تجربة شقي يونج وقياس الطول الموجي للضوء - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

--- SECTION: الشكل 5-7 --- الشكل 5-7 يوضح تداخل الضوء الأحادي اللون الذي يمر خلال الشق المزدوج أهدابًا مضيئة وأخرى معتمة على الشاشة (a). يمثل هذا الشكل (b) تحليلاً للهندسة الضوئية الأولى، حيث تتكون المسافة الفاصلة بين الشقين والشاشة L أكبر بـ 105 مرة تقريبًا من المسافة الفاصلة بين الشقين d. (التوضيح ليس بمقياس رسم).--- SECTION: قياس الطول الموجي للضوء يوضح الشكل 5-7 --- منظرًا علويًا للمقدمات موجات أسطوانية الشكل تقريبًا وتجربة شقي يونج، حيث تتداخل مقدمات الموجات تداخلات بناء وهدامة لتشكيل أنماط الأهداب المضيئة والمعتمة. ويوضح الشكل 5-7b الرسم التخطيطي النموذجي الذي يستخدم لتحليل تجربة يونج. وتلاحظ من الشكل أن الموجتين تتداخلان تداخلاً بناءً على الشاشة لتكوين الهدب المركزي المضيء عند النقطة P0؛ وذلك لأن للموجتين الطول نفسه، وتقطعان المسافة نفسها من كل شق إلى النقطة. كما يوجد أيضًا تداخل بناء عند الهدب المضيء P1 على جانبي الحزمة المركزية؛ لأن القطعة المستقيمة S1P1 أطول من القطعة المستقيمة S2P1 بمقدار طول موجي واحد λ، لذا تصل الموجات عند النقطة P1 بالطور نفسه. ويمكن إيجاد الطول الموجي باستخدام المعادلة الآتية:--- SECTION: تجربة عملية --- ما الطول الموجي؟ ارجع إلى دليل التجارب العملية على منصة عين الإثرائيةλ = xd / L--- SECTION: الطول الموجي من تجربة شقي يونج --- الطول الموجي المقيس بتجربة شقي يونج يساوي المسافة بين الهدب المركزي المضيء والهدب المضيء الأول على الشاشة، مضروبة في المسافة بين الشقين، ومقسومة على المسافة بين الشقين والشاشة.يحدث تداخل بناء للضوء النافذ من شقين عند مواقع xm على جانبي الهدب المركزي المضيء، ويتم تحديد هذه المواقع باستخدام المعادلة xm = mλL/d ، حيث m = 0, 1, 2,... والمحددة باستخدام التبسيطات الناجمة عن كون الزاوية صغيرة. ويتولد الهدب المركزي المضيء عند m=0 ، في حين يسمى الهدب الناتج عند m=1 هدب الرتبة الأولى، وهكذا لسائر المواقع.وقد نشر العالم يونج نتائج أبحاثه عام 1803، إلا أنه قوبل بالسخرية من المجتمع العلمي، ولم تقبل نتائجه حتى عام 1820، حينما اقترح العالم جين فريسنل حلاً رياضيًا للطبيعة الموجية للضوء من خلال مسافة. وبين أحد حكام المسابقة سيمون دينس بويسون أنه إذا كان اقتراح فريسنل صحيحًا فسوف تتكون بقعة مضيئة عند مركز ظل جسم دائري مضاء بضوء مترابط. وأثبت حكم آخر - اسمه جين أرجو - وجود تلك البقعة تجريبيًا، حيث كان كل من بويسون وأرجو متشككين حول الطبيعة الموجية للضوء قبل هذا الإثبات.--- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: الشكل 5-7 Description: A diagram illustrating Young's double-slit experiment. Part (a) shows a wave source emitting spherical waves that pass through two narrow slits (S1 and S2), creating an interference pattern of alternating bright (مضيء) and dark (معتم) fringes on a screen. The labels 'تداخل هدام' (destructive interference) and 'تداخل بناء' (constructive interference) point to the dark and bright fringes respectively. Part (b) provides a geometric analysis of the setup, showing the two slits S1 and S2 separated by a distance 'd', a screen at a distance 'L' from the slits, and a point P1 on the screen. P0 is the central bright fringe. The path difference (S2P1 - S1P1) is crucial for determining interference. Angles θ are shown, and 'x' represents the distance from the central maximum to P1. The diagram also labels 'الشاشة' (screen), 'المصدر' (source), 'مضيء' (bright), 'معتم' (dark). The overall figure demonstrates the wave nature of light and interference phenomena. Data: Illustrates wave propagation, diffraction through slits, and the resulting interference pattern. Key Values: S1, S2, P0, P1, d, L, x, θ, λ Context: This diagram is fundamental to understanding wave interference, particularly Young's double-slit experiment, and how it's used to determine the wavelength of light. It visually explains the concepts of constructive and destructive interference.