📄 اطبع pdf
00971504825082
تداخل الموجات
تداخل الموجات
ظاهرة تداخل الموجات
ما هو التداخل الموجي؟
يحدث التداخل عندما تلتقي موجتان في نفس الوسط، حيث تندمج الإزاحات لتكوين موجة محصلة.
هناك نوعان: تداخل بناء (تقوية الموجة) وتداخل هدام (إضعاف الموجة).
تداخل الموجات |
ظاهرة تداخل الموجات
ما هو التداخل الموجي؟
يحدث التداخل عندما تلتقي موجتان في نفس الوسط، حيث تندمج الإزاحات لتكوين موجة محصلة.
هناك نوعان: تداخل بناء (تقوية الموجة) وتداخل هدام (إضعاف الموجة).
المعادلات الرياضية
شرط التداخل البناء
ΔL=nλ
(n = 0, 1, 2, ...)
شرط التداخل الهدام
ΔL=(n+½)λ
(n = 0, 1, 2, ...)
معادلة الموجة المحصلة
ytotal=2Acos(Δφ/2)sin(kx−ωt+Δφ/2)
تطبيقات عملية
🎧 سماعات إلغاء الضوضاء
تستخدم التداخل الهدام لإلغاء ضوضاء الخلفية عن طريق إنتاج موجات معاكسة
📡 هوائيات الاتصالات
تتحكم في اتجاه الإشارة عن طريق التحكم في طور الموجات في الهوائيات الفرعية
🎨 ألوان البقع النفطية
تنتج الألوان بسبب التداخل البناء للضوء المنعكس من السطحين العلوي والسفلي للغشاء الرقيق
🏥 التصوير الطبي (MRI)
تستخدم ظواهر التداخل في تحليل الإشارات الراديوية لإعادة بناء الصور التشخيصية
عندما تتداخل موجتان أو أكثر في نفس الوسط في نفس الوقت ، يشار إليها باسم تداخل الأمواج
من الأسهل فهم عملية التداخل من خلال مراقبة نبضات الموجة المتداخلة. استخدم المحاكاة أدناه لاستكشاف تداخل نبضات الموجة. تجربة موجات مختلفة العرض والارتفاعات
بما في ذلك نبضات ارتفاع سالب تتداخل مع نبضات ارتفاع موجب
يحدث التداخل حين تمر في فراغ واحد موجتان من نوع واحد وفي وقت واحد
وفي التداخل البناء، تلتقي الموجتان أ ، ب لتشكلا موجة مدعمة. أما في التداخل الهدام، فيؤدِّي الاختلاف بين الموجتين أ ، ب إلى تشكيل موجة مخفضة
شقى يونغ تداخل الضوء
تجربة شقي يونغ وتداخل الضوء
ما هي تجربة شقي يونغ؟
هي تجربة أجراها العالم توماس يونغ عام 1801 لإثبات الطبيعة الموجية للضوء. تعتمد على إمرار ضوء أحادي اللون عبر شقين ضيقين، فينتج عنهما نمط من الخطوط المضيئة والمظلمة على الشاشة بسبب التداخل البناء والهدام.
كيف يحدث التداخل؟
التداخل البناء (الخطوط المضيئة):
- يحدث عندما تلتقي قمتا موجتين ضوئيتين
- فرق المسار بين الموجتين = عدد صحيح من الأطوال الموجية (nλ)
- النتيجة: شدة ضوئية عالية
التداخل الهدام (الخطوط المظلمة):
- يحدث عندما تلتقي قمة موجة مع قاع موجة أخرى
- فرق المسار بين الموجتين = عدد فردي من نصف الأطوال الموجية ((n+½)λ)
- النتيجة: شدة ضوئية منخفضة أو معدومة
العلاقات الرياضية
الحالة
الشرط
بناء
d sinθ = nλ
هدام
d sinθ = (n+½)λ
التطبيقات العملية
- قياس الأطوال الموجية للضوء
- فحص جودة الأسطح البصرية (Interferometry)
- تكنولوجيا الأقراص المضغوطة (CD/DVD)
- التصوير المجسم (الهولوغرام)
- أجهزة قياس التداخل في الفلك
في هذه التجربة نمررحزمة ضوئية عبر شقين ضيقين الموضوعان أمام المنبع الضوئي الوحيد اللون
فيصبح الشقين بمثابة مقام منبعين ضوئيين مترابطين (أي فرق الطور ثابت بينهما لايتغير مع الزمن).
قام العالم الإنجليزي توماس يونغ في عام (1801) بإجراء هذه التجربة
أثبت بها نظرية تداخل الموجات الضوئية، حيث عمل على إسقاط ضوء وحيد اللون ذو طول موجة واحدة،
من خلال مصدر فقط واحد، ليسقط على حاجز يضم شقيّن متشابهين ومتجاورين
وسماهما( منبعين مترابطين )، ليتكون ضوء من دقائق صغيرة ومادية، وظهور خطيّن فقط مضيئين على الشاشة الموضوعة خلف الفتحتين، وقد شرح يونغ حالة التداخل التي حدثت بين قطارين من الأمواج المنبعثة من المصدرين ، واستنتج منها تراكب الموجات الضوئية الصادرة من الشقين المتجاورين،
وظهور أهداب مضيئة في مناطق متعددة ومظلمة على الحاجز،
وقد اُستخدمت تجربة يونغ في دراسة ظاهرة تداخل الضوء، وفي تعيين المسافة بين هدبتين من نفس النوع ومتتاليتين،
وفي تعيين الطول الموجي للضوء الأحادي اللون،
تجربة يونغ للتداخل - موجات دائرية
تجربة يونغ للتداخل الضوئي (موجات دائرية)
الأساس النظري:
معادلة الموجة الدائرية:
Ψ(r,t)=Arcos(kr−ωt+ϕ)
من الأسهل فهم عملية التداخل من خلال مراقبة نبضات الموجة المتداخلة. استخدم المحاكاة أدناه لاستكشاف تداخل نبضات الموجة. تجربة موجات مختلفة العرض والارتفاعات
بما في ذلك نبضات ارتفاع سالب تتداخل مع نبضات ارتفاع موجب يحدث التداخل حين تمر في فراغ واحد موجتان من نوع واحد وفي وقت واحد
وفي التداخل البناء، تلتقي الموجتان أ ، ب لتشكلا موجة مدعمة. أما في التداخل الهدام، فيؤدِّي الاختلاف بين الموجتين أ ، ب إلى تشكيل موجة مخفضة
شقى يونغ تداخل الضوء
تجربة شقي يونغ وتداخل الضوء
ما هي تجربة شقي يونغ؟
هي تجربة أجراها العالم توماس يونغ عام 1801 لإثبات الطبيعة الموجية للضوء. تعتمد على إمرار ضوء أحادي اللون عبر شقين ضيقين، فينتج عنهما نمط من الخطوط المضيئة والمظلمة على الشاشة بسبب التداخل البناء والهدام.
كيف يحدث التداخل؟
التداخل البناء (الخطوط المضيئة):
- يحدث عندما تلتقي قمتا موجتين ضوئيتين
- فرق المسار بين الموجتين = عدد صحيح من الأطوال الموجية (nλ)
- النتيجة: شدة ضوئية عالية
التداخل الهدام (الخطوط المظلمة):
- يحدث عندما تلتقي قمة موجة مع قاع موجة أخرى
- فرق المسار بين الموجتين = عدد فردي من نصف الأطوال الموجية ((n+½)λ)
- النتيجة: شدة ضوئية منخفضة أو معدومة
العلاقات الرياضية
الحالة | الشرط |
---|---|
بناء | d sinθ = nλ |
هدام | d sinθ = (n+½)λ |
التطبيقات العملية
- قياس الأطوال الموجية للضوء
- فحص جودة الأسطح البصرية (Interferometry)
- تكنولوجيا الأقراص المضغوطة (CD/DVD)
- التصوير المجسم (الهولوغرام)
- أجهزة قياس التداخل في الفلك
فيصبح الشقين بمثابة مقام منبعين ضوئيين مترابطين (أي فرق الطور ثابت بينهما لايتغير مع الزمن).
قام العالم الإنجليزي توماس يونغ في عام (1801) بإجراء هذه التجربة
أثبت بها نظرية تداخل الموجات الضوئية، حيث عمل على إسقاط ضوء وحيد اللون ذو طول موجة واحدة،
من خلال مصدر فقط واحد، ليسقط على حاجز يضم شقيّن متشابهين ومتجاورين
وسماهما( منبعين مترابطين )، ليتكون ضوء من دقائق صغيرة ومادية، وظهور خطيّن فقط مضيئين على الشاشة الموضوعة خلف الفتحتين، وقد شرح يونغ حالة التداخل التي حدثت بين قطارين من الأمواج المنبعثة من المصدرين ، واستنتج منها تراكب الموجات الضوئية الصادرة من الشقين المتجاورين،
وظهور أهداب مضيئة في مناطق متعددة ومظلمة على الحاجز،
وقد اُستخدمت تجربة يونغ في دراسة ظاهرة تداخل الضوء، وفي تعيين المسافة بين هدبتين من نفس النوع ومتتاليتين،
وفي تعيين الطول الموجي للضوء الأحادي اللون،
تجربة يونغ للتداخل الضوئي (موجات دائرية)
الأساس النظري:
معادلة الموجة الدائرية:
شروط التداخل:
(تداخل بناء)تطبيقات عملية:
- قياس الأطوال الموجية للضوء
- التصوير المجهري التداخلي
- أنظمة الاتصالات الضوئية
- قياس التغيرات الدقيقة في المسافات
شقا يونغ تداخل الضوء نموذج (أمواج دائرية ) :
في هذه التجربة نمررحزمة ضوئية عبر شقين ضيقين الموضوعان أمام المنبع الضوئي الوحيد اللون فيصبح الشقين
بمثابة مقام منبعين ضوئيين مترابطين (أي فرق الطور ثابت بينهما لايتغير مع الزمن).
قام العالم الإنجليزي توماس يونغ في عام (1801)
بإجراء هذه التجربة أثبت بها نظرية تداخل الموجات الضوئية، حيث عمل على إسقاط ضوء وحيد اللون ذو طول موجة واحدة،
من خلال مصدر فقط واحد، ليسقط على حاجز يضم شقيّن متشابهين ومتجاورين وسماهما( منبعين مترابطين )،
ليتكون ضوء من دقائق صغيرة ومادية، وظهور خطيّن فقط مضيئين على الشاشة الموضوعة خلف الفتحتين، وقد شرح يونغ حالة التداخل التي حدثت بين قطارين
من الأمواج المنبعثة من المصدرين ، واستنتج منها تراكب الموجات الضوئية الصادرة من الشقين المتجاورين، وظهور أهداب مضيئة في مناطق متعددة
ومظلمة على الحاجز، وقد اُستخدمت تجربة يونغ في دراسة ظاهرة تداخل الضوء، وفي تعيين المسافة بين هدبتين من نفس النوع ومتتاليتين،
وفي تعيين الطول الموجي للضوء الأحادي اللون،
في هذه التجربة نمررحزمة ضوئية عبر شقين ضيقين الموضوعان أمام المنبع الضوئي الوحيد اللون فيصبح الشقين
بمثابة مقام منبعين ضوئيين مترابطين (أي فرق الطور ثابت بينهما لايتغير مع الزمن). قام العالم الإنجليزي توماس يونغ في عام (1801)
بإجراء هذه التجربة أثبت بها نظرية تداخل الموجات الضوئية، حيث عمل على إسقاط ضوء وحيد اللون ذو طول موجة واحدة،
من خلال مصدر فقط واحد، ليسقط على حاجز يضم شقيّن متشابهين ومتجاورين وسماهما( منبعين مترابطين )،
ليتكون ضوء من دقائق صغيرة ومادية، وظهور خطيّن فقط مضيئين على الشاشة الموضوعة خلف الفتحتين، وقد شرح يونغ حالة التداخل التي حدثت بين قطارين
من الأمواج المنبعثة من المصدرين ، واستنتج منها تراكب الموجات الضوئية الصادرة من الشقين المتجاورين، وظهور أهداب مضيئة في مناطق متعددة
ومظلمة على الحاجز، وقد اُستخدمت تجربة يونغ في دراسة ظاهرة تداخل الضوء، وفي تعيين المسافة بين هدبتين من نفس النوع ومتتاليتين،
وفي تعيين الطول الموجي للضوء الأحادي اللون،
No comments:
Post a Comment