ملف انجاز الطالبة : زينب المهدود

الكتابة في الفيزياء
ص126-س45

استخدامات الحيود في الطبو علم الفلك:

1- علم الفلك:
الحيود الضوئي يحدث أيضا في الغلاف الجوي حيث تنحرف الأشعة عند اصتدامها بذرات الهواء حول مصدر الضوء يمكنها أن تحدث حلقات لامعة متتالية ضوئية حول مصدر ضوء ساطع كالشمس أو القمر .وتبدو لنا تلك الحلقات حول القمر خصوصا في وجود السحب الخفيفة أو الضباب. يمكن للحيود أن يحدث لأية نوع من الموجات ، موجات البحار يحدث لها حيود (انحراف) حول حواجز الماء والعوائق الأخرى، الموجات الصوتية يمكنها الحيود حول الأشياء

2- الطب:
دخل الليزر في التطبيقات الطبية وهي كثيرة ولذلك تقسم هذه التطبيقات اما حسب نوع المعالجة كأن تكون تطبيقات الليزر في الجراحة أو في مجال طب الاسنان أو طب العيون وتقسم ايضا حسب نوع الليزر المستخدم في الطب مثل ليزر ثاني اكسيد الكربون او ليزر النيتروجين او ليزر الاكسيمر وتقسم في بعضالاحيان حسب طبيعة المعالجة مثل تطبيقات الجراحة او لحام الاوعية الدموية او التشخيص..والتقسيم الاخير اكثر استخداماً ولفهم تطبيقات الليزر في الطب يجب دراسة العلاقة بين اشعة الليزر المختلفة والخلايا الحية.  وهذه العلاقة تعتمد على خصائص الليزر من ناحية طوله الموجي وشدته وشكله عند سقوطه على الجسم المراد علاجه. يمكن تغيير الطول الموجي من خلال تغيير نوع الليزر والتحكم بشدة الاشعة يتم من خلال التحكم في زمن تسليط الليزر وقوة الضخ المستخدمة أما شكل حزمة اشعة الليزر فيتحكم بها من خلال عدسات التركيز المستخدمة.  فإذا اعتبرنا ان طاقة اشعة الليزر في حدود 1 وات فإنه يمكن بتغيير الطول الموجي التحكم في طبيعة العلاقة بين الليزر والخلايا الحية.

·          الليزر الذي يعمل في منطقة الاشعة فوق البنفسجية البعيدة يقتل الخلايا الحية مثل  RNA  وDNA .

·          الليزر الذي يعمل في منطقة الاشعة فوق البنفسجية القريبة يحدث تفاعل كيميائي مع مكونات الخلايا.

·          الليزر الذي يعمل في منطقة الاشعة المرئية يحدث تأثير حراري على الخلايا لامتصاصها طاقة الليزر.

العلاج بالليزر له خصائص عديدة منها قلة الفقد في الدم نتيجة للقطع كما انه نبضات الليزر تكون قصيرة زمنيا مما يجعل المريض لا يشعر بألم كما ان استخدام الليزر يعطي للطبيب رؤية واضحة للمنطقة التي يعالجها لقلة الادوات الميكانيكية التي يستخدمها الطبيب كما ان العلاج لا يحتاج إلى احداث جرح يذكر في جسم المريض وبالتالي يمكن للمريض مغادرة المستشفى فور رزوال تأثير التخدير كما ان الليزر يمكن ان يتم التحكم به بواسطة الكمبيوتر مما يعني دقة فائقة في العملية.

من المجالات الطبية التي يدخل فيها الليزر للعلاج هي:

- في مجال الطب الجراحي :

جذبت خواص تلك الأشعة انتباه الأطباء من سائر الاختصاصات وسرعان ما تمكنوا من استخدامها فيالطب الجراحي . فكانت بيدهم مبضعاً ( مشرطاً ) سحرياً قادراً على شق الأنسجة الحية بدون إسالة دم وبدون أن يسبب ألماً . وأحدث جهاز ليزر غاز الكربون ضجة كبرى لدىالجراحين ، لأن الماء يمتص موجته الضوئية بكاملها ومتحولاً لبخار ماء ذي ضغط مرتفع . ومن المعلوم أن نسبة الماء في الخلية الحية تتراوح ما بين 75% - 90% من محتوياتها . لهذا سكون ضغط بخار الماء فيها مرتفعاً جداً عند تعريض تلك الخلية لشعاع ليزر . مما يسبب انفجارها وتلاشيها . وكل ذلك في أقل قدر ممكن من الأذي للأنسجة الطبيعية المجاورة . ويساعد في ذلك أيضاً أن الخلايا السمراء ( السرطانية ) تمتصها وتتحلل بها . وقد لجأ الأطباء مؤخراً إلى حقن المنطقة المصابة بالورم السرطاني بمواد يتحرر منها الأوكسجين حال تفاعلها مع تلك الأشعة . وهذا بدوره يساعد في حرق الخلية السرطانية إزالتها .
-   تجرى حالياً مئات العمليات الجراحية يومياً لإزالة أنواع من الإصابات السرطانية . وأهمها إزالة سرطان عنق الرحم عند النساء . بحيث باتت تلك العملية وكأنها تقليم أظافر لسهولتها الكبيرة .
-   تتراوح طاقة شعاع الليزر المستخدم في تلك العمليات الجراحية بين 350-800 جول ووجد أن الخلايا لا تتأثر بشعاع الليزر إذا كانت طاقته أقل من 25جول/سم 2
-  أما الجهاز الآخر الآندوسكوب . فهو يحتوي بالإضافة لجهاز الليزر على حبل بداخله مجموعة من الألياف الزجاجية المرنة والجوفاء . وهي تسمح بانتشار الضوء عبرها دون أن يتسرب من جدرانها . كما أن أطرافه تلك الأليف مجهزة بعدسات مقربة ميكروية وبمصابيح إضاءة عادية ميكروية كما يجهز بكاميرا وبمجهر خارجيان للتصوير والرؤية.

يدخل الطبيب المعالج هذا الحبل في حلق المريض إلى معدته ، حيث يرى الطبيب داخل المعدة بالضوء العادي ويعين موضع الإصابة بالقرحة أو بالسرطان . ثم يعالجها بنبضات الليزر الكربوني .

2 - الليزر وطب العيون :


لم يقف شعاع الليزر عند الطب الجراحي فقط بل اقتحم مجال الطب الجراحي العيني ، واستطاع التسلل لأعماق العين برشاقة ولطاقة . وقام بتنظيف داخل العين من الخلايا التالفة وبإصلاح الخلايا المعطوبة ولحم الشرايين الممزقة والمثقبة بفعل مرض السكري ، ويستعمل في تلك العمليات الليزر الياقوتي أو الكربوني أو الغازي من نوع هيليوم نيون - وأخيراً الليزر الزجاج المنشط نيوديميوم ياغ - وبقدرة تتراوح بين 5 - 15 ميلي جول وبقطر بؤري مقداره 25ميكرون . حيث تطلق هذه الطاقة بشكل نبضات وبمعدل 1-9 نبضة خلال جزء من بيليون جزء من الثانية الواحدة .
تقوم الشبكية في العين بدور الفيلم الحساس في آلة التصوير . إذ تتجمع عليها الصور المشاهدة . وبعد ذلك تنقلها الأعصاب البصرية الموجودة خلف الشبكية إلى الدماغ بشكل ومضات وإشارات كهربائية .
عندها ترى العين الصورة المشاهدة . وتعتبر الشبكية أغزر باقي أجزاء العين بالأوعية الدموية . فعند الإصابة بمرض السكري يحدث لها تمزق وتصلب ويرافق ذلك نزفاً دموياً ينتج عنه نقص في ترويتها . فيحدث اضطراب في وظيفتها وتبرز أوعية دموية شعرية بديلة وضعيفة . وتكون سهلة التهتك والتمزق فيحدث نزف داخلي يعكر المائع الزجاجي في العين ومؤدياً لتعتيم الرؤية ثم العمى . وهنا تقم أشعة ليزر بحرق تلك الأوعية الوهمية وتجبر الأوعية الأصلية على العمل وإيصال الغذاء لأجزاء الشبكية السليمة . وهكذا تُنقذ العين من الأذى  .
-   وعادة يتم اختيار الشعاع بحيث لا تتجاوز طاقته 0.11 جول وبزمن تعريض نبضي قصير جداً ، مما يرفع استطاعته بضع آلاف المرات عن أي شعاع ضوئي عادي آخر .
-   لقد تم توسيع الليزر  في جراحة العين بحيث أصبح يستخدم في معالجة داء الساد وترقيع القرنية وزرع العدسات فيها . كما يستخدم في فحص قصر النظر أو مده أو حرجه ( قذعة )  .

1- الالوان:
الألوان هي إنعكاسات الضوء عن الأشياء، و ينتج عن كل إنعكاس موجات ضوئية معينة ينتج عنها طيف خاص بلون محدد، ويكون اللون هو نتيجة عكس كل الألوان ما عدا لون واحد، فيكون اللون الذي نراه. الألوان الأساسية هي ثلاثة ألوان نستطيع عبر مزجها بنسب مختلفة الحصول على جميع الألوان الثانوية والتدرجات اللونية، وهذه الألوان هي: الأزرق، الأصفر، والأحمر. و قد سميت بالألوان الأساسية لسببين، الأول هو أنها تعطينا جميع الألوان الثنائية والتدرجات الموجودة في الدنيا من خلال خلطها مع بعضها، وأما السبب الثاني فلأنه لا يمكن لأي مزيج من الألوان إنتاج إحدى هذه الألوان الثلاثة. ونستطيع الحصول على الألوان الثانوية عن طريق مزج: الأصفر مع الأزرق: فينتج اللون الأخضر بكل درجاته. الأصفر مع الأحمر: فينتج اللون البرتقالي بكل درجاته. الأزرق مع الأحمر: فينتج اللون البنفسجي بكل درجاته.
الأطوال الموجية للألوان الرئيسية هي: اللون الأحمر: 700–630 نانوميتر اللون الأصفر: 590–560 نانوميتر اللون الأزرق: 490–450 نانوميتر






2- ضاهرة السراب:

عندما تسطع أشعّةُ الشمس في أيام الصيف الحارّة سواءً في الصحراء أم على الطُّرُق المرصوفةِ، تَرتفع درجةُ حرارة الأرض، كما ترتفع درجة حرارة الطبقة الهوائيّة القريبة من سطح الأرض، فتتمدّد وتقل كثافتها، كذلك كثافتها الضوئية ومعامل انكسارها، بالتالي يزداد معامل انكسار الهواء تدريجياً كلّما ارتفعنا إلى أعلى حيث الهواء البارد. أنواع السراب السراب المحدود السراب السفليّ أو السراب الأدنى؛ تكون الصورة المشاهَدَة تحت الصورة الحقيقيّة، وتكون الصورة الحقيقيّة صورة السماء الزرقاء، أو شيء في الأفق، أي أنّنا نرى صورةً لشيءٍ لامع على الأرض على مدى البصر، ومنه نوعان:
1-  السراب الصحراويّ: ويحدث هذا النوع من السراب في الصحراء نتيجةَ الارتفاع الشديد في درجة الحرارة والتي بدورها تنعكس على رمالها، فتصبح في حالة متوهّجة، لتأخذ في شكلها سطحاً مائياً أمام الناظر إليها، ليعكس صوراً وهميّة تمثّل انعكاسَ المسافة الممتدة أمامه، وذلك لأنّ كثافةَ الهواء القريبة من الأرض أقلُّ من كثافة الطبقة العلويّة، مما يجعل الضوء المنعكس على شكل قوسٍ منحنٍ، ويمتد أمام الشخص إلى المالانهاية بسبب الحرارة الشديدة، فكلّما اقترب منه يبتعد عنه.

2- السراب في المدن: يحدث السراب في المدن، وخصوصاً على الطرق المعبّدة بالإسفلت، نتيجة ارتفاع درجة حرارتها عند تعرّضها لأشعة الشمس الساطعة، لكنّ هذا النوع يظهر فيه الإسفلت كأنه مغطّىً ببركة ماء، لأن لونه أسودُ داكنٌ، فيُدرِك الناظر أنّها خدعةٌ بصريّة، فكلما اقترب منها ابتعدت عنه، إلا أنّ المسافة تكون ثابتة بينهما.

تحليل الضّوء الأبيض ينتقل الضّوء على تردُّدات وأطوال موجيّة مُختلفة، ولكلّ طولٍ موجيٍّ سُرعة معيّنة، تختلف عند انتقال الضّوء من وسط إلى آخر، فعلى سبيل المثال: تختلف سُرعة الضّوء في الفراغ عنها في الهواء، أو الماء، أو الزّجاج، وعند مرور الضّوء في وسط مُختلف، فإنَّ الأطوال الموجيّة المُختلفة ستنكسر بزوايا مُختلفة، وكلّما زاد تردُّد الموجة قلّت زاوية انكسارها، والعكس صحيح، فالانكسار يعتمد على التردُّد والطول الموجيّ للموجة، كما يعتمد على المادّة المُكوِّنة للوسط، وتكون هذه الانكسارات بزوايا مُختلفة للتردُّدات المُختلفة، وهذا ما يُظهِر ألوان الطّيف المُختلفة مُرَتّبةً حسبَ الطّول الموجيّ: أحمر (أكبر طول موجيّ)، وبرتقاليّ، وأصفر، وأخضر، وأزرق، ونيلي، وبنفسجي، ويُمكن الحصول على هذه الألوان عن طريق جعل الضّوء ينكسر في منشور زجاجيّ عند مروره فيه.[٢] إنَّ تشكُّل قوس قزح في أيّام العواصف المطريّة عندما يخترق ضوء الشّمس الغيوم المُمطِرة هو أحد الأمثلة على تحلُّل الضّوء الأبيض إلى الألوان المُكوِّنة له؛ ويحدُث ذلك بسبب انكسار ضوء الشّمس في قطرات المطر، وهذا شبيه بانكسار الضّوء في المنشور.