كمية

الشدة

مقياس لقدرة الضوء لكل وحدة مساحة، هنا تصل إلى اتجاهية بنسبة 89٪.
6 مقالات ذات صلة · 6 صيغ

الوصف

الشدة في الفيزياء تشير إلى القدرة المنقولة لكل وحدة مساحة، وتُستخدم عادةً للموجات مثل الضوء أو الصوت. وهي مقياس لكمية الطاقة التي تتدفق عبر سطح معين في وحدة الزمن. في سياق الضوء، ترتبط الشدة غالبًا بالسطوع الذي تدركه العين أو الكاشف. يذكر النص 'اتجاهية بنسبة 89٪'، مما يشير إلى سيناريو حيث يصدر مصدر ضوئي معظم طاقته في اتجاه محدد بدلاً من توزيعها بشكل منتظم.

التاريخ

استُخدم مفهوم الشدة منذ الدراسات المبكرة للبصريات والصوتيات، مع وضع تعريفات رسمية في القرن التاسع عشر.

كيف يعمل

بالنسبة لمصدر نقطي يصدر الضوء بشكل منتظم، تقل الشدة مع مربع المسافة من المصدر. ومع ذلك، إذا كان المصدر اتجاهيًا، مثل الليزر أو الحزمة المركزة، يمكن أن تظل الشدة عالية على مسافات أطول لأن الطاقة تتركز في مخروط ضيق. وتعني 'الاتجاهية بنسبة 89٪' أن 89٪ من القدرة المنبعثة محصورة ضمن زاوية صلبة صغيرة، مما يجعل الحزمة شديدة التوازي.

في التطبيق

قياسات الشدة أساسية في مجالات مثل علم الفلك (لتحديد سطوع النجوم)، والتصوير الطبي (الموجات فوق الصوتية)، والاتصالات (الألياف البصرية).

حقيقة طريفة

تبلغ شدة ضوء الشمس على سطح الأرض حوالي 1000 واط لكل متر مربع في يوم صافٍ.

Concept graph →

صيغ

$$I = I_0 e^{-\sigma n x}$$
Intensity decreases exponentially with absorber column density.
ما في الصيغة
IمتغيرTransmitted intensity — الشدة watt per square metre
I_0متغيرIncident intensity — الشدة watt per square metre
σمتغيرAbsorption cross-section per absorber — مقطع عرضي square metre
nمتغيرNumber density of absorbers — number density per cubic metre
xمتغيرPath length through the medium — طول metre
$$\alpha = \frac{I_1}{I_2}$$
Ratio of two measured intensities.
ما في الصيغة
αمتغيرRatio of intensities — intensity ratio
I_1متغيرFirst intensity — الشدة watt per metre squared
I_2متغيرSecond intensity — الشدة watt per metre squared
$$\Gamma_{12}(u,v) = \iint I(l,m) e^{-2\pi i (ul+vm)} dl dm$$
The correlation function is the Fourier transform of the intensity distribution.
ما في الصيغة
Γ₁₂متغيرMutual coherence function — mutual coherence function watt per metre squared
uمتغيرSpatial frequency in x-direction — spatial frequency cycle per metre
vمتغيرSpatial frequency in y-direction — spatial frequency cycle per metre
IمتغيرIntensity distribution over source — الشدة watt per metre squared
lمتغيرDirection cosine in x — direction cosine
mمتغيرDirection cosine in y — direction cosine
∬مؤثرIntegration over the source plane — double integral
$$P = \frac{\sqrt{Q^2 + U^2}}{I}$$
Measure of linearly polarized intensity relative to total intensity.
ما في الصيغة
PمتغيرDegree of linear polarization — درجة الاستقطاب
QمتغيرStokes parameter Q (linear polarization) — stokes parameter watt per square metre
UمتغيرStokes parameter U (linear polarization) — stokes parameter watt per square metre
IمتغيرTotal intensity (Stokes I) — الشدة watt per square metre
√مؤثرTakes the square root of the sum of squares — جذر تربيعي
/مؤثرDivides the polarized magnitude by total intensity — division
$$N = \frac{I_{\text{min}}}{I_{\text{max}}}$$
Null depth is the ratio of minimum to maximum intensity.
ما في الصيغة
Nمتغيرnull depth ratio — null depth ratio
I_minمتغيرminimum intensity — الشدة watt per square metre
I_maxمتغيرmaximum intensity — الشدة watt per square metre
$$I \propto N^2$$
Superradiance intensity scales with the square of the number of emitters.
ما في الصيغة
IمتغيرIntensity of emitted radiation — الشدة watt per metre squared
NمتغيرNumber of emitting particles — عدد الجسيمات

مقالات ذات صلة · 6

ريح من الدجاجة: أول حدود موجّهة من MIMAC
264 كيلومترًا في الثانية — بهذه السرعة ينطلق النظام الشمسي عبر سحابة من المادة المظلمة. كشفت المجرات عن وجودها: كانت تدور بسرعة كبيرة جدًا بحيث لا تستطيع الكتلة المرئية احتجازها، وكانت Vera Rubin أول من اشتبه في وجود هيكل خفي. ولكن المشكلة: وابل من النيوترينوات ينهمر أيضًا على الكواشف.
بصريات2026-03-281 دarXiv:2603.27191سريع
ليزر أصفر فائق النقاء من الألماس
يحول ليزر الألماس ما يقرب من نصف طاقة الضخ إلى ضوء أصفر ساطع — بكفاءة 47.7% وهي رقم قياسي لهذه الأجهزة. لكن الميزة الأساسية ليست في القدرة، بل في نقاء اللون الاستثنائي: الشعاع أحادي اللون لدرجة يمكن تشبيهه بآلة موسيقية تصدر نغمة واحدة دون أدنى ارتعاش.
بصريات2026-02-261 دarXiv:2602.23476سريع
ضوء يهزّ المرايا
يمكن حصر الضوء بين مرآتين، مثل نابض في ملزمة. فهو يندفع ذهابًا وإيابًا ويصبح أكثر كثافة — وبهذه الطريقة تُنتَج أشعة فائقة السطوع. لكن هناك حد: عند سطوع شديد جدًا، تبدأ المرايا بالاهتزاز. الضوء يهزّها كما تهزّ الريح الأرجوحة، فيضيع جزء من الطاقة في هذا الاهتزاز. قاس الفيزيائيون مصدر الاهتزاز. واتضح أن المثبتات ليست هي التي تهتز، بل المرايا نفسها من الداخل — مثل الجرس الذي يطنّ بعد الضربة.
أيونات الفلور في الغاز: كيف نقيس ما لا يُرى
في كاشف المادة المظلمة، يلعب الغاز دور الفيلم الفوتوغرافي: الجسيم العابر يترك أثرًا من الإلكترونات والأيونات الحرة. لكن مدى سطوع هذا الأثر يعتمد على كيفية فقدان الجسيم للطاقة في الغاز. بالنسبة للأيونات الخفيفة مثل الفلور، كانت البيانات حتى الآن غير دقيقة. قامت مجموعة من جامعة كاناغاوا ببناء غرفة خاصة تحتوي على أسلاك، مملوءة بغاز CF4 عند ضغط 0.06 ضغط جوي فقط.
شعاع ليزر داخل قناة بلازمية: كيف نقيس سرعته
نبض الليزر الذي يجري عبر البلازما يشبه عداءًا يشق طريقه وسط حشد من الناس. فهو يدفع الإلكترونات جانبًا، تاركًا خلفه قناة منخفضة الكثافة — تمامًا كما يفسح الحشد الطريق أمام العداء السريع. داخل هذه القناة، يتحرك قمة موجة الضوء أسرع قليلًا من الضوء في الفراغ، وهذه السرعة هي التي تحدد مدى كفاءة النبض في نقل الطاقة إلى الجسيمات.
ضوء يفحص العين
يمكن للضوء أن يرسم أنماطًا داخل العين مباشرة — دون شاشة أو نظارات. عندما يدخل شعاع ذو شكل خاص إلى بؤبؤ العين، فإنه يُنشئ في مجال الرؤية أشعة داكنة تشبه قضبان عجلة دوّارة. يرى الشخص هذه الأشعة بنفسه، لأنها تولد في خلايا الشبكية وليس من الخارج. يُسمى هذا النمط "بالنمط الداخلي الرؤية" (entoptic) — أي "مرئي من الداخل".