ملف انجاز الفيزياء

استعمالات الحيود

استُعمل حدوث الحيود اختبارًا لمعرفة ما إذا كانت الأشياء المختلفة موجات أم لا. فحيود الأشعة السينية، بوساطة البلورات مثلاً أقنع العلماء أن الأشعة السينية موجات. ويعتمد نمط حيود الأشعة السينية على شكل وتوزع الذرات في المادة الحائدة. وهذه الحقيقة قد استعملت لدراسة تركيب البلورات بوساطة حيود الأشعة السينية، ولكشف تركيب البروتينات

الفرق بين حيود الضوء وتداخل الضوء:

• تداخل الضوء:

ظاهرة التداخل في الضوء من الظواهر التي لا يمكن تفسيرها بالنظرية الجسيمية لنيوتن مثلها مثل ظاهرتي الحيود والاستقطاب وعند دراسة التداخل أثبت فرينل الطبيعة الموجية للضوء وبرهن أن الشعاع الضوئي عبارة عن موجات عرضية

• حيود الضوء:

ظواهر طبيعية عديدة تحدث عند اصطدام موجة (ضوئية أو صوتية)بعائق وتوصف بانها انحناء شديد الوضوح للموجات حول عوائق صغيرة وانتشار الموجات من خلال فتحات صغيرة.. وللحيود دور في الطب مثل حيود الاشعة السينية ولها دور أيضا في علم الفلك ومنها حيود الضوء الذي يتشكل به قوس المطر .

أمثلة على الحيود في حياتنا اليومية

يمكن مشاهدة حيود الضوء في حياتنا اليومية. من الأمثل المعهودة لحيود (انحراف) الضوء : الأقراص المدمجة (CD & DVD) حيث يوجد بها حزازات (مسارات) دائرية متقاربة وعند سقوط الضوء عليها ينعكس الضوء إلينا في شكل قوس قزح المألوف .                                                                                                                       وذلك يحدث بسبب حيود الموجات الضوئية عليه حيث أن المسافات بين الحزازات مقاربة لطول الموجات الضوئية . يمكن استغلال هذه الظاهرة في إنتاج حاجز مشبك ذو تصميم مشابه لحزازات القرص يمكن به إنتاج أية انحراف (حيود) موجي مرغوب .                                                                                                                        الذواكر ثلاثية الأبعاد على كروت الائتمان هي أمثلة على ذلك . الحيود الضوئي يحدث أيضا في الغلاف الجوي حيث تنحرف الأشعة عند اصتدامها بذرات الهواء حول مصدر الضوء يمكنها أن تحدث حلقات لامعة متتالية ضوئية حول مصدر ضوء ساطع كالشمس أو القمر .وتبدو لنا تلك الحلقات حول القمر خصوصا في وجود السحب الخفيفة أو الضباب. يمكن للحيود أن يحدث لأية نوع من الموجات ، موجات البحار يحدث لها حيود (انحراف) حول حواجز الماء والعوائق الأخرى، الموجات الصوتية يمكنها الحيود حول الأشياء ، وهذا سبب استطاعتنا سماع شخص ما بينما نحن خلف حائط على ناصية .                                                                                                                   الحيود يمكن استخدامه أيضاً في بعض التطبيقات التقنية فهو يضع حدودا أساسية لدرجة نقاء صور الكاميرا والتليسكوب أو الميكروسكوب.

- الأقراص المدمجة (CD & DVD) يوجد بها مسارات دائرية متقاربة تتصرف كحاجز مشبك للانجراف الضوئي لتشكل لنا القوس القزحي المألوف على الأقراص المدمجة ، يمكن لهذا المبدأ أن يمتد إلى هندسة حاجز مشبك بتصميم مشابه يمكنه أنتاج أية انحراف (حيود) موجي مرغوب ، الذواكر ثلاثية الأبعاد على كروت الأتمان هو مثال حي على ذلك, الانحراف الضوئي في الغلاف الجوي عن طريق ذرات صغيرة يمكنها أن تحدث حلقة لامعة لتكون مرئية حول مصدر ضوء ساطع كالشمس أو القمر . يمكن للحيود أن يحدث لأية نوع من الموجات ، موجات البحار يحدث لها انحراف حول حواجز الماء والعوائق الأخرى ، الموجات الصوتية يمكنها الحيود حول الأشياء ، وهذا سبب استطاعتنا سماع شخص ما بينما نحن خلف شجرة ، الحيود يمكن استخدامه أيضاً في بعض التطبيقات التقنية فهو يضع حدود أساسية درجة نقاء الكاميرا والتليسكوب أو الميكروسكوب .

 

حيود الأشعة السينية على بلورة من الحديد.

• يستخدم حيود الإلكترونات و حيود الأشعة السينية لتعيين البناء البلوري للمواد . كما يستعمل حيود النيوترونات لتعيين مواقع ذرات الهيدروجين في بلورات المركبات . أي أنها مكملة لحيود اشعة إكس حيث تنعكس أشعة إكس على الذرات الثقيلة وتعين مواقعها في البلورة ، ثم نجري حيود النيوترونات على عينة المركب فتنعكس موجات النيوترونات على ذرات الهيدروجين الخفيفة وتعين أماكنها في البناء البلوري.
• ظاهرة الحيود هي ظاهرة مميزة للموجات سواء كانت موجات مائية أو صوتية أو كهرومغناطيسية أي ضوئية.

وقدرة الإلكترونات و النيوترونات على الحيود على منظومات الذرات تنبع من الخاصية الموجية للإلكترونات والنيوترونات.

التداخل الضوئي في الاغشيه الرقيقه  

أن من الممكن أن يتقاطع شعاعان ضوئيان بدون أن يسبب إحداهما أي تغير أو تحوير في الآخر بعد أن يعبر منطقة التقاطع ، بهذا المعنى يقال أن الشعاعين لايتداخل إحداهما مع الآخر.

ومع كل ذلك يجب علينا أن نتوقع أن السعة المحصل والشدة المحصلة في منطقة التقاطع ، حيث يؤثر كلا الشعاعين في نفس الوقت ، قد تختلف كثيرأً عن مجموع مساهمتي الشعاعين إذا كانا يعملان كل على حدة. هذا التحوير في الشدة نتيجة لتراكيب حزمتين ضوئيتين أو أكثر يسمى التداخل.

• إذا كانت الشدة المحصلة صفرا أو اقل عموماً مما نتوقعه نتيجة الشدتين المنفصلتين فان التداخل يسمى التداخل الهدام .
• أما إذا كانت الشدة المحصلة أكبر من مجموع الشدتين المنفصلتين فان هذا يسمى بالتداخل البناء .

هذه الظاهرة صعبة الملاحظة إلى حد بعيد حتى ولو كانت في ابسط مظاهرها نظراً لقصر الطول الموجي للضوء، لهذا لم تفهم هذه الظاهرة بهذا المعنى قبل عام 1800 حيث كانت النظرية الجسمية للضوء هي السائدة . وقد كان توماس يوبخ أول من نجح في تفسير التداخل الضوئي واثبات الطبيعة الموجية . ولكن لكي نستطيع فهم تجربته الرائدة التي أجراها في عام 1801 يجب علينا أولا أن ندرس تطبيق مبدأ هام ينطبق على أي نوع من حركات الموجية على الضوء.