الضوء له فوائد عديدة ولاننكر أهميتها في كل أمور الحياة ، فإن نعيش في النهار على ضوء الشمس وفي الليل على ضوء القمر والنجوم ، وكذلك على ضوء المصابيح والأنوار ولانستطيع العيش بدون الضوء ، سوف نتححدث عن الضوء وطبيعته وخصائصه وعدة أمور
– فإن الضوء هو عبارة عن موجات و هي موجات كهرومغناطيسية لذلك فهى تتبع أيضا مبدأ التراكب ، فعندما تمر ( أو تتلاقى ) موجتان ضوئيتان ( أو أكثر ) بنقطة فإن المجالات الكهربية لهذه الموجات تتراكب ( أو تتحد ) طبقا لمبدأ التراكب مكونة المجال المحصلة ، فإن شدة الضوء الناتج تتغير أى تزداد و تقل نتيجة للتداخل و ذلك حسب ما إذا كان التداخل بنائيا أى أن الموجتان تقوى إحداهما الأخرى أو هدميا فى حالة ما إذا كانت الموجتان تضعف إحداهما الأخرى
حيود الضـــوء
الحيود :هو خاصية من الخصائص العامة للموجات و تحدث للموجات عندما تمر بحافة عائق أو خلال فتحة ضيقة كما يحدث عند مرور الصوت خلال فتحة باب مثلا.
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
بعض الأمثلة والتطبيقات على حيود الضوء
– استخدام حيود الثقوب المتعددة لتحليل الضوء إلى طيفه الأساسي
– تصنيع مقياس الطيف لمعرفة مكونات مادة ما، فمن خلال الحيود يمكن معرفة مكونات النجوم ودرجة حرارتها
– عملية التصوير المجسم ودراسة البلورات بالأشعة السينية.
– تصميم هيكل شبكي ينتج عنه أي نمط حيود مطلوب، مثل الهولوغرام الموجود على بطاقات الائتمان
استعمالات حيود الضوء
لجأ علماء الفيزياء إلى إجراء اختبار معين للتعرف فيما إذا كانت الأشياء تختلف في موجاتها أو تتشابه، وتوصّل العلماء إلى الاقتناع تماماً بأن الأشعة السينية موجات بعد خضوعها لاختبار بالاعتماد على البلورات، ويعتبر شكل الذرات التي تحتويها المادة وتوزعها على تحديد نمط هذه الأشعة السينية، واعتمدت هذه النتيجة في البحث عن تركيب البلورات ودراستها عن طريق حيود الأشعة السينية، وبالنهاية للتوصل إلى الكشف عن تركيبة البروتينات
التداخل
هو ظاهرة تحدث نتيجة التقاء قطارين من الموجات وتراكبهما معا مما ينتج مناطق تزداد فيها شدة الموجات وأخرى تنقص فيها
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
شرط حدوث التداخل الهدمى
أن يكون فرق المسير بين موجتين يساوى m=1½
