تلخيص التداخل والحيود فيزياء صف ثاني عشر عام فصل ثالث

تلخيص التداخل والحيود فيزياء صف ثاني عشر عام فصل ثالث

المادة: فيزياء 

الصف: الثاني عشر العام – الفصل الدراسي الثالث

عدد صفحات الملف 22

صيغة الملف PDF

يمكنك تحميل ملف (تلخيص التداخل والحيود فيزياء صف ثاني عشر عام فصل ثالث) في الأعلى من خلال زر تحميل الملف

كما يمكنك تصفح الملف على موقع مدرستي الإماراتية بشكل صور أو بشكل PDF

يمكنك الاشتراك بصفحتنا على الفيس بوك
تابعنا أيضاً على التليجرام

[ التداخل ]

التداخل : هو التقاء موجتين أو أكثر في وسط واحد (هو عملية تراكب موجتين أو أكثر تحت شروط معينة )

كيفية حدوثه : عند تقابل موجتين ينتج عن تداخلهما تقوية مناطق وضعف مناطق أخرى أو تلاشيها

مبدأ التراكب : إزاحة الموجة المحصلة تساوي مجموع ازاحتي الموجتين المتداخلتين

أنواع التداخل :

1. بناء
2. هدام

التداخل البناء : هو التقاء موجتين متفقتين في الطور(قمة مع قمة أو قاع مع قاع)

• سعة الموجة المحصلة أكبر من سعة أي من الموجتين المتداخلتين
•  في حالة الضوء ينتج التداخل البناء مناطق أشد إضاءة.

التداخل الهدام : هو التقاء موجتين متعاكستين في الطور ( قمة مع قاع)

• سعة الموجة المحصلة تكون أقل من السعة الكبرى.
• في حالة الضوء ينتج التداخل الهدام مناطق مظلمة أو إضاءة خافتة.

مصدر أحادي اللون : هو مصدر ضوئي ذو طول موجي ( λ ) واحد

• الوان الطيف مرتبة من الأكبر طول موجي الأحمر ( λ max ) البرتقالي – الأصفر – الأخضر – الأزرق – النيلي – البنفسجي ( λ mix)

شروط الحصول على تداخل مستقر ( ثابت)

1. أن يكون للمصدرين نفس الطول الموجي
2. أن يكون فرق الطور بين المصدرين ثابت ( مصدران مترابطان)

الضوء المترابط : هو الضوء الناتج عن تراكب ضوء أي مصدرين أو أكثر مشكل مقدمات موجة منتظمة.

الترابط : هو ثبات فرق الطور بين موجتين أو أكثر.

• لا يحدث تداخل بين الضوء الصادر عن النجوم المتقاربة في السماء لأن ضوؤها غير مترابط .

أمثلة عن الضوء المترابط: المصادر النفطية ، أشعة الليزر

تجربة شقي يونج ( الشق المزدوج )

أسقط يونج ضوء أحادي اللون ( ذو طول موجي معين) من مصدر نقطي على حاجز ذو شق ضيق، لينفذ جزءا منه الى حاجز ذو شقين ضيقين ، وذلك للحصول على ضوء مترابط ، فيسقط الضوء الخارج من الشقين على شاشة تبعد مسافة معينة عن الحاجز

الملاحظة : لاحظ يونج تكون نمط مكون من حزم مضيئة تفصلها فراغات معتمة متساوية الأبعاد تقريبا ، سماها يونج” أهداب التداخل .
“كما ولاحظ أن الهدية المركزية تكون مضيئة وتتناقص شدة الأهداب المضيئة كلما ابتعدنا عن الهدب المركزي.

التفسير : تتداخل الموجات الضوئية القادمة من الشقين على الشاشة، فعندما تتلاقى قمة احدى الموجتين مع قسمة الموجة الأخرى ، والقاع مع القاع، ( متفقتان في الطور ) يحدث تداخل بناء ( تقوية)، فتتكون أهدابا مضيئة . وعندما تتلاقى قمة احدى الموجتين مع قاع الموجة الأخرى ( متعاكستان في الطور يحدث يحدث تداخل هدمي، فتتكون أهدابا معتمة. وقد أثبت توماس يونج من هذه التجربة أن للضوء خصائص موجية ( التداخل)

مما سبق نستنتج ما يلي:

• لوح الشق المفرد يعمل كمصدر أحادي اللون
• الشقان يعملان كمصدرين مترابطين
• الأهداب المضيئة تنتج من التداخل البناء
• والمظلمة من التداخل الهدام
• الهدبة المركزية : عي الدبة المضيئة في مركز الشاشة وهي الأشد اضاءة
• رتبة الهدبة (m) : رقم يدل على ترتيب الأهداب بدءا من الهدية المركزية ( 0 =m)

للأهداب المضيئة : ……. 3 ,2 ,1 ,0 = m

للأهداب المظلمة …… ,4 ,3 ,2 ,1 = m

فرق المسار ( Δx ) : هو الفرق بين المسافتين اللتين تقطعهما موجتان تصدران من مصدرين عند وصولهما إلى نقطة واحدة

• لكل هدبة فرق مسار خاص بها
• فرق المسار عند نقطة هو الذي يحدد نوع الهدبة ورتبتها

عند الأهداب المضيئة تكون

تعني ان موجات أحد المصدرين قطعت مسافة أكبر أو اقل من مسافة موجات المصدر الآخر بطول موجي واحد

عند الاهداب المظلمة تكون:

فرق المسار يساوي عدداً فردياً من أنصاف الأطوال الموجية
في الشكل المجاور:

النقطة p تمثل الهدية المضيئة الثانية لأن

يمثل الفرق المسار بأسقاط عمود كما في الشكلين التاليين:

[ قياس الطول الموجي للضوء ]

القطعة المستقيمة P1S1 يزيد طولها بمقدار طول موجي واحد λ  عن القطعة المستقيمة المستقيمة P1S2
لذا تصل الموجات عند المنطقة P1 بالطور نفسه.
في الشكل المجاور المثلثان المظلان.

1. المثلث الكبير هو مثلث قائم الزاوية، لذا فإن :
   tan Ø=x/L
2. من المثلث الصغير
   sing Ø= λ/d

إذا كانت الزاوية Θ و صغيرة فان tanΘ يكون مساوياً تقريباً sinΘ ومن المعادلتين السابقتين يمكن استنتاج أن :

يحدث التداخل البنائي ( الهدبات المضيئة ) على الشاشة عند مواقع معينة على جانبي الهدبة المركزية، يمكن حسابها باستخدام المعادلة التالية:

حيث m هي رتبة الهدية المضيئة ……., 0,1,2,3 = m
فمثلا عند 0 = m ( الهدية المركزية )، 1=m( الهدية المضيئة الأولى)، 2 = m( الهدية المضيئة الثانية )

Xm : المسافة بين الهدية المركزية وهدية مضيئة ذات رتبة معينة.
d : المسافة بين الشقين
L : المسافة بين الحاجز ذو الشقين والشاشة
λ : الطول الموجي للضوء المراد قياسه

[ الحيود ]

الحيود: هو انحراف اتجاه الموجة عند اصطدامها بحافة عائق او مرورها من فتحة ضيقة

الحيود يحدث للأمواج فقط مثل التداخل
الحيود يحدث لكافة أنواع الأمواج ( الضوئية والصوتية ……….) 
يزيد الحيود بنقصان عرض الفتحة أو بزيادة الطول الموجي ( λ )

تفسير ظاهرة الحيود حسب مبدأ هيجنز
عند اصطدام مقدمة الموجة بشق ضيق يعمل الشق كمصدر نقطي يولد أمواج تنتشر خلف الحاجز

•  عندما يمر ضوء أحادي ذو طول موجي معين خلال فتحة صغيرة أكبر من الطول الموجي للضوء ، فان الضوء يحيد عن كلتا الحافتين، ليتداخل على شاشة بعيدة مكونا نمط التداخل
•  نمط الحيود المتكون من الشق الأحادي : عبارة عن أهداب مضيئة ومعتمة يكون فيها الهدب المركزي عريض ومضيء ، وتصبح الأهداب أكثر ضيقا وأقل اضاءة على الجانبين.
•  يزداد عرض الهدية المركزية المتكونة عندما يكون الطول الموجي للضوء أكبر .
• عند استخدام الضوء الأبيض يكون النمط المتكون مزيجا من أنماط ألوان الطيف

تجربة الشق المفرد :

وصف النموذج : هدب مركزي تحيط به سلسة أهداب مضيئة ومعتمة

الهدب المركزي : الأشد إضاءة – عرضه ضعف الأهداب المضيئة الأخرى

الأهداب المضيئة الأخرى : تسمى الأهداب المضيئة الثانوي
تتناقص شدة إضاءتها بالبعد عن المركز .

عرض الهدب المركزي يزيد بـ:

1. نقصان عرض الشق
2.  زيادة الطول الموجي
3.  زيادة بعد الشاشة

قانون الشق الأحادي:

1.  حساب البعد بين هدية معتمة من رتبة معينة والهدية المضيئة
   
2. حساب عرض الهدية المركزية المضيئة عرض الهدية المركزية المضيئة = 2X1

حيث m رتبة الهدبو المظلمة ( …,0,1,2,3= m )
λ: الطول الموجي للضوء المستخدم
X : البعد بين هدية معتمة من رتبة معينة والهدية المركزية
w : عرض الشق
L : البعد بين الشق والشاشة

[ محزور الحيود ]

هو عدد كبير من الشقوق المتوازية المتساوية الأبعاد عن بعضها البعض

d: البعد بين أي شقين متجاوزين
N: عدد الشقوق في وحدة الطول

مبدأ عمله: كل شق ينتج حدده ثم يحدث تداخل بين أمواج الشوق.
للأهداب المضيئة نفس العلاقات السابقة

تسمى الأداة تستخدم لقياس الأطوال الموجية للضوء استخدام محزوز الحيود منظاراً طيفاً ذا محزوز