تسجيل الدخول

تسجيل

قتامة الرمال المبتلة

المؤلف:  جيرل ووكر

المصدر:  سيرك الفيزياء الطائر

الجزء والصفحة:  ص740

2025-09-21

331

لماذا تكون الرمال وهي من الشعر الجاف؟ ولماذا أثناء القيادة على الطريق ليلًا دون وجود إضاءة من مصابيح الشوارع، تكاد تختفي خطوط الطريق الملونة أثناء المطر؟ مبتلة أكثر قتامة منها عند جفافها؟ لماذا الشعر المبلول أغمق؟

الجواب: عندما تكون الرمال جافة يتناثر معظم الضوء مرة أو مرتين فقط قبل أن يترك الرمال، وتمتص الرمال قدرًا قليلًا من الضوء، فتكون الرمال فاتحةً وربما براقة. وعندما تكون الرمال مبتلة يتشتّت الضوء مراتٍ كثيرة ولا يُغادر الرمال منه إلا النزر اليسير، فتُصبح الرمال أكثر قتامة. ويوجد نموذجان يُفسّران التشتت الإضافي للضوء عندما تكون الحبيبات مغطّاة بالماء: (1) يُمكن أن يكون الضوء محبوسًا داخل طبقة الماء ويمتص تدريجيًّا مع انعكاسه المتكرّر داخل الطبقة. وهذا يُفسِّر لماذا يكون الشعر أكثر قتامة عندما يكون مُبتلا. (2) عندما تكون حبيبات الرمال مبتلة، فإن الضوء يتشتّت في الاتجاه الأمامي - أي على نحو أعمق في طبقة الرمال - ومِن ثُمَّ تقل فرصة الضوء في الخروج مرةً أخرى. عندما يكون الطريق جافًا يُشتّت سطح الطريق في كل الاتجاهات الضوء الصادر عن مصابيح السيارة الأمامية؛ فيعود لك قدر كافٍ من الضوء لتميز الخطوط وبعض معالم ملمس سطح الطريق. وعندما يكون الطريق مغطّى بطبقة من الماء يتعرض بعض الضوء الصادر عن المصابيح الأمامية إلى الانعكاس كالمرآة عند سطح طبقة الهواء والماء، ويُنير سطح الطريق قدر أقل من الضوء انظر (شكل 1). بمجرد تشتت أي ضوء من سطح الطريق فلا بد من مروره عبر سطح طبقة الهواء والماء مرةً أخرى ليصل إليك. عند هذا السطح ينعكس بعض الضوء (وربما معظم الضوء اعتمادًا على الزاوية )مرتدا إلى سطح الطريق. ونتيجة كل هذه العوامل فإنَّ الضوء العائد لك قد يكون خافتًا للغاية على نحو يحول دون تمييز خطوط وملامح الطريق.

شكل 1: تُقلّل طبقة الماء على الطريق كمية الضوء الواصل إلى سطح الطريق.