اثنانيه لونيه

Dichroism - Dichroïsme

الاثنانية اللونية

 فادي قمر

الاثنانية اللونية    dichroism  ظاهرة ناتجة من اختلاف معاملات الامتصاص الضوئي في بلورة تبعاً لجهة الانتشار، تتعلق بتواتر (بتردد) الحقل الكهربائي للضوء المنتشر وباستقطابه، وقد تزداد بشدة عند تواترات (ترددات) محددة.

تصنف البلورات من الناحية الضوئية (الشافة أو الشفافة) ضمن ثلاث مجموعات:

1-  بلورات متجانسة لاتتغير فيها الخواص الفيزيائية المدروسة باختلاف مكان النقطة المدروسة.       

2-  بلورات متماثلة المناحي لاتتغير فيها الخواص المدروسة باختلاف اتجاه انتشار الحقل الكهربائي للضوء

3- بلورات لامتماثلة المناحي تتغير فيها الخواص الفيزيائية المدروسة تبعاً لجهة انتشار الحقل الكهربائي

(من الموجة الكهرطيسية)؛ إذ سيواجه الضوء عند انتشاره في بلورة لامتماثلة المناحي وفق محور معين

) وليكن المحورX) , قرينة انكسار مختلفة عن قرينة الانكسار التي سيواجهها فيما إذا انتشر وفق المحور Y أو وفق المحور Z.

إذا تساوت قرينتا الانكسار وفق المحورين X وY، وكان انتشار الضوء وفق المحور Z فلن يعاني الضوء أي تغير فيزيائي في خواصه، ويسمى حينها المحور Z المحور الضوئي للبلورة. ويطلق على البلورة اللامتماثلة المناحي عندها اسم «بلورة أحادية المحور الضوئي». وتكون «البلورةُ ثنائيةَ المحور الضوئي» في حال عدم تساوي قرائن الانكسار على المحاور الثلاثة.

 إذا ورد ضوء غير مستقطب على بلورة أحادية المحور الضوئي وفق المحورء ( Yأو ) X  فإنه يواجه قرينتي انكسار مختلفتين على المحورين Y (أو X) و Z ويصبح للحقل الكهربائي للضوء مركبتان: إحداهما تنتشر في المستوي  XOY  وتسمى بالمركبة العادية  ordinary   وتخضع لقوانين الضوء الهندسي المعروفة من انكسار وانعكاس وغيره، أما المركبة الأخرى فتنتشر في مستو عمودي على المستوي السابق ولا تكون خاضعة لقوانين الضوء الهندسي، وتسمى المركبة الاستثنائية أو الشاذة  extraordinary . تمتص بعض البلورات اللامتماثلة المناحي إحدى المركبتين السابقتين (العادية أو الاستثنائية) تبعاً لبنيتها البلورية (الشكل 1) امتصاصاً متبايناً بسبب اختلاف استقطابية كل منهما، ويكون مُعامِلا امتصاصهما     وقد يصبح هذا الامتصاص كاملاً في حال سُمْك معين، وتعطى الاثنانية أحياناً بالعلاقة .    تسمى هذه البلورات «بلورات الاثنانية اللونية « dichroic crystals؛ إذ يكون الضوء النافذ إمامستقطباً استقطاباً خطياً  في مستوي المحور الضوئي ( المركبة الاسثنائية) وإما مستقطباً عمودياً على ذلك المستوي (المركبة الطبيعية) (الشكل 1)

الشكل (1) استقطاب الضوء العادي (يسار الشكل ) بمقطب ذي خاصية الاثنائية اللونية

إن أكثر البلورات التي تتصف بخاصية الاثنانية اللونية استعمالاً ضمن المجال المرئي للضوء هما بلورتان:

1) بلورة التورمالين (بورسيليكات الألمنيوم ) التي تمتص كامل المركبة العادية (الشكل 2)

الشكل (2) الاثنائية اللونية في بلورات التورمالين

2) بلورة الهرباثيت (كبريتات كوينين اليود ( C₂₀H₂₄N₂O₂H₂SO₄HI₃) ، وهي بلورة هشة لا يمكن تصنيعها بسهولة للقياسات المطلوبة، لذلك ابتكر المصنِّعون ما يسمى بالبولارويد   polaroid، وهو  بلورات إبرية صغيرة متوازية فيما بينها، من المادة المذكورة موضوعة ضمن صفيحتين من الزجاج أو السيلولويد الشفاف (الشكل3 )

الشكل (3) البلورات الإبرية للبولارويد ( لايمر الضوء من بولاريدين متعامدين )

صُنعت أيضاً مواد اثنانية لونية من جزيئات طويلة متوازية كمادة بولي فينيل الكحول التي تختلف فيها الخواص الفيزيائية تبعاً للانتشار (انتشار طولي أو انتشار عرضي). وأخيراً تعد المقطبات والمحللات الاستقطابية المعتمدة على ظاهرة الاثنانية اللونية من أبسط أنواع المقطبات وأرخصها.

مراجع للاستزادة:  -  فادي قمر، الضوء الفيزيائي ، جامعة دمشق، 2011.  - F. P. Jenkins & H. E. White, Fundamentals of Optics, Mcgraw-Hill Book, 1981. - E. Hecht, A. Zajac, Optics, Adelphi University, Addison-Wesley, 1974.  - M. Alonso  & E. J. Finn, Fundamentals of University Physics: Field And Waves, Addison - Wesley, 1971.

---

- التصنيف : الضوء والأطياف - النوع : الضوء والأطياف - المجلد : المجلد الأول - رقم الصفحة ضمن المجلد : 258 مشاركة :