ملخص الفصل ٧: التداخل والحيود

7-1 التداخل

• الضوء غير المترابط مقدمات موجاته غير متزامنة فلا يظهر له نمط تداخل منتظم، أما الضوء المترابط فينتج عن مصادر متزامنة كضوء الليزر فيكون مقدمات موجات منتظمة.
• أثبت يونج الطبيعة الموجية للضوء بتجربة الشق المزدوج، حيث تتكون أهداب تداخل مضيئة نتيجة التداخل البناء وأخرى معتمة نتيجة التداخل الهدام، وتعطى العلاقة λ = xd/L.
• الضوء الأحادي اللون ضوء له طول موجي واحد، ويحدث التداخل في الأغشية الرقيقة كفقاعات الصابون بسبب تداخل الضوء المنعكس عن سطحي الغشاء فتظهر ألوان.

راجع صفحة ٢٠٥ في الكتاب

7-2 الحيود

• يتكون نمط الحيود من هدب مركزي مضيء عريض تتبعه أهداب أقل سطوعا، وينتج عن تداخل موجيات هيجنز الصادرة من أجزاء الشق المفرد.
• عرض الهدب المركزي المضيء في حيود الشق المفرد 2x₁ = 2λL/w، فيزداد بزيادة الطول الموجي ويقل بزيادة عرض الشق.
• محزوز الحيود يحوي عددا كبيرا من الشقوق المتقاربة ويستخدم في المطياف لقياس الأطوال الموجية، ويحدد معيار رايلي قدرة الأداة على التمييز بين جسمين متقاربين.

راجع صفحة ٢١٥ في الكتاب

مثال محلول

في تجربة يونج للشق المزدوج استخدم ضوء طوله الموجي 600 nm، والمسافة بين الشقين 0.30 mm، وبعد الشاشة 1.5 m. ما بعد الهدب المضيء الأول عن الهدب المركزي؟

1. من العلاقة λ = xd/L نحصل على x = λL/d.
2. نحول الوحدات: λ = 600 × 10⁻⁹ m، d = 3.0 × 10⁻⁴ m.
3. نعوض: x = (600 × 10⁻⁹ m × 1.5 m) / (3.0 × 10⁻⁴ m) = 3.0 × 10⁻³ m.
4. تحقق: xd/L = (3.0 × 10⁻³ × 3.0 × 10⁻⁴) / 1.5 = 6.0 × 10⁻⁷ m، وهو الطول الموجي المعطى.

الإجابة: يبعد الهدب المضيء الأول 3.0 mm عن الهدب المركزي.