أحد العوامل التي تؤثر على حيود الموجات
أحد العوامل التي تؤثر على حيود الموجات الطول الموجي وحجم الشق أو الفتحة .
طول الموجة: ترتبط سرعة حركة الموجة بطول الموجة لكل موجة ، ويمكن وصف الطول الموجي للموجة بأنه المسافة بين جزأين متتاليين من الموجة المتحركة.
مع انخفاض الطول الموجي للموجة ، تزداد سرعة الموجة ، وتنتقل الموجات الضوئية والصوتية بسرعات مختلفة ، مما يعني أن هذه الموجات تعكس أيضًا أطوال موجية مختلفة ، على سبيل المثال ، يمكن لمغني الأوبرا التلاعب بأصواتهم لإنتاج نغمات عالية وإنتاج نغمات عالية. نغمة منخفضة في اللحن ، وتتكون النغمة العالية من موجات سريعة الحركة ذات طول موجي قصير جدًا ، وتتكون النغمة المنخفضة من موجات بطيئة الحركة بطول موجي أطول.
حجم الفتحة أو الثقب: تنتقل كل من الطاقة الضوئية والطاقة الصوتية في موجات ، سواء كانت موجات ضوئية أو موجات صوتية مع محيطها ، من أجل حدوث حيود الموجة ، يجب أن يكون حجم الثقب أو العائق الذي يتفاعل مع الموجة بحجم أو حتى أصغر من الطول الموجي للموجة الساقطة ، إذا كانت الفتحة أو العائق أكبر من الطول الموجي للموجة الساقطة ، فليس من الضروري أن تنحني الموجة حول الجسم ، لأن الموجة ستنتقل ببساطة عبر الكائن دون إزعاج ، لذلك سيكون الحد الأدنى من حيود الموجة ، لو اي. يمكن ملاحظة هذه الظاهرة جسديًا إذا كان الماء ينحني حول فتحات الصخور على ساحل المحيط ، وإذا واجهت موجات الماء ثقوبًا في الحواجز المادية ، مثل خطوط الصخور ، فإن الموجات تنحني حول الصخور لتنتقل عبر ثقب صخري أصغر من الطول الموجي للماء ، إذا كان الثقب أكبر من طول الموجة ، فلن يكون هناك انحناء ، وستستمر الموجات الساقطة في التحرك في اتجاهها الأصلي.
تفسير الانحراف
الانعراج يعني انحناء أو تشتيت الضوء أو الموجات الصوتية حول جسم ما ، حيث ينقل كل من الضوء والصوت الطاقة عبر الموجات ، عندما تصطدم موجة ضوئية أو صوتية بجسم مثل جدار أو فتحة مثل الباب ، فإن الطاقة تنحني الموجات. حول الشيء أو الفتحة ، لذلك يتغير الاتجاه ، يمكن لأي شخص في الغرفة سماع شخص آخر في الصالة المجاورة ، لأن الموجات الصوتية يمكن أن تنحني حول الأبواب والجدران وغيرها من العوائق التي تحول دون انتقالها في الغرفة. وبالمثل ، يمكن أن تتألق موجات الضوء في الغرفة عبر ثقب المفتاح ، وتنحني بزوايا مختلفة لتوفير الضوء لمنطقة أوسع داخل الغرفة.
خصائص الحيود
- يحدث انعراج الضوء إذا كان حجم الحاجز مشابهًا لطول موجة الضوء.
- موجات الضوء لها طول موجي قصير جدًا ، أي من 4 × 10 -7 م إلى 7 × 10 -7 م.
- إذا كان حجم الفتحة أو الحاجز قريبًا من هذا الحد ، فيمكن ملاحظة ظاهرة الانعراج هنا فقط.
- يحدث الانعراج بسبب تداخل الموجات الثانوية المنبعثة من أجزاء مختلفة من مقدمة الموجة.
- لا يتساوى عرض الحواف في نمط الانعراج أبدًا ، في حالة الانعراج ، تقل المسافة بين النطاقين الساطع والداكن تدريجيًا.
- يمكن أن ينتج الضوء المتناثر هامشًا من النطاقات الخفيفة أو الداكنة أو الملونة ، والتي تحدث عندما تمر موجة الضوء عبر زاوية أو عبر شق أو شق يساوي فيزيائيًا الطول الموجي للضوء أو حتى أصغر منه.
أمثلة واقعية من حيود الموجة
- الضوء يدخل غرفة مظلمة
- أشعة الظلام
- حيود الأشعة السينية
- يمر الماء من خلال فجوة صغيرة
- هالة القمر
- الصوت
- هناك حلقة من الضوء حول ال
- انتشار الإشارة
دخول الضوء إلى غرفة مظلمة: عندما تكون الغرفة عبارة عن غرفة بدون إضاءة بباب يمنع الضوء من دخول الغرفة ، وعندما يفتح شخص ما الباب جزئيًا ، يمكن ملاحظة أن الضوء يتدفق عبر حلقة عبر الحواف وحول الزوايا. الباب ، يعمل الباب كعقبة في مسار الضوء وبالتالي ينحني الضوء ، وهذا الانحناء يسمى الانعراج.
أشعة الظلام: تظهر الأشعة الشفقية عندما تحاول أشعة الشمس الضوئية الوصول إلى الأرض ولكنها تحجبها السحب ، وتنحرف موجات الضوء وتنحرف ، وهذا انحراف الضوء ، بسبب وجود عائق في مساره طبيعي ، لا شيء. . لكن حيود الموجات.
حيود الأشعة السينية: في حيود الأشعة السينية ، تُحجز العينة في أداة وتُضيء بالأشعة السينية ، ويتحرك أنبوب الأشعة السينية والكاشف في حركة متزامنة ، ثم يتم تسجيل الإشارة المرصودة ودراستها ، وتستخدم هذه الظاهرة على نطاق واسع لتحديد المسافة . بين ذرتين متتاليتين من عنصر ما ، تعتبر عملية حيود الأشعة السينية مهمة جدًا في مجال الأرصاد الجوية والصناعات الدوائية والكيميائية وغيرها من الصناعات ذات الصلة ، لأنه عندما يصادف الباحثون بعض العناصر غير المعروفة ، فإنهم يحتاجون إلى تكوين بيانات حول هيكلها ، بدءًا من المحاذاة وطولها وخصائص أخرى لذراتها.
مرور الماء من فجوة صغيرة: عندما تلتقي المياه المتدفقة للنهر بفتحة صغيرة ، فإنها تميل إلى قطع تدفقها الطبيعي ، حيث تمر موجات الماء عبر ملف على الجانب الآخر من الشق ، وتعتبر هذه الحلقة أحد أشهر الأمثلة على حيود الموجة.
هالة القمر: إنها حلقة الضوء حول الشمس أو القمر التي تتشكل عندما ينكسر ضوء الشمس أو ضوء القمر بأبخرة مائية صغيرة أو بلورات ثلجية ، ويسمى تاج القمر تاج القمر وتاج الشمس يسمى إكليل.
الصوت: إذا اتصل أحدهم بصوت عالٍ ، فيمكن سماعه ، وإذا اختبأ خلف شجرة طويلة وتحدث بنفس الشدة ، فمن الممكن أيضًا أن يُسمع ، لأن الصوت لا يحجبه حتى شجرة ضخمة في طريقه. تنتقل إلى الأذن من خلال عملية حيود الموجة.
حلقة من الضوء حول ال: بالنظر إلى أي ضوء ، يمكن للمرء أن يلاحظ أن الضوء لا ينتقل مباشرة في الاتجاه الأمامي ، وأن جزءًا صغيرًا من الطاقة الضوئية ينحرف حول ال. يحدث هذا الانعراج بسبب وجود الغبار. والغازات القريبة حبيبات.
انتشار الإشارة: تُستخدم عملية الانعراج على نطاق واسع في انتشار الإشارات الراديوية لمسافات طويلة ، نظرًا لسطح الأرض المنحني وعوائقها الضخمة ، فإن الانتشار لمسافات طويلة في خط البصر غير ممكن ، وهذا هو سبب استخدام الانعراج متعدد المستويات. للوصول إلى وجهتها ، تستمر الإشارة في اصطدام العوائق أثناء تضخيم واحدة تلو الأخرى بمساعدة معزز بشكل متكرر حتى تصل إلى الوجهة ، ويكون الحيود مسؤولاً عن مكالماتك الهاتفية يوميًا.
