3: التداخل
- Page ID
- 196795
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
المؤشر الأكثر تأكيدًا للموجة هو التداخل. تكون خاصية الموجة هذه أكثر بروزًا عندما تتفاعل الموجة مع كائن ليس كبيرًا مقارنة بالطول الموجي. لوحظ التداخل لموجات الماء والموجات الصوتية وموجات الضوء، وفي الواقع، جميع أنواع الموجات.
- 3.1: مقدمة للتدخل
- إذا سبق لك أن نظرت إلى اللون الأحمر والأزرق والأخضر في فقاعة صابون مضاءة بنور الشمس وتساءلت عن كيفية إنتاج الماء والصابون بلون القش، فقد واجهت واحدة من الظواهر العديدة التي لا يمكن تفسيرها إلا من خلال الطابع الموجي للضوء. وينطبق الشيء نفسه على الألوان التي تظهر في بقعة زيتية أو في الضوء المنعكس من قرص DVD. لا يمكن تفسير هذه الظواهر وغيرها من الظواهر المثيرة للاهتمام بشكل كامل من خلال البصريات الهندسية. في هذه الحالات، يتفاعل الضوء مع الأشياء ويعرض خصائص الموجة.
- 3.2: تدخل يونغ ذو الشق المزدوج
- أعطت تجربة يونغ ذات الشق المزدوج دليلاً قاطعًا على الطابع الموجي للضوء. يتم الحصول على نمط التداخل من خلال تراكب الضوء من فتحتين. عندما يمر الضوء عبر الشقوق الضيقة، تعمل الشقوق كمصادر للموجات المتماسكة وينتشر الضوء على شكل موجات نصف دائرية. يحدث التداخل البنائي النقي عندما تكون الموجات من القمة إلى القمة أو من الحوض إلى الحوض الصغير. يحدث التداخل المدمر النقي حيث يتم نقلها من القمة إلى الحوض الصغير.
- 3.3: رياضيات التداخل
- في حيود الشق المزدوج، يحدث التداخل البنائي عندما d sin = m》 (لـ m=0، ± 1، ± 2، ± 3...)، حيث d هي المسافة بين الشقوق، هي الزاوية بالنسبة لاتجاه السقوط، و m هي ترتيب التداخل. يحدث التداخل المدمر عندما\(d \space sin \space \theta = (m + \frac{1}{2}) \lambda\)، بالنسبة لـ m = 0، ± 1، ± 2، ± 3،...
- 3.4: تداخل متعدد الشقوق
- يحدد تحليل تداخل الضوء الذي يمر عبر شقين الإطار النظري للتداخل ويعطينا نظرة تاريخية عن تجارب توماس يونغ. لا يستخدم الكثير من التطبيقات الحديثة لتداخل الشق شققين فحسب، بل العديد منها يقترب من اللانهاية لأغراض عملية. نبدأ تحليل التداخل متعدد الشقوق بأخذ النتائج من تحليلنا للشق المزدوج (N = 2) وتوسيعه إلى التكوينات مع عدد الشقوق.
- 3.5: التداخل في الأغشية الرقيقة
- عندما ينعكس الضوء من وسيط له معامل انكسار أكبر من المتوسط الذي ينتقل فيه، يحدث تغير في الطور بمقدار 180 درجة (أو تحول /2). يحدث تداخل الأغشية الرقيقة بين الضوء المنعكس من السطوح العلوية والسفلية للفيلم. بالإضافة إلى اختلاف طول المسار، يمكن أن يكون هناك تغيير في المرحلة.
- 3.6: مقياس ميكلسون للتداخل
- يُعد مقياس تداخل Michelson (الذي ابتكره الفيزيائي الأمريكي ألبرت أ. ميشيلسون، 1852-1931) أداة دقيقة تنتج أطراف التداخل عن طريق تقسيم شعاع الضوء إلى جزأين ثم إعادة تجميعها بعد انتقالها في مسارات بصرية مختلفة.