موج پراشیده (Diffracted Wave)، در فیزیک (Physics)
انواع امواج (Wave)، در فیزیک (Physics) را در آموزش زیر شرح دادیم :
موج پراشیده (Diffracted Wave) :
پراش (Diffraction) به خم شدن موج در اطراف لبه یک مانع یا هنگام عبور از یک شکاف گفته می شود. این پدیده مخصوص امواج است و به خوبی ماهیت موجی آنها را نشان می دهد. موجی که دچار پراش می شود، موج پراشیده (Diffracted Wave) نامیده می شود. میزان پراش به اندازه مانع یا شکاف نسبت به طول موج بستگی دارد. اگر طول موج بزرگتر یا قابل مقایسه با اندازه مانع باشد، پراش محسوس است. برای مثال، امواج صوتی (با طول موج بلند) به راحتی از گوشه دیوارها خم می شوند و ما می توانیم صدای کسی را که پشت دیوار صحبت می کند بشنویم، در حالی که نور (با طول موج بسیار کوتاه) سایه های تیزی ایجاد می کند و پراش آن به سختی قابل مشاهده است.
اصل هویگنس (Huygens' Principle): پراش را می توان با استفاده از اصل هویگنس توضیح داد. بر اساس این اصل، هر نقطه از جبهه موج را می توان به عنوان یک منبع موج کروی جدید (موجک) در نظر گرفت. موج جدید (جبهه موج بعدی) پوش این موجک هاست. وقتی موج به مانع یا شکاف برخورد می کند، موجک های ناشی از نقاط نزدیک لبه می توانند به ناحیه سایه نفوذ کنند و باعث خمیدگی موج شوند.
انواع پراش: 1. پراش فرانهوفر (Fraunhofer Diffraction): یا پراش میدان دور. در این حالت، منبع موج و صفحه مشاهده در فاصله بسیار دور (عملا بی نهایت) از مانع/شکاف قرار دارند. جبهه موج تخت است و الگوی پراش قابل محاسبه با تبدیل فوریه است. 2. پراش فرنل (Fresnel Diffraction): یا پراش میدان نزدیک. در این حالت، منبع یا صفحه مشاهده در فاصله محدودی از مانع قرار دارند. تحلیل آن پیچیده تر از نوع فرانهوفر است.
الگوهای پراش معروف: - تک شکاف (Single Slit): عبور نور از یک شکاف باریک، الگویی از نوارهای روشن و تاریک (ماکزیمم و مینیمم) روی صفحه ایجاد می کند که ناشی از تداخل موجک های ناشی از نقاط مختلف شکاف است. - توری پراش (Diffraction Grating): مجموعه ای از شکاف های موازی و نزدیک به هم. نور را به شدت پراشیده و به رنگ های تشکیل دهنده اش تجزیه می کند. در طیف سنجی کاربرد دارد. - پراش از یک دیسک: الگوی پراش از یک دیسک دایره ای به صورت یک نقطه روشن مرکزی (نقطه ارسطو) و حلقه های متناوب روشن و تاریک در اطراف آن است.
کاربردها: 1. طیف سنجی (Spectroscopy): توری های پراش برای تجزیه نور به طیف و تعیین ترکیب شیمیایی مواد استفاده می شوند. 2. کریستالوگرافی اشعه ایکس (X-ray Crystallography): پراش اشعه ایکس از بلورها (که نقش یک توری پراش سه بعدی را دارند) برای تعیین ساختار مولکولی (مثل DNA) استفاده می شود. 3. تصویربرداری پزشکی: پراش امواج اولتراسوند در بافت ها در تشکیل تصویر مؤثر است. 4. میکروسکوپ ها: قدرت تفکیک میکروسکوپ ها توسط پراش نور از عدسی ها محدود می شود (حد پراش). 5. ارتباطات: پراش امواج رادیویی توسط موانع (مانند کوه ها) بر پوشش شبکه های مخابراتی تأثیر می گذارد.
