الفيزياء 11 فصل ثاني

التداخل والحيود لموجات الضوء

 

 

1.طبيعة الضوء:

 

بعد بحوثات طويلة لعلماء الفيزياء توصل العلماء أن للضوء طبيعة مزدوجة؛ موجية وجسيمية. وسنتناول في هذا الدرس ظاهرتين توضحان الطبيعة الموجية للضوء، هما: التداخل، والحيود.

• اقترح نيوتن أن الضوء عبارة عن جسيمات صغيرة، بينما افترض هيغنز أنه موجات.

 

•  أثبتت تجربة يانغ الطبيعة الموجية للضوء من خلال ظاهرة التداخل.

 

• أظهرت اكتشافات ماكسويل أن الضوء موجات كهرومغناطيسية.

 

 

• أظهرت اكتشافات ماكسويل أن الضوء موجات كهرومغناطيسية.

 

 

2.الطبيعة الموجية للضوء.

• يتكوّن الضوء من مجالين كهربائي ومغناطيسي متعامدين.

 

 

• ينتقل في الفراغ بسرعة.$\mathbf{(}\mathbf{3}\mathbf{ }\mathbf{\times }\mathbf{ }{\mathbf{10}}^{\mathbf{8}}\mathbf{ }\mathit{m}\mathbf{/}\mathit{s}\mathbf{)}$

 

 

• تقل سرعته في الأوساط المادية.

 

 

3.تداخل موجات الضوء

 

 

• التداخل يحدث عندما تلتقي موجتان، مما يؤدي إلى نمط من الأهداب المضيئة (تداخل بناء) والمعتمة (تداخل هدام).

 

• للحصول على مصدرين متناغمين، يستخدم الشق المزدوج بحيث يصدر موجات لها فرق طور ثابت.

 

 

• للحصول على مصدرين متناغمين، يستخدم الشق المزدوج بحيث يصدر موجات لها فرق طور ثابت.

 

 

 

العلاقة الرياضية لتداخل الشق المزدوج

 

المسافة بين هدبين مضيئين متتالين:

$\mathbf{∆}\mathit{y}\mathbf{=}\frac{\mathbf{\lambda }\mathbf{D}}{\mathbf{\alpha }}$

 

حيث:

 

• $\mathit{\lambda }$=الطول الموجي
• $\mathit{D}$=المسافة بين الشقين والحاجز
• $\mathit{\alpha }$= المسافة بين الشقين​​​​​​​

 

 

4.التداخل في الاغشية الرقيقة

 

 

• يظهر في بقع الزيت وفقاعات الصابون نتيجة انعكاس الموجات.

 

 

• تستخدم هذه الظاهرة في طلاء العدسات لتقليل الانعكاسات وتحسين جودة الصورة.

 

 

5.حيود موجات الضوء

 

 

• الحيود هو انحراف الضوء عند مروره عبر شق ضيق أو حافة حاجز.

 

• يؤدي الحيود إلى تداخل الأشعة، مما ينتج أهدابًا مضيئة ومعتمة.

 

 

العلاقة الرياضية للحيود عبر شق ضيق

$\mathit{n}\mathit{\lambda }\mathbf{=}\mathit{\alpha }\mathbf{ }\mathit{s}\mathit{i}\mathit{n}\mathit{\theta }$

حيث:

• $\mathit{\alpha }$=عرض الشق
• $\mathit{\theta }$=زاوية الحيود
• $\mathit{n}$=رقم الهدب

 

6.محزوز الحيود

 

• يتكوّن من عدد كبير من الشقوق المتوازية.

 

• كل شق يعمل كمصدر ثانوي للضوء، وينتج عنه حيود وتداخل.

 

 

• يستخدم لقياس الأطوال الموجية بدقة عالية.

 

​​​​​​​

 

 

 

 

 

 

 

 

​​​​​​​