محتويات
ما المقصود بظاهرة تداخل الضوء؟
الضوء (بالإنجليزية: Light) هو إشعاع كهرومغناطيسي يُلاحظ بالعين المجردة له أطوال موجية مختلفة، بدءًا من أشعة جاما القصيرة جدًا وحتى موجات الراديو التي تقاس بالمتر، وتبلغ سرعة الضوء في الفراغ (299،792،458 متر) في الثانية الواحدة. [١]
يُعرف تداخل الضوء (Light Interference) بأنه ظاهرة طبيعية تتشكل بطريقة عشوائية، وتحدث هذه الظاهرة نتيجةً لتراكب موجتين ضوئيتين لتشكلان موجة واحدة، ذات طول موجي أقل أو أكبر أو متساوي.[٢]
الضوء هو نوع من أنواع الموجات، إضافة إلى كونه إشعاعًا كهرومغناطيسًا يتميز بخصائص عديدة منها التداخل، الذي يعد ظاهرة طبيعية بارزة تنتج من التقاء موجتين، ينتج عن تداخلهما موجة واحدة.
ما هي أنواع تداخل الضوء؟
تتداخل الموجات الضوئية بطريقتين وهما:
تداخل الضوء البناء
التداخل البنّاء (Constructive interference) والذي يحدث عندما تتراكب قمة الموجة الأولى مع قمة الموجة الثانية، ويشكلان الطول الموجي الأقصى، حيث تكون الموجتان في المرحلة نفسها، وتملكان الإزاحة نفسها[٢]، وفيما يأتي أهم التطبيقات على التداخل الضوئي البناء:[٣]
- إجراء بعض القياسات عبر مسافات طويلة بواسطة الليزر، وذلك من خلال فصل شعاع الليزر وإعادة عكسه مرة أخرى من أسطح مختلفة، وبعد تجميع الحزم المنفصلة، يتم تحليل ما يعرف بهامش التداخل، الذي يتم من خلاله حساب المسافة بين جسمين.
- إنتاج صور بأبعاد ثلاثية عن طريق الصور المجسمة، حيث يتداخل الشعاع المرجعي وإضاءة الكائن؛ لتنتج مناطق مظلمة ومضيئة، لتظهر صورة بأبعاد ثلاثية.
تداخل الضوء الهدام
التداخل الهدام (Destructive interference) والذي يحدث عندما تتراكب قمة الموجة الأولى مع قاع الموجة الثانية، ويشكلان الطول الموجي الأدنى، ولا تكون الموجتان في نفس المرحلة، ومختلفتين في الإزاحة[٢]، ومن أبرز التطبيقات على تداخل الضوء ضمن هذا النوع:[٤]
- فقاعات الصابون: وتعمل بمبدأ التداخل الهدام، حيث تنتج عند تفاعل مادة زيتية مع الضوء مجموعة مذهلة من الظلال وفيلمًا زيتيًا جميلَا.
- قوس المطر: ينتج هذا أيضًا بمبدأ التداخل الهدام للضوء، عندما تصطدم أشعة الشمس بقطرات المطر بشكل صحيح.
- النظارات الشمسية وعدسات المناظر والكاميرات: يعمل التداخل الهدام في هذا النوع من التطبيقات على إخفاء ألوان معينة، وانعكاسات غير مرغوب فيها.
يمكن أن يكون تداخل موجات الضوء إما تداخلًا بنّاءً أو تداخلاً مدمرًا، ولكل منهما مفهومه واستخداماته، وكيفية حدوثه.
ما دور توماس يونغ في إثبات خاصية تداخل الضوء؟
يعرف توماس يونغ (Thomas Young) بأنه طبيب وفيزيائي إنجليزي وعالم مصريات، ولد في عام 1773 م في إنجلترا، قام بإحياء نظرية موجة الضوء، وهو مؤسس مبدأ تداخل الضوء، ولقد كان مهتمًا جدًا بالإدراك الحسي، وعندما اكتشف طريقة تغير عدسة العين لتركّز على الأشياء على مسافات متفاوتة كان لا يزال طالبًا، وفي عام 1801 م بدأ بدراسة الضوء بشكل مفصل.[٥]
تدرّج اكتشاف تونغ للظاهرة على النحو الآتي:[٥]
- لاحظ يونغ تباعد أشعة الضوء وتداخلها.
- سمح للضوء بالمرور من خلال ثقبين مثبتين بإحكام على شاشة.
- عند نقطة التداخل لاحظ تناوب كل من حزم الضوء وحزم الظلام.
- خرج يونغ بنظريته طبيعة موجة الضوء واستخدمها لتفسير فقاعات الصابون، والعلاقة بين الطول الموجي واللون.
- استطاع يونغ أيضًا حساب الأطوال الموجية لألوان الطيف التي حددها[١]العالم نيوتن.
في أوائل القرن التاسع عشر أظهر تونغ أن الضوء ظاهرة موجية، ويمتلك خاصية الموجات، وفي عام 1801 م، قام يونغ بتجربة دلت على أن الضوء له خصائص تشبه الموجات، استخدم في تجربته ضوء الشمس، لاحظ من خلالها تداخل الحزم المضيئة والمعتمة بالتناوب.
المراجع
- ↑ "Light", britannica, Retrieved 11/3/2021. Edited.
- ^ أ ب ت "Coherent Source and sustained interference", byjus, Retrieved 11/3/2021. Edited.
- ↑ "Interference", olympus life science, Retrieved 14/3/2021. Edited.
- ↑ "INTERFERENCE", encyclopedia, Retrieved 14/3/2021. Edited.
- ^ أ ب "Thomas Young", britannica, Retrieved 12/3/2021. Edited.
