محزوز الحيود: الأنواع والملاحظات

• يمثل محزوز الحيود أداة تشبه تلك المستخدمة في تجربة يونج، ولكنها تتميز بوجود شقوق وخطوط كثيرة.

أنواع محزوز الحيود

• محزوز حيود النفاذ: قطعة من الزجاج أو البلاستيك تحتوي على عدد كبير من الخطوط والشقوق المتباعدة بانتظام، مما يؤدي إلى حدوث تداخل عند سقوط الضوء عليها.
• محزوز حيود الانعكاس: قطعة من سطح عاكس تحتوي على عدد كبير من الخطوط والشقوق المتباعدة بانتظام، مما يؤدي إلى انعكاس وتداخل الضوء الساقط عليها.

ملاحظات حول الحيود باستخدام محزوز النفاذ

• عند سقوط الضوء على محزوز الحيود، تتشكل أهداب تداخل على الشاشة، وتفصل بينها مسافات متساوية.
• في تجربة شقي يونج، يتم قياس المسافة بين الأهداب، وتفصل بين رتب الأهداب مسافات متساوية، وتكون الزوايا التي تتشكل عندها الأهداب صغيرة جدًا.
• في تجربة محزوز الحيود، تكون الزوايا التي تتشكل عندها الأهداب أكبر بكثير، ويكون التداخل أكثر وضوحًا.

صفات الهدب

• الهدب المركزي يكون مضيئًا لأن جميع الموجات تصل إليه في الطور نفسه.
• يعرف مقدارًا يعتمد على فرق الطور وفرق المسار.
• ينشأ التداخل الأقصى ذو الرتبة الأولى عندما يصل الضوء إلى نقطة في الشاشة والموجات في الطور نفسه.
• ينشأ التداخل الأقصى ذو الرتبة الثانية عندما يصل الضوء إلى نقطة ما على الشاشة ويكون فرق المسار بين الموجات 2λ.
• ينشأ التداخل الأقصى ذو الرتبة الثالثة عندما يصل الضوء إلى نقطة ما على الشاشة ويكون فرق المسار بين الموجات 3λ.
• معادلة فرق المسار ΔS = nλ.

حساب طول الموجة في محزوز الحيود

• معادلة الحيود nλ = d sin θ، حيث تمثل n رتبة الهدب، وλ الطول الموجي للضوء، وd المسافة بين خطين متجاورين في المحزوز، وθ الزاوية التي تتشكل عندها الهدب.

معادلات مهمه بخصوص محزوز الحيود

• عدد الشقوق N = 1 / d، حيث d تباعد الشقوق.
• التشتت في محزوز الحيود هو تجزئة الضوء إلى الأطوال الموجية المكونة له.
• يستخدم محزوز الحيود لفصل الضوء الأبيض إلى الألوان المكونة له.
• في تجربة حيود الضوء الأبيض، يكون الهدب المركزي أبيض اللون لأن جميع الأطوال الموجية تصل في الطور نفسه.
• الأهداب المضيئة تكون عبارة عن سلسلة من الأطياف، حيث يكون اللون البنفسجي أقرب إلى المركز واللون الأحمر أبعد.
• زاوية انحراف اللون الأحمر أكبر من زاوية انحراف اللون البنفسجي في الرتبة الأولى.
• تزداد قيمة الزاوية θ بزيادة الطول الموجي λ، لذلك فالضوء الأحمر له زاوية أكبر من الضوء البنفسجي.
• التداخل الأقصى ذو الرتبة الثانية تكون زاوية تشكله أكبر من التداخل الأقصى ذو الرتبة الأولى.

مقارنه محزوز الحيود بالشق المزدوج

• في محزوز الحيود، الأهداب المضيئة حادة وساطعة جدًا، والسبب هو الحصول على التداخل من عدد كبير من الشقوق.
• يمكن حساب الطول الموجي للضوء المستخدم بدقة أكبر باستخدام محزوز الحيود مقارنة بشقي يونج.
• في تجربة يونج، يوجد عدم يقين في حساب المسافة بين الشقين والمسافة بين الأهداب، أما في محزوز الحيود فتكون الأهداب المضيئة على مسافات واسعة ومفصلة.

أسئلة مهمة

• اللون الأحمر له زاوية انحراف أكبر من اللون الأزرق في محزوز الحيود لأن اللون الأحمر له طول موجي أكبر.
• الترتيب الذي تظهر به الألوان (البنفسجي، الأخضر، الأحمر) في محزوز الحيود هو بدءًا من الأقرب للمركز.