حيود الضوء

الضوء

يلعب الضوء دوراً هاماً في حياتنا، وهو عبارة عن طاقة مشعّة يمكن رؤيتها بالعين المجردة، وتعرف بالإشعاع الكهرومغناطيسي، ويمتاز الضوء بعدد من الخصائص والمتمثلة بالانكسار، والتداخل، والحيود والانتشار، والانعكاس والتشتت، والاستقطاب، والآثار الكيميائية.

يلجأ العلماء إلى قياس الأطوال الموجية للضوء بالاعتماد على عدد من الوحدات المتريّة، ومنها وحدة المايكرومتر حيث تساوي (10-6م)، ويعرف الحيود بأنّه ظاهرة طبيعيّة تنتج عن حدوث تصادم بين إحدى الموجات الضوئيّة أو الصوتية بعائق ونتيجة لذلك يحدث انحناء واضح بشدة لهذه الموجات حول العوائق التي تقف بوجهها وتبدأ هذه الموجات بالانتشار عبر فتحات صغيرة، ويطرأ على الموجات تأثيرات بينها تشابه شديد عند وقوع بدء التعاقب بين خصائص الوسيط.

كيفية حدوث حيود الضوء

تبدأ ظاهرة حيود الضوء بالحدوث بالتزامن مع بدء الموجات الضوئيّة المنتشرة بالتداخل بعد أن تعبر فتحتين أو أكثر، ويظهر التأثير على هذه الموجات في حال تقارب الطول أو تساويها من حيث المسافة بين موجات الأشعة الكهرومغناطيسيّة ضمن أنظمة الجسيمات التي ينحرف فيها، وتبدأ النماذج النظامية بالتولد إثر حدوث التداخل بين الموجات الضوئيّة فتزيد كثافتها عند بلوغها نقطة ما، وتنخفض عند نقطة أخرى.


تنفرد الموجات الضوئيّة المتساوية الطول بنوعين من أنواع التداخلات، إذ تتطابق الموجتان مع بعضهما البعض عند تداخلهما مع بعضهما البعض فيحدث التقابل بينهما عند القمم وتبدأ هاتان الموجتان المتداخلتان بالاشتداد فيطلق على هذا النوع من التداخل بالبنّاء، أما في حال حدوث التداخل بين قمة موجة وقاع موجة ثانية فإنهما تختفيان تماماً نتيجة هدر كل منهما الأخرى ومحوها، ويطلق على هذا النوع بالتداخل الهدّام.

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.


وننوّه بالتفرقة بين تداخل الضوء وحيوده، إذ يشار إلى تداخل الضوء لا يمكن تفسيره بواسطة النظريّة الجسيميّة التي أوجدها نيوتن، ومن الأمثلة عليها بظواهر الحيود والاستقطاب، وقد أشار فرينل مثبتاً بأنه عند التطرّق إلى الطبيعة الموجيّة التي يمتلكها شعاع ضوئي هي عبارة عن موجات عرضيّة، أما فيما يتعلق بحيود الضوء فإنه ينشأ نتيجة الاصطدام بين الموجات الصوتيّة أو الضوئية مع عائق يقف في طريقها التي تسلكه، ويحدث الحيود بعد أن تنحني هذه الموجات حول ما العوائق بشدة واضحة، وتبدأ بدورها بالانتشار عبر الفتح الصغيرة، وتستخدم بالأشعة السينية في مجال الطب.