قوانين فيزياء ٣ الفصل الرابع

يتم عرض قوانين فيزياء ٣ الفصل الرابع “التداخل و الحيود”المنهج السعودي. و هذه القوانين تخص تداخل الضوء و تجربة الشق المزدوج و حيود الضوء و محزوزات الحيود و معيار ريليه. يمكن من خلال القوانين حل مسائل الفصل الرابع.

المصطلحات و القوانين في الفصل الرابع فيزياء ٣ تركز على طبيعة تداخل الضوء و حيود الضوء و محزوزات الحيود و كيفية وصفها.

من خصائص الضوء الموجية هو الإنعكاس و الإنكسار و التدخل و الحيود. سنقوم بتوضيح أهم الخواص الموجية وهي التداخل و الحيود.

تداخل الضوء

يبرهن تداخل الضوء (تجربة الشق المزدوج) أن للضوء خصائص موجيّة. حيث ينتج الضوء المار خلال شقين ضيقين متقاربين نمطا من هدب مظلمة ومضيئة على شاشة تُسمّى هدب التداخل.

فإذا كان البعد بين الشقين المتقاربين هو d و المسافة بين الشقين و الحائل (الشاشة) هي L و المسافة بين مركزي هدبتين من نفس النوع x فإن الطول الموجي \lambda

\lambda = \frac{xd}{L}

و تتلخص أهمية التجربة في

  • إثبات الخاصية الموجية للضوء
  • قياس الطول الموجي للضوء.

يمكن أن تنتج أنماط التداخل عندما ينتج ضوء مترابط عند حد الانكسار لغشاء رقيق.

تداخل الضوء

حيود الضوء

يحيد الضوء المار خلال شق ضيق أيضا  ويُنتج نمط حيود على شاشة. و تكون عرض الهدبة المركزية المضيئة 2x1 بينما عرض الشق w و المسافة بين المصدرين و الحائل (الشاشة) هي L تعين بالعلاقة 

2X_1 = \frac{2\lambda L}{W}

حيث  الطول الموجي للضوء يرمز له \lambda

 محزوزات الحيود

تتكوّن محزوزات الحيود من عدد كبير من الشقوق المتقاربة جدا، وتنتج خطوطًا ضيقة ناتجة عن تراكب أنماط التداخل للشق المفرد لجميع الشقوق في المحزوز.

محزوز الحيود

تستخدم محزوزات الحيود أولا: في قياس الطول ,و تكون العلاقة بين  الطول الموجي للضوء \lambda و المسافة بين الشقوق في محزوز الحيود d و الزاوية التي يتكون عندها الهدب المضيء الأول θ كما يلي

λ = d sinθ

و يمكن حساب الزاوية بدلالة كل من البعد بين الشاشة و محزوز الحيود L1 و المسافة بين المناطق المضيئة L2 بالعلاقة

tan^{-1} (L2/L1) = \theta

 يقلل الحيود من إمكانية العين على التمييز بين جسمين متقاربين جدا عند النظر إليها من خلال فتحة أو ثقب.

معيار ريليه

X = \frac{1.22 \lambda L}{D}

المسافة الفاصلة بين جسمين عندما يكونان عند حد التمييز تساوي 1.22 مضروبا في الطول الموجي للضوء \lambda والمسافة من الفتحة المستديرة إلى الجسمين L مقسوما على قطر الفتحة المستديرة D.

رأيك يهمنا