الفصل 1/ أساسيات الضوء

الاستقطــــــــــاب

هل سبق أن نظرت إلى الضوء المنعكس من خلال نظارات شمسية مستقطبة؟

استقطاب الضوء..                                                          إنتاج ضوء يتذبذب في مستوى واحد

عندما تكون موازية للشق فإنها تعبر عندما تكون متعامدة للشق فلا تعبر يمكن فهم الاستقطاب من خلال الحبل المستخدم كنموذج لموجات الضوء.. عندما تكون موازية للشق فإنها تعبر عندما تكون متعامدة للشق فلا تعبر

الموجات التي تتمكن من العبور هي فقط المتذبذبة بصورة موازية للمحور..

الموجات التي تتمكن من العبور هي فقط المتذبذبة بصورة موازية للمحور..

هو وسط الاستقطاب الذي ينتج ضوءاً مستقطبا.. مرشح ( فلتر) الاستقطاب هو وسط الاستقطاب الذي ينتج ضوءاً مستقطبا..

الاستقطاب بالانعكاس يحدث استقطاب جزئي للضوء في اتجاه سطح الزجاج عند انعكاسه ,أي أن الأشعة الضوئية المنعكسة تحتوي على كمية كبيرة من الضوء المتذبذب بشكل مواز لسطح الزجاج.. يقل توهج الطرق عند استخدام النظارات الشمسية المستقطبة؟! بسبب استقطاب الضوء المنعكس عن الطريق

ملاحظة.. يستخدم مصورو الفوتوغراف مرشحات الاستقطاب وتثبيتها على عدسات الكاميرا لحجب الضوء المنعكس

تحليل الاستقطاب عند وضع مرشح استقطاب في مسار ضوء مستقطب فإن : 1-إذا كان محور الاستقطاب لمرشحي الاستقطاب متوازيين فسينفذ الضوء 2-إذا كان محور الاستقطاب لمرشحي الاستقطاب متعامدين فلن ينفذ الضوء

قانون مالوس.. نص القانون مالوس: يعطى بالعلاقة: I2 = I1 cos 2 Ө مدى انخفاض شدة الضوء عندما تعبر من خلال مرشح استقطاب ثانٍ يسمى بـ قانون مالوس.. نص القانون مالوس: إن شدة الضوء الخارج من مرشح الاستقطاب الثاني يساوي شدة الضوء الخارج من مرشح الاستقطاب الأول مضروبا في مربع جيب تمام الزاوية المحصورة بين محوري استقطاب المرشحين. يعطى بالعلاقة: I2 = I1 cos 2 Ө **يسمى مرشح الاستقطاب الذي يستخدم قانون مالوس بالمحلل

التلفاز و شاشات LCD المستقطبة الاخرى..

LCD مختصر Liquid-Crystal Display “عرض البلّور السائل.” وهي شاشة رقيقة جدا مستعملة لشاشات الحاسوب النقال والشاشة المستوية بالإضافة إلى التلفزيونات المنزلية والمحمولة يدويا، الحاسبات بحجم الكف، وأدوات لعب الفيديو النقّالة والساعات والمؤقنات الرقمية ، ولوحة تشغيل أفران الميكروويف والقرص المدمج ، وأقراص الليزر المدمجة والعديد من الأجهزة الإلكترونية الأخرى . وان أي منا ، على الارجح ، يستخدم كل يوم أجهزة تحتوي على الشاشة الكريستالية السائلة ، فهي تحيط بنا من كل جانب. وهي شائعة لأنها توفر بعض المزايا الحقيقية للعرض أكثر من غيرها من التقنيات. فهي أرق وأخف وزنا وأقل استهلاكا للطاقة من أنبوب الأشعة المهبطية

سرعة الموجات الضوئية.. **لأن الضوء له خصائص موجية يمكن وصفه بوساطة النماذج الرياضية واستخدام العلاقة: λ= c / f ** لألوان الضوء ترددات وأطوال موجية مختلفة ولكنها تنتقل في الفراغ بسرعة تساوي سرعة الضوء

الحركة النسبية والضوء.. السرعة النسبية: ماذا يحدث إذا تحرك مصدر الضوء في اتجاهك أو تحركت أنت في اتجاه مصدر الضوء؟ ** إذا كان مصدر الصوت أو المستمع متحركا فسيتغير تردد الصوت الذي يسمعه المستمع وهذا صحيح بالنسبة للضوء.. تحرك مصدر ضوئي بالنسبة للمشاهد ** يتضمن تأثير دوبلر في الضوء على السرعة المتجهة لكل من المصدر والمراقب أحدهما بالنسبة إلى الآخر فقط,(عللي) لأن موجات الضوء ليست اهتزازات لجسيمات الوسط الميكانيكي كما هو الحال في الصوت. السرعة النسبية: هي مقدار الفرق بين سرعتين المتجهتين لكل من المصدر والمراقب.

تأثير دوبلر.. الفرق بين انزياح دوبلر في الصوت والضوء.. مصدر موجات يتحرّك نحو الجهة اليُسرى. التردد في الجهة اليُسرى أعلى منه في الجهة اليُمنى العالم الفيزيائي النمساوي دوبلر الفرق بين انزياح دوبلر في الصوت والضوء.. سرعة الضوء ثابتة في وسط معين , وسرعة الرياح لا تؤثر في إزاحة الضوء..

** يمكن اعتبار مركبتا السرعات النسبية المحورية أقل كثيرا من سرعة الضوء( V<<C) ويستخدم هذا التبسيط لتكوين معادلة حول تردد الضوء المراقب( المراقب ƒ ) الذي يمثل تردد الضوء كما يراه المراقب . العوامل المؤثرة: مركبتا السرعتين المتجهتين على امتداد المحوريين المصدر والمراقب فقط.

تردد الضوء المراقب ƒ = ƒ ( 1 + v / C) ƒ = ƒ ( 1 - v / C) ƒ التردد الحقيقي للضوء المتولد من المصدر v السرعة النسبية على امتداد المحور بين المصدر والمراقب C سرعة الضوء نستخدم الجمع ( + ) إذا تحرك كل منها في أتجاه الآخر نستخدم الطرح( - ) إذا تحركا مبتعدين

معادلة بدلالة الطول الموجي ( انزياح دوبلر) λ= λ ( 1 + V / C ) λ= λ ( 1 - V / C ) λ الطول الموجي المراقب للضوء λ الطول الموجي الحقيقي للضوء المصدر نستخدم الطرح( - ) إذا تحرك كل منها في أتجاه الآخر(اتجاه بعضهما) نستخدم الجمع(+) إذا تحركا مبتعدين احدهما عن الآخر

ملاحظة... ** التغير الموجب في الطول الموجي( 0 < ∆ λ ) يعني أن الضوء مزاح نحو الأحمر ويحدث ذلك عندما تكون السرعة المتجهة النسبية للمصدر في اتجاه مبتعدا عن المراقب وبالتالي يكون التردد المراقب أقل( بسبب العلاقة العكسية بين هذين المتغيرين).. ** والتغير السالب في الطول الموجي ( 0 > ∆λ) يعني أن الضوء مزاح نحو الأزرق ويحدث ذلك عندما تكون السرعة المتجهة النسبية للمصدر في اتجاه مقتربا من المراقب وبالتالي يكون التردد المراقب أكبر..

وقال مصدر من موجات الضوء تتحرك إلى اليمين مع 0. 7c السرعة

** تطبيقات انزياح دوبلر ** تطبيقات انزياح دوبلر تحديد كيفية تحرك الأجسام الفلكية بالنسبة للأرض باستخدام جهاز المطياف لمراقبة طيف الضوء المنبعث من النجوم في المجرة الانزياح الأحمرللضوء بفعل سرعة المصدر في الابتعاد عنا . الانزياح نحو الأحمر معناه زيادة طول موجة الضوء القادم إلينا ، طبقا لظاهرة دوبلر

ادوين هابل وتمدد الكون وتحدث ظاهرة دوبلر أيضا للضوء ، ولها تطبيقات كثيرة كان أهمها عندما استخدمها عالم الفلك الأمريكي هابل عام 1929 في رصد النجوم ، واكتشف أن مجرة أندروميدا تقع خارج مجرتنا المعروفة بالطريق اللبني ولا تنتسب إلينا . ثم رصد هابل السماء ووجد العديد من تلك المجرات البعيدة . وكانت دهشته كبيرة عندما وجد عن طريق ظاهرة دوبلر أن كل تلك المجرات تبتعد عنا بسرعات عظيمة وفي جميع الاتجهات ،

ووصل لهذا التفسير عندما وجد أن أطياف تلك المجرات منزاحة بدرجات متفاوتة نحو اللون الأحمر ، فكان هذا الاكتشاف اكتشافا عظيماً ، إذ عرفنا أن الكون يأخذ في الاتساع ، وتغيرت صورة الكون من وقتها عند الإنسان حيث كان في اعتقاد الناس وكذلك العلماء أن حجم الكون ثابت لا يتغير . ويعتبر هذا الاكتشاف من أعظم اكتشافات البشرية في القرن العشرين

صورة مجرة أندروميدا ادوين هابل وتمدد الكون سبحان الخالق سبحان الله .. مجرة اندروميدا أقرب مجرة لنا وهي مجرة كبيرة بحيث أنها أكبر من مجرتنا بمرة ونصف ... وتقع في مجموعتنا المجرية المركزية المتكونة من أربعين مجرة صغيرة ومجرتين كبار وهم ( درب التبانه ) و ( اندروميدا )

تطبيق. مسائل تدريبية 12 - 13