الحرارة والضوء لماذا يصدران معاً؟

ألم تتسائل يوماً ما الذي يجعل الأفران المنزلية، الألعاب ،أو القناديل التي استُعملت سابقاً للإنارة، ما الذي يجعل كل هذه الأشياء تعمل؟

307- الحرارة والضوء: لمَ يصدران معا؟!
----------
ألم تتسائل يوماً "ما الذي يجعل الأفران المنزلية، الألعاب ،أو القناديل التي استُعملت سابقاً للإنارة، ما الذي يجعل كل هذه الأشياء تعمل"؟!

الجواب ببساطة هو تلك الإلكترونات التي تهتز فيها.

صفيحة التسخين في الفرن (عين الفرن بالعامية) تصبح حمراء اللون عندما توضع على أعلى درجة، كذلك القنديل الذي كان يستعمل قديماً إذا ما تم تشغيله لمدة طويلة نسبياً ما فيصبح صعب الحمل بسبب سخونته، كما أن مواداً كيميائية محددة عندما تولع بالنار فتبدأ بإصدار ألوان رائعة تسرق الأنظار، ولكن سؤالاً هاماً يطرح نفسه ألا وهو: ما الذي يجعل الحرارة والضوء يصدران معاً؟!

الجواب يكمن في أصغر الوحدات المادية وهي الذرات، يمكنُ تصور الذرة على أنها نظامٌ شمسيٌ على المستوى الأصغر، حيث تتموضع البروتونات الموجبة والنترونات (عديمة الشحنة) في المركز (النواة) التي تتكون بشكل رئيس منهما، والإلكترونات السالبة التي تشغل مدارات محددة تحيط بالنواة النواة .

الإلكترونات حقيقةً هي ما يسمح للذرات بالتفاعل مع بعضها كيميائياً، وهي المسببة لكميات محددة من الطاقة المُشعَة عندما تثار، فعندما تُثار ذرةٌ ما تبدأ بالاهتزاز بقوة، وعندها تقوم الإلكترونات التي امتصت طاقة الإثارة بالقفز من مداراتها الأصلية إلى مدارات جديدة أعلى (أبعد عن النواة) ولهذا ندعو الذرة بالذرة المُثارَة، وهذه الحالة المثارة هي وضع غير مستقر لذا فللعودة إلى الحالة الطبيعية تقوم الإلكترونات بإصدار الطاقة المختزنة فيها على شكل فوتونات والتي نراها على هيئة أشعة ضوئية (عندما تمتلك طاقات محددة).

إن هذه الظاهرة تلعب الدور الأساسي في كثير من الأشياء حولنا، وخيرُ مثال هو المصابيح المضيئة التقليدية (لمبات)، حيث يتم إمرار تيار من الكهرباء عبر مقاومةٍ معدنية و يسبب تدافع الإلكترونات الشديد في مقطع المقاومة بتسخين المقاومة حيث تسبب هذه الحرارة توهجاً، وفي الحقيقة فإن هذا النوع من المصابيح قل استخدامه وذلك بسبب كمية الطاقة المُستهلكة حيث أن خمسةً وتسعين بالمئة من الطاقة المستهلكة يتم صرفها على تسخين الوشيعة (المقاومة) لتبدأ بالتوهج عوضاً عن إصدار الضوء.

وعلى نفس الأساس (إثارة الإلكترونات) تعمل الألعاب النارية.

**إثراء** :

- إنتاجُ الأضواء المتلألئة في الألعاب النارية هو فنٌ جميل بعض المواد المستخدمة فيه هي كربونات الليثيوم والتي تعطي لوناً أحمر، كلوريد الباريوم ويعطي لوناً أخضر، كما يعطي كلوريد النحاس لوناً أزرق.

المواد الكيميائية تستخدم في تطوير الألعاب النارية لتعطي ألواناً جديدة، وهذا بسبب كمية الطاقة اللازمة لتوزيع الإلكترونات في مدارات أعلى من مداراتها والتي تعتمد على نوع المادة المستخدمة، حيث أن المواد التي تمتص طاقات أكبر سوف تطلق أمواجاً ضوئية أقصر عند عودة إلكتروناتها إلى مواضعها الأصلية مثل الأزرق، أما تلك التي تمتص طاقة أقل فتطلق ضوءاً ذو موجةٍ أطول مثل الأحمر..

ونرجو بهذا أن نكون قد أجبنا تساؤلك البسيط وننيرك بالبحث عن المزيد من العلم..

إعداد: آلان ياسر شلغين.
تدقيق: خالد قولاغاسي.

#فيزيائي
#الفيزياء_للجميع

المصدر: http://bit.ly/2zeW9WU