3.S: التداخل (ملخص)
- Page ID
- 196806
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
الشروط الرئيسية
| موجات متماسكة | الموجات في طور أو لها علاقة طورية محددة |
| هامش | أنماط التداخل الساطعة والمظلمة |
| غير مترابط | الموجات لها علاقات مرحلية عشوائية |
| مقياس التداخل | أداة تستخدم تداخل الموجات لإجراء القياسات |
| أحادي اللون | ضوء يتكون من طول موجة واحد فقط |
| حلقات نيوتن | نمط التداخل الدائري الناتج عن التداخل بين الضوء المنعكس عن سطحين نتيجة وجود فجوة طفيفة بينهما |
| أمر | عدد صحيح m يستخدم في معادلات التداخل البنائي والمدمر للشق المزدوج |
| الحد الأقصى الرئيسي | يمكن رؤية حواف التداخل الأكثر سطوعًا مع الشقوق المتعددة |
| الحد الأقصى الثانوي | هوامش تداخل ساطعة أقل من الحد الأقصى الرئيسي |
| تداخل الأغشية الرقيقة | التداخل بين الضوء المنعكس من الأسطح المختلفة للفيلم الرقيق |
المعادلات الرئيسية
| تدخل بنّاء | \(\Delta l = m\lambda\)، بالنسبة إلى m = 0، ± 1، ± 2، ± 3... |
| تدخل مدمر | \(\Delta l = (m + \frac{1}{2})\lambda\)، بالنسبة إلى m = 0، ± 1، ± 2، ± 3... |
| فرق طول المسار للموجات من فتحتين إلى نقطة مشتركة على الشاشة | \(\Delta l = d \, sin \, \theta\) |
| تدخل بنّاء | \(d \, sin \, \theta = m \lambda\)، بالنسبة إلى m = 0، ± 1، ± 2، ± 3... |
| تدخل مدمر | \(d \, sin \, \theta = (m + \frac{1}{2})\lambda\)، بالنسبة إلى m = 0، ± 1، ± 2، ± 3... |
| المسافة من الحد الأقصى المركزي إلى الحافة الساطعة | \(y_m = \frac{m\lambda D}{d}\) |
| يتم قياس الإزاحة بواسطة مقياس تداخل Michelson | \(\Delta d = m \frac{\lambda_0}{2}\) |
ملخص
3.1: 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.
3.2: رياضيات التداخل
- في حيود الشق المزدوج، يحدث التداخل\(dsinθ=mλ\) البنائي عندما تكون (for\(m=0,±1,±2,±3…\))، حيث d\(θ\) هي المسافة بين الشقوق، هي الزاوية بالنسبة لاتجاه السقوط، و m هي ترتيب التداخل.
- يحدث التداخل المدمر عند\(dsinθ=(m+\frac{1}{2})λ\)\(m=0,±1,±2,±3,…\)
3.3: تداخل متعدد الشقوق
- ينتج التداخل من الشقوق المتعددة (\(N>2\)) الحدود القصوى الأساسية والثانوية.
- مع زيادة عدد الشقوق، تزداد كثافة الحد الأقصى الرئيسي ويقل العرض.
3.4: التداخل في الأغشية الرقيقة
- عندما ينعكس الضوء من وسيط له معامل انكسار أكبر من المتوسط الذي ينتقل فيه، يحدث تغير في\(180°\) الطور (أو\(λ/2\) تحول).
- يحدث تداخل الأغشية الرقيقة بين الضوء المنعكس من السطوح العلوية والسفلية للفيلم. بالإضافة إلى اختلاف طول المسار، يمكن أن يكون هناك تغيير في المرحلة.
3.5: مقياس ميكلسون للتداخل
- عندما تتحرك المرآة في أحد أذرع مقياس التداخل، تتحرك مسافة\(λ/2\) كل حافة في نمط التداخل إلى الموضع الذي كانت تشغله الحافة المجاورة سابقًا.