Light waves, visible and invisible

الأمواج الضوئية، المرئية واللامرئية - لوسيان والكوفيسز

المترجم: Mira Kraïmia المدقّق: Abd Al-Rahman Al-Azhurry

What if you could only see one color?

ماذا لو كنت تستطيع رؤية لون واحد فقط؟

Imagine, for instance,

تخيّل مثلا

that you could only see things that were red

أنّك تستطيع رؤية الأشياء الحمراء فقط

and that everything else

وأنّ كلّ شيء آخر

was completely invisible to you.

كان غير مرئي تماما بالنسبة لك.

As it turns out,

كما يتّضح،

that's how you live your life all the time

تلك هي الطريقة التي تعيش بها طيلة الوقت

because your eyes can only see

لأنّ عينيك قادرتان فقط على رؤية

a minuscule part of the full spectrum of light.

جزء صغير من الطيف الضوئي الكامل.

Different kinds of light are all around you everyday

هناك أنواع مختلفة من الضوء حولك يوميا

but are invisible to the human eye,

لكنها لا مرئية للعين البشرية،

from the radio waves that carry your favorite songs,

بدءا من موجات الراديو التي تنقل أغنيتك المفضّلة

to the x-rays doctors use to see inside of you,

إلى موجات اكس التي يستعملها الأطباء للنظر داخلك

to the microwaves that heat up your food.

إلى أفران المايكروويف التي تسخّن طعامك.

In order to understand

من أجل فهم

how these can all be light,

كيفية يمكن لكل تلك الأجهزة أن تنير

we'll need to know a thing or two

نحتاج لمعرفة بعض الأمور

about what light is.

عن ماهية الضوء.

Light is electromagnetic radiation

الضوء هو إشعاع إلكترومغناطيسي

that acts like both a wave and a particle.

يتصّرف كموجة و كجسيم في آن واحد.

Light waves are kind of like waves on the ocean.

موجات الضوء تشبه لحدّ ما موجات المحيط.

There are big waves and small waves,

هناك موجات صغيرة و أخرى كبيرة،

waves that crash on the shore

موجات تصطدم بالشاطئ

one right after the other,

الواحدة تلو الأخرى،

and waves that only roll in every so often.

و موجات تتلاطم ببعضها عديد المرات.

The size of a wave is called its wavelength,

حجم الموجة يسمّى طول الموجة،

and how often it comes by

وعدد مرات قدومها

is called its frequency.

يسمّى بالتردد.

Imagine being a boat in that ocean,

تخيّل كونك قاربا في ذلك المحيط،

bobbing up and down as the waves go by.

تتمايل إلى أعلى و أسفل تحت تأثير الموجات.

If the waves that day have long wavelengths,

لو كان طول الموجات في ذلك اليوم طويلا،

they'll make you bob only so often,

ستجعلك تتمايل أحيانا،

or at a low frequency.

أو بتردّد منخفض.

If the waves, instead, have short wavelengths,

لكن لو كانت الموجات ذات طول قصير،

they'll be close together,

فسوف تكون متقاربة

and you'll bob up and down much more often,

وسوف تتمايل إلى أعلى وأسفل لمرّات أكثر،

at a high frequency.

أي على تردّد عال.

Different kinds of light are all waves,

مختلف أنواع الضوء هي كلها الموجات،

they just have different wavelengths and frequencies.

إنّها فقط تتميّز بطول الموجة والترددات المختلفة.

If you know the wavelength or frequency

إن كنت تعلم طول الموجة أو التردد

of a wave of light,

لموجة ضوء

you can also figure out its energy.

يمكنك أيضا حساب طاقتها.

Long wavelengths have low energies,

الموجات الطويلة لها طاقة ضئيلة،

while short wavelengths have high energies.

بينما للموجات القصيرة طاقة كبيرة.

It's easy to remember

إنّ الأمر سهل التذكّر

if you think about being in that boat.

لو استعملت تشبيه القارب.

If you were out sailing on a day

إن كنت تبحر في يوم

with short, choppy waves,

ذو أمواج متلاطمة قصيرة

you'd probably be pretty high energy yourself,

لا بد و أنّك ستكون ذو طاقة عالية

running around to keep things from falling over.

تحاول الحركة لتحول دون وقوع الأشياء .

But on a long wavelength sea,

لكن في بحر ذو أمواج طويلة،

you'd be rolling along, relaxed,

فسوف تتحرّك ببطء و استرخاء

low energy.

طاقة قليلة.

The energy of light tells us

طاقة الضوء تخبرنا

how it will interact with matter,

كيفية تفاعله مع المادة،

for example, the cells of our eyes.

خلايا عينيك، على سبيل المثال.

When we see, it's because the energy of light

عندما نرى، فالفضل يعود لطاقة الضّوء

stimulates a receptor in our eye

التي تحفّز المستقبلات في عينك

called the retina.

تسمّى الشبكية.

Our retina are only sensitive to light

شبكية العين حساسة فقط للضوء

with a very small range in energy,

ذي الطاقة المنخفضة

and so we call that range of light visible light.

لذلك فنحن نسمّي ذلك المجال الضوئي بالضوء المرئي.

Inside our retina are special receptors

داخل الشبكية توجد مستقبلات خاصة

called rods and cones.

تسمّى العصي و المخاريط.

The rods measure brightness,

العصي تقيس السطوع

so we know how much light there is.

حتّى نعرف كمية الضوء الموجودة.

The cones are in charge of what color of light we see

و المخاريط مسؤولة عن أيّ لون نرى من الضّوء

because different cones are sensitive

لأنّ مختلف المخاريط حسّاسة

to different energies of light.

لمختلف الطاقات الضوئية.

Some cones are more excited by light

بعض المخاريط تتحفّز أكثر عبر الضوء

that is long wavelength and low energy,

ذي الأمواج الطويلة والطاقة المنخفضة،

and other cones are more excited

وأخرى تتحفّز أكثر عبر الضّوء

by short wavelength, high-energy light.

ذي الأمواج القصيرة والطاقة المرتفعة.

When light hits our eye,

عندما يصطدم الضوء بعينك،

the relative amount of energy each cone measures

فإنّ كمية الضوء التي يقوم كلّ مخروط بقياسها

signals our brain to perceive colors.

ترسل إشارة للدماغ لرؤية الألوان.

The rainbow we perceive

قوس قزح الذي نراه

is actually visible light in order of its energy.

هو في الواقع ضوء مرئي منظّم حسب طاقته.

At one side of the rainbow

في جزء منه يوجد ضوء

is low-energy light we see as red,

ذو طاقة منخفضة، نراه كلون أحمر،

and at the other side is high-energy light

و في الجهة الأخرى هناك ضوء ذو طاقة عالية

we see as blue.

نراه باللون الأزرق.

If light shines on us

لو وصلنا الضوء

that has an energy our retina can't measure,

ذو طاقة لا تستطيع شبكيّتنا قياسها،

we won't be able to see it.

فلن نتمكّن من رؤيته.

Light that is too short wavelength or high energy

الضوء ذي موجات قصيرة أو طاقة عالية

gets absorbed by the eye's surface

يتمّ امتصاصه من قبل سطح العين

before it can even get to the retina,

قبل حتّى وصوله إلى الشبكية،

and light that is too long wavelength

و الضوء ذو أمواج طويلة

doesn't have enough energy

لا يمتلك الطاقة الكافية

to stimulate our retina at all.

ليثير الشبكية أصلا.

The only thing that makes one kind of light

الأمر الوحيد الذي يجعل نوعا من الضوء

different from another is its wavelength.

مختلفا عن غيره هو طول الموجة.

Radio waves have long wavelengths,

موجات الراديو لها موجات طويلة،

while x-rays have short wavelengths.

بينما موجات اكس هي موجات قصيرة.

And visible light, the kind you can actually see,

و الضوء المرئي، الذي بإمكانك رؤيته،

is somewhere in between.

هو نوعا ما بينهما.

Even though our eyes can't detect light

رغم أنّ أعيننا لا تستطيع رؤية ضوء

outside of the visible range,

لا ينتمي للمجال المرئي،

we can build special detectors

نستطيع بناء ملتقطات خاصة

that are stimulated

يتم تحفيزها

by these other wavelengths of light,

من قبل أطوال الموجات ضوئية الأخرى،

kind of like digital eyes.

تكون بمثابة الأعين الرقمية.

With these devices,

بواسطة هذه الآلات،

we can measure the light that is there,

نستطيع قياس الضوء الموجود هناك،

even though we can't see it ourselves.

حتّى لو عجزنا نحن عن رؤيته.

So, take a step back and think about

لذا، استرخ قليلا وفكّر

all of this for a moment.

حول كلّ هذا لوهلة.

Even though they seem different,

رغم كونها تبدو مختلفة،

the warmth you feel from a crackling fire

إلاّ أنّ الدفء الذي تحسّ به من نار مشتعلة

is the same as the sun shining on you

هو نفسه عند سطوع الشمس عليك

on a beautiful day,

في يوم جميل،

the same as ultraviolet light

ومثل الضوء الفوق بنفسجي

you put on sunscreen to protect yourself from,

الذي تحمي نفسك منه عبر وضع واقية الشمس،

the same thing as your TV,

ومثل التلفاز خاصّتك،

your radio,

الراديو،

and your microwave.

وفرنك.

Now, those examples are all things here on Earth,

كلّ تلك الأمثلة موجودة على هنا على الأرض،

things you experience in your everyday life,

أشياء تختبرها يوميا في حياتك،

but here's something even more amazing.

لكن إليك أمر آخر أكثر دهشة.

Our universe gives off the full spectrum of light, too.

كوننا يعطي الطيف الضوئي كاملاً ، أيضاً .

When you think of the night sky,

عند تفكيرك في سماء الليل،

you probably think of being able

لا بدّ أنّك تفكّر في إمكانية

to see the stars shining with your own eyes,

رؤية النجوم تلمع بمرئ عينيك،

but that's just visible light,

لكن ذلك هو الضّوء المرئي فقط،

which you now know is only a tiny part

الذي تعلم أنّه مجرّد جزء ضئيل

of the full spectrum.

من الطيف الضوئي كاملا.

If we had to draw the universe

لو قمنا برسم الكون

and could only use visible light,

وأمكننا رؤية الضوء المرئي،

it would be like having only one crayon --

سيكون الأمر أشبه بإمتلاك قلم تلوين واحد --

pretty sad.

الامر محزن.

To see the universe in its full spectrum,

لنرى الكون في الطيف الضوئي كاملا،

we need to have the right eyes,

نحتاج لامتلاك الأعين المناسبة،

and that means using special telescopes

وهذا يعني استعمال تلسكوبات خاصة

that can help us see beyond visible light.

تساعدنا لرؤية الضوء الغير مرئي.

You've probably heard of the Hubble Space Telescope

لا بدّ وأنّك قد سمعت يوما عن تلسكوب هابل الفضائي

and seen its beautiful pictures

ورأيت الصور الجميلة التي التقطها

taken in visible and ultraviolet light.

في ضوء فوق بنفسجي مرئي.

But you might not know

لكنك لا تعرف أنّ

that there are 20 space telescopes in orbit,

هناك 20 تلسكوبا فضائيا حول الأرض

missions that can each see part

مهمّتها هي رؤية جزء مختلف

of the full spectrum of light.

من كلّ الطيف الضوئي.

With telescopes acting as our virtual eyes,

بفضل التلسكوبات التي هي بمثابة أعيننا الافتراضية،

both in space and here on Earth,

هناك على الأرض أو في الفضاء،

we can see some amazing things.

نستطيع رؤية أشياء مذهلة.

And the coolest thing of all,

و أفضل ما في الأمر هو

no matter the wavelength or energy,

أنّه مهما كان طول الموجة أو طاقتها،

the light that we see out in the distant universe

فإنّ الضوء الذي نراه بعيدا في الكون

is the same thing as the light

هو نفسه تماما كالضوء الذي

that we can experience and study here on Earth.

نختبره و ندرسه هنا على الأرض.

So, since we know the physics

إذن، بما أنّنا نجيد فيزياء كيفية عمل

of how x-ray,

أشعة اكس،

ultraviolet light,

الضوء الفوق بنفسجي،

or microwaves work here,

أو موجات الفرن،

we can study the light of a distant star or galaxy

فنحن نستطيع دراسة ضوء نجم أو مجرة بعيدة

and know what kinds of things

ونكتشف ما الذي

are happening there too.

يحصل هناك أيضا.

So, as you go about your daily life,

إذن، عند مواصلتك لحياتك اليومية

think beyond what your eyes can and can't see.

فكّر أكثر في ما يمكن لعينيك رؤيته أو عدم رؤيته.

Knowing just a little bit about the natural world

مع العلم أنّ أمورا قليلة فقط في العالم الطبيعي

can help you perceive the full spectrum

تستطيع مساعدتك لإبصار الطيف الضوئي كاملا

around you all the time.

الموجود حولك طيلة الوقت.