هل يؤثر الطول الموجي على الانحراف: كيف ، لماذا ، متى ، حقائق مفصلة 

سنناقش في هذا المنشور كيف يؤثر الطول الموجي على الانعراج وتأثيرات أخرى مختلفة مثل كيف ولماذا ومتى يؤثر الطول الموجي على الانعراج.  

يختلف الانعراج اعتمادًا على الطول الموجي للضوء ، حيث تنحرف الأطوال الموجية الأصغر عند ميل أكبر بالمقارنة مع الأطوال الموجية الأطول (في الواقع ، ينحرف الضوء الأزرق والبنفسجي بميل أكبر من الضوء الأحمر). 

عندما يتلامس شعاع ضوئي يمر عبر السماء مع قطرة من الرطوبة ، فإن هذا ينكسر بشكل أساسي عند سطح التلامس بين الماء والهواء وينعكس عندما يتلامس مرة أخرى مع الواجهة. عندما يتصل بالواجهة للجولة الثالثة ، فإن الحزمة ، التي لا تزال تتدفق داخل قطرة الماء ، تنكسر مرة أخرى. يؤدي التلامس الأخير مع السطح إلى كسر الشعاع إلى السماء أثناء انحراف جزء منه. 

تاج تشيليني (يشار إليه عادة بتأثير هيليغنشين) هو ظاهرة يحيط فيها شريط مبهر من الضوء ظل رأس المشاهد بسبب الانعراج. إن وضع يد أمام مورد ضوء وعبور إصبعين تدريجيًا أثناء عرض الضوء المنقول بينهم هو توضيح سهل إلى حد ما لانحراف الموجة.

تظهر مجموعة من الخطوط السوداء المجاورة للأصابع عندما تقترب الأصابع من بعضها البعض وتقترب بشكل جماعي. ترتيبات الانعراج هي أجزاء الخط. إذا كانت الحزمة "عازمة" حول ذرات ذات مقياس مماثل لحجم الطول الموجي للأشعة ، فقد تحدث هذه الآلية. إن انعراج الضوء عن طريق الضباب ، والذي كثيرًا ما نعتبره بقعة مضيئة ، هو مثال ممتاز على ذلك. 

كيف يؤثر الطول الموجي على نمط الحيود؟ 

يعتمد مقدار نمط الانعراج على حجم العائق / الفتحة والطول الموجي للأشعة الساقطة. 

الحيود هو توسع الموجات إلى الخارج بمجرد انتقالها عبر حاجز. حيود الأشعة أكبر في الثقوب الأصغر. إذا كان الثقب صغيرًا ، فإن الموجات التي تأتي عبره سوف تتوسع للخارج (تتباعد) مرة أخرى ، كما لو كانت مصدرًا نقطة للأمواج ، مثل الرخام الذي يتم إلقاؤه في بركة. 

يحدد الطول الموجي ما يُصنف على أنه "صغير". ستكون واجهات الموجة التي تظهر من الفتحة مستديرة إذا كانت الفتحة أقصر. نتيجة لذلك ، تنحرف الأطوال الموجية الأكبر بشكل أسرع من الأطوال الموجية الأقل. 

عندما تصطدم أشعة الطائرة بعائق يحتوي على فتحتين ، فإن أشعة نمط الحيود التي تظهر من هذه الفتحات سوف تتراكب وتتصادم. توحي أنماط مواريه بالترتيب الناتج من التسلسل البناء و التدخل الهدام. إذا (1) كانت الفتحات قريبة من بعضها البعض أو (2) كانت الموجات ذات أطوال موجية أطول ، فإن الترتيب ينقسم بشكل متزايد. 

كيف يؤثر الطول الموجي على الانعراج عند الحافة؟ 

يختلف الانعراج باختلاف حجم الفتحة أو زوايا العائق.

يجب أن تنحرف الموجة أو تتوسع إلى الخارج إلى دوامات حلقية عندما يكون الطول الموجي مماثلاً للفتحة في جدار الميناء. هذه لقطة جوية لطيفة توضح التأثير بوضوح.

إذا كان الطول الموجي أقل بكثير من الفتحة ، يحدث قدر ضئيل من الانعراج عند حافة الموجة ، حيث ينهار المد على نفسه لتوليد موجات مستديرة ، بينما تمر غالبية الموجة مباشرة دون أي تغيير في الاتجاه.

يمكن للمرء أن يلاحظ بسهولة أن مستوى الماء ثابت إلى حد ما ؛ ما لم يكن الأمر كذلك ، فقد يختلف الطول الموجي للمد والجزر ، ويمكن للمرء أن يلاحظ أن الطول الموجي والتردد والسرعة لم يتغيروا. الانعراج هو مفهوم أساسي في هندسة السماعات. مكبرات الصوت "Woofers" هي مكبرات صوت تنتج نغمات جهير منخفضة.

يجب أن تكون ضخمة نوعًا ما لأنهم يجب أن يدوروا كمية كبيرة من الهواء. 30 سم أو أكبر بأقطار نموذجية. من المهم حقًا ملاحظة أن الموجات تنتقل عبر بعضها البعض ، وتتراكم سعة كل منها عبر الزمن والمسافة. 

كيف يؤثر الطول الموجي على الانعراج؟ 

ينحرف الشعاع ذو الطول الموجي الأصغر عند ميل أكبر من الطول الموجي ذي الطول الموجي الأكبر. يكون انحراف الضوء الأزرق والبنفسجي أكبر مقارنة بميل انعراج الضوء الأحمر. 

لماذا الطول الموجي يؤثر على الحيود؟ 

يحدث الحيود في كل وقت. يصبح أقل وضوحًا عندما يكون الطول الموجي ضيقًا بدرجة كافية مقارنة بالفجوة. 

عندما يحلل المرء مفهوم Huygens-Fresnel ، قد يكون لديه فهم أفضل للأمر برمته. في بعض النواحي ، لا تفهم الوسائط التي تنتشر فيها الموجات "هناك تموج يسير في هذا الاتجاه أو ذاك" ، بل يدرك فقط كيف تمرر نقطة ما اضطرابًا إلى جيرانها.

وهكذا ، في أي مكان في وقت ما ، يمكن للمرء أن يستبدل أي موجة بمجموعة من مصادر النقطة ويحصل على الموجة المماثلة بالضبط. افترض أن ذروة موجة الطائرة تصطدم في فجوة كبيرة (نسبة إلى الطول الموجي). لذلك قد يفترض المرء أن الفجوة مأهولة حقًا بمصادر نقطية ، وفقًا لهذا المفهوم. 

نظرًا لأن التباعد المقارن من كل من هذه الأماكن على طول الفجوة بالنسبة لك هو بشكل عام مكافئ ، إذا لاحظت مثل هذه المصادر من موضع قبل الفجوة ، فإن نبضاتها ستقترب منك في الغالب بشكل متزامن. سوف تتفاعل الأمواج بشكل بناء ، مما يؤدي إلى موجة قوية قبل الفجوة. 

ومع ذلك ، إذا نظرت إلى الفجوة من الجانب ، ستمتلك الموجات فرق طور أعلى لأن المساحة التي يجب أن تطير بها قبل الوصول إليك أكبر بكثير. 

متى يؤثر الطول الموجي على الانعراج؟ 

يرتفع مدى الانعراج (دقة الانحناء) كلما زاد طول الموجة ويقل كلما أصبح الطول الموجي أقصر. في الواقع ، لا يوجد حيود واضح إذا كان الطول الموجي للموجات أقصر من العائق. 

خصائص عتبة الموجة مثل الانعكاسوالانكسار والحيود كلها مرتبطة بالتواء مسار الموجة. بافتراض أن الوسائط هي وسائط ثنائية أو ثلاثية الأبعاد ، فإن التواء المسار هو ظاهرة مرئية. عندما يرتد الضوء عن الحاجز ، يطلق عليه انعكاس.

تحكم قاعدة الانعكاس انعكاس الأمواج خارج الحدود المستقيمة. يحدث تقارب النبضات عند نقطة محورية بسبب انعكاس الموجات من العوائق المنحنية. عندما تمر الموجات عبر وسيط إلى آخر ، فإنها تنكسر ، مما يؤدي إلى تغيير اتجاهها. أ دائمًا ما يكون الاختلاف في الطول الموجي والسرعة موجودًا عند الانكسار يحدث. يُعرف التواء الموجات حول الحواجز والفتحات بالحيود. مع ارتفاع الطول الموجي ، تزداد كمية الحيود. 

الأسئلة المتداولة | الأسئلة الشائعة 

س: ما هو الانعراج وما العوامل التي تؤثر عليه؟ 

الانعراج هو عملية تحني شعاع الضوء بسبب وجود عائق في طريقه ويؤثر الطول الموجي للأشعة الواردة على كمية الانحراف.  

عندما تصطدم الأمواج بثقب أو قمة في عائق ما ، فإنها تمر عبر الفتحة أو خارج ركن العائق. قد يبدو هذا بديهيًا ، لكن ما يحدث في النصف الآخر من الفجوة أو الحاجز ليس بهذه البساطة. تنتشر التموجات دائمًا في المنطقة الواقعة خلف الفجوة إلى حد معين. 

يُعرف اتساع الموجات أثناء مرورها عبر مساحة أو ما وراء زاوية أحد العوائق بالحيود. يتم تحديد حجم الانعراج (الانتشار) من خلال كيفية تطابق عرض التباعد مع الطول الموجي للموجات. بعد الانعراج ، يظل الطول الموجي ثابتًا. 

س: هل هناك اختلاف في الطول الموجي في الحيود؟ 

يشار إلى التواء الموجة في الوسط المتطابق باسم الانحراف.

نتيجة لنقص التحول في الوسط ، سيبقى الطول الموجي والتردد والسرعة والفترة الزمنية دون تغيير. لن يتغيروا بمجرد أن يكون الوسيط على كلا الجانبين متطابقًا. 

س: هل يتأثر الحيود بالتردد؟ 

يتم استهلاك أو انعكاس الضوضاء عالية التردد ذات الأطوال الموجية الصغيرة بدلاً من الانحراف فوق معظم الحواجز ، مما يؤدي إلى إنشاء ظل صوتي خارج الجسم. 

س: ما هي العلاقة بين الحيود والتردد؟ 

بمجرد اكتشاف أن الطول الموجي لموجة معينة يكون قريبًا من حجم الجسم (كما هو الحال مع الترددات والهياكل الضعيفة) ، تنحرف الموجة حول الجسم ، وتستخدم أركانها كنقطة محورية لإنتاج واجهة موجة جديدة للتردد المكافئ لكن شدة أقل. 

انتقل إلى الأعلى