[محمد ياسين]

طالما سألت نفسى لماذا الزجاج شفاف و الخشب معتم

و أنا هنا أقدم بعض الإفتراضات الخاصة التى قد تقدم لنا تفسير النفاذية على المستوى الذرى للمادة
و التى لاتختص بالطيف المرئى فقط بل بكافة الأطياف و كافة أنواع الأشعة و حتى الحرارة التى أعتبرتها فوتونات حرارية
و أنا أرحب بآرائكم و نقدكم فالنظرية مازات تحت مرحلة التمحيص و التدقيق و كل رأى علمى جيد سأعتبره إضافة و ليس نقص منها فما أقدمه هو تجميع رؤية لظواهر فيزيائية مختلفة لنراها فى حيز واحد و نصل للرابط بينها .



الإفتراضات :
عند ضرب جزئ أو إلكترون داخل البناء الذرى لمادة ما بفوتون ( أى كان نوعه سواء كان مرئى للعين البشرية أو غير مرئى )

مايحدث نتيجة هذا التصادم هو ما يحدد نفاذية هذه المادة المعينة لذلك الفوتون المعين أم لا .
إحتمال 1 :
أن تكون طاقة هذا الفوتون المعين كافية لإخراج الألكترون عن مداره الذرى و بذلك تستهلك طاقة الفوتون بالكامل مقابل توليد سيال من الإلكترونات و فى هذه الحالة تكون هذه المادة المعينة غير نفاذة لذلك الفوتون المعين ( يتعين نوع الفوتون تبعا لطاقته و تتحدد طاقته تبعا لتردده و طوله الموجى أثناء حركته )
مثال : سقوط فوتونات الضوء على المواد الكهروضوئية مثل السيلكون البلورى
و مثال : سقوط الفوتونات الحرارية على بعض المعادن المختلفة الموصولة معا مثل البيزمث و الفضة .
و مثال : سقوط فوتون الضوء على جزئ الكلوروفيل فى الأوراق النباتية الخضراء حيث يتحرر إلكترون يحفز سلسلة طويلة من التفاعلات البيولوجية لتكوين جزئ الجلوكوز من ثانى أكسيد الكربون و إطلاق الأكسجين . و يعتبر ذلك التفاعل البيولوجى من أهم التفاعلات البيولوجية للحفاظ على الحياة فى كوكب الأرض
أحتمال 2 :
أن يمتص الألكترون طاقة الفوتون بالكامل و يعيد إنتاج فوتون أخر مثله تماما و فى هذه الحالة تكون المادة نفاذه ( شفافة ) بالنسبة لذلك الفوتون
مثال سقوط الضوء المرئى على الزجاج
إحتمال 3:
أن يمتص جزئ المادة طاقة الفوتون و يحولها إلى طاقة إهتزازية موضعية و يعطيها للجزئ الملاصق له و هكذا حتى يخرج الفوتون مرة أخرى من المادة بعد تشبعها حراريا و فى هذه الحالة تكون هذه المادة شفافة و نفاذة لذلك الفوتون و لكن بعد وصولها درجة حرارة محددة .
مثال سقوط الفوتونات الحرارية على قطعة خزف أو زجاج
إحتمال 4 :
أن يمتص جزئى المادة طاقة الفوتون و يحولها إلى طاقة حركية فتزداد حركة الجزيئات العشوائية داخل المادة حتى تصل لدرجة التشبع بعدها تعيد إطلاق فوتونات مماثلة لطاقة الفوتونات الساقطة عليها و فى هذه الحالة تكون هذه المادة شفافة لذلك النوع من الفوتونات بعد الوصول لدرجة التشبع .
مثال : سقوط الفوتونات الحرارية على الغازات الخاملة ( الغير مشتعلة ) و السوائل الغير مشتعلة و المعادن
إحتمال 5 :
أن تمتص جزيئات المادة طاقة الفوتونات الساقطة عليه و تعيد إنتاج فوتونات مختلفة عنها و بذلك تظهر هذه المادة معتمة لذلك النوع من الفوتونات الساقطة عليها . مثال : سقوط الضوء المرئى على قطعة خشب ( جزئ سيليلوز )
مثال : سقوط فوتونات ذات تردد عالى على كبريتات الكالسيوم أو كبريتات الباريوم أو على محلول كبريتات الكنين تخرج فوتونات ذات تردد منخفض

حتمال 6 :
أن تستهك طاقة الفوتونات الساقطة على مادة ما فى كسر جزيئات تلك المادة و فى هذه الحالة تكون تلك المادة معتمة لذلك النوع من الفوتونات
مثال سقوط الفوتونات الحرارية على جزئ سيليلوز ( قطعة خشب أو ورق ) أو على المركبات االعضوية عامة مثل الإيثر و الاسيتون أو الكحول أو كافة الغازات العضوية )
و مثال سقوط فوتونات الضوء المرئى على بعض المركبات النشطة الحساسة للضوء مثل خليط من غازى الكلورين و الهيدروجين . ( لا تحاول إجراء هذه التجربة لأنه تفاعل إنفجارى شديد )
الشرح : فى خليط من الكلورين و الهيدروجين تنجذب نواة إحدى ذرة جزئ الهيدروجين إلى السحابة الإلكترونية الكثيفة حول نواة ذرة الكلورين و تنجذب نواة جزئ الهيدروجين الأخرى نحو السحابة الإلكترونية حول ذرة كلورين فى جزئ كلورين آخر و تنجذب إلى السحابة الإلكترونية لذرة الكلورين الأخرى نواة ذرة إحدى جزئ هيدروجين آخر و هكذا حتى تتكون سلسلة هشة محدودة تتكون فى مكان ثم تنفصل و تتكون فى مكان آخر و هكذا عبر الغاز و مع زيادة الضغط و التبريد لخليط الغاز تزداد نسبة تكون تلك السلسلة و تزداد درجة ثباتها .
نجد فى تلك السلسلة الآتى زيادة فى قوة التنافر بين السحابتين من الإلكترونات حول كل ذرة كلور للذرة الأخرى فى نفس الجزىء و بذلك يحدث ما يشبه مط فى الرابطة بين ذرتى الكلورين فى الجزىء و فى نفس ذات الوقت تتباعد نواتى جزىء الهيدروجين إلى أبعد مسافة ممكنة حيث تكون كل نواة مجذوبة إلى سحابة إلكترونية لذرة كلورين فى جزئين مختلفين و بذلك يحدث ما يشبه مط فى الرابطة بين ذرتى الهيدروجين فى جزئى الهيدروجين . و تكون إلكترونات الرابطة الواقعة تحت حالة المط فى حالة غير مستقرة و لا تحتاج سوى لضربة فوتون مرئى لتنكسر هذه الرابطة و بذلك يتكون جزئ جديد و هو كلوريد الهيدروجين .
( تحذير : هذا التفاعل السابق إنفجارى شديد )
إحتمال 7 :
أن تستهلك طاقة الفوتون فى ثنى أو فرد إحدى الروابط داخل جزئ المادة و بذلك يتغير شكل الجزئ فى الفراغ .
مثال عندما يسقط فوتون مرئى ذا طول موجى مناسب على جزئ الريتينا ل 11 المنثنى المقرون ببروتين الرودوبسين فى غشاء الخلايا العصويه بشبكية العين فإن طاقته تستهلك فى تغير الشكل الفراغى للجزئ بحيث يبدو مستقيما ( مفرود ) و بذلك ينشط إنزيم الأوبسين الذى بدوره ينشط سلسلة من التفاعلات البيولوجية تنتهى بنقل نبضة كهربية محددة عبر العصب البصرى لمركز الرؤية بالمخ .

تفسيرات :
مثال تشبيهى :
حقل من عيدان الذرة الطويلة هبت عليها رياح من الشرق محملة بحبوب اللقاح كل عود ذرة يأخذ حبة لقاح فى المقابل يعطى حبة لقاح منه للعود المجاور له حتى تنتهى المحصلة النهائية لحبوب اللقاح الخارجة بالتساوى مع حبوب اللقاح الداخلة للحقل مع الرياح
هنا يعتبر فرضيا أن حقل الذرة شفافا و نفاذا لسيال حبوب اللقاح .
هنا نلاحظ أن عود الذرة تحرك حركة وضعيه بأن أصطدم العود بالعود المجاور له و هكذا مثل قطع الدومينو المتراصة عندما تسقط قطعة أخرى و لكنه مع ذلك لم يترك مكانه وينتقل بل تحرك حركة موضعية حول محوره .
فهكذا يضرب سيال الفوتونات الداخل الألكترونات فى الشبكة الذرية للمادة و هكذا حتى يخرج سيال فوتونات متولدة مكافئ لسيال الفوتونات الداخلة و بذلك تبدو هذه المادة تحديدا منفذه و شفافة لنوع ذلك الفوتونات تحديدا .

( أرحب بأى تفسير علمى آخر )

الموصلية الحرارية كشكل من أشكال النفاذية :
سبق و أفترضنا أن الحرارة فوتونات و هى غير مرئية للعين البشرية و ذات طاقة عالية
و هى كأى فوتونات لا تحتاج وسط لكى تنتقل فيمكن إنتقالها عبر الفراغ و إذا ما صادفت جسم مادة ما فى طريق إنتقالها :
فأن كان غاز ( غير مشتعل ) :
فإن جزيئات الغاز تكتسب بعض من طاقة هذه الفوتونات و تظهر كزيادة فى حركة جزيئات الغاز العشوائية ( و يزيد حجم الغاز بالتالى )
فإن كان سائل ( غير مشتعل ) :
تكتسب جزيئات السائل طاقة هذه الفوتونات و تظهر كزيادة فى الحركة الجزيئية العشوائية فإن كانت كمية الطاقة المكتسبة كافية فإنها تنشط حركة الجزيئات لدرجة تتكسر معها بعض من الروابط الهامة التى تربط جزيئات السائل ببعض ( مثل الرابطة الهيدروجينية فى الماء ) و تنفصل كتلة جزيئات من السائل عن المجموع الكلى و بالتالى يتحول السائل إلى حالته الغازية .
فإن كان جسم صلب ( غير مشتعل ) :
أكتسبت الجزيئات طاقة الفوتونات كزيادة فى الحركة بين الجزيئية كضرب قطع الدومينو بعضها بعضا و كذلك تنتقل الحرارة عبر المعادن فإن زادت الطاقة المكتسبة عن حد محدد لكل معدن فأن هذه الطاقة تستهلك فى كسر بعض الروابط بين الجزيئات و يبدأ المعدن فى الإنصهار متحولا إلى صورته السائلة فإن زاد إكتساب الطاقة تحول بالتالى لصورته الغازية .
العازل الحرارى ( مضاد للنفاذية الحرارية )
هو المادة التى تكون الطاقة اللازمة لزيادة حركة جزيئياتها أكبر بكثير من الطاقة اللازمة لكسر روابط الجزئ نفسه .
و غالبا هذه المواد ذات جزيائات كبيرة نسبيا تتميز بثبات موضعى شديد و بذلك تكون الحركة بين الجزيئية فى أدنى حالاتها و تصل من الضآلة لدرجة شبه الإنعدام فى بعض المواد . و مع ذلك يمكن تكسير الروابط الداخلية للجزئ ( نقطة الإحتراق )

فإن تعرضت مادة كهذه للفوتونات الحرارية فأن الطاقة تستهلك فى كسر الجزئ نفسه داخل المادة مما يؤدى إلى إحتراق المادة فى حالة زيادة الحرارة و تكون هذه المادة عازلة حراريا حيث أن الطاقة اللازمة لزيادة الحركة بين الجزيئية أكبر بكثير من الطاقة اللازمة لكسر الجزئ نفسه و لذلك تصنف هذه المواد كعازل حرارى . بمعنى أدق تكون معتمة و غير نفاذة للفوتونات الحرارية .

و بذلك نصل لتعريفات أكثر وضوحا و هى إذا كانت الطاقة اللازمة لكسرالجزئ داخل مادة ما ( أى مادة فى أى حالة ) أكبر من الطاقة اللازمة لإحداث حركة بين جزيئية فإنه بذلك تكون المادة موصل حرارى جيد أما إذا كانت الطاقة اللازمة لكسر الجزئ داخل مادة ما أقل بكثير من الطاقة اللازمة لإحداث حركة بين جزيئية فإن المادة تكون عازل حرارى جيد .
من الواضح لدينا الأن أن أى مادة تتمتع بنقطتين حراريتين و هى نقطة ( ح ) ( نقطة الإحتراق ) و هى درجة الحرارة اللازمة لكسر جزئ المادة ( لاحظ أن هذه الدرجة تسبب إنفجارات فى الغازات و إحتراق المواد المشتعلة السائلة و الصلبة و الخشب و الفحم و البلاستيك و الورق ) ونقطة ( س ) و هى درجة الحرارة اللازمة لإحداث حركة بين جزيئية .
و على أساس هذين النقطتتين الحراريتين لأى مادة و الفارق بينهما و أيهما أكبر و أيهما أصغر تحدد المادة كموصل حرارى أو عازل حرارى .

سرعة التوصيل الحرارى لمادة ما و بطء التوصيل الحرارى لمادة أخرى

تتحدد سرعة التوصيل الحرارى لمادة ما بدرجة التشبع الحرارة لتلك المادة
التى عند وصول كل مادة لدرجة تشبعها الحرارى تصبح كافة المواد الموصلة حراريا متساوية فى سرعة التوصيل الحرارى .

مثال ساق من الزجاج و ساق من النحاس متساويين فى السمك و الطول و يتعرضان لنفس المصدر الحرارى . ساق النحاس تصل إلى درجة التشبع فى زمن قصير جدا بينما تحتاج ساق الزجاج زمن طويل نسبيا لتصل لدرجة تشبعها الحرارى .
و التى بعدها تتساوى ساق النحاس و ساق الزجاج فى درجة الموصلية الحرارية حيث سيكون كم الطاقة الحرارية الداخلة مساويا للخارجة .
و هذا لا يعنى طبعا أن درجة حرارتهم واحدة أو أن كم الحرارة المختزنة بكل ساق واحدة و لكن يعنى أن كم الطاقة الخارجية الخارجة من كل ساق متساو و ذلك عند وصول كل ساق لنقطة التشبع الخاصة بها .
و المثال بتشبيه بسيط عند تشبع قطعة قطن بالماء موضوعة بمصفاة و تشبع قطعة أسفنج بالماء و موضوعة بمصفاة مماثلة فعند إضافة نقطة ماء واحدة إلى كل مصفاة فإن الخارج من كل مصفاة هو نقطة مياه واحدة .
ملاحظة لم أجد مثال للتشبع مع الفوتونات الضوئية ؟ بمعنى أن قطعة الزجاج تنفذ الضوء دونما أن تتشبع به بالأحرى لا تحتاج لتشبع ضوئى و لكنها ممكن أن تتشبع حراريا ؟ و هذه النقطة من البحث ما زالت مفتوحة حتى الآن و أحاول إيجاد تفسير لها .
شكرا لطول بالكم
أخوكم / محمد ياسين