انتشار موجة ضوئية Propagation d’une onde lumineuse

Παρουσίαση με θέμα: "انتشار موجة ضوئية Propagation d’une onde lumineuse"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 انتشار موجة ضوئية Propagation d’une onde lumineuse
نشاط 1: ظاهرة حيود الضوء بعد مرور الضوء من الشق فإن اتجاه انتشاره يتغير هذا مشابه لما حدث للموجات الميكانيكية. بتتبعنا لمسار الأشعة الضوئية نلاحظ أنها لا تحترم مبدأ الانتشار المستقيمي. وانطلاقا من نتائج هذه التجربة نستنتج أن الضوء عبارة عن موجة. انطلاقا من الشكل نكتب: وبما أن: صغيرة جدا فإن: وبالتالي نكتب: المنحنى عبارة عن مستقيم يمر من الأصل, معامله الموجه هو: نلاحظ أن K لها نفس قيمة وبعد λ وبالتالي نكتب: الطبيعة الموجية للضوء ظاهرة حيود الضوء ينتقل الضوء من نقطة إلى أخرى في وسط الانتشار وفق خطوط مستقيمية سواء كان هذا الوسط فراغا أو وسطا ماديا. عند الوصول إلى حاجز ذي فتحة عرضها صغير جدا يتغير اتجاه انتشار الأشعة الضوئية بحيث يمكنها الوصول إلى أماكن توجد وراء الحاجز. نقول إن الضوء خضع لظاهرة الحيود. عند حدوث هذه الظاهرة نحصل على عدة بقع ذات إضاءات قصوى تسمى أهدابا لامعة تتوسطها بقع مظلمة تسمى أهدابا داكنة.

2 انتشار موجة ضوئية الضوء موجة كهرمغنطيسية خصائص الموجة الضوئية
كما هو الشأن بالنسبة لحيود موجة ميكانيكية يتم حيود الضوء الشيء الذي يثبت أن الضوء طبيعة موجية. وقد أثبت العلماء أيضا أن الضوء موجة كهرمغنطيسية مستعرضة تنتشر في أوساط شفافة مادية وغير مادية. خصائص الموجة الضوئية الموجة الضوئية الأحادية اللون نسمي ضوءا أحادي اللون كل ضوء لا يتبدد بعد اجتيازه لموشور. ونقرن كل ضوء أحادي اللون بموجة متوالية جيبية تتميز ب: ترددها (أو دورها ), يفرضه المنبع. سرعتها v, وتتعلق بطبيعة الوسط. ملحوظة: الضوء الأبيض يتبدد بعد اجتيازه لموشور مما يدل على أنه ضوء متعدد الألوان. سرعة انتشار الضوء سرعة انتشار الضوء في الفراغ تنتشر الموجات الضوئية في الفراغ بسرعة تساوي: c = m.s-1 ≈ m.s-1 سرعة انتشار الضوء في وسط مادي شفاف – معامل الانكسار تنتشر الموجة الضوئية في وسط مادي بسرعة v أقل من c. نعرف معامل الانكسار لوسط شفاف بالنسبة لضوء أحادي اللون معين بالعلاقة: حيث: c: سرعة الضوء في الفراغ. v: سرعة الضوء في وسط شفاف.

3 انتشار موجة ضوئية التردد وطول الموجة التردد طول الموجة
تتميز الموجة الضوئية الأحادية اللون بترددها الذي لا يتعلق بوسط الانتشار ولا يتغير عند انتقالها من وسط شفاف إلى آخر. (m/s-1) (s) طول الموجة (m) تعبير طول الموجة λ0 لموجة أحادية اللون في الفراغ هو: (Hz) يتعلق طول الموجة لضوء أحادي اللون بوسط الانتشار حيث بالنسبة لوسط معين لدينا: مجال الموجات الضوئية إن عين الإنسان حساسة للموجات الضوئية ذات أطوال موجات تنتمي للمجال المحصور بين 400 nm و 800 nm, نسميه المجال المرئي وتحده الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء. حيود موجة ضوئية أحادية اللون بواسطة شق مميزات حيود موجة ضوئية أحادية اللون بواسطة شق تكون ظاهرة الحيود أكثر أهمية, أي يكون عرض البقعة المركزية أكبر كلما كان: عرض الشق أصغر. طول موجة الضوء المستعمل أكبر.

4 انتشار موجة ضوئية الفرق الزاوي Ɵ تبدد الموجات الضوئية تعريف الموشور
خلال حيود موجة ضوئية أحادية اللون, طول موجتها λ, بواسطة شق عرضه a, يكون الفرق الزاوي Ɵ بين وسط البقعة المركزية وأول بقعة مظلمة هو: (rad) (m) ملحوظة: يمكن مشاهدة حيود الضوء بواسطة شق عندما يكون عرض الشق محصورا بين 10λ و100λ. تبدد الموجات الضوئية تعريف الموشور الموشور وسط شفاف محدود بوجهين مستويين يتقاطعان حسب مستقيم يسمى حرف الموشور. نشاط 2: ظاهرة تبدد الضوء في غياب الموشور نلاحظ على الشاشة بقعة بيضاء. يتكون اللون الأبيض من ألوان الطيف وهي: الأحمر ; البرتقالي ; الأصفر ; الأخضر ; الأزرق ; النيلي ; البنفسجي. حسب قانون ديكارت للانكسار لدينا: وبما أن كل ألوان الطيف لها نفس زاوية الورود i ولكن زاوية انكسار مختلفة, فإننا نستنتج أن معامل الانكسار n يتعلق بلون الشعاع. بما أن معامل الانكسار يتعلق بلون الشعاع, فإن سرعة الانتشار في الموشور تتعلق بتردد الموجة فنقول إن الموشور وسط مبدد.

5 انتشار موجة ضوئية تبدد الضوء الأبيض بواسطة موشور
نسمي الظاهرة التي تمكن من فصل الإشعاعات ذات الألوان المختلفة تبدد الضوء. العلاقات المميزة للموشور ليكن n معامل انكسار الوسط المكون للموشور, ونعتبر n = 1 معامل انكسار الهواء. قانون ديكارت للانكسار عند I: ① قانون ديكارت للانكسار عند I’: ② نعتبر المثلث (AII’) إذن: و ومنه وبالتالي: A = r + r’ ③ باعتبار المثلث (KII’) لدينا: ; ; KÎI’ = i-r  KÎ’I = i’ – r’ ومنه وبالتالي: D = i + i’ – A ④ تعليل ظاهرة تبدد الضوء بما أن الموشور وسط مبدد فإن سرعة اللون (A) vA تخالف سرعة اللون (B) vB: vA<vB nA>nB rA<rB r’A>r’B i’A>i’B DA>DB. ① ③ ② ④ وبالتالي ليس للشعاعين (A) و (B) نفس الاتجاه النهائي.