ظاهرة الحيود

ظاهرة الحيود

يعرف الحيود على أنه انحراف للموجات عن اتجاه انتشارها الأصلي حول حافتي فتحةٍ صغيرة أو حافة حاجز، وهذه الظاهرة لا تقتصر على نوعٍ محدد من الموجات. ومن المعروف أنه عند اصطدام الموجات بحاجزٍ مادي فإنّ هذا الأمر يؤدي إلى انعكاسها، أمّا عند اصطدامها بحافة حاجز أو عند عبورها لفتحةٍ صغيرة في حاجزٍ ما فإنه يلاحظ انحراف هذه الموجات عن مسارها الأصلي.

تفسير ظاهرة الحيود

تنتج ظاهرة الحيود بسبب تداخل موجات بدائيّة عند حدود الجبهة المُنقطعة للموجة في الحاجز، ويلاحظ أنّه كلما كان حجم الفتحة أو الحاجز صغيراً مقارنةً مع طول الموجة كانت هذه الظاهرة أكثر وضوحاً.

الموجات التي تشملها ظاهرة الحيود

• الموجات المائيّة: يلاحظ في ظاهرة الحيود المنتشرة على سطح الماء، أنه كلما كان الحاجز كبيراً مقارنةً بطول تلك الموجة فإنها لا تتكوّن خلفه موجات، أمّا عندما يكون حجم هذا الحاجز صغيراً مقارنةً بطول الموجة فإنه لا يؤدي هذا الأمر إلى أيّ تغييرٍ يذكر في قلب الموجة، وأثناء مرور الموجة من خلال فتحةٍ في الحاجز يلاحظ أنه في الفتحة الكبيرة لا تؤدّي إلى حدوث ظاهرة الحيود على وجهٍ تقريبي، وذلك لِعدم انعطاف تلك الموجات، أمّا خلال مرور تلك الموجات من فتحةٍ صغيرة فإنّ ظاهرة الحيود تحدث بشكلٍ ملحوظ وواضح، وأثناء مرور الموجة من خلال فتحةٍ صغيرةٍ جداً فإنها تقوم بتغطية السطح الواقع خلف الحاجز بكامله.
• ظاهرة الحيود في الضوء: يُعتبر طول موجة الإشعاع الضوئي صغير جداً، لهذا السبب فإنّه لا يُمكن مشاهدة ظاهرة الحيود في الضوء إلا عن بعد مسافةٍ كبيرة من الفتحة أو الحاجز، ولذلك فإنّ هذه الظاهرة في الأمواج الضوئيّة لا تبدو للعين، ويرجع هذا الأمر لصغر طول موجة الضوء الذي تمّ استخدامه.

عند إجراء تجربة حول هذا الأمر فإنه يلاحظ حيود الضوء من شقٍ صغيرٍ جداً، فإن هدب حيود موجات الضوء تظهر على شكل مناطق معتمة وأخرى مضيئة، وتقل شدة هذه الظاهرة كلما تمّ الابتعاد عن مركزها.

في النهاية يجب ملاحظة أنه عندما يكون حجم الفتحة أو الحاجز مقارباً في قياساته لطول الموجة، فإنه يمكن مشاهدة ظاهرة الحيود بالقرب مباشرةً من الحاجز أو الفتحة، أما إذا كان حجم الفتحة أو الحاجز كبيراً مقارنةً بطول تلك الموجة فإنه بالإمكان مشاهدة ظاهرة الحيود ولكن على مسافةٍ أكبر من الفتحة أو الحاجز، وقد تمّ تفسير كلّ ما سبق على أن التغيرات التي تحدث في جبهة الموجة بسبب الفتحة أو الحاجز تكون أكثر وضوحاً كلما تمّ الابتعاد عن الفتحة أو الحاجز، إضافةً لهذا فإنه كلما كان حجم الفتحة أو الحاجز أكبر شوهدت ظاهرة الحيود (الانعطاف) من بعد مسافةٍ أكبر، شرط أن تكون طاقة هذه الموجة كبيرة إلى درجةٍ تكفي لحدوث حيودٍ وانعطاف واضح.