فالضوء يتكون من موجات تسمى الموجات الكهرومغناطيسية التي تنتشر في الفراغ بسرعة ثابتة
وقدرهاm/s300.000k، والضوء يخضع لظواهر الانعكاس والانكسار والتداخل والحيود.
وفى هذا البحث سوف نتناول ظاهرة التداخل والحيود .
التداخل
هو ظاهرة تحدث نتيجة التقاء قطارين من الموجات وتراكبهما معا مما ينتج مناطق تزداد فيها شدة الموجات وأخرى تنقص فيها الشدة .
وهناك نوعان من التداخل هما تداخل بناء ، تداخل هدمي.
التداخل البناء
هو مناطق تزداد فيها الشدة ويكون الاضطراب أكبر ما يمكن وتسمى هذه المناطق بالبطون وتوجد في الموجات الموقوفة .
التداخل الهدمى
هو المناطق التي تنقص فيها الشدة وينعدم الاضطراب وتسمى هذه المناطق بالعقد وتوجد في
الموجات الموقوفة .
هدب التداخل
هو مصطلح يطلق على خطوط التداخل البناء وهى الأماكن المضيئة وخطوط التداخل الهدمى وهى الأماكن المظلمة .
شرط حدوث التداخل البناء
أن يكون فرق المسير بين موجتين يساوى صفر أو عدد صحيح أي أن m=0,1 .
شرط حدوث التداخل الهدمى
أن يكون فرق المسير بين موجتين يساوى m=1½ .
وفى عام 1801 قام العالم الشهير توماس يونج بواحدة من أشهر التجارب وهى تجربة الشق المزدوج والتي توضح كيفية حدوث التداخل .
الحيود
هو انحراف الموجات عن اتجاه انتشارها الأصلي حول حافة الحاجز أو حول حافتي فتحة صغيرة.
تفسير ظاهرة الحيود
تفسر هذه الظواهر بأن الحاجز يقطع قسما من صدر الموجة المتحركة ومن مبدأ هيجنز يمكن استنتاج أن ظاهرة الحيود يسببها تداخل الموجات البدائية عند حدود جبهة الموجة المنقطعة بالحاجز ونلاحظ أنه كلما كان حجم الحاجز أو الفتحة صغيرا بالمقارنة بطول الموجة كلما كانت ظاهرة الحيود أكثر وضوحا.
الحيود في الضوء
بما أن أطوال موجات الإشعاع الضوئي صغيرة جدا لذلك لا يمكن مشاهدة الحيود في الضوء إلا على مسافة كبيرة من الحاجز أو الفتحة ولذلك لا تبدو ظاهرة الحيود في الأمواج الضوئية للعين بسبب صغر طول موجات الضوء المستخدم .
نلاحظ حيود الضوء من شق مفرد اتساعه صغير جدا وتظهر هدب الحيود على شكل مناطق
مضيئة وأخرى معتمة وتقل شدتها تدريجيا كلما ابتعدنا عن المركز.
ملاحظة
عندما يكون حجم الحاجز أو الفتحة مقاربا بالقياس لطول الموجة نشاهد الحيود بقرب الحاجز مباشرة أما عندما يكون الحاجز كبيرا مقارنة بطول الموجة يمكن أن نشاهد الحيود ولكن على مسافة أكبر من الحاجز.
يفسر ماسبق أن التغيرات في جبهة الموجة التي يحدثها الحاجز تكون أكثر ظهورا كلما ابتعدنا عن الحاجز وبالتالي كلما كان حجم الحاجز أكبر كلما شوهدت ظاهرة الحيود على مسافة أبعد منه بشرط أن تكون طاقة الموجات كبيرة بدرجة كافية لكي يكون انعطافها وحيودها واضحا.
أمثلة على الحيود في حياتنا اليومية
يمكن مشاهدة حيود الضوء في حياتنا اليومية من خلال الأقراص المدمجة (CD & DVD)
حيث يوجد بها مسارات دائرية متقاربة وعند سقوط الضوء عليها ينعكس الضوء إلينا في شكل القوس قزح المألوف وذلك يحدث بسبب حيود الموجات الضوئية عليه حيث أن المسافات بين
المسارات مقاربة لطول الموجات الضوئية . الحيود يمكن استخدامه أيضاً في بعض التطبيقات التقنية فهو يضع حدودا أساسية لدرجة نقاء صور الكاميرا والتليسكوب أو الميكروسكوب.
وبالتوفيق لكم =)
