بعد خروج الضوء من مصادره المختلفة وانتقاله في الهواء ومواجهته للعديد من العوائق والموجات المختلفة الأخرى؛ يحدث له العديد من الظواهر، مثل تداخل الضوء، وانكساره، وانعكاسه، وتشتته، وحيوده، حيث يحدث حيود الضوء عندما تواجه موجات الضوء المنتقلة في الهواء عائقًا أمامها، فما هو حيود اضء وكيف يحدث؟
ما هي ظاهرة حيود الضوء؟
يمكن تعريف ظاهرة حيود الضوء (بالإنجليزية: Diffraction of Light) بأنها انحناء الضوء أو انحرافه بشكلٍ بسيط عند مروره عبر وسطٍ ما، مع وجود جسم معيق لحركته أمامه أو وجود حاجز معين أمامه، مما يجبر الضوء على الانحناء أو الالتفاف حول الجسم المعيق أو الحاجز ليتمكن من مواصلة حركته.[١][٢][٣]
يعتمد مقدار الانحناء الذي يحدث لموجة الضوء على الحجم النسبي لطول موجة الضوء مقارنة بحجم الفتحة التي يستطيع المرور من خلالها، فإذا كانت الفتحة أكبر بكثير من الطول الموجي للضوء؛ فإن الانحناء يكون طفيفًا وغير ملحوظ في هذه الحالة، أما إذا كان الحجم النسبي لطول موجة الضوء مقاربًا أو مساويًا لحجم الفتحة، فإن مقدار الانحناء يكون ملحوظًا وكبيرًا، ويمكن رؤيته بالعين المجردة بسهولة.[١][٢]
إن ظاهرة حيود الضوء تثبت أن الضوء لا يسير في خطوطٍ مستقيمةٍ فقط، وإنما يمكنه الانحناء والالتفاف حول الأجسام أيضًا.
كيف تحدث ظاهرة حيود الضوء؟
لملاحظة كيفية حدوث ظاهرة حيود الضوء، بتجربة بسيطة للغاية، يمكن وضع اليد أمام مصدر ضوء ثم البدء بإغلاق إصبعين متجاورين بشكل بطيء، وعند اقتراب الإصبعين من بعضها كثيرًا سيتم ملاحظة ظهور خطوط سواداء موازية للإصبعين، حيث تشير هذه الخطوط إلى ظاهرة حيود الضوء أثناء مروره في الشق الموجود بين الإصبعين، وفيما يأتي شرح مبسط لكيفية حدوث ظاهرة حيود الضوء:[٢][٣]
- يخرج الضوء من مصدره، وينتقل في الهواء بخطوط مستقيمة.
- يواجه الضوء عائق أو حاجز أمامه، فيضطر للمرور عبر أي شق أو فتحه يعثر عليها في هذا الحاجز، ولكن عند انتشار موجة الضوء من شق صغير أو فتحة صغيرة للغاية يحدث انحراف وانحناء لموجة الضوء، أي أنها لا تنتقل عبر الفتحة بخطوط مستقيمة، وإنما بخطوطٍ منحنية.
- يؤثر كل من الطول الموجي لموجة الضوء المنتقلة في الهواء، وحجم الفتحة التي ستنتشر عبرها هذه الموجة على طريقة انتقالها، فإذا كان الطول الموجي لموجة الضوء (لمدا λ) أصغر من حجم الفتحة، فإن الموجة ستنتقل من خلاها بخطوطٍ مستقيمة، أما إذا كان الطول الموجي مساويًا لحجم الفتحة أو أكبر منها؛ فإن الموجة سوف تنحرف عن مسارها، وتنتشر بخطوط منحنية.
- عند سقوط الموجة المنتشرة من الفتحة على حاجز آخر معتم، فإنها ستظهر عليه على شكل مناطق مضيئة يتخللها مناطق مظلمة، بحيث تظهر على شكل دوائر لها سطوع مركزي في وسطها، ويخفض هذا السطوع مع الابتعاد عن المركز (بطريقة مشابهة لشكل موجات الماء عن رمي حجر في بركة ساكنة).
كلما كان الشق أو الفتحة التي يمر الضوء من خلالها أصغر كلما كان حيود الضوء أكثر وضوحًا.
المراجع
- ^ أ ب "Diffraction of Light light ", ww2010.atmos.uiuc, Retrieved 7/11/2022. Edited.
- ^ أ ب ت "Diffraction of Light", olympus-lifescience, Retrieved 7/11/2022. Edited.
- ^ أ ب "Diffraction facts for kids", kids.kiddle, Retrieved 7/11/2022. Edited.
