خاصية

عتامة

مقياس لمدى شفافية وسطٍ ما للإشعاع.
9 مقالات ذات صلة · 6 صيغ

الوصف

العَتامة هي مقياس لمدى شفافية وسطٍ ما للإشعاع، مثل الضوء أو الأشعة السينية أو الموجات الراديوية. المادة ذات العَتامة العالية تحجب معظم الإشعاع، بينما المادة ذات العَتامة المنخفضة تسمح له بالمرور. هذه الخاصية أساسية في مجالات تتراوح من الفيزياء الفلكية، حيث تحدد كيفية انتقال الضوء عبر الأجزاء الداخلية للنجوم، إلى الطب، حيث تؤثر على جودة صور الأشعة السينية. تعتمد العَتامة على طول موجة الإشعاع وتكوين المادة وكثافتها.

كيف يعمل

تنشأ العَتامة من التفاعل بين الإشعاع والمادة. عندما تمر الفوتونات عبر وسطٍ ما، يمكن أن تمتصها الذرات أو الجزيئات، مما يثير الإلكترونات إلى مستويات طاقة أعلى، أو يمكن أن تتبعثر، أي تغير اتجاهها. يُحدد احتمال هذه التفاعلات لكل وحدة طول بواسطة العَتامة. العَتامة العالية تعني أن الفوتونات تُمتص أو تتبعثر بسرعة، لذا لا يمكن للإشعاع أن يخترق الوسط بعمق.

في التطبيق

تُستخدم العَتامة لتصميم دروع واقية من الإشعاع، ولنمذجة سلوك النجوم والأغلفة الجوية للكواكب، ولتحسين تقنيات التصوير الطبي.

حقيقة طريفة

عَتامة الجزء الداخلي للشمس عالية جدًا لدرجة أن الفوتون يحتاج حوالي 100,000 سنة للانتقال من اللب إلى السطح، على الرغم من أنه يتحرك بسرعة الضوء.

Concept graph →

صيغ

$$L_{\rm Edd} = \frac{4\pi G M c}{\kappa}$$
Radius where radiation pressure balances gravity defines Eddington limit.
ما في الصيغة
L_{\rm Edd}متغيرEddington luminosity — لمعان watt
MمتغيرMass of the object — كتلة kilogram
cمتغيرSpeed of light — سرعة metre per second
GثابتNewtonian gravitational constant — ثابت الجاذبية = 6.67430e-11 cubic metre per kilogram per second squared
\kappaثابتOpacity of the stellar material — عتامة = 0.034 square metre per kilogram
$$L_{\rm Edd} = \frac{4\pi G M c}{\kappa}$$
Maximum luminosity where radiation pressure balances gravity.
ما في الصيغة
L_EddمتغيرEddington luminosity — لمعان watt
MمتغيرMass of the object — كتلة kilogram
κمتغيرOpacity of the accreting material — عتامة square metre per kilogram
GثابتNewtonian gravitational constant — ثابت الجاذبية = 6.67430e-11 cubic metre per kilogram per second squared
cثابتSpeed of light in vacuum — سرعة الضوء = 299792458 metre per second
$$L_{\mathrm{Edd}} = \frac{4\pi G M c}{\kappa}$$
Maximum luminosity where radiation pressure balances gravity.
ما في الصيغة
L_EddمتغيرEddington luminosity — لمعان watt
MمتغيرMass of the object — كتلة kilogram
κمتغيرOpacity of the stellar material — عتامة square metre per kilogram
GثابتConstant of universal gravitation — ثابت الجاذبية = 6.67430e-11 cubic metre per kilogram per second squared
cثابتSpeed of light in vacuum — سرعة الضوء = 299792458 metre per second
πثابتMathematical constant pi — π = 3.14159
$$\kappa_d = \frac{3}{4} \frac{X_d}{\rho_d \lambda}$$
Opacity of small dust grains depends on mass fraction and material density.
ما في الصيغة
κ_dمتغيرdust opacity (absorption+scattering per unit mass) — عتامة square metre per kilogram
X_dمتغيرdust mass fraction (mass of dust per unit mass of gas+dust) — mass fraction
ρ_dمتغيرmaterial density of dust grain — كثافة kilogram per cubic metre
λمتغيرwavelength of radiation — طول الموجة metre
$$\beta = \frac{\mathrm{d} \log \kappa}{\mathrm{d} \log \nu}$$
Measures how opacity changes with frequency.
ما في الصيغة
βمتغيرspectral index of opacity
κمتغيرopacity (absorption coefficient) — عتامة square metre per kilogram
νمتغيرfrequency of radiation — تردد hertz
d/d log νمؤثرderivative with respect to the natural logarithm of frequency — المشتقة اللوغاريتمية
$$\mathbf{F} = -\frac{c}{\kappa \rho} \nabla e_{\text{rad}}$$
Radiation flux in diffusion approximation.
ما في الصيغة
\mathbf{F}متغيرRadiation flux vector — radiation flux watt per square metre
\kappaمتغيرOpacity (mass absorption coefficient) — عتامة square metre per kilogram
\rhoمتغيرMass density — كثافة الكتلة kilogram per cubic metre
e_{\text{rad}}متغيرRadiation energy density — كثافة طاقة joule per cubic metre
cثابتSpeed of light in vacuum — سرعة الضوء = 299792458 metre per second
\nablaمؤثرSpatial gradient — nabla operator

مقالات ذات صلة · 9

بصريات2026-08-211 دarXiv:2608.20746سريع
ضوء يحفظ ذكرى دوران البلورة
الضوء الناشئ عند دخول إلكترون سريع إلى مادة ما يُعتبر عادةً متناحيًا (Isotropic) — أي متماثلًا في جميع الاتجاهات. لكن في البلورات، حيث تعتمد الخصائص البصرية على الاتجاه، ليس الأمر كذلك. مرر يدك على قطعة مخمل: في اتجاه واحد يكون ناعمًا ولامعًا، وفي الاتجاه الآخر يكون داكنًا وخشنًا. هكذا تتفاعل البلورة مع الضوء بشكل مختلف اعتمادًا على اتجاهها.
عدم التجانس العشوائي في المواد الفوقية: لماذا تبقى الشفافية محفوظة
الضوء الساقط على البلاستيك العادي ينعكس جزئيًا، مما يسبب وهجًا كما يحدث على زجاج النوافذ. لكبح هذه الانعكاسات، يُطلى السطح بطبقة خاصة من عناصر مجهرية تعمل على إخماد الموجة المنعكسة. تُسمى هذه البنى بالمواد الفوقية (metamaterials): فهي مكوّنة من عناصر أصغر من طول موجة الضوء، ولذلك تتصرف كمادة واحدة ذات خصائص بصرية غير اعتيادية. كان يُفترض سابقًا أن جميع عناصر الطلاء يجب أن تكون متطابقة تمامًا.
شفافية للذرات: كيف تفتح التصادمات الطريق
شعاع ضوء يدخل زجاجًا معتمًا وينطفئ — أمر عادي. لكن الفيزيائيين يعرفون منذ زمن كيف يجعلون الضوء يعبر دون فقدان فوتون واحد. هذه الحيلة تسمى الشفافية المستحثة كهرومغناطيسيًا: موجتان ضوئيتان تلغيان بعضهما عند نقطة معينة، فيختفي الامتصاص. الآن طُبِّقت حيلة مشابهة على الذرات.
علم الكون2026-06-181 دarXiv:2606.19837سريع
إلى أين تختفي مادة الكون؟
يشبه الكون مستودعًا ضخمًا أُجري فيه جرد دقيق في زمن بعيد. إشعاع الخلفية الكونية هو قائمة جرد قديمة لكل ما كان موجودًا بعد 380 ألف سنة من الانفجار العظيم. وفقًا لهذه القائمة، فإن نسبة المادة في «ميزانية» الكون الكلية (المعامل أوميغا_m) معروفة بدقة عالية. والآن، بعد مليارات السنين، يحاول علماء الفلك إعادة العد من جديد — فيواجهون فوضى.
اللاتيه الكوني: لماذا تضيء الأشعة السينية بثلاثة أضعاف سطوع الهيدروجين
في الفيزياء الفلكية، توجد أعداد تبدو عشوائية لكنها تتكرر بإصرار كالتعويذة. أحدها نسبة سطوع إشعاع الأشعة السينية إلى توهج خط الهيدروجين هـ-ألفا في ذيول الغاز المضطربة. من الرياح المجرية إلى «قناديل البحر» التي تشق العناقيد، تستقر هذه النسبة عند حوالي ثلاثة.
بصريات2026-03-181 دarXiv:2603.17977سريع
ضوء لا يسخّن الماء
قطرة ماء على ورقة تحت الشمس تختفي أسرع مما تتوقعه حسابات الحرارة. قبل بضع سنوات ظهرت فرضية: الضوء بحد ذاته، دون تسخين، قد يقتلع جزيئات الماء من السطح. سُمّي هذا التأثير الضوئي الجزيئي. إذا كان موجودًا، فقد تعمل الغيوم والمناخ وحتى تجفيف الملابس في المنزل بشكل مختلف. قرر مؤلفو العمل الجديد اختبار الفكرة بقياس دقيق.
المجرات2026-02-031 دarXiv:2602.02949سريع
الاضطراب في الفضاء: كيف تغيّر السحب كيمياء النجوم
مرجل يغلي: البخار يتصاعد، والماء يغلي، وتختلف درجة الحرارة من نقطة إلى أخرى. هكذا في الفضاء أيضًا: سحب الغاز حول النجوم الشابة ليست كرات ملساء، بل خليط متلاطم مع دوامات وتفاوت في الكثافة. ظل علماء الفلك يعتبرون هذه السحب متجانسة لفترة طويلة، لكن هذا التبسيط قد يشوّه الاستنتاجات. بنى العلماء نموذجًا حاسوبيًا لسحابة حول نجم حار منفرد — مع الاضطراب وبدونه.
نافذة من السيليكون إلى السماء
في صحراء أتاكاما التشيلية، على ارتفاع يقارب خمسة كيلومترات، يقف تلسكوب راديوي يلتقط الموجات المليمترية القادمة من أعماق الفضاء. تحمل هذه الموجات حرارة المجرات البعيدة، لكن يجب أن تمر أولاً عبر نافذة — وهي صفيحة رقيقة من السيليكون تفصل المستقبل البارد عن العالم الخارجي الدافئ.
شريحة البيانو الكبير: كيف روّضت الضوئيات الميكانيكية الضجيج الحراري وحوّلت الفونونات إلى كيوبتات لا تخطئ
في عالم الرقائق الدقيقة، حيث تحمل تدفقات الفوتونات — كمات الضوء — المعلومات، تنشأ مشكلة أساسية: الضوء، عند مروره عبر المادة، يسخّنها حتمًا. هذا التسخين يولّد تقلبات حرارية — هزّات عشوائية وغير متوقعة للذرات تعطل العمل الدقيق للجهاز. تخيل آلة موسيقية عادية: وترًا مشدودًا على إطار رفيع واهن. أي ارتفاع بسيط في درجة الحرارة — فيتشوه الإطار، ويضطرب الوتر، ويصدر الصوت نغمة كاذبة.