، ولذلك تأتي الصورة

منزاحة بعض الشيئ عن محيط الصورة الذي أراد المصور تصويره.

بالإضافة إلى نظام العدسات في الكاميرا، وحائل توسيع أو تضييق "أيريس" العدسات، والحائل الحاجب للضوء (وهو يفتح عند

التقاط الصورة لزمن معين ، ثم يقفل )، فتجمع الكاميرا بين تلك الأنظمة في غرفة مظلمة تماما، هي الكاميرا أو "القمرة".



قانون كولوم

قانون كولوم

قانون كولوم في الفيزياء يعطى العلاقة بين القوة الكهربائية ومقدر هذه الشحنات الكهربية والمسافة بينهما، توصل إليه العالم الفرنسى شارل كولوم (1736-1806 عام 1795، وهو ضرورى لتطوير نظرية الكهرومغناطيسية.


نص قانون كولوم


"تؤثر شحنتان نقطيتان ساكنتان ببعضهما في الخلاء بقوتين متعاكستين محمولتين على الخط الواصل بينهما شدتهما المشتركة تتناسب طردياً مع القيمتين المطلقتين لكل منهما، وعكسياً مع مربع المسافة بينهما".


الصيغة الرياضية



حيث F =القوة الكهربائية
حيث K =ثابت كولوم
حيث q1  q2  =الشحنات الكهربائية
حيث r =المسافة



ملاحظات حول القانون
  1. قيمة الشحنتان تعوض بدون إشارة(يعني الشحنة السالبة تعوض في القانون بدون الإشارة السالبة)
  2. في نهاية الحل وبعد ايجاد قيمة القوة يجب تحديد اتجاه القوة (ما إذا كانت تجاذب ام تنافر) وسيتم توضيح ذالك في جزء لاحق.


اثبات قانون كولوم
  1. القوة تتناسب طردي مع مقدار الشحنتين
  2. القوة تتناسب عكسي مع مربع المسافة بين الشحنتين



التجاذب والتنافر
إذا كانت الشحنتان متشابهتان بالنوع فتكون القوة المتبادلة بينهما تنافر وإذا كانت الشحنتان مختلفتان بالنوع تكون القوة تجاذب.
وإذا أردنا أن نحسب المحصلة الكلية لعديد من القوى الناشئة عن أكثر من شحنة نقوم بدراسة تاثير كل شحنة على الشحنات الأخرى وثم نقوم بتحليل تلك القوى الناشئة تحليل اتجاهي وثم نجمع القوى الواقعة على كل محور. ونأتي بذلك على متجة يمثل محصلة القوي الناشئة عن توزيع الشحنات في توزيع معين.




وهذا مقطع لدكتور بالجامعة يشرح لطلابه عن قانون كولوم


الاستقطاب

الاستقطاب

الاستقطاب من أهم خصائص الموجات الكهرطيسية لأنها موجة مستعرضة. والجدير بالذكر أن الموجات الطولية لا يحدث لها

استقطاب كما هو الحال في الموجات الصوتية.

معنى الاستقطاب

ولتوضيح معنى الاستقطاب الذي يمثل موجة عرضية تنتشر في حبل يهتز. وهذه الموجة عرضية لأنها تنتشر على طول الحبل

الذي يهتز في اتجاه عمودى على اتجاه انتشار الموجة.
المستقطب في هيئة شبكة مصبّعة يسمح بنفاذ الموجة المهتزة عرضيا
في نفس اتجاه فتحات الشبكة ويمنع الأشعة الأخرى المهتزة في اتجاهات أخرى.






نلاحظ في الشكل أنه إذا كان اهتزاز الموجة يحدث في اتجاه الفتحة فإن الموجة ستنفذ خلال الفتحة وفي هذه الحالة تسمى موجة

مستقطبة خطيا linearly polarized wave أي أن الموجة تمر في الفتحة إذا كان اتجاه استقطابها موازيا لاتجاه الفتحة أما

عندما تكون الفتحة متعامدة مع اتجاه استقطاب الموجة فإن الموجة لا تمر. ويسمى الاتجاه الذي يحدث فيه اهتزاز الموجة

المستقطبة خطيا باتجاه الاستقطاب polarization axis وإذا اعتبرنا الموجة الكهرومغناطيسية سنجد أن الموجة تنتشر في

اتجاه محور السينات مثلا أو المحور x ويتذبذب المجال الكهربى في اتجاه محور الصادات أو المحور y بينما يتذبذب المجال

المغناطيسى في اتجاه المحور ع أو.المحورz

هذه الموجة مستقطبة خطيا ويؤخذ اتجاه المجال الكهربى على أنه اتجاه الاستقطاب أو محور الاستقطاب. وعادة لا يذكر المجال

المغناطيسى للسهولة ولأنه دائما عمودى على المجال الكهربى. أما الموجات الكهرومغناطيسية التي تنبعث من مصدر ضوئي

عادى كفتيل المصباح الكهربى مثلا فإنها تكون غير مستقطبة unpolarized وفي هذه الحالة يتذبذب المجال الكهربى للضوء

الغير مستقطب في جميع الاتجاهات مع كونه متعامدا مع اتجاه انتشار الضوء. وفي حالة الضوء الغير مستقطب يمكن تحليل

المجال الكهربى إلى مركبتين في اتجاهين متعامدين كلاهما متعامد مع اتجاه انتشار الموجة وللاستقطاب أنواع منها: الاستقطاب

بالانعكاس: إن أبسط الطرائق المتبعة لتوليد ضوء مستقطب استقطاباً مستقيماً هي طريقة الانعكاس الزجاجي (الانعكاس عن

السطح الفاصل بين وسطين عازلين كالهواء والزجاج مثلاً). ويمكن إيضاح هذا الاستقطاب بإسقاط ضوء طبيعي وحيد اللون على

السطح المستوي للوح زجاجي (مرآة مستوية) إن الضوء الطبيعي، كما سبق ذكره، يُعدّ مؤلفاً من اهتزازتين عرضانيتين

متعامدتين وغير مترابطتين وبذلك يصبح الضوء المنعكس مستقطباً استقطاباً مستقيماً، ويوصف اللوح الزجاجي في هذه الحالة

بأنه مقطِّب الاستقطاب بالانكسار المضاعف: تقسم الاوساط الفيزيائية إلى قسمين : متماثل المناحي isotropic: كالغازات

والسوائل مختلف المناحي anisotropic:كبلورة الكلسيت وتتصف الأوساط متباينة المناحي بأنه يحدث فيها انكسار مضاعف

(مزدوج). فإذا وضعت صفيحة من الكلسيت على رقعة من الورق الأبيض رُسمت عليها نقطة. فإنه يُرى لهذه النقطة صورتان

(خيالان) حين يُنظر إليها ناظمياً. وحين تُدار الصفيحة في مستويها تظل إحدى الصورتين ثابتة في حين تدور الصورة الأخرى

حولها. وتوصف البلورة بأنها أحادية المحور إذا كان لها محور ضوئي واحد، وتوصف بأنها ثنائية المحور إذا كانت ذات محورين

ضوئيين. أنواع الستقطاب المضاعف: النكسار المضاعف (الطارئ-الميكانيكي-الكهربائي-المغناطيسي) استقطاب الضوء بالتبعثر:

عندما تسقط حزمة من ضوء طبيعي على جزيئات أو جسيمات أبعادها من مرتبة طول موجة الضوء λ يتبعثر (يتشتت) الضوء في

كل المناحي ويلاحظ أن الضوء المبعثر في اتجاه ما يكون مستقطباً استقطاباً جزئياً بوجه عام، ولكنه يكون مستقطباً استقطاباً تاماً

إذا كان مبعثراً في منحىً عمودي على منحى انتشار الحزمة الأصلية. ويمكن تفسير استقطاب الضوء المبعثر بفعل الجسيمات

الدقيقة بالقول: إن هذه الجسيمات تحتوي على إلكترونات تهتز اهتزازاً قسرياً بتأثير الضوء الساقط عليها فيكون منحى اهتزازها

كمنحى الاهتزازة الضوئية الواردة، وتصبح هذه الجسيمات منابع ضوئية ينتشر منها الضوء في كل الاتجاهات. أنماط الضوء

المستقطب : الضوء المستقطب استقطابا مستقيما الضوء المستقطب استقطابا دائريا الضوء المستقطب استقطاب اهليليجيا.


المستقطب Polarizer - البـولارويد Polaroid


يمكن الحصول على ضوء مستقطب من الضوء الغير مستقطب بالاستعانة بعدسات مخصوصة تسمى مرشح استقطابي

polarizer ومن المواد المستخدمة تجاريا تلك التي تندرج تحت اسم بولاريود. مثل هذه المواد تسمح لمركبة الضوء (أي مركبة

المجال الكهربى) التي تتذبذب في اتجاه معين بالمرور خلالها بينما تمتص مركبة المجال المتعامد مع هذا الاتجاه .


و يسمى الاتجاه الذي تسمح فيه العدسة بمرور المجال (أو الضوء) محور النفاذية Transmission axis أو محور الاستقطاب

للمادة. ومهما كان اتجاه محور النفاذية فإنه عند سقوط الضوء غير المستقطب (الضوء العادي) على هذه المادة

فإن شدة الضوء المار من خلالها تكون نصف شدة الضوء الساقط ،والسبب في ذلك هو أن الضوء العادي غير المستقطب ويحتوى

على مجال كهربى يتذبذب في جميع الاتجاهات العرضية عموديا على اتجاه انتشار شعاع الضوء وبنفس الشدة. ويمكن تحليل

المجال الكهربى إلى مركبتين إحداهما في اتجاه محور النفاذية والأخرى في الاتجاه العمودى وتكون المركبتان متساويتان في

الشدة. ولما كانت المركبة الموازية لمحور النفاذية هي التي تمر فإن الضوء النافذ ستكون شدته نصف شدة الضوء الساقط.