تطبيق تدخل الضوء. حيود الضوء. (عرض تقديمي). التشوش. عرض لدرس الفيزياء (الصف الحادي عشر) حول موضوع ظواهر تداخل وحيود الموجات تحميل العرض

لمشاهدة العرض التقديمي بالصور والتصميم والشرائح، قم بتنزيل الملف الخاص به وافتحه في برنامج PowerPointعلى حاسوبك.
المحتوى النصي لشرائح العرض التقديمي: عرض قدمه مدرس المؤسسة التعليمية البلدية "المدرسة الثانوية رقم 56 مع UIOP" في ساراتوف سوخوفا تاتيانا ميخائيلوفنا تداخل الضوء. التداخل هو إضافة موجتين ضوئيتين (أو عدة) حيث تزداد شدة الضوء عند بعض النقاط في الفضاء وتضعف عند نقاط أخرى.شروط تماسك موجات الضوء.تسمى الموجات التي لا يعتمد اختلاف مرحلتها على الزمن بالموجات المتماسكة. المظاهر في الطبيعة.تطبيق التداخل.ظاهرة تداخل الضوء تستخدم على نطاق واسع في التكنولوجيا الحديثة. أحد هذه التطبيقات هو إنشاء البصريات "المغلفة". يتم ملاحظة ظاهرة انحناء الموجات الميكانيكية حول العوائق عندما تنحني أمواج النهر بحرية حول الأجسام البارزة من الماء وتنتشر كما لو أن هذه الأجسام لم تكن موجودة على الإطلاق. ظاهرة مميزة لجميع العمليات الموجية. تنحني الموجات الصوتية أيضًا حول العوائق ويمكننا سماع إشارة سيارة حول زاوية المنزل عندما لا تكون السيارة نفسها مرئية. خطة الدرس.1. تجربة يونغ.2. ما هو الحيود.3. مبدأ هوجنز.4. مبدأ هوجنز فريسنل.5. أنماط الحيود من العوائق المختلفة.6. حدود تطبيق البصريات الهندسية.7. دقة الأجهزة البصرية.8. خاتمة. في منتصف القرن السابع عشر، لاحظ العالم الإيطالي ف. غريمالدي ظلالاً غريبة من أجسام صغيرة موضوعة في شعاع ضيق من الضوء. لم يكن لهذه الظلال حدود واضحة وكانت تحدها خطوط ملونة. حيود الضوء هو انحناء موجة الضوء حول الأجسام المعتمة مع اختراق منطقة الظل الهندسي وتشكيل نمط التداخل هناك. لعب كريستيان هويجنز دورًا رئيسيًا في تطوير فكرة أن انتشار الضوء هو عملية موجية. كل نقطة على السطح تصلها موجة ضوئية هي مصدر ثانوي لموجات الضوء. يصبح غلاف الموجات الثانوية سطح موجة في اللحظة التالية من الزمن. وضع أوغسطين فريسنل أسس البصريات الموجية، مكملاً مبدأ هيغنز بفكرة تداخل الموجات الثانوية: حيث قام ببناء نظرية كمية للحيود. ويمكن اعتبار كل عنصر من عناصر جبهة الموجة بمثابة مركز اضطراب ثانوي يولد موجات كروية ثانوية، وسيتم تحديد المجال الضوئي الناتج عند كل نقطة في الفضاء من خلال تداخل هذه الموجات. ويتجلى حيود الضوء بشكل أوضح عند تحقق هذا الشرط (شرط ملاحظة الحيود)، حيث D هو حجم العائق أو الثقب،  هو الطول الموجي للضوء، L هي المسافة من العائق إلى المكان الذي يوجد فيه نمط الحيود ملاحظ. l 2 D L يضع الحيود أيضًا حدًا لقوة تحليل التلسكوب. يتم تحديد المسافة الزاوية القصوى () بين النقاط المضيئة التي يمكن تمييزها عندها بنسبة الطول الموجي () إلى قطر العدسة (D). يستخدم حيود الضوء لإنشاء أجهزة طيفية حساسة. لا تجلب ظواهر الحيود فوائد فحسب، بل تضر أيضًا، مما يحد من دقة الأجهزة البصرية. الخيار الثاني 1.B2. على الساعة 3. ب4. د5.6. د 7. ز 1. أ2. ب3. A4. G5. 6. أ7.أ 1. ما هو الحيود؟2. صياغة مبدأ هيجنز.3. صياغة مبدأ هيجنز-فريسنل.4. كيف يتم الحصول على بقعة داكنة أو فاتحة في وسط نمط حيود الحفرة؟5. حدود تطبيق البصريات الهندسية.6. حل الأجهزة البصرية. لا يوجد تداخل منفصل وحيود منفصل - هذه ظاهرة واحدة، ولكن في ظروف معينة تكون خصائص التداخل أكثر وضوحًا، وفي ظروف أخرى - خصائص حيود الضوء. مياكيشيف جي.يا.، بوخوفتسيف بي.بي. الفيزياء: كتاب مدرسي للصف الحادي عشر. – م.: التعليم Zhelezovsky B.Ya. محاضرات في البصريات لطلاب جامعة SSUالمجمعات التعليمية. الفيزياء، الصفوف 7-11، مكتبة الوسائل البصرية برامج الفيزياء، الفيزياء الصفوف 7-11، النسخة المحلية كيريل وميفودي، المنشورات الإلكترونية التعليمية BENP Physics

تداخل الموجات الميكانيكية إضافة الموجة
ماذا يحدث للموجات الصوتية عندما
محادثة بين عدة أشخاص أثناء عزف الأوركسترا،
يغني جوقة، وما إلى ذلك؟
ماذا نلاحظ عندما ندخل الماء في نفس الوقت؟
سقوط حجرين
أو قطرات؟

دعونا نتتبع هذا على نموذج ميكانيكي

التشوش.

موجات متماسكة.

تدخل الضوء

التدخل في الأفلام الرقيقة.

مخطط تجربة يونغ

مراقبة التدخل في ظروف المختبر

التدخل الأقصى والحد الأدنى

فقاعة

حلقات نيوتن

الحيود هو انحراف عن الانتشار المستقيم للموجات.

حيود موجات الضوء

نظرية فريسنل.

المسافة التي تتكرر من خلالها الخطوط على الشبكة تسمى فترة محزوز الحيود. يشار إليه بالحرف د. لو

• يتم تطبيق طبقة رقيقة على سطح الزجاج

البصريات المغلفة

سيكون انعكاس الضوء للأجزاء القصوى من الطيف - الأحمر والبنفسجي - أقل. العدسة لها لون أرجواني.

• انحراف اتجاه انتشار الموجة عن الخط المستقيم عند حدود عائق ما (انحناء الموجات حول العوائق)
• حالة:يجب أن تكون أبعاد العائق قابلة للمقارنة مع الطول الموجي

تجربة جريمالدي

• في منتصف القرن السابع عشر، لاحظت العالمة الإيطالية فرانشيسكا ماريا جريمالدي ظلالًا غريبة من أجسام صغيرة موضوعة في شعاع ضيق جدًا من الضوء. ولدهشة العالم، لم يكن لهذه الظلال حدود حادة، ولكن لسبب ما كانت تحدها خطوط ملونة.

شروط المراقبة

• - يجب أن يتناسب حجم العائق مع الطول الموجي للضوء
• - يجب أن تكون المسافة من العائق إلى نقطة المراقبة أكبر بكثير من حجم العائق

ونتيجة الحيود تتراكب موجات الضوء القادمة من نقاط مختلفة (موجات متماسكة)، ويلاحظ التشوشأمواج

الانحرافيتجلى في انتهاك لاستقامة انتشار الضوء!

مبدأ هيجنز فريسنل

• كل نقطة على جبهة الموجة هي مصدر للموجات الثانوية، وجميع المصادر الثانوية متماسكة.

• أثبت فريسنل الانتشار الخطي للضوء وفحص كميًا حيوده بواسطة أنواع مختلفة من العوائق.

الخصائص

نمط الحيود

توضيح

أبعاد الصورة الشق

المزيد من الأحجام،

تلقى من خلال

هندسي

اعمال البناء

الموجات الثانوية تتخلف

حواف الشق

الخصائص

نمط الحيود

توضيح

في وسط الصورة يظهر

شريط خفيف

الموجات الثانوية في

اتجاه،

عمودي على الشق،

عندى مثلها

مرحلة. ولذلك، عندما

السعة المتراكبة

زيادة التقلبات

ميزات الحيود

توضيح

على طول حواف الصورة - التناوب

خطوط فاتحة ومظلمة

تتداخل الموجات الثانوية

في اتجاه بزاوية ل

عمودي على الفتحة ،

وجود اختلاف مرحلة معينة، من

التي نتجت

سعة الاهتزاز

• يمنع الحيود الحصول على صور واضحة للأجسام الصغيرة لأن الضوء ينحني حول الأشياء.
• تظهر الصور ضبابية. يحدث هذا عندما تكون الأبعاد الخطية للأشياء أقل من الطول الموجي للضوء.

حل المجهر والتلسكوب

إذا كان هناك نجمان على مسافة زاوية صغيرة من بعضهما البعض، فإن هذه الحلقات تتداخل مع بعضها البعض، ولا تستطيع العين تمييز ما إذا كانت هناك نقطتان مضيئتان أم واحدة.

تحدث ظاهرة التداخل عندما تتفاعل موجتان أو أكثر من نفس التردد، وتنتشر في اتجاهات مختلفة. علاوة على ذلك، يتم ملاحظته في الموجات التي تنتشر في الوسائط وفي الموجات الكهرومغناطيسية. أي أن التداخل هو خاصية للموجات في حد ذاتها ولا يعتمد على خصائص الوسط ولا على وجوده. التشوش

نمط مستقر من الحد الأقصى والحد الأدنى لتذبذبات النقاط في الوسط عندما يتم فرض موجات متماسكة الموجات المتماسكة هي موجات من نفس التردد مع اختلاف طور ثابت التداخل نواجه ظواهر التداخل في كثير من الأحيان: لون قوس قزح لبقع الزيت على الأسفلت، لون زجاج النوافذ المتجمد، وأنماط الألوان الفاخرة على الأجنحة، وبعض الفراشات والخنافس كلها مظاهر لتداخل الضوء.

الحيود تحدث ظاهرة الحيود عندما يتحلل الضوء المعقد. يعتمد موضع الحد الأقصى والحد الأدنى اللذين يشكلان نمط الحيود على الطول الموجي للضوء. ولذلك، عند المراقبة في ضوء معقد، على سبيل المثال باللون الأبيض، حيث يتم تمثيل أطوال موجية مختلفة، فإن الحد الأقصى للحيود للألوان المختلفة سيكون في أماكن مختلفة.

الحيود تفرض ظاهرة الحيود قيودًا على تطبيق قوانين البصريات الهندسية: قانون الانتشار المستقيم للضوء، وقوانين الانعكاس والانكسار للضوء يتم استيفاؤها بدقة تامة فقط إذا كان حجم العوائق أكبر بكثير من الضوء الطول الموجي. يفرض الحيود حدًا على دقة الأجهزة البصرية: - في المجهر، عند مراقبة كائنات صغيرة جدًا، تظهر الصورة ضبابية - في التلسكوب، عند مراقبة النجوم، بدلاً من صورة نقطة، نحصل على نظام من الخطوط الفاتحة والداكنة.

تشتت الموجة هو الفرق في سرعات الطور للموجات حسب ترددها. يؤدي تشتت الموجة إلى حقيقة أن اضطراب الموجة ذي الشكل التعسفي غير التوافقي يخضع لتغيرات (تشتت) أثناء انتشاره. في بعض الأحيان يُفهم تشتت الموجة على أنه عملية تحليل إشارة النطاق العريض إلى طيف، على سبيل المثال، باستخدام محزوزات الحيود.

تشتت غروب الشمس الأحمر، وهو أحد نتائج تحلل الضوء الموجود في الغلاف الجوي للأرض. والسبب في هذه الظاهرة هو اعتماد معامل انكسار الغازات التي يتكون منها الغلاف الجوي للأرض على الطول الموجي للضوء. يعد قوس قزح، الذي تتحدد ألوانه بالتشتت، أحد الصور الرئيسية للثقافة والفن. بفضل تشتت الضوء، من الممكن ملاحظة "تلاعب الضوء" الملون على جوانب الماس وغيره من الأشياء أو المواد ذات الأوجه الشفافة. بدرجة أو بأخرى، يتم العثور على تأثيرات قوس قزح في كثير من الأحيان عندما يمر الضوء عبر أي كائن شفاف تقريبًا. في الفن يمكن تكثيفها والتأكيد عليها على وجه التحديد.

الاستقطاب: الموجة المستقطبة هي موجة عرضية تهتز فيها جميع الجزيئات في نفس المستوى. يمكن الحصول على مثل هذه الموجة باستخدام سلك مطاطي إذا تم وضع حاجز ذو شق رفيع في طريقها. لن يسمح الشق إلا بالاهتزازات التي تحدث على طوله.

قانون مالوس: يمكن ملاحظة الضوء المستقطب خطيًا، على سبيل المثال، في إشعاع الليزر. هناك طريقة أخرى لإنتاج الضوء المستقطب خطيًا وهي تمرير الضوء الطبيعي من خلال بولارويد (مرشح الاستقطاب)، الذي ينقل بحرية مكون الضوء المستقطب على طول الاتجاه المحدد ويمتص الضوء تمامًا باستقطاب عمودي. إذا سقطت موجة مستقطبة خطيًا على مثل هذا البولارويد، فإن شدة الضوء المرسل ستعتمد على الزاوية a بين اتجاه استقطاب الضوء الساقط والاتجاه المحدد للبولارويد نفسه على النحو التالي: I = I 0 كوس 2 أ

قياس القطع الناقص هو مجموعة من الطرق لدراسة أسطح الأجسام السائلة والصلبة بناءً على حالة استقطاب شعاع الضوء المنعكس عن هذا السطح والمنكسر عليه. يكتسب حادث الضوء المستقطب المستوي على السطح استقطابًا بيضاويًا عند الانعكاس والانكسار بسبب وجود طبقة انتقالية رقيقة في الواجهة. تم إنشاء العلاقة بين الثوابت الضوئية للطبقة ومعلمات الضوء المستقطب إهليلجيًا بناءً على صيغ فريسنل. تعتمد طرق الدراسات الحساسة لعدم التلامس لسطح السوائل أو المواد الصلبة وعمليات الامتزاز والتآكل وما إلى ذلك على مبادئ قياس القطع الناقص.

الشريحة 2

تدخل الضوء

• يعد التداخل أحد أكثر الأدلة إقناعًا على خصائص الموجة.
• التدخل متأصل في موجات من أي طبيعة.
• تداخل موجات الضوء هو إضافة موجتين متماسكتين، ونتيجة لذلك يتم ملاحظة زيادة أو نقصان في اهتزازات الضوء الناتجة في نقاط مختلفة في الفضاء.