معيار ريليه وتجربة الحيود - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

--- SECTION: الربط مع الفلك --- هل تعلم أنك تستطيع اتخاذ شبكية عينك شاشة؟ تحذير: لا تنفذ الخطوات الآتية مستخدماً أشعة الليزر أو ضوء الشمس.--- SECTION: معيار ريليه --- معيار ريليه. وكما في الشكل 17-7، وفي عام 1879 وضع الفيزيائي والرياضي البريطاني لورد ريليه، معيارًا على جائزة نوبل، معيارًا لتحديد ما إذا كان هناك نجم أو نجمان في مثل هذه الصورة. وينص معيار ريليه على أنه إذا سقط مركز البقعة المضيئة لصورة أحد النجمين على الحلقة المعتمة الأولى للنجم الثاني فإن الصورتين تكونان عند حد الفصل أو التمييز؛ أي يكون المشاهد قادرًا على تحديد وجود نجمين بدلاً من نجم واحد فقط.--- SECTION: تعليمات التجربة --- 1. صل مصباحًا متوهجًا له فتيل مستقيم بمصدر طاقة، ثم أشعله، وقف على بعد 2m من المصباح. 2. أمسك بمحزوز حيود، وضعه أمام عينك على أن يكون طيف الألوان المتكون أفقيًا. 3. لاحظ أنماط ألوان الأطياف المتكونة، وسجل ملاحظاتك مستخدماً أقلامًا ملونة.--- SECTION: أسئلة التجربة --- 4. ما اللون الأقرب إلى الهدب المركزي المضيء (ضوء الفتيل)؟ وما اللون الأبعد؟ 5. ما عدد الأطياف التي يمكنك رؤيتها على كل جانب للضوء؟ 6. فسر البيانات هل بياناتك متطابقة مع معادلة الطول الموجي من محزوز الحيود؟إذا كانت الصورتان عند حد التمييز فكم يبعد الجسمان أحدهما عن الآخر؟ يبعد مركز البقعتين المضيئتين للصورتين أحدهما عن الآخر مسافة x، وذلك باستخدام معيار ريليه. ويوضح الشكل 17-7 أنه يمكن استخدام تشابه المثلثات لإيجاد أن x₁/L = x/L. وبتعويض قيمة x₁ من المعادلة x₁ = 1.22λL/D في المعادلة السابقة لحذف المقدار L/x، ثم إعادة ترتيب حدود المعادلة للحصول على المسافة التي تفصل بين الجسمين x، يمكن التوصل إلى المعادلة الآتية:--- SECTION: معيار ريليه --- x_الجسم = 1.22λL / Dالمسافة الفاصلة بين جسمين عندما يكونان عند حد التمييز تساوي 1.22 مضروبًا في الطول الموجي للضوء والمسافة من الفتحة المستديرة إلى الجسمين مقسومًا على قطر الفتحة المستديرة.الحدود في العين البشرية عندما يكون الضوء ساطعًا يكون قطر بؤبؤ العين 3mm تقريبًا، وحساسية العين البشرية كبيرة للون الأصفر - المخضر؛ حيث الطول الموجي يساوي 550nm. وبتطبيق معيار ريليه على العين يُعطي x_الجسم = 2 × 10⁻⁴ L. وحيث إن المسافة بين البؤبؤ والشبكية 2cm تقريبًا، فإنه من الصعب التمييز بين مصدرين نقطيين تفصل بينهما مسافة مقدارها 4µm على شبكية العين. والمسافة الفاصلة بين كاشفين ضوئيين داخل العين - وهي المخاريط التي تقع في أكثر أجزاء العين حساسية للضوء - تساوي 2µm تقريبًا. لذا تُسجّل المخاريط الثلاثة المتجاورة في الحالة المثالية ضوءًا، وعتمة، وضوءًا، وعندئذٍ تبدو العين مثالية التركيب. وإذا كانت المخاريط متقاربة جدًا فإنها سترى تفاصيل نمط الحيود لا المصادر. أما إذا كانت المخاريط متباعدة فلن يكون تمييز التفاصيل الممكنة كلها.--- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: الشكل 17-7 سمح لك هندسة المثلثات المتماثلة بحساب المسافة الفعلية التي تفصل بين جسمين. تم استخدام اللونين الأزرق والأحمر فقط بفرض التوضيح. (التوضيح ليس بمقياس رسم). Description: A diagram illustrating the Rayleigh criterion for resolution. It shows two point sources (implied by the two light rays originating from the left, labeled 'جسم') emitting light that passes through a circular aperture (labeled 'فتحة اقتراب'). The light then forms diffraction patterns (labeled 'الصورة') on a screen. The diagram indicates several distances: 'x' (distance between the two point sources), 'L' (distance from the sources to the aperture), 'D' (diameter of the aperture), and 'x1' (distance between the centers of the two diffraction patterns on the screen). The light rays are depicted in blue and red, as mentioned in the caption, for illustrative purposes. The diffraction patterns are shown as concentric rings. The diagram also shows dashed lines indicating the geometric relationships between these variables. Table Structure: Headers: N/A Key Values: x, x1, L, D, الصورة, فتحة اقتراب, جسم Context: This diagram visually explains the geometric setup and variables involved in the Rayleigh criterion for resolving two distinct objects, showing how their diffraction patterns overlap. It is crucial for understanding the formula x_الجسم = 1.22λL / D.