التداخل في الأغشية الرقيقة - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

--- SECTION: الشكل 6-7 --- يحدث تقوية لكل طول موجي عندما يكون سمك غشاء الصابون λ/4، 3λ/4، 5λ/4 (a). ولأن كل لون له طول موجي خاص به فإن سلسلة الأهداب التي تنعكس عن غشاء الصابون تكون ملونة (b).التداخل في الأغشية الرقيقة Thin-film Interferenceهل سبق أن شاهدت ألوان الطيف التي كونتها فقاعة صابون أو غشاء زيتي عائم على سطح تجمع مائي صغير في ساحة مواقف سيارات؟ هذه الألوان لم تنتج عن تحليل الضوء الأبيض بواسطة منشور، أو عن امتصاص الألوان بواسطة الأصباغ، بل كان طيف الألوان هذا نتيجة للتداخل البناء والهدام للموجات الضوئية؛ بسبب انعكاسها عن الغشاء الرقيق، وتسمى هذه الظاهرة التداخل في الأغشية الرقيقة.--- SECTION: تطبيق الفيزياء --- النظارات غير العاكسة يمكن وضع غشاء رقيق على عدسات النظارات ليمنع عكس الأطوال الموجية للضوء التي تكون حساسية العين البشرية لها عالية جداً؛ مما يمنع وهج الضوء المنعكس.إذا جُعل غشاء الصابون رأسياً - كما في الشكل 6-7 - فإن وزنه يجعله أكبر سمكاً عند القاع منه عند القمة، ويتغير السمك تدريجياً من أعلى إلى القاع. وعندما تسقط موجة ضوء على الغشاء ينعكس جزء منها، كما يوضح الشعاع 1، بينما ينفذ جزء آخر منها أيضاً، ويكون للموجتين المنعكسة والنافذة تردد الموجة الضوئية الأصلية نفسه. وتنتقل الموجة النافذة خلال الغشاء إلى السطح الخلفي، حيث ينعكس جزء منها مرة أخرى، كما يوضح الشعاع 2. إن عملية تجزئة كل موجة ضوئية من المصدر غير المترابط إلى زوج متماثل من الموجات تعني أن الضوء المنعكس عن الغشاء الرقيق ضوء مترابط.--- SECTION: تحسين (تعزيز) اللون --- تحسين (تعزيز) اللون كيف نجعل الانعكاس لضوء أحادي اللون معززاً (شدة إضاءته أكبر)؟يحدث هذا عندما يكون للموجتين المنعكستين الطور نفسه بالنسبة لطول موجي محدد. فإذا كان سمك غشاء الصابون في الشكل 6-7 يساوي ربع الطول الموجي λ/4 للموجة في الغشاء، فإن طول المسار ذهاباً وإياباً داخل الغشاء يساوي λ/2. وسيبدو في هذه الحالة أن الشعاع 2 يعود إلى السطح الأمامي مختلفاً في الطور مع الشعاع 1 بنصف طول موجي، وأن كلاً من الموجتين ستلغي أثر الأخرى اعتماداً على مبدأ التراكب. ولكن عندما تنعكس موجة مستعرضة عن وسط ما سرعتها فيه أقل فإنها تنقلب. ويحدث هذا للضوء عند الوسط الذي يكون معامل انكساره أكبر. ونتيجة لما سبق، ينعكس الشعاع 1 وينقلب، في حين ينعكس الشعاع 2 عن وسط معامل انكساره صغير (الهواء) ولا ينقلب. لذا يتفق الشعاعان 1 و 2 في الطور.إذا كان سمك الغشاء d، يحقق الشرط λ/4 = d، فسينعكس لون الضوء الذي له ذلك الطول الموجي بشدة كبيرة، ويحدث تعزيز هذا اللون نتيجة ذلك. ولأن الطول الموجي للضوء في الغشاء أقصر من الطول الموجي له في الهواء فإن λ = λ/n، أو بدلالة الطول2025 - 1447--- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: الشكل 6-7 (a) Description: A diagram illustrating thin-film interference. It shows two light rays, الشعاع 1 and الشعاع 2, interacting with a thin transparent film. الشعاع 1 reflects off the top surface. الشعاع 2 transmits into the film, reflects off the bottom surface, and then transmits out, parallel to الشعاع 1. The diagram indicates path differences within the film as 1/4 λ and 3/4 λ, representing different thicknesses or points of interaction. Key Values: الشعاع 1, الشعاع 2, 1/4 λ, 3/4 λ Context: Explains the optical path difference and phase changes that lead to constructive or destructive interference in thin films, as light rays reflect from different interfaces.**IMAGE**: الشكل 6-7 (b) Description: A circular image of a soap film or bubble, showing a vibrant display of iridescent colors. The colors are arranged in swirling and concentric patterns, demonstrating the phenomenon of thin-film interference in a real-world example. Context: Provides a visual example of thin-film interference, where varying thicknesses of the soap film cause different wavelengths of light to interfere constructively, resulting in the observed colorful patterns.