أوراق عمل وحدة التداخل والحيود فيزياء الصف الثاني عشر العام

الصف الصف الثاني عشر عام
الفصل فيزياء ثاني عشر عام
المادة فيزياء ثاني عشر عام فصل ثالث
حجم الملف 2.56 MB
عدد الزيارات 500
تاريخ الإضافة 2021-05-23, 00:10 صباحا

أوراق عمل وحدة التداخل والحيود فيزياء الصف الثاني عشر العام

أجب عما يلي : 

1) يلاحظ تداخل الصوت من خلال التفاوت في ارتفاعه كيف يلاحظ تداخل الضوء 

2) هل يحدث تداخل بين الضوء الصادر عن النجوم المتقاربة في السماء ولماذا .

تجربة شقي يونج (الشق المزدوج) : 

الهدف منها : قياس الطول الموجي للضوء *

الأدوات :

1) شق (يعمل كمصدر أحادي اللون) . 

2) شقان (مصدران مترابطان) .

3) شاشة الرؤية التداخل).  

شكل نموذج التداخل : - سلسلة خطوط مضيئة ومظلمة متعاقبة .

تفسير تكون النموذج : حيود الضوء من الشقين ثم تداخل أمواج الشقين . 

- الخطوط المضيئة : تسمى الأهداب المضيئة وتنتج من التداخل البناء . 

- الخطوط المظلمة : تسمى الأهداب المظلمة وتنتج من التدخل الهدام . 

- الهدب في مركز الشاشة يكون دائما مضيء ويسمى الهدب المركزي وهو الأشد إضاءة . وقد أثبت توماس بونج من هذه التجربة أن للضوء خصائص موجية ( التداخل)

ترقيم الأهداب (رتبة الهدب ) هو رقم يدل على ترتيب الهدب بدءا من الهدبة المركزية (0- m)

للأهداب المضيئة : (3 ,2 ,1 ,0 = m) 

للأهداب المظلمة : ( 1,2,3 = ) 

فرق المسار المسافة الإضافية هو الفرق بين المسافتين اللتين تقطعهما موجتان تصدران من مصدرين عند وصولهما إلى نقطة واحدة .

تكون المسافة الفاصلة بين الشقين هو الذي يحدد نوع الهدبة عند تلك النقطة . والشاشة L اكبر ب 10 مرة تقريبا

المسافة الفاصلة بين الشقين 4 أهداب

التداخل : نمط مكون من حزم مضيئة و اخرى معتمة يحدث نتيجة التداخل البناء و التداخل الهدام

 

مسائل تدريبية 

1. ينبعث ضوء برتقالي مصغر من مصباح غاز الصوديوم بطول موجي nm 596، ويسقط على شقين البعد بينها m 10×1.90 ما المسافة بين الهدب المركزي المضيء والهدب الأصغر ذي الرتبة الأولى إذا كانت الشاشة تبعد مسافة m 0.600 من الشقين ؟

2. في تجربة يونج، استخدم الطلاب أشعة ليزر طولها الموجي nm 632.8. فإذا وضع الطلاب الشاشة على بعد m 1.00 من الشقين، ووجدوا أن الهدب الضوئي ذا الرتبة الأولى بعد mm 65.5 من الخط المركزي، فما المسافة الفاصلة بين الشقين ؟

34. يسقط ضوء على شقين متباعدين بمقدار amر 19.0، ويبعدان عن شاشة cin 80.0 فإذا كان الهدب المضي، ذو الرتبة الأولى على بعد cm 90، 1 عن الهدب المركزي المضيء فما مقدار الطول الموجي للضوء

36. يوجه على مؤشر ليزر أحمر نحو ثلاث مجموعات من الشقوق المزدوجة المختلفة، فإذا كانت المسافة الفاصلة بين الشقين في المجموعة mm A 0.150، وبعد الشاشة عن الشقين 0.60m، أما في المجموعة B فكانت المسافة الفاصلة بين الشقين min 0.175، وبعد الشاشة عنها ml 0.00، وفي المجموعة 0 كانت المسافة الفاصلة بين الشقين mmi 0.150 وبعد الشاشة عنها m 0.80، فركب المجموعات الثلاث اعتمادا على المسافة الفاصلة بين الهدب المركزي المضيء والهدب المضيء ذي الرتبة الأولى وذلك من المسافة الفاصلة الأصغر إلى الأكبر

 

الحيود Diffraction

عندما يمر الضوء خلال شق صغير عرضه أكبر من الطول الموجي للضوء فإنه يحيد عن كلتا الحافتين 

مقدمات الموجات الضوئية المنتظمة تنحني حول حواف فتحة في حاجز في أثناء تفاذها خلال هذه الفتحة؛ أي يحدث لها حيود. ولقد تم تفسير تكون ذلك النمط بالاعتماد على مبدأ هيجنز الذي يبين أن جميع النقاط على مقدمة الموجات الضوئية تمثل مصادر ضوئية نقطية فتتداخل موجات هيجنز تداخل بناء وتداخل هدام لتكوين النمط.

يزداد عرض هذه المناطق كلما ابتعدنا عن الهدب المضيء المركزي أي أن الاهداب تتباعد ويقل سمكها كلما ابتعدنا عن الهدب المركزي

يزداد عرض الهدبة المركزية المتكونة عندما يكون الطول الموجي للضوء أكبر. عند استخدام الضوء الأبيض يكون النمط المتكون مزيجا من أنماط ألوان الطيف.

علل ما يلي :

1) يسهل ملاحظة حيود الصوت مقارنة مع حيود الضوء .

لأن الطول الموجي للصوت أكبر بكثير من الطول الموجي للضوء . 

2) إذا وقفت بالقرب من زاوية مبنی تستطيع سماع صوت شخص يتحدث في الناحية الأخرى مع انك لا تراه .

3) يمكن التقاط موجات الراديو من خلف المباني والجبال مع عدم رؤية عمود الإرسال .

لأن طولها الموجي كبير فيحدث لها حيود كبير . 

4) وضوح حيود موجات الراديو بالمقارنة مع الموجات المرئية .

5) حتى يلاحظ حيود الضوء يجب أن يصطدم بفتحة صغيرة جدا او حافة حادة جدا جدا .

قارن بين عرض الحزمة المركزية المضيئة في نمط حيود الشق الأحادي ؟ ونمط تداخل الشق المزدوج ؟

عند مرور الضوء خلال فتحة صغيرة فانه يحيد ، وتتكون سلسلة من الأهداب المضيئة والمعتمة على شاشة ، بين ما يحدث لعرض الحزمة المضيئة في شبوه الشق المفرد في كل من الحالات التالية

1. زيادة قطر الشق 

2. زيادة الطول الموجي الضوء

3. كان البعد بين الشق والشاشة 

محزوز الحيود: أداة مكونة من عدد كبير من الشقوق المفردة المتقاربة جدا ، تسبب حيود الضوء، وتكون نمط حيود ناتجا عن تراكب الأنماط الناتجة عن شق أحادي. 

نمط الحيود المنكون بواسط محزوز الحيود عبارة عن أهداب مضيئة ضيقة تفصلها مسافات متساوية. وكلما زاد عدد الشقوق في وحدة الطول أصبحت الأهداب أكثر ضيقا في نمط الحيود.

نمط الحيود الذي ينتجه المحزوز للضوء الأبيض

أنواع محزوزات الحيود. 

١.محزوز النفاذ: محزوز يصنع بعمل خدوش ( خطوط رفيعة جدا على الزجاج المنفذ للضوء، بواسطة رأس من الألماس، وتعمل الفراغات بين الخدوش كالشقوق، (مثال: المجوهرات تصنع أحيانا في صورة محزوز نفذ وينشأ عنها أطباقا ضوئية) ". 

2.  المحزوز الفضائي (محزوز طبق الأصل محزوز يصنع بضغط صفيحة رقيقة من البلاستك على محزوز زجاجي، ثم يتم سحب الصفيحة ويبقى أثر على سطحها مماثل للمحزوز الزجاجي

3. محزوزات الأنعکاس: محزوز يصنع عن طريق حفر خطوط رفيعة جدا على طبقة معدنية أو على سطوح الزجاج العاكس مثال: cb أو DVD يعتبر محزوز انعکاس حيث يتكون طيف من الألوان عندما ينعكس الضوء الأبيض عنها

قياس الطول الموجي للضوء باستخدام محزوز الحدود والمطبات

المطياف. هو جهاز يستخدم لقياس الأطوال الموجية للضوء في وجود محزوز الحيود

طريقة استخدام المطياف: يبعث المصدر المراد تحليله ( أو قياس طوله الموجي) ضوءا باتجاه الشق، فينفذ الضوء ويسقط على محزوز الحيود، فينتج المحزوز نمط حيود يمكن مشاهدته بمقراب المطيف.
 

يمثل الشكل أدناه تجربة يونج حيث سلط ضوء أشعر أحادي اللون طوله الموجي 700  على الشاشة الأولى والتي بها شقين ضيفين يبعدان عن بعضهما مسافة قدرها m 0.020، فتكون نمط للتداخل على شاشة تبعد عن الشاشة الأولى 0.8m أجب عن الأسئلة التالية

١- ما الذي أثبته توماس يونج من هذه التجربة

2- كيف ولد توماسي يونج ضوءا من رابط من ضوء غير مترابط 

3. صف الشكل المتكون على الشاشة الثانية

4. احسب المسافة بين الهدب المركزي الماضي، والهدب المضئ، ذا الرتبة الأولى

5- ما التغير الذي يطرأ على التجربة اذا سلط ضوء ابيض على الشاشة الأولى بدلا من الضوء الأحمر

أضيء شقان بضوء أزرق فتكون على الشاشة أهداب مضيئة ومظلمة كما في الشكل : 

١) أي من الأهداب الظاهرة في الشكل هو الهدبة المركزية .

2) ما الظاهرة الموجية التي أدت إلى تكون الأهداب .

3) عند أي من الأهداب الظاهرة في الشكل يكون فرق المسار مثلي الطول الموجي .

4) ما المتغير الذي يحدد المسافة بين كل هدبين مضيئن متتالين إضافة لمتغير المسافة بين الشقين ومتغير بعد الشاشة .

 

شارك الملف

أنا ربوت