أهمية الضوء

سيرينا كوجي
لقب أستاذ علم الأحياء

تم الكشف عن أهمية الضوء لجميع الكائنات الحية وللإنسان على وجه الخصوص في حقيقة بسيطة مفادها أن الكائن البشري بأكمله جاهز للعمل بشكل صحيح خلال ساعات يوم. من قدرة أعيننا على التقاطها إلى الميل الطبيعي للدماغ لتوجيه الراحة نحوه في ساعات الليل ، يُلمح أن الضوء هو منظم للنشاط البشري المتضمن في نشاطنا الجينات. من وجهة النظر المادية البحتة ، يتميز الضوء بطبيعته المزدوجة ، لأنه يتصرف في نفس الوقت مثل a الموجة الكهرومغناطيسية (وبالتالي ، الطاقة) وكهيكل متكامل بواسطة جزيئات صغيرة تسمى الفوتونات (لذلك ، موضوع). هذا الشرط يجعل من الممكن شرح جزء كبير من خصائصه الفريدة ، من بينها قدرته على ذلك من كونها أسرع "جسم" في الفراغ ، مما يسمح بإزاحة 300 ألف كيلومتر لكل منها ثانية.

بين الكائنات الحية ، يمثل مصدر الطاقة بامتياز ، يُنظر إليه في قدرة النباتات والطحالب وبعض الكائنات الحية الدقيقة لتحويل الطاقة الضوئية من الشمس إلى طاقة كيمياء. تُعرف هذه العملية بالبناء الضوئي وتتضمن تحويل الجزيئات غير العضوية (ثاني أكسيد الكربون والماء) إلى جزيئات عضوية ، مثل الجلوكوز. يعمل الكلوروفيل كجزيء وسيط لالتقاط الطاقة من الضوء. من ناحية أخرى ، حتى أكثر الحيوانات بدائية لديها مستقبلات قادرة على التعرف على الضوء والاستفادة منه. في أشكال الحياة الأكثر تطورًا ، يتم ملاحظة العيون المعقدة بشكل متزايد ؛ في الحالة الخاصة للحيوانات الليلية ، تزداد القدرة على التقاط الضوء بشكل كبير لتحقيق التخيل حتى في ظروف الظلام الشديد.

وبالمثل ، يتم التعرف على الحضارة الإنسانية على أساس الضوء. إتقان النار في بداية الوقت والقدرة اللاحقة على إنتاج الضوء منها سمحت الكهرباء بتوسيع التكنولوجيا والإنتاجية في جميع الثقافات.

قدرة الضوء من خواصه

الضوء هو شكل من أشكال الطاقة الكهرومغناطيسية التي يمكن التقاطها من خلال حاسة البصر ، ولكن هذا ليس سوى جزء بسيط. لما تمثله هذه الظاهرة الفيزيائية ، حيث تم اكتشاف الكثير حول السلوكيات في دراستها المعقدة التجارب وقابلية التطبيق التي تمتلكها بشكل طبيعي ، والتي تم استخدامها بين العلم والتكنولوجيا حتى الآن.

جعلت الخصائص الخاصة للضوء ممكنة الاستخدام الأقصى في مجالات مختلفة من الفيزياء الضوئية ، وبهذا المعنى يمكن القول أن الخصائص لا يمكن أن يختلف هذا الضوء فقط ، اعتمادًا على ظروف مصدر التوليد الخاص به ، ولكن يمكنه أيضًا إحداث تغييرات في العناصر التي تشكل المساحة التي يوجد بها. حاضر.

من أجل الحصول على فكرة أوضح عن التأثيرات التي يمكن أن يولدها الضوء في كل من سلوكه كموجة ، وكذلك في المحدد طبيعة الجسيمات التي تتكون منها ، من المثالي إلقاء نظرة على الخصائص التالية: 1) تأثير طول الموجة في اللون وهذا بدوره يسمح بتوليد مجموعة كاملة من الألوان ، والتي لا يمكن للعين البشرية أن تظهر منها إلا القليل شريحة؛ 2) حتى الآن ، لم يتجاوز أي شيء السرعة التي يمكن للضوء أن ينتقل بها عبر الفراغ ، مع رقم ثابت يسمح باستخدامه باعتباره وحدة مرجعية لمختلف الحسابات الفيزيائية والرياضية ، خاصة للمسافات الكبيرة بين الأجسام في الكون وأنفسهم أبعاد؛ 3) الشدة التي تشير إلى كمية الطاقة الضوئية التي تصل إلى سطح معين في وقت معين ؛ 4) الاستقطاب ، والذي يتم من خلاله تحديد اتجاه موجات الضوء ، وهي حقيقة كانت مفيدة للغاية في أنشطة مثل التصوير الفوتوغرافي أو اتصالات الألياف البصرية.

من خصائصه ، عندما يلتقي الضوء بسطح ما ، يمكن أن ينعكس ، مما يعني أنه يرتد عن السطح ، أو تنكسر ، تنحرف أثناء مرورها عبر السطح ، تتمتع كلتا الصفتين بإمكانية تطبيق كبيرة في البصريات وهندسة الكمبيوتر. مواد؛ من ناحية أخرى ، تشير ظاهرة الانعراج إلى قدرة الضوء على الانحناء حول عائق أو من خلال فتحة ، وهو سلوك مفيد جدًا للضوء. البحث العلمي والهندسة ، الذين يستفيدون أيضًا بشكل كامل من التشتت ، كظاهرة لفصل الضوء بأطوال موجية مختلفة ، مما يسمح دراسة التحليل الطيفي الذي يستخدم لتحليل التركيب الكيميائي للمواد ، بينما الامتصاص كحساب يسمح بتحديد كمية الضوء الذي تمتصه مادة ما ، وتحويله إلى شكل آخر من أشكال الطاقة ، مثل الحرارة أو الكهرباء ، وهو ظرف يمكن استخدامه لتطوير تكنولوجيا الطاقة مستمر.

طاقة الحياة

ومع ذلك ، تم استغلال كل هذه الظروف الضوئية بلا منازع مع مليارات السنين من المزايا من قبل كل نوع من الأنواع الأخرى التي عاشت. عاش على الكوكب ، وهو أن وجود الضوء يصبح أحد العوامل المحددة التي جعلت من الممكن توليد وتطور وصيانة الحياة ، حتى تلك الكائنات التي تعيش حاليًا في مناطق ذات ظروف قاسية مع نقص جزئي أو حتى كلي للضوء من الشمس ، ولكن من خلال الوسائل الكيميائية المطورة تطوريًا ، قادرة حتى على توليد الضوء الخاص بها عندما يحتاجون إليه ، من خلال ظاهرة تعرف باسم تلألؤ بيولوجي.

التمثيل الضوئي نفسه غير ممكن بدون وجود الضوء وهذه الظاهرة تنتجها النباتات وكائنات التمثيل الضوئي الأخرى ، مثل العوالق النباتية. وبعض البكتيريا قادرة على دمج طاقة ضوء الشمس في السلسلة الغذائية ، وإنتاج مصادر وديناميكيات جديدة للطاقة لتغذية الحيوانات. الجميع.

الأضواء والألوان في المشاعر

للضوء أيضًا تأثير كبير على الرؤية والرفاهية النفسية والفسيولوجية للبشر ، وهذا هو السبب في أن دراسات حول كيفية تأثير هذا وظواهره المختلفة على كل من المستوى العضوي والنفسية البشرية ، مع حقائق تتراوح من تحفيز وتنظيم الدورات اليومية التي تسمح بتجديد الأعضاء والأنظمة والأنسجة ، مثل تأثير الألوان وترددات الضوء على العينين و مخ.

في ظل الضرر

على الرغم من صحة أن الضوء يمثل عددًا لا نهائيًا من الفوائد ، إلا أن التعرض لأشعة الشمس يسمح بوظائف مثل إنتاج فيتامين د في الجسم ، وهو أمر ضروري من أجل صحة العظام والجهاز المناعي ، كما أن فائضه ونوع منشأه يمكن أن يؤدي إلى آثار سلبية مثل تطور السرطان في الجلد وتدهور الهياكل المختلفة التي تسمح لنا برؤية العالم من حولنا ، بالإضافة إلى أن لها تأثير كبير على نوعية النوم ، والصحة العقلية والجسدية في عام.

مراجع

أجويناجا ديماس ، ج. L.، Reyes Alvarez، E. Y. ، و Salazar Delgado ، B. لا. (2020). سلسلة فورييه وظاهرة حيود الضوء (أطروحة الدكتوراه).

بيلينديز ، أ. (2008). توحيد الضوء والكهرباء والمغناطيسية: "التركيب الكهرومغناطيسي" لماكسويل. المجلة البرازيلية لتعليم الفيزياء ، 30 ، 2601-1.

كالفيلو كورتيس ، أ. ب. (2010). الضوء والعواطف: دراسة عن تأثير الإضاءة الحضرية على العواطف ؛ بناءً على التصميم العاطفي. جامعة Politècnica de Catalunya.

دي لاس ريفاس ، ج. (2000). الضوء وجهاز التمثيل الضوئي. أساسيات فسيولوجيا النبات. أزكون بيتو جي ، 131-153.

فرنانديز بيناس ، ب. ، وغارسيا-لوبيز ، م. Á. (2003). الإشعاع الشمسي في معمل الأمراض الجلدية: أهمية مصدر الضوء والفلاتر وقياس الطيف. نموذج بثقافة الخلايا الكيراتينية. اكتاس درمو سيفيليوغرافيكاس ، 94 (8) ، 528-534.

جاليندو ، أ. م ، مورسيا ، د. بي ، وموراليس ، ج. ك. (2008). الطريقة الاستنتاجية لبداية الموضوع: ظواهر وطبيعة الضوء من ظاهرة الحيود. الجندول ، تدريس العلوم وتعلمها ، 3 (1) ، 114-121.