انحناء الضوء: انحناء الضوء حول العقبات

مبدأ حيود الضوء هو كما يلي: عندما يواجه الضوء عقبة أو فتحة صغيرة ، إذا كان حجم العائق أو الفتحة مشابهًا لطول الموجة للضوء أو أصغر منه ، سينحرف الضوء عن مساره الأصلي المستقيم وينتشر في اتجاهات مختلفة. هذا يشبه مجموعة النمل التي تسير في خط مستقيم ؛ عندما تواجه فجوات بين الحجارة التي هي بنفس حجمها تقريبًا ، فإنها ستنتشر عبر الفجوات.

دعونا نلقي نظرة على تجربة انحراف الشق الواحد. عندما يوضع مصدر ضوء أمام حاجز مع فتحة ضيقة ، سيشكل الضوء الذي يمر عبر الفتحة نمطًا من هامش مشرق ومظلمة متناوب على الشاشة. ومع ذلك ، يختلف هذا النمط إلى حد ما عن هامش التدخل. الحافة المركزية هي الأكثر سطوعًا ، مع انخفاض سطوع الهوامش تدريجيًا على أي من الجانبين. يحدث هذا لأن الضوء الذي يمر عبر الفتحة يمكن اعتباره منبعًا من مصادر ضوء جديدة متعددة في الفتحة. تتداخل موجات الضوء من هذه المصادر مع بعضها البعض ، مما يخلق النمط المرصود على الشاشة. يشبه الرياح التي تهب عبر الفجوات في السياج ؛ تشكل الرياح شدة متفاوتة لتدفق الهواء على الجانب الآخر من السياج ، وتتبع هامش انحراف الضوء مبدأ مماثلاً.

في الأدوات البصرية ، تؤثر ظاهرة حيود الضوء بشكل كبير على الدقة. على سبيل المثال ، في التلسكوبات والميكروسكوب ، تعمل العدسات مثل فتحات أو عوائق صغيرة ، مما يتسبب في انحدار الضوء أثناء مروره. هذا يحد من أصغر التفاصيل التي يمكننا ملاحظتها بوضوح. إذا كان هناك كائنان قريبان جدًا من بعضهما ، فستتداخل أنماط حيود بينهما ، مما يجعل من الصعب تمييزهما ككيانين منفصلين. هذا أقرب إلى مشاهدة الأجسام البعيدة في يوم ضبابي ؛ بسبب تشتت الضوء وانحطاعه ، تظهر الأجسام غير واضحة إلى حد ما.

هناك العديد من الحالات الأخرى لحيود الضوء في الحياة اليومية. على سبيل المثال ، عندما ننظر إلى قرص مضغوط ، فإن السطح يحتوي على العديد من الأخاديد الدقيقة. عندما يضيء الضوء عليه ، يحدث انحدار ، ونرى مجموعة من الألوان على القرص المضغوط. يشبه حيود الضوء لعبة مرحة بين الضوء والعقبات ، حيث ينحني الضوء حول العقبات ، مما يخلق تأثيرات بصرية فريدة.