أين ينكسر الضوء: كرة الماء وقوس قزح

يطلب منك هذا الدرس أن تستقصي كيف ينكسر الضوء حين يمر في أوساط مختلفة، وأن تصف وصفًا كيفيًّا كيف ينكسر الضوء المرئي عند السطح الفاصل بين وسطين. ويقدّم المتحف استعمال عالم وسيط كرة زجاجية مملوءة بالماء لدراسة مسار الضوء في قطرة المطر؛ أما الاستقصاء بقوالب الزجاج والماء وزوايا مقيسة فعلى صفّك أن يجريه. ¹

تسأل التوقعات أين يتغير الاتجاه، وعند أي نوع من الحدود. على مخطط الكرة، علّم كل موضع ينتقل فيه الضوء من وسط إلى آخر.

تأمّل النموذج عن قرب. استبدل كمال الدين الفارسي بالقطرة الصغيرة كرة زجاجية مملوءة بالماء، لكي يدرس مسار الضوء في نموذج يمكن التحكم فيه. تعرض رسل تجربته في غرفة مظلمة ذات فتحة واحدة، وشرحه للقوس الأساسي بانكسارين بينهما انعكاس داخلي واحد، وللثانوي بانعكاسين بين الانكسارين ². وفي القطرة المثالية يدخل الضوء من الهواء إلى الماء فينكسر، ثم يرتد داخلها، ثم يخرج بانكسار آخر ². ونموذج الزجاج والماء أكثر تعقيدًا من تلك القطرة المثالية، لأن الوعاء يحمل حدودًا إضافية للانكسار ³. اقرأ سجل نموذج الكرة المائية، ثم علّم على كرة كل موضع ينتقل فيه الضوء من وسط إلى آخر.

تنقل رسل أن الفارسي جاء إلى تبريز للدراسة على الشيرازي. واجه أسئلة في الانكسار لم ترضه قراءاته، فتذكر الأستاذ كتابًا كبيرًا لابن الهيثم كان رآه، ثم حصل له على نسخة من بلد بعيد ⁴. ويقول السجل إن هذه رواية تقدمها الباحثة من مقدمة التنقيح، لا مشهدًا عاين المتحف أصله المخطوط ⁴.

للأستاذ دور ظاهر في الوصول إلى الكتاب والتشجيع على مراجعته. لكن الأولوية مسألة أخرى. تعرض ماكتوتر رأيين: بوير ينسب أصل النظرية إلى الأستاذ وتفصيلها إلى التلميذ، وراشد يعترض على كفاية هذه النسبة ⁵. ويحتفظ السجل بالخلاف منسوبًا، ولا يختلق مخترعًا منفردًا لا ينازعه أحد ولا عملًا جماعيًا محدد الأجزاء ⁵.

اللون هو حد النجاح هنا. تعرض ماكتوتر محاولته إرجاع الألوان إلى تراكب صور على خلفية مظلمة، وتصرح رسل بأن المحاولة لم تنجح ^{6 2}. ويمكن لمسار صحيح أن يصاحب تفسيرًا غير صحيح لسبب ظهور الألوان ^{6 2}. ولا ينسب السجل إلى الفارسي اختراع الغرفة المظلمة نفسها ^{7 8}.

يبين السجل حدود ما قُرئ. فتاريخ إتمام التنقيح مختلف فيه: قبل 1290 في رأي، وبعد 1302 وقبل وفاة الأستاذ 1311 في رأي آخر ⁹. ولا يجعل تاريخ نسخة لاحقة تاريخ اكتشاف التجربة ⁹. ولم تقرأ نسخة التنقيح الأصلية أو طبعة حيدر آباد، وتنبه رسل إلى أخطاء في نص الطبعة ورسومها ¹⁰.

تقول رسل إن الفارسي شرح مسارات الضوء في القطرة، وإن محاولته تفسير اللون لم تنجح ². اتخذ موقفًا وأجب عن أقوى اعتراض عليه: هل يُعدّ نموذج يصيب مسار الضوء ويخطئ الألوان علمًا جيدًا مع ذلك، ولماذا؟

• نموذج الفارسي لقوس قزح بكرة الماء: مساران للضوء في الكرة، وما تقوله المصادر عن اللون.
• كمال الدين الفارسي: العالم الذي بنى النموذج.
• تنقيح المناظر: مراجعته النقدية لمناظر ابن الهيثم.
• قطب الدين الشيرازي: الأستاذ، والخلاف حول دوره.
• البيت المظلم عند ابن الهيثم: التجربة الأقدم بثقب وبيت مظلم.

اقرأ عن نموذج الفارسي الكروي لقوس قزح. ارسم دائرة للكرة وتتبّع شعاعًا واحدًا داخلًا، ثم علّم كل نقطة يدخل عندها أو يرتدّ أو يخرج.