بقعة أراجو في فيزياء الكم

اقرأ في هذا المقال


في البصريات، بقعة أراجو، بقعة بواسون، أو بقعة فرينل، هي نقطة مضيئة تظهر في مركز ظل كائن دائري بسبب حيود فرينل، حيث لعبت هذه البقعة دورًا مهمًا في اكتشاف الطبيعة الموجية للضوء، وهي طريقة شائعة لإثبات أن الضوء يتصرف كموجة.

بقعة أراجو

يتطلب الإعداد التجريبي الأساسي لبقعة بواسون مصدرًا نقطيًا، مثل ثقب مضاء أو شعاع ليزر متشعب، ويجب أن تتوافق أبعاد الإعداد مع متطلبات حيود فرينل، وبالتحديد يجب أن يفي رقم فرينل.

{\ displaystyle F = {\ frac {d ^ {2}} {\ ell \ lambda}} \ gtrsim 1،}

حيث أن د هو قطر الجسم الدائري، و هي المسافة بين الكائن والشاشة، وλ هو الطول الموجي للمصدر، وأخيرًا يجب أن تكون حافة الكائن الدائري ناعمة بدرجة كافية.

تفسر هذه الظروف معًا سبب عدم مواجهة النقطة المضيئة في الحياة اليومية، ومع ذلك مع توفر مصادر الليزر اليوم، من غير المتطلب إجراء تجربة، في علم الفلك، يمكن أيضًا ملاحظة بقعة أراغو في الصورة غير المركزة بشدة لنجم في تلسكوب نيوتن، وهناك يوفر النجم مصدر نقطة مثالي تقريبًا عند اللانهاية، وتشكل المرآة الثانوية للتلسكوب العائق الدائري.

عندما يضيء الضوء على العائق الدائري، يقول مبدأ هيغنز أن كل نقطة في مستوى العائق تعمل كمصدر نقطة جديد للضوء، حيث ينتقل الضوء القادم من نقاط على محيط العائق والذهاب إلى مركز الظل بنفس المسافة تمامًا، لذا فإن كل الضوء المار بالقرب من الكائن يصل إلى الشاشة في الطور ويتداخل بشكل بناء.

ينتج عن هذا بقعة مضيئة في مركز الظل، حيث تتنبأ البصريات الهندسية ونظريات جسيمات الضوء بعدم وجود ضوء على الإطلاق، وفي بداية القرن التاسع عشر، اكتسبت فكرة أن الضوء لا ينتشر على طول خطوط مستقيمة قوة جذب، حيث نشر توماس يونغ تجربته ذات الشق المزدوج في عام 1807، وأجريت تجربة بقعة أراغو الأصلية بعد عقد من الزمن وكانت التجربة الحاسمة في مسألة ما إذا كان الضوء جسيمًا أم موجة، ومن ثم فهو مثال على صليب التجربة.

المصدر: Quantum Mechanics: A Complete Introduction: Teach Yourself، Alexandre ZagoskinAmazing Grace of Quantum Physics، Dillard W. Faries‏Quantum Theory for Mathematicians، Brian C. Hall‏Quantum Mechanics: An Introduction، Dennis Morris‏


شارك المقالة: