سرعة الضوء في الماء

إنَّ سُرعة الضوء ليست ثابتة، حيثُ يمكن أن تنخفض سرعته اعتماداً على الوسط الذي ينتقل فيه، وفي حال لم يكن هناك أي وسط (في الفراغ) فإنَّ سرعة الضوء في هذه الحالة تكون في أقصاها. يتعرَّض الضوء عند عبوره على منطقة تحتوي على أي مادّة -ولو كانت غُباراً- إلى انكسار؛ وذلك نتيجة تصادمه بجزيئات هذه المواد، وهذا بدوره يؤدّي إلى انخفاض سرعة الضوء.

إنَّ مُعدَّل انخفاض سُرعة الضوء يعتمد على الوسط، ويُسمّى هذا المُعدَّل بدليل انكسار الوسط، وقيمته تكون في معظم الأحيان أعلى من 1؛ حيثُ تمَّ اكتشاف ذلك عن طريق جين فوكو (بالإنجليزيّة: Jean Foucault) عام 1850م، فعلى سبيل المثال، إنَّ دليل انكسار الهواء هو 1.0003، وهو قريب جدّاً من دليل الانكسار في الفراغ الذي يساوي 1. إنَّ دليل انكسار الماء هو 1.33، فلحساب سُرعة الضوء في الماء أو أي وسط، يتم استخدام القانون (السرعة = ثابت سرعة الضوء / دليل انكسار الوسط)، وبذلك؛ فإنَّ سُرعة الضوء في الماء هي:

سرعة الضوء في الماء = 299,792,458 / 1.33 = 225407863.16 متراً في الثانية.
إنَّ اختلاف سُرعة الضوء في الماء عنها في الهواء يؤدّي إلى انكسار ضوء الشمس عند اخراقه لسطح البحر، ويتم امتصاصه وتشتُّته بعد ذلك من قِبَل الجزيئات الصلبة الموجودة في الماء؛ حيثُ يتم امتصاص مُعظم الطيف المرئي للضوء في العشر أمتار الأولى من سطح البحر، ولا يستطيع الضوء أن يصل إلى أبعد من عُمق 150 متر، حتّى في حال كان الماء خالي من الشوائب. إنَّ تشتُّت الضوء في الماء أو امتصاصه يعتمد على الأطوال الموجيّة له؛ حيثُ إنَّ الأطوال الموجيّة الطويلة -كالأحمر (يخترق إلى حد 15 متر)، والأصفر (يخترق إلى حد 30 متراً)، والبرتقالي (يخترق إلى حد 50 متراً)- تخترق البحر إلى عُمُق أقلّ منه للأطوال الموجيّة القصيرة كالبنفسجي، والأزرق، والأخضر، والتي من المُمكن أن تصل إلى أعماق أكثر انخفاضاً في البحر.

مواضيع ذات صلة

The momentum of light

Polarization of scattered light

The electric vector of light

Scattering of light

Reflection and refraction

Light

لم يرتدي البحارة نظارات شمسية؟

أسرار قوس قزح

المفعول الكهروضوئي والنظرية الجسيمية والموجية:

الاضطراب في تفسير بنية الضوء (الطبيعة الجسمية الموجية للضوء)

الضوء

الضوء ومم يتالف