الاستطارة في الموجات – فيزياء السادس – الفصل الخامس

✳️ ما هي الاستطارة (Scattering)؟

الاستطارة أو التبعثر هي ظاهرة فيزيائية تحدث عندما تصطدم موجة (مثل موجات الضوء أو الصوت) بجسيمات صغيرة منتشرة في وسط ما، فتتغير اتجاهات انتشار الموجة دون أن تتغير طبيعتها.

هذه الظاهرة تلعب دورًا مهمًا في تفسير العديد من الظواهر الطبيعية مثل:

• لون السماء الأزرق
• احمرار الشمس عند الغروب
• ظهور الهالة حول المصابيح في الضباب

✅ تعريف الاستطارة:

هي انحراف الموجات (وخاصة الضوئية) عن مسارها الأصلي نتيجة اصطدامها بجزيئات صغيرة أو شوائب موجودة في الوسط الذي تنتقل خلاله.

🔹 أمثلة على الموجات التي تخضع للاستطارة:

1. الضوء: الأشعة الشمسية تتبعثر عند اصطدامها بذرات الغبار أو جزيئات الهواء.
2. الصوت: يمكن أن يتبعثر في الغرف الواسعة ذات الحواجز.
3. الموجات الراديوية: تتبعثر في الغلاف الجوي أو بفعل العواصف.

🌀 كيف تحدث الاستطارة في الضوء؟

عندما تمر أشعة الشمس في الغلاف الجوي، تصطدم بجزيئات النيتروجين والأوكسجين الصغيرة، فتتبعثر الموجات القصيرة (مثل الأزرق والبنفسجي) أكثر من الموجات الطويلة (كالأحمر).
لكن نظرًا لأن العين البشرية أكثر حساسية للون الأزرق، فإن السماء تبدو زرقاء في النهار.

📌 العوامل المؤثرة في الاستطارة:

🔍 أنواع الاستطارة:

1. استطارة رايلي (Rayleigh Scattering):
   • تحدث عندما تكون الجسيمات أصغر بكثير من طول موجة الضوء.
   • تُسبب تشتت الضوء الأزرق أكثر من الأحمر (السبب في لون السماء الأزرق).
2. استطارة ماي (Mie Scattering):
   • تحدث مع جسيمات أكبر حجمًا (مثل قطرات الماء أو الغبار الكثيف).
   • تسبب تشتتًا أقل انتقائية، لذلك نراها في الضباب والدخان (لون أبيض أو رمادي غالبًا).
3. الاستطارة غير المرنة (Inelastic Scattering):
   • تغير طاقة الموجة (مثال: استطارة رامان في الأطياف).

🔦 تطبيقات ونتائج للاستطارة:

🧠 ملخص مهم:

• الاستطارة = تغير في اتجاه الموجة دون تغيير طبيعتها.
• الموجات القصيرة (كالضوء الأزرق) تتبعثر أكثر من الطويلة.
• استطارة رايلي تحدث في الجزيئات الصغيرة، بينما ماي تحدث في الأكبر.