تسجيل الدخول

تسجيل

الأضواء عبر سلك النافذة والخطوط بين الإصبعين

المؤلف:  جيرل ووكر

المصدر:  سيرك الفيزياء الطائر

الجزء والصفحة:  ص800

2025-09-27

486

إذا رأيت ليلا عبر سلك النافذة مصباحًا بعيدًا ساطعًا يبعد عنك عدة أمتار على الأقل، فسيكون الضوء الصادر عن المصباح نسقًا من الخطوط المظلمة والساطعة (انظر شكل 1أ). فما سبب هذا النسق؟ يُمكن أن ترى نسقا مشابها إذا نظرت إلى مصباح ساطع عبر قماش معظم المظلات الشائعة. وفي بعض الحالات من الممكن أن ترى ألوانًا. إذا نظرت ما بين الإبهام والسبابة وهما شبه متلامستين في غرفة ساطعة الإضاءة، فلماذا ترى بينهما عددًا من الخطوط المظلمة (انظر شكل 1ب)؟

 الجواب: عادةً ما يرجع ظهور أنماط الخطوط القاتمة والساطعة إلى حيود الضوء، وهذه الظاهرة تجعل الضوء يتوهّج عند مروره عبر فتحة ضيقة أو أمام شيء ضيق. بالإضافة إلى ذلك، فإن الموجات في الضوء المتوهّج تكون «متطاورة» (أي متزامنة) عند زوايا معينة وتُعزّز بعضها البعض (أي يحدث لها تداخل بناء)، فتصدر خطا ساطعًا. وعند زوايا أخرى تكون الموجات «غير متطاورة» (أي غير متزامنة) ويميل بعضها إلى إلغاء بعض أي يحدث لها تداخل هدام، فتصدر خطَّا قاتمًا. وإذا سقط هذا الضوء المتوهج على سطح مشاهدة عديم الملامح فإن الخط الساطع والخط القاتم يكونان نسقًا. غير أن هذا النسق لا يظهر إلا إذا كان الضوء المتجه صوب الفتحة الضيقة «مترابطا»، (أي لا بد أن تكون الموجات متزامنة أو شبه ذلك) قبل أن تتعرض للحيود. الضوء الصادر عن معظم مصادر الإضاءة التقليدية مثل المصباح الكهربائي، فهو «غير مترابط»؛ فالموجات تتولد عشوائيا بدون أي تناسق يمكن تكوين الضوء المترابط من خلال تمرير الضوء غير المترابط عبر ثقب انظر شكل (1 جـ). ونظرًا لصغر الثقب فإن كل الموجات الضوئية المارة عبره تكون شبه مُتطابقة؛ ومن ثم تكون شبه متزامنة. وعندما يخترق الضوء فتحة ضيقة كما هي الحال في قماش المظلات أو في سلك النافذة، فإن الفتحة تجعل الضوء يحيد ومن ثُمَّ يتكون نسق الحيود.

إذا أزلت الثقب بحيث يسقط الضوء غير المترابط الصادر عن مصدر الضوء (المصباح مثلا) مباشرةً على الفتحة الضيقة، فإن نسق الحيود يختفي. وسوف يستمر الضوء في التوهج عند الفتحة الضيقة، لكن يتغير التوهج بين لحظة وأخرى مع مرور موجات الضوء غير المتناسقة مرورًا عشوائيا عبر الفتحة وسترى على سطح المشاهدة إضاءة لا ملامح لها.

شكل 1 النسق المرئي عبر (أ) شبكة، و(ب) بين الإبهام والسبابة. (جـ) الضوء المرسل عبر ثقب دبوس يضيء فتحة ضيقة فينتج نسق حيود على سطح المشاهدة. (د) الضوء المرسل عبر الفتحة نفسها يضيء بُؤبؤ العين فينتج نسق حيود في الشبكية.

وإذا افترضنا أن العين حلت محل سطح المشاهدة وأنك ترى الضوء مباشرةً من الفتحة الضيقة، فسوف تكون الفتحة بمنزلة الثقب في الترتيب التقليدي (انظر شكل 1د). ونظرًا لصغَر الفتحة، فإن الموجات الضوئية المنتشرة منها تكون شبه متزامنة (مترابطة) عندما تصل بؤبؤ العين. ولذلك تتعرّض للحيود عند المرور عبر بؤبؤ العين وتنتج نسق حيود مرئيا على الشبكية. وترى هذا النسق عندما تنظر إلى مصباح بعيد عبر سلك النافذة أو قماش المظلة ليلا أو بين إصبعي الإبهام والسبابة عند وضعهما متقاربتين.