7 خصائص موجة الحيود: حقائق مفصلة


في هذه المقالة ، سنناقش خصائص الموجات المختلفة للحيود مع حقائق وأمثلة مفصلة.

فيما يلي قائمة بخصائص الموجة للحيود التي سنراها في الموضوع: -

1. يعتمد مقدار الانعراج على سعة الموجة

إذا كان اتساع الموجة أكبر من حجم الفتحة ، فإن الموجة ستنحني أكثر لتمرير الفتحة ، وبالتالي ستنحرف الموجة أكثر.

طول الشق أكبر من اتساع الموجة المركزة خلال الشق ، ومن ثم فإن الموجة سوف تخترق بسهولة دون انحراف.

2. كلما كان حجم الفتحة أصغر ، زاد الانعراج المرئي

إذا كان حجم الفتحة أكبر ، فسيكون من السهل على الضوء أن يخترق ، وبالتالي لن يتم رؤية أي حيود للضوء.

إذا تم تمرير حزمة من الطول الموجي λ عبر شق بطول '2d' ، حيث يكون اتساع الموجة المارة عبر شق مساويًا تقريبًا لطول الشق ، فإن الموجة سوف تنحني بدرجة أقل لتخترق الشق كما هو موضح في الشكل أدناه.

خصائص موجة الحيود
اختراق الموجة من خلال شق بطول "2d"

إذا تم تقليل طول فتحة الشق إلى النصف ، أي "d" ، فإن موجة الضوء ستنحني أكثر لتمرير الشق.

خصائص موجة الحيود
اختراق الموجة من خلال شق بطول 'd'

نتيجة لذلك ، سيكون انحراف الموجة الضوئية المرئية أكثر. مع استمرارنا في تقليل حجم الشق ، سيتم ملاحظة المزيد والمزيد من انحناء الموجة الضوئية ، وبالتالي سيتم رؤية المزيد من الانعراج.

قراءة المزيد عن الانعكاس مقابل الانحراف: تحليل مقارن.

3. تشكل موجات الضوء التي تنحرف عن الفتحات أنماط التداخل

في حالة وجود أكثر من فتحة يمكن للموجات الضوئية أن تنتقل من خلالها ، ستتداخل حواف الأمواج مع بعضها البعض لتشكل أنماطًا مختلفة مثل تلك الموضحة أدناه.

تدخل الأمواج
الصورة الائتمان: Pixabay

تشكل الموجات المتداخلة مع بعضها البعض أنماطًا مختلفة اعتمادًا على حجم الشق وعدد الشقوق التي يمكن أن تنتقل عبرها الموجات وانحراف الضوء وطول موجة الحزمة.

4. تنحني الموجة حول حافة عوائق الانعراج

عندما يكون الطول الموجي مساويًا بشكل مماثل لأبعاد الحاجز الذي تضربه ، تنحني الموجة باتجاه جميع حواف الحاجز ويمكننا رؤية حيود الضوء.

إذا كان الطول الموجي أقل مقارنة بأبعاد العوائق ، فلن تنحني موجة الضوء باتجاه الحواف ولن يتم ملاحظة أي انحراف.

إذا كنت قد لاحظت ، حتى لو كان هناك مكبر صوت واحد في القاعة في إحدى الزوايا ، فإن الجمهور بأكمله قادر على سماع الصوت المكبر من مكبر الصوت. هذا بسبب حيود الموجة الصوتية. تنحني الموجات الصوتية عند اصطدامها بكل شيء صغير في الصالة وعند اصطدامها بجدران الصالة ، وحتى تنتشر خارج الصالة عن طريق الانحناء من فتحة الصالة مثل الأبواب والنوافذ.

نظرًا لأن الضوء ينحني نحو حواف الكائنات ، يمكننا رؤية الحواف الساطعة للأشياء شبه الشفافة أو غير الشفافة.

قراءة المزيد عن 9+ حيود أمثلة الضوء: نظرة تفصيلية وحقائق.

5. كلما كانت زاوية الانعراج أكبر إذا كان الطول الموجي أقصر

تحكم المعادلة حيود الموجة ،

سينθ = ن / د

حيث θ هي زاوية الانعراج

λ طول موجي

D هو عرض الفتحة

ومن ثم ، فإن زاوية الانعراج θ تساوي ،

θ = الخطيئة-1ن / د

من المعادلة أعلاه ، يمكننا القول أنه كلما زاد الطول الموجي للشعاع ، ستنخفض زاوية الانعراج وفقًا لذلك.

قراءة المزيد عن هل يؤثر الطول الموجي على الانحراف: كيف ، لماذا ، متى ، حقائق مفصلة.

6. لا تكون الحدود الدنيا للموجة مظلمة تمامًا عند الانعراج

الحد الأدنى للموجة هو هامش مظلم يتكون على الشاشة. شدة الموجة الضوئية عند الصغرى منخفضة جدًا مقارنة بالحد الأقصى لنمط الانعراج.

لا تكون الحدود الدنيا مظلمة تمامًا مقارنة بتلك التي تشكلها الحدود الدنيا التي شكلها نمط التداخل المظلم تمامًا.

7. كل الحدود القصوى ليست بنفس الشدة

تكون شدة الحد الأقصى في مركز النموذج المتكون على الشاشة بسبب الانعراج هي الحد الأقصى وتتضاءل كلما اتجهنا نحو اليسار واليمين من المركز.

شدة الحد الأقصى والحد الأدنى بسبب الانعراج

هذا يرجع إلى حقيقة أن الشدة من الضوء يتناقص مع زيادة المسافة من المصدر. المسافة بين المصدر ووسط الشاشة حيث نحصل على الهامش الساطع هي أقصر مسافة يمكننا الحصول عليها بين المصدر والشاشة وتزداد بالتساوي مع زيادة الانفصال عن المركز.

قراءة المزيد عن الحيود مقابل التشتت: تحليل مقارن.

8. أطراف الانعراج ليست متباعدة بشكل متساوٍ

تكون المسافة بين الأطراف أوسع في مركز نمط الحيود المتشكل على الشاشة وتستمر في التقلص كلما ابتعدنا عن المركز.

تكون شدة الضوء أعلى في المركز ويكون عرض الهامش أكبر مقارنة بالأطراف اللاحقة. يتناقص عرض الأطراف عند الأطراف المتتالية ، وبالتالي تقل المسافة بين الأطراف بشكل متتابع.

قراءة المزيد عن هل يؤثر التردد على الانحراف: كيف وحقائق مفصلة.

الأسئلة المتكررة

ما هو الانعراج؟

تعتمد الزاوية التي ينكسر عندها شعاع الضوء على الطول الموجي للضوء.

إذا واجهت الموجة المنتشرة في وسط عائقًا أو فتحة ، فإن الموجة تنحني وتنتقل عبر أو تغير اتجاه الانتشار ، وتسمى هذه الظاهرة الانعراج.

ما هي بعض الأمثلة على حيود الموجات؟

هناك العديد أمثلة على الحيود التي نصادفها في الطبيعة.

تنتشر الموجات عبر المحيط ، وتشتت الضوء من الشقوق الصغيرة ، وينتقل الصوت في جميع أنحاء زوايا الغرفة وحتى خارجها ، إلخ ، بعض الأمثلة.

كيف يختلف التداخل عن الانعراج؟

يمكن أن يحدث الانعراج بموجة واحدة فقط بينما يلزم وجود موجتين على الأقل للتدخل لإنتاج نمط تداخل.

تكون الحدود الدنيا المتكونة بسبب التداخل مظلمة تمامًا ، والأطراف متساوية الشدة ومتباعدة بشكل متساوٍ ؛ لذلك ليس في حالة نمط الحيود.

ما هو الحد الأقصى المركزي في حالة الانعراج؟

يقع الحد الأقصى المركزي في مركز نمط الحيود.

تكون شدة الضوء في أقصى حد في المركز حيث أن المسافة بين المصدر والشاشة هي الحد الأدنى ومن ثم يطلق عليها الحد الأقصى المركزي.

أين يقع الحد الأقصى لعرض الهامش في نمط الحيود؟

إنها فجوة بين الحواف المظلمة والمشرقة لنمط الحيود المتكون على الشاشة.

يكون عرض الهامش في أقصى وسط نمط الانعراج ويقل مع شدة الضوء باتجاه كلا الجانبين أفقيًا.

أكشيتا ماباري

مرحبًا ، أنا أكشيتا ماباري. لقد حصلت على ماجستير. في الفيزياء. لقد عملت في مشاريع مثل النمذجة العددية للرياح والأمواج أثناء الإعصار ، وفيزياء اللعب وآلات التشويق الآلية في مدينة الملاهي على أساس الميكانيكا الكلاسيكية. لقد تابعت دورة تدريبية حول Arduino وأنجزت بعض المشاريع الصغيرة على Arduino UNO. أحب دائمًا استكشاف مناطق جديدة في مجال العلوم. أنا شخصياً أعتقد أن التعلم يكون أكثر حماساً عندما يتعلم بالإبداع. بصرف النظر عن هذا ، أحب القراءة ، والسفر ، والعزف على الجيتار ، وتحديد الصخور والطبقات ، والتصوير ، ولعب الشطرنج. اتصل بي على LinkedIn - LinkedIn.com/in/akshita-mapari-b38a68122

آخر المقالات