عند استخدام ضوء أبيض في تجربة يونج يظهر الهدب المركزي باللون
بسم الله الرحمن الرحيم
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
حل أسئلة التقويم للفصل الرابع ( التداخل والحيود )
نبدأ على بركة الله ...
خريطة المفاهيم
23. يضيء ضوء أحادي اللون طوله الموجي λ شقين في تجربة يونج . فإذا كانت المسافة الفاصلة بين الشقين d ، وتكون نمط على شاشة تبعد مسافة L عن الشقين ، فأكمل خريطة المفاهيم التالية مستخدما λ و L و d لتبين كيف يمكنك تغييرها لتحصل على التغير المشار إليه في الفراغ بين الأهداب المضيئة المتجاورة x . إتقان المفاهيم 24. لماذا يعد استخدام ضوء احادي اللون مهما في تكوين نمط في تجربة التداخل ليونج ؟ الحل : عندما تستخدم الضوء الأحادي اللون ، ستحصل على نمط تداخل دقيق المعالم ، وإذا كنت تستخدم ضوءا أبيض فستحصل على مجموعة من الأهداب الملونة . 25. وضح لماذا لا يمكن استخدام موقع الهدب المركزي المضيء لنمط تداخل الشق المزدوج لحساب الطول الموجي لموجات الضوء ؟ الحل : الأطوال الموجية جميعها تنتج الهدب المركزي في الموقع نفسه . 26. صف كيف يمكنك استخدام ضوء معلوم الطول الموجي لإيجاد المسافة بين شقين ؟ الحل : أسقط الضوء على الشق المزدوج ، ودع نمط التداخل يسقط على ورقة . قس المسافات بين الأهداب المضيئة X ، واستخدم المعادلة d = λL/x 27. يشع ضوء أبيض خلال محزز حيود . هل تكون الفراغات بين الخيوط الحمراء الناتجة متقاربة أم متباعدة أكثر مقارنة بالخطوط البنفسجية الناتجة ؟ ولماذا ؟ الحل : تتناسب المسافة طرديا مع الطول الموجي . ولأن للضوء الأحمر طولا موجيا أطول منه للضوء البنفسجي فإن الخطوط الحمراء ستفصلها مسافات أكبر من الخطوط البنفسجية . 28. ما لون الضوء المرئي الذي ينتج خطا ساطعا قريبا جدا من الهدب المركزي المضيء بالنسبة لمحزوز حيود معين ؟ الحل : الضوء البنفسجي هو اللون ذو الطول الموجي الأقصر . 29. لماذا يكون التلسكوب ذو القطر الصغير غير قادر على التمييز بين صورتين لنجمتين متقاربين جدا ؟ الحل : للفتحات الصغيرة أنماط تداخل كبيرة تحد من القدرة على التمييز بين الصورتين . تطبيق المفاهيم 30 . حدد في كل من الأمثلة التالية ما إذا كان اللون ناتجا عن التداخل في الأغشية الرقيقة ، أم عن الانكسار ، أم نتيجة وجود الأصباغ . a. فقاعات الصابون b. بتلات الوردة c. غشاء زيتي d. قوس المطر الحل : a. التداخل b. الأصباغ c. التداخل d. الانكسار 31. صف التغيرات في نمط حيود الشق المفرد عندما يتناقص عرض الشق . الحل : تأخذ الأهداب في الاتساع وتأخذ إضاءتها في الخفوت . 32. معرض العلوم أحد المعروضات في معرض العلوم عبارة عن غشاء كبير جدا من الصابون ذي عرض ثابت تقريبا ، ويضاء بواسطة ضوء طوله الموجي 432 nm ، فيظهر السطح كاملا تقريبا على شكل ظل أرجواني اللون . فلماذا ستشاهد في الحالات التالية ؟ a. عندما يتضاعف سمك الغشاء . b. عندما يزداد سمك الغشاء بمقدار نصف الطول الموجي للضوء الساقط . c. عندما يتناقص سمك الغشاء بمقدار ربع الطول الموجي للضوء الساقط . الحل : a. تداخل هدام كامل b. تداخل بناء كامل c. تداخل هدام كامل 33. تحدي مؤشر الليزر إذا كان لديك مؤشرا ليزر ، أحدهما ضوؤه أحمر والآخر ضوؤه أخضر ، واختلف زميلاك أحمد وفيصل في تحديد أيهما له طول موجي أكبر ، وأصر أحمد على ان اللون الأحمر طوله الموجي أكبر ، بينما فيصل متأكد أن الضوء الأخضر له طول موجي أكبر . فإذا كان لديك محزوز حيود فصف العرض الذي ستنفذه بواسطة هذه الأداة ، وكيف يمكنك توضيح النتائج التي توصلت إليها لكل من أحمد وفيصل لحل الخلاف بينهما ؟ الحل : سلط كل مؤشر ليزر خلال المحزوز على جدار قريب . سينتج الضوء ذو الطول الموجي الأكبر نقاطا تفصلها مسافات كبيرة على الجدار لأن المسافة بينها تتناسب طرديا مع الطول الموجي . ( الصحيح هو أحمد : الطول الموجي للضوء الأحمر أكبر من الطول الموجي للضوء الأخضر ) . إتقان حل المسائل التداخل 34. يسقط ضوء على شقين متباعدين بمقدار 19.0µm ، ويبعدان عن شاشة 80.0 cm ، كما في الشكل 4-17 . فإذا كان الهدب المضيء ذو الرتبة الأولى يبعد 1.90 cm عن الهدب المركزي المضيء فما مقدار الطول الموجي للضوء ؟
عند استخدام ضوء أبيض في تجربة يونج يظهر الهدب المركزي باللون
