دور الحيود في كل من علم الطب والفلك وتطبيقاته في كل منهما

دور الحيود في كل من علم الطب والفلك وتطبيقاته في كل منهما

دور الحيود في كل من علم الطب والفلك وتطبيقاته في كل منهما

هل تساءلت يوماً عن المبدأ العلمي لتكون قوس قزح وظهوره بهذا الشكل الخلاب؟ أو هل تساءلت عن المبدأ الذي تعمل على أساسه أجهزة الأشعة المستخدمة في التشخيصات الطبية؟ الإجابة وراء هذين السؤالين هي "الحيود" فدعونا نعرف سوياً ما هو الحيود وما هو دور الحيود في كل من علم الطب والفلك وتطبيقاته في كل منهما؟

ما هو الحيود؟

الحيود هو ظاهرة انحراف الموجات نتيجة اصطدامها بعائق، وحدث هذا الانحراف كمحاولة من قبل الموجات لتفادي هذا العائق، وقد تكون الموجات موجات صوتية أو موجات ضوئية، وفي هذا المقال سنختص بظاهرة الحيود الحادثة في الموجات الضوئية، ولكون موجات الضوء ذات أطوال موجات قصيرة للغاية فإنه بإمكانها المرور عبر كل شيء تقريباً إلا الجزيئات، وهي الوحدة الأساسية المكونة لكل الأجسام، ويلاحظ أنه كلما قلت المسافات ما بين تلك الجزيئات وبعضها البعض بحيث اقتربت تلك المسافات من الطول الموجي الخاص بتلك الأشعة الضوئية الساقطة عليها كلما كانت ظاهرة الحيود أشد ظهوراً وملاحظة.

وقد تحدث ظاهرة حيود الموجات الضوئية في الموجات ذات الأطوال الموجية الواقعة في مجال الرؤية الممتد فيما بين الأشعة الحمراء والبنفسجية، وقد تحدث في الموجات الأخرى ذات الأطوال الموجية الأكبر مثل موجات الأشعة التحت حمراء، أو الموجات ذات الأطوال الموجية الأكبر مثل: موجات الأشعة الفوق بنفسجية، الأشعة السينية، وأشعة جاما، ويظهر تأثير الحيود عند تداخل تلك الموجات التي حدث لها انحراف، ولعل كثيراً من الناس يختلط عليهم الأمر ولا يفرقون بين الحيود وانكسار الضوء؛ فحيود الضوء يعني أن الضوء لم يغير من المسار الخاص به نتيجة لوجود حائل ما، وإنما استطاع أن يعبر من خلال المسافات الصغيرة المتواجدة فيما بين جزيئات ذلك الحائل، بينما نجد أن انكسار الضوء يعني تغير مسار الضوء نتيجة لما مر به من تغير في الأوساط التي يعبر خلالها مثل مرور الضوء من الهواء إلى الزجاج.

دور الحيود في علم الطب

يلعب الحيود دوراً هاماً في مجال الطب، وذلك لأنه ومن خلال استخدام نظرية الحيود أصبح بإمكان العلماء والأطباء رؤية ما بداخل جسم الإنسان دون الحاجة إلى إجراء عملية جراحية، وذلك من خلال استخدام مصدر للأشعة السينية يتم تسليطه على جسم المريض، وتقوم هذه الأشعة الساقطة على جسم المريض بالانحراف والمرور في المسافات الصغيرة المتواجدة بين الجزيئات المكونة لجسم الإنسان، ويتم استقبال تلك الأشعة المنحرفة للتعرف على شكل الجزيئات التي مرت من خلالها تلك الأشعة، ومن خلال معرفة تلك الأشكال يمكن معرفة طبيعة العلة التي يشكو منها المريض إن وجدت وذلك دون الحاجة إلى الدخول في تعقيدات طبية أو القيام بإصدار تشخيص خاطئ للمريض قد يترتب عليه حدوث مضاعفات خطيرة.

كما يعتبر الميكروسكوب إحدى أشهر التطبيقات لظاهرة الحيود، فالميكروسكوب يعتمد على استخدام انحراف موجات الضوء على جزيئات الأجسام المتناهية الصغر؛ مما يتيح للعلماء رؤيتها والتعرف على خصائصها. حيث نجد العلماء وقد استخدموا ظاهرة الحيود تلك في التعرف على تركيب البروتونات والنيترونات.

دور الحيود في الفلك

يستخدم الحيود في تفسير العديد من الظواهر الفلكية مثل: قوس قزح المتكون بعد هطول الأمطار، وينص ذلك التفسير على أن قوس قزح المتكون ما هو إلا نتيجة حدوث انحراف لموجات الضوء الساقطة على جزيئات الماء، وبالتالي يؤدي ذلك الانحراف إلى تقسيم الضوء الأبيض إلى مكوناته الأساسية من ألوان الطيف السبعة، وهو ما يشبه ما يحدث عند تعريض ضوء أبيض لمنشور زجاجي، كما أن التليسكوب يعتبر إحدى التطبيقات الشهيرة على حيود الضوء، وذلك لأنه يستخدم انحراف الموجات الخاصة بالضوء في رصد الأجرام السماوية المتواجدة على أبعاد كبيرة من الأرض.