ما هو تداخل الضوء

يتألف الضوء من الإشعاع الذي يتكون من مجموعة الموجات الكهرومغناطيسيّة، وتنعكس هذه الموجات عن الأجسام الشفافة، بحيث يمُكن رؤيتها بالعين المجردة، ويظهر الضوء بأطوال مختلفة الأمواج متمثلاً بألوان الطيف السبعة، حيث ينعكس طول الموجة وينتقل إلى العقل الذي يقوم بترجمته إلى اللون الذي يشكله الطول الموجيّ، ويعتبر اللون البنفسجي الأقصر طولاً، بينما يكون اللون الأحمر هو الأطول، ليتوسط هذين اللونين اللون الأزرق والبرتقالي، والأصفر والأخضر، وسنقدم معلومات وافية عن تداخل الضوء خلال هذا المقال.
تداخل الضوء
تنتج ظاهرة تداخل الضوء عن التقاء قطارين من الموجات وتداخلهما معاً، وتتزايد شدة الموجات أو تنقص في مناطق أخرى، ويعرّف تداخل الضوء أيضاً بأنه عبارة عن ظاهرة إضعاف أو تقوية لذبذبات نقاط وسطية مختلفة، ينتج عنها تركيب موجات متساوية.
أنواع التداخل الضوئي
التداخل الهدام عبارة عن الخط الذي يمر في جميع النقاط التي تباعد مسافتين بين مصدرين ليكون الفرق متساوياً من نصف الطول الموجي بعدد فردي، والذي يحدث في المناطق التي ينقص بها الضوء وبشدة، حتى ينعدم الاضطراب وتصبح مناطق العقد تشبه الموجات الموقوفة، والشرط الأساسي لحدوث التداخل الهدام هو تساوي العدد الفردي بين مسلكي الموجات وأنصافها.
التداخل البناء والتي تتألف من خط يمر في جميع النقاط البعيدة عن مصدرين بفرق مسافتين فيما بينهما ليساوي من الطول الموجي صحيح أو يساوي صفراً، ويحدث في المناطق التي يزيد بها شدة الضوء، ليكون الاضطراب أكبر ما يمكن ويشبه مناطق البطون في الموجات الموقوفة، ويكون شرط حدوث التداخل البناء هو التساوي الزوجي بين مسلكي الموجات وأنصافها أو يساوي صفر أو عدد صحيح من الطول الموجي.
تجربة شقي يونغ (Young Double Slit Experiment) لتداخل الضوء
قام العالم الإنجليزي توماس يونغ في عام (1801) بإجراء تجربة أثبت بها نظرية تداخل الموجات الضوئية، حيث عمل على إسقاط ضوء بشكل أحادي وطولي وذو موجة واحدة، من خلال مصدر لون واحد فقط (م)، ليسقط على حاجز يضم شقيّن متشابهين ومتجاورين وسماهما( م 1، م 2)، ليتكون ضوء من دقائق صغيرة ومادية، وظهور خطيّن فقط مضيئين على الشاشة الموضوعة خلف الفتحتين، وقد شرح يونغ حالة التداخل التي حدثت بين قطارين من الأمواج المنبعثة من المصدرين (م 1، م 2)، واستنتج منها تراكب الموجات الضوئية الصادرة من الشقين المتجاورين، وظهور أهداب مضيئة في مناطق متعددة ومظلمة على الحاجز، وقد اُستخدمت تجربة يونغ في دراسة ظاهرة تداخل الضوء، وفي تعيين المسافة بين هدبتين من نفس النوع ومتتاليتين، وفي تعيين الطول الموجي للضوء الأحادي اللون، ويفضل عند إجراء التجربة استعمال اللون الأحمر.
ملاحظات علمية حول ظاهرة تداخل الضوء
لم يتمكن العلماء من الوصول إلى تفسير علمي لظاهرة التداخل في الضوء، واُعتبرت من الظواهر التي لا يمكن تفسيرها مثل ظاهرتي الاستقطاب والحيود، بينما أكدّ (فرينل) في دراسته للتداخل عن الطبيعة الموجية للضوء وكما أكدّ على أن الشعاع الضوئي يتكّون عن موجات عرضية.
تداخل الضوء لا يحدث إلا في الموجات التي تتوافق زمنياً، وقد أثبتت التجارب بأن الشعاع النافذ من مصدرين مختلفين للضوء لا ينتج عنه تداخلاً، بالرغم عن تطابق المصدرين، ونستنتج من ذلك بأن الأشعة لا تتوافق زمنياً إلا بصدورها من نفس المصدر والمكان، ولنحصل على تداخل في الضوء يشترط أن تكون الأشعة صادرة من ضوء واحد وباتجاهين مختلفين.
يظهر تداخل الضوء أكثر وضوحاً على الشاشة، وخصوصاً إذا كان مصدر الإشعاع الضوئي من لون واحد فقط، ويمكن الحصول على الشعاع بواسطة زجاجات خاصة أو مرشحات ضوئية، تسمح للضوء بالمرور بلون واحد وتردد واحد وبطول موجي معين.