ملخص وحدة الاهتزازات والموجات فيزياء صف حادي عشر فصل ثالث
ملخص وحدة الاهتزازات والموجات فيزياء صف حادي عشر فصل ثالث
[ الفصل الثالث: أساسيات الضوء ]
كيف تثبت أن الضوء يسير في خطوط مستقيمة
- عندما تدخل حزمة ضيقة من الضوء عبر النافذة فإن دقائق الغبار المنتشرة في الهواء تجعل الضوء مرئيا وترى مسار الضوء على شكل خط مستقيم
- عندما يعترض جسمك ضوء الشمس ترى هينة جسمك في صورة ظل
- عندما تضع جسما أمام عينيك وتتحرك في اتجاهه فإنك تتحرك في خط مستقيم
نموذج الشعاع الضوئي:
اعتقد إسحق نيوتن أن الضوء سيل من جسيمات متناهية في الصغر (كريات ضوئية تتحرك بسرعة كبيرة جدا في خطوط مستقيمة استطاع نموذج نيويتن تفسير انعكاس وانكسار الضوء لكنه لم يستطع تفسير الحيود والتداخل والاستقطاب
مصادر الضوء:
- مصدر مضيء بذاته: ينبعث منه الضوء مثل الشمس – المصباح ……
- مصدر مستضاء : هو جسم يصبح مرئيا نتيجة انعكاس الضوء عنه مثل القمر
الأوساط الضوئية:
- 1- الوسط الشفاف: هو وسط يمر الضوء من خلاله مثل الهواء – الزجاج – … (a)
- 2- الوسط شبه الشفاف: هو وسط يمر الضوء من خلاله ولكن الأجسام من خلاله لا ترى بوضوح (b)
- 3- الوسط المعتم : هو وسط لا يمر الضوء من خلاله ويعكس بعض الضوء (c)
كمية الضوء:
التدفق الضوئي (p): هو معدل انبعاث طاقة الضوء من المصدر الضوئي ويقاس بوحدة لومن (Im)
الاستضاءة (E): هي معدل اصطدام الضوء بوحدة المساحات للسطح وتقاس بوحدة (lx) وتكافئ (Im /m2)
شدة الإضاءة (C): هي التدفق الضوئي الذي يسقط على مساحة Im2 من مساحة السطح الداخلي لكرة نصف قطرها 1m وتقاس بوحدة (cd) وتكافئ (Im 4p)
قانون التربيع العكسي: شدة استضاءة سطح (E) تتناسب عكسيا مع مربع المسافة بين مصدر الضوء والسطح (r2)
وتتناسب طرديا مع التدفق الضوئي المصدر الضوء (p)
[ الطبيعة الموجية للضوء ]
الحيود: هو انحناء الضوء حول حواف الحواجز
جريمالدى: لاحظ أن حواف الظلال ليست حادة تماما
أدخل حزمة ضيقة من الضوء إلى داخل غرفة مظلمة وأمسك بقضيب أمام الضوء
فكان ظل القضيب أعرض من الظل الذي ينبغي أن يكون لو كان الضوء يسير في خطوط مستقيمة
هيجنز: كل نقطة على صدر الموجة تمثل مصدرا جديدا مستقلا لموجات صغيرة تنتشر للأمام بسرعة الموجة نفسها
كل نقطة على صدر الموجة تولد موجات صغيرة دائرية – كل الموجات
الصغيرة الدائرية تتحد لتكون صدر موجة مستوية
فيما عدا المناطق عند الحواف حيث تتحرك الموجات الدائرية مبتعدة عن صدر الموجة ليظهر حيود الضوء
الوان الطيف: قام نيوتن بتحليل الضوء بواسطة منشور ثلاثي
الى الوان الطيف
وعندما وضع منشور ثلاثي معكوس في طريق ألوان الطيف اتحدت لتكون اللون الأبيض مرة أخرى
مما سبق:
الضوء له خصائص موجية الكل لون من الوان الضوء طول موجي محدد أكبر هذه الأطوال الموجية (طول موجة اللون الأحمر)
أقل هذه الأطوال الموجية (طول موجة اللون البنفسجي) يتراوح طول الموجات المرئية من (400nm) إلى (700nm) لكل لون من ألوان الضوء زاوية انكسار محددة عندما ينتقل الضوء من وسط شفاف إلى وسط شفاف آخر مختلف عنه
الألوان الأساسية (الأولية):
الأحمر – الأخضر – الأزرق
الألوان الثانوية:
أصفر – أزرق داكن – أرجواني
الألوان بواسطة جمع أشعة الضوء
مجموع أي لونيين أساسيين يساوي لون ثانوي
أحمر + أخضر = أصفر
أزرق + أخضر = أزرق داكن
أحمر + أزرق = أرجواني
الألوان المتتامة:
هي كل لونان يتراكبان معا لإنتاج اللون الأبيض
الأصفر متمم للأزرق
الأزرق الداكن متمم للأحمر
الأرجواني متمم للأخضر
علل: يمكن تبيض الملابس المصفرة باستخدام عامل أزرق اللون
لأن اللون الأزرق يتمم اللون الأصفر ( ينتج لون أبيض)
اللون بواسطة اختزال أشعة الشمس:
المواد الملونة عبارة عن جزيئات لها القدرة على امتصاص ألوان أطوال موجية معينة للضوء وتسمح لأطوال موجية أخرى بالنفاذ خلالها أو تعكسها
الجسم الأحمر لونه أحمر لأنه يمتص جميع الألوان الساقطة علية ويعكس اللون الأحمر الجسم الأبيض لونه أبيض لأنه يعكس جميع الألوان الساقطة عليه الجسم الأسود لونه أسود لأنه يمتص جميع الألوان
في الشكل (a) يسقط ضوء أبيض على قطع حجر النرد
في الشكل(b) يسقط ضوء أحمر على قطع حجر النرد
(الحجران الأزرق والأخضر امتصا اللون الأحمر وبدا لونهما أسود)
في الشكل (c) يسقط ضوء أزرق على قطع حجر النرد
( الحجران الأحمر والأصفر امتصا جزءا كبيرا من اللون الأزرق وعكسا جزءا قليلا)
استقطاب الضوء:
الاستقطاب: هو انتاج ضوء يتذبذب في مستوى واحد
في الشكل رسم تخطيطي للموجة الكهرومغناطيسية
والتي تتكون من مجالين متعامدين يولد كل منهما الآخر
مجال كهربائي E يهتز في مستوي ( xy)
مجال مغناطسي B يهتز في مستوى (xz)
في الشكل جزء من موجة الضوء
تهتز في المستوى الرأسي تمر من المستقطب الرأسي
ولا يمكن أن تمر من المستقطب الأفقي
الاستقطاب بالترشيح:
عندما يسقط الضوء على مرشح الاستقطاب فإن الإلكترونات تمتص الموجات الضوئية التي تهتز في اتجاه اهتزاز الإلكترونات نفسه وتمر الموجات الضوئية المهتزة عموديا على مستوى اهتزاز الإلكترونات
الاستقطاب بالانعكاس:
عندما يسقط الضوء بزاوية سقوط محددة فإن جزء الموجة الضوئية
الموازي للسطح لا ينعكس
بينما ينعكس جزء الموجة العمودي على السطح العاكس ويصبح الضوء المنعكس مهتزا في مستوى واحد ( مستقطب)
قانون مالوس:
شدة الضوء الخارج من مرشح الاستقطاب الثاني I2
تساوي شدة الضوء الخارج من مرشح الاستقطاب الأول I1
مضروبا في مربع جيب تمام الزاوية المحصورة
بين محوري استقطاب المرشحين q
سرعة الموجات الضوئية:
سرعة موجات الضوء في الفراغ مقدار ثابت ويساوي 
يمكن حساب طول أي موجة من الضوء من العلاقة 
تأثير دوبلر:
تردد الضوء المراقب من مصدر يساوى التردد الحقيقي لمصدر الضوء مضروبا في حاصل جمع واحد إلى السرعة النسبية على طول المحور بين المصدر والمراقب إذا تحرك كل منهما في اتجاه الأخر مقسوما على سرعة الضوء
أو مضروبا في حاصل طرح السرعة النسبية على طول المحور بين المصدر والمراقب من الواحد إذا تحرك كل منهما مبتعدا عن الأخر مقسوما على سرعة الضوء
انزياح دوبلر:
الفرق بين الطول الموجي الذي يسجله مراقب للضوء والطول الموجي الحقيقي للضوء يساوي الطول الموجي الحقيقي للضوء مضروبا في السرعة النسبية للمصدر والمراقب مقسوما على سرعة الضوء
