الحلقات الملونة الصادرة عن المرايا التي يُغطّيها الضباب أو التراب
المؤلف:
جيرل ووكر
المصدر:
سيرك الفيزياء الطائر
الجزء والصفحة:
ص810
2025-09-27
115
بعد أخذ حمام ساخن وتغطية البخار لمرآة الحمام أطفئ الأنوار، وواجه المرآة وأشعل عود ثقاب بعيدا نسبيًّا عن أحد جانبي رؤيتك المباشرة للمرآة. ستكون صورة اللهب في المرآة الضبابية محاطة بحلقات ملونة. وسترى أيضًا هذه الحلقات إذا كانت المرآة مغطاة بالتراب أو بمسحوق بدلا من قطرات الماء.
شكل 1: (أ) يرسل محزّز الحيود عند النقطة أ الضوء إلى المشاهد عند الاتجاه أ، فيكون صورة افتراضية معينة. (ب) يرسل محزز الحيود عند النقطة ب الضوء إلى المشاهد عند الاتجاه، (ب)، فيُكوِّن صورة افتراضية مختلفة.
بعد ذلك اجعل المرآة الضبابية أمامك في غرفة معتمة ذات نافذة ساطعة الإضاءة وراء ظهرك. واضبط المسافة بينك وبين المرآة إلى أن ترى حلقات فوق انعكاسك فيها. وعند المسافة المناسبة، أجد أن صورة عينيَّ حل بدل كلٌّ منهما مجموعة من الحلقات الملونة التي تُشبه الرسوم الناتجة عن تناول عقاقير الهلوسة. ومرةً أخرى، من الممكن أن تحل المرآة المتربة محل المرآة الضبابية فما سبب تكون هذه الحلقات؟
شكل 2: طريقان لتشتت الضوء إلى المشاهد من جسيم غبار أمام مرآة.
الجواب: تتضمن التجربتان طريقتين مختلفتين لتشتت الضوء (حيوده) من خلال الجسيمات (إما) قطرات الماء أو ذرات (التراب على المرآة. ويوجد ترتيبان أساسيان في أحد الترتيبين، تتمركز الحلقات على مصدر ضوء صغير محمول على جانب منظورك للمرآة. في هذا الترتيب يُشتت كل جُسَيم الضوء إلى المرآة مرة أخرى وفي نسق دائري يكون المركز فيه ساطعًا وتتبدل فيه الحلقات المحيطة بين السطوع والقتامة.
ونظرًا لأن زاوية التشتت تعتمد على الطول الموجي للضوء، فإن الألوان تظهر عند زوايا مُختلفة؛ ومِن ثَمَّ تكون منفصلةً في منظورك. وبالتحديد، فإن اللون الأحمر يظهر عند الحافة الخارجية للحلقة ويظهر اللون الأزرق عند الحافة الداخلية؛ لأن الضوء الأحمر يتشتت عبر زاوية أكبر نسبيًّا مقارنة باللون الأزرق وأنت في واقع الأمر لا ترى إلا جزءا من النسق من كل جسيم، لكن مجموع كل جزء من أجزاء الجسيمات الكثيرة هو في حد ذاته نسق دائري تراه متمركزا على الصورة المنعكسة لمصدر الضوء. في الترتيب الثاني تكون الحلقات مُتمركزة على عينك ومصدر الضوء كبير وخلفك. وفي هذا الترتيب تكون الحلقات ناتجة عن مجموعتين من الضوء شتتتها لك الجسيمات (انظر الشكل 2). تأمل أحد الجسيمات: (1) إنه يستطيع تشتيت الضوء (الشعاع «أ» في الشكل) إلى ظهر المرآة؛ حيث يوجد السطح اللامع، ثم يعكس لك الضوء. (2) يُمكنه أيضًا أن يشتت لك الضوء الذي انعكس لك بالفعل من ظهر المرآة الشعاع «ب».
وتتداخل هاتان المجموعتان عندما تَصِلان لك. مع بعض الجسيمات تصل المجموعتان إلى عينيك غير متطاورتين وفي تداخل هدام؛ أي تُلغي إحداهما الأخرى. أما مع الجسيمات الأخرى، فتصل المجموعتان متطاورتين وفي تداخل بنَّاء، فتُعزّز إحداهما الأخرى. أما النسق المركب فهو حلقات ساطعة وقاتمة متحدة المركز، تكون فيها الحلقات الساطعة ملونة بسبب انفصال الألوان البسيط الذي ينطوي عليه تشتت الضوء.
ويعتمد نوع نسق التداخل الذي تراه على اتجاهك واتجاه مصدر الضوء. ويمكن أن يحدث تداخل بين النسقين إذا وضعت مصدر ضوء صغير مباشرة بين عينيك وبين المرآة.
الاكثر قراءة في مواضيع عامة في علم البصريات
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة
