الفصل الخامس

هو مدى واسع من الاطوال الموجية او الترددات،والتي من ضمنها الضوء المرئي تختلف عن بعضها تبعا

١-طريقة توليدها

٢-مصدرها

٣-تقنية كشفها

٤-اختراقها للاوساط المختلفة

تدخل الضوء:

هو ظاهرة اعاده توزيع الطاقة الضوئية الناشئة عن طريق تراكب سلسلتين او اكثر من الموجات الضوئية المتشاكهة على وفق مبدأ تراكب الموجات (تكون ازاحة المحصلة عند اي لحظة تساوي حاصل جمع ازاحتي الموجتين المتراكبتين عند اللحظة نفسها)

هي الموجات التي تكون متساوية في التردد

او

متساوية في السعة

ام

فرق الطور بينهما ثابت

١-ان تكون الموجتان متشاكهتين

٢-ان يكون اهتزازهما في مسوى واحد وفي وسط واحد وتتجهان نحو نقطة واحدة في ان واحد

تداخل بناء

وهو ناتج من اتحاد (تداخل)موجتين لهما نفس السعة والطور عند نقطة معينة لتقوي احدهما الاخرى فتكون سعة الموجة الناتجة مساوية لضعف سعة اي من الموجتين المتداخلتين الاصليتين وهذا التداخل ناتج من تراكب قمتين او قعرين لموجتين فينتج عنهما تقوية

تداخل اتلاف

وهو ناتج عن تداخل موجتين لهما نفس السعة ومتعاكستين بالطور عند نقطة معينة فان تأثير احدهما يمحو الاخرى اي ان سعة الموجة تساوي صفر وهذا التداخل ناتج من. تراكب قمة موجة مع قعر موجة

هو الازاحة التي يقطعها الضوء بالفراغ بالزمن نفسه الذي يقطعه في الوسط البصري بين تلك الموجتين

هو الازاحة التي يقطعها الضوء بالفراغ بالزمن نفسه يقطعه بالوسط المادي(الشفاف)

من خلال تجربته استطاع

اثبات ان للضوء طبيعة موجية

-حساب الطول الموجي المستعمل في التجربه

ان سبب تكون الاهداب المضيئة والمظلمة هو حصول تداخل موجات الضوء تداخلا بنائا واتلافيا حيث عند اضاءة شقين (s1,s2)

بضوء احادي اللون الصادر من الشق الاول

فان الشقين يعملان على تجزئة جبهة موجةالضوء الى موجتين متشاكهتين تصدران بأن واحد وفرق الطور بينهما ثابت

الاهداب المضيئة

تحصل عندما يكون فرق المسار البصري بين الموجتين يساوي صفر او اعداد صحيحة من طول الموجة في نقطة عينة ستكون تلك النقطة مضيئة

الاهداب المظلمة

تحصل عندما يكون فرق المسار البصري بين الموجتين يساوي اعدادا فردية بنصف طول الموجة في نقطة معينة ستكون تلك النقطة مظلمة

الهدب المركزي

هو الهدب المضيء الاوسط المقابل الى منتصف المسافه بين الشقين

هدب التداخل

هي مناطق مضيئة تتخللها مناطق معتمة وعلى تعاقب تظهر على الشاشة

فرق الطور بين الموجات المتداخلة

او فرق المسار البصري

بسبب ظاهرة (حيود وتداخل)موجات الضوء معا

بسبب وجود فرق في المسارات البصرية للموجتين المتداخلتين والواصلتين لنقطة معينة

يظهر لون الهدب المركزي بلون ابيض وعلى كل من جانبيه تظهر

اطياف مستمرة للضوء الابيض يتدرج كل طيف من اللون البنفسجي الى اللون الاحمر

يظهر الخدب المركزي مضيء باللون الاحمروبشدة عالية وعل كلمن جانبيه تظهر اهداب مظلمة ومضيئة وتكون الاهداب المضيئة بنفس اللون الساقط (اللون الاحمر)

يظهر الهدب المركزي مضيء بنفس اللون المركب

وعلى كل من جانبيه تظهر اهداب ملونة مرتبة حسب الاطوال الموجية حيث تكون اقربها للهدب المركزي اقصرها موجة واما الالوان البعيدة عن الهدب المركزي تكون اطولها موجة

نعم يحصل لتداخل البناء والاتلافي بالتعاقب وبسرعه كبيرة جدا لاتدركها. العين لان كل من المصدرين يبعث موجات باطوال عشوائية متغيرة بسرعة فائقة جدا فلايمكن الحصول على فرق ثابت في الطور بين الموجات المتداخلة في اي نقطة من نقاط الوسط لذا تشاهد العين اضاءة مستمرة بسبب صفة دوام الابصار وفي هذه الحالة لاتظهر اهداب مضيئة ومظلمة

لان فرق المسار البصري بين الموجتين الصادرتين من الشقين يساوي صفر فيحصل تداخل بناء

^|=0

يدل على ان الضوء الساقط على الشقين هو اما ضوء مركب او ضوء ابيض

تزداد المسافه بين هدب التداخل عند زيادة البعد بين الشاشة وحاجز الشقين لان العلاقة بينهما طردية

يزداد مقدار فاصلة العدب (يزداد التباعد بين هدب التداخل)عندما يقل البعد بين الشقين لان مقدار فاصلة الهدب تتناسب عكسيا مع البعد بين الشقين

تكون المسافات بين هدب التداخل فاصلة الهدب تتناسب طرديا مع الطول الموجي وان الطول الموجي للضوء الاحمر اكبر من الطول الموجي للضوء الازرق لذلك تظهر فاصلة الهدب في حال استعمال الضوء الاحمر اكبر من فاصله الهدب في حال استعمال الضوء الازرق

تعتمد على

الطول الموجي للضوء احادي اللون المستعمل (علاقة طردية)

^y&h

-بعد الشاشة عن حاجز الشقين (علاقة طردية)

^y=l

-البعد بين الشقين (علاقة عكسية)

^y&1/d

وذلك بسبب التداخل بين موجات الضوء الابيض المنعكسة عن السطح الامامي والخلفي للغشاء الرقيق

تعزى الوان الفقاعات الصابون الى ظاهرة التداخل

يتوقف على عاملين هما

١-سمك الغشاء

اذ ان الموجات المنعكسة عن السطح الخلفي تقطع مسارا بصريا اكبر من الذي تقطعه الموجات المنعكسة من السطح الامامي

بمقدار يساوي ضعف سمك الغشاء (الموجات المنعكسة لا تعاني انقلاب في الطور)

٢-انقلاب الطور

الموجات المنعكسة عن السطح الامامي يحصل لها انقلاب في الطور مقداره 180

Rad

لان كل موجة تنعكس عن وسط معامل انكساره اكبر من معامل انكسار الوسط الذي قدمت منه يحصل لها انقلاب بالطور مقداره

180

لان موجات الضوء التي تنفذ من الغشاء تعاني انكسارا وعند انعكاسها عن السطح الخلفي للغشاء لا تعاني انقلابا في الطور بل تقطع زيادة على ذلك مسارا بصريا يساوي ضعف السمك البصري للغشاء

2nt

ان الموجات الضوئية الساقطة على الغشاء

ينعكس قسما منها عن السطح الامامي للغشاء وتعاني انقلاب في الطور مقداره

١٨٠rad

لان كل موجة تنعكس عن وسط معامل انكساره اكبر من الوسط الذي قدمت منه يحصل انقلاب بالطور مقداره

180

اما القسم الاخر من الضوء فان موجاته تنفذ في الغشاء وتعاني انكسارا وعند انعكاسها عن السطح الخلفي للغشاء (الذي سمكه

t)

لاتعاني انقلاب بالطور بل تقطع مسارا بصريا اطول من المسار البصري الاول بمقدار يساوي ضعف السمك البصري للغشاء

2nt

فيحصل تداخل بين الموجتين المتعاكستين عن السطح الامامي والخلفي وحسب مقدار فرق الطور فتتكون الهدب

تداخل بناء :يحصل عندما يكون السُمك البصري للغشاء

nt.

مساويا للاعداد الفردية لربع طول موجة الضوء

nt=1/4h ,3/4h,5/4h

^l=2nt+1/2h

يظهر الغشاء مضاء بلون الضوء الساقط (تداخل بناء)

التداخل الاتلافي

يحصل عندما يكون السُمك البصري للغشاء

nt

مساويا للاعداد الزوجية لربع طول موجة الضوء الاحادي الساقط

يظهر الغشاء مظلما(تداخل اتلافي)

هو ظاهرة انعطاف الضوء حول حافات الحواجز الحادة التي تعترضه وانتشاره قليلا في مناطق ظلالها الهندسية او انتشار الضوء وانبساطه على المنطقة التي تقع خلف العائق وتحصل هذه الظاهرة عند سقوط الضوء على شق ضيق جدا او طرف مدبب

نتيجة حيود الضوء وتداخله

الشرط الازم للحصول على هدب مضيء

شرط البناء

l sin@=m+1/2)h

شرط الحصول على هدب مظلم

شرط الاتلاف

lsin@=mh

يزداد عرض الهدب المركزي المضيء ويكون اقل شدة

l&1/sin@

محزز الحيود:

هو اداة مفيدة في دراسة الاطياف وتحليل مصادر الضوء وقياس الطول الموجي

اذ يتألف من عدد كبير من الحزوز المتوازية والمتقاربه ذات الفواصل المتساويه على لوح زجاجي

يتم صنع المحزز

عن طريق طبع المحزز على لوح زجاج في ماكنه تسطير بالغة الدقة وان الفواصل بين الحزوز تكون شفافة اذ تعمل عمل شقوق منفصلة والحز يمثل منطقة مظلمة

هو المسافة بين كل حزين متتاليين في المحزز ومقداره صغير جدا

ويحسبووفقا لما يأتي

d=W/N

عندما يكون فرق المسار البصري يساوي طول موجة واحدة او اعداد صحيحة من طول الموجة

mh

فأن الموجات تتداخل بناء وتظهر الهدب المضيئة على الشاشة

تعتمد على

١-الطول الموجي للضوء المستعمل h

٢-رقم الرتبة المضيئة M

٣-ثابت المحززd

٤-عدد الحزوز N