Bragg angle

زاوية براغ: تسخير الضوء عن طريق الحيود

في مجال الهندسة الكهربائية والبصريات، تلعب زاوية براغ دورًا حاسمًا في فهم الضوء وتعديله. هذه الزاوية، التي سميت باسم الفيزيائي الرائد ويليام هنري براغ، تحدد زاوية السقوط المحددة للضوء المتفاعل مع بنية دورية، تُعرف باسم شعرية براغ، لإنتاج نمط حيود مميز.

شرط براغ:

تحدد زاوية براغ معادلة بسيطة ولكن قوية، تُعرف بشرط براغ. تنص هذه المعادلة على أن جيب زاوية براغ (θ) يساوي تقريبًا نسبة طول موجة الضوء (λ) إلى فترة الشعرية (d):

sin(θ) ≈ λ / d

بشكل أساسي، تحدد هذه العلاقة أنه بالنسبة لفترة شعرية معينة، ستؤدي زاوية سقوط محددة إلى حدوث تداخل بناء أقصى للضوء الحيود، مما ينتج عنه ترتيب حيود واحد ذو شدة قصوى.

خلايا براغ: تطبيق عملي:

تستخدم خلايا براغ، المعروفة أيضًا باسم معدلّات الضوء الصوتية، زاوية براغ للتحكم في حزم الضوء وتعديلها. تستخدم هذه الأجهزة محولًا كهربائياً صوتياً لإنشاء موجة صوتية تنتشر عبر بلورة، مما يشكل شعرية انكسار دورية.

عندما تسقط حزمة ضوء على هذه الشعرية عند زاوية براغ، يتم حيود جزء كبير من الضوء إلى حزمة واحدة محددة جيدًا. يمكن التحكم في هذه الحزمة الحيود عن طريق تغيير تردد أو سعة موجة الصوت، مما يسمح بالتلاعب الدقيق باتجاه الضوء وكثافته وتردده.

تطبيقات خلايا براغ:

تُستخدم خلايا براغ على نطاق واسع في مختلف المجالات، بما في ذلك:

• الاتصالات الضوئية: تُمكنها من تعديل وتبديل الإشارات الضوئية عالية السرعة.
• معالجة الإشارة الضوئية: تُسهّل تحليل الطيف، توجيه الحزمة، وتصفية الضوء.
• مسح الليزر: يمكنها إنشاء حزم ليزر مركزة للغاية وقابلة للتحكم للتطبيقات مثل الطباعة بالليزر والتصوير الطبي.
• التصوير الضوئي: تُستخدم في التداخل، والهولوغرافيا، وتقنيات التصوير المتقدمة الأخرى.

الخلاصة:

تلعب زاوية براغ، وهي مفهوم أساسي في البصريات والحيود، دورًا حاسمًا في فهم الضوء وتسخيره. من خلال التحكم في زاوية السقوط، يمكننا التلاعب بالضوء بدقة، مما يُمكننا من استخدامات متنوعة في الاتصالات الضوئية، ومعالجة الإشارة، والتصوير. يستمر هذا المفهوم البسيط ولكنه قوي في دفع الابتكار وتحسين قدرتنا على التفاعل مع عالم الضوء الرائع والتحكم فيه.