🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة
عدد البطاقات: 6 بطاقة لهذه الصفحة
يوضع طلاء مانع للانعكاس معامل انكساره 1.2 على عدسة زجاجية بسمك 125nm. ما شرط التداخل الهدام الكامل في هذه الحالة؟
الإجابة: شرط التداخل الهدام الكامل هو: 2nt = (m + ½)λ، حيث n معامل انكسار الطلاء، t سمك الطلاء، m عدد صحيح (0، 1، 2، ...)، و λ الطول الموجي للضوء.
الشرح: في الأغشية الرقيقة، يحدث التداخل الهدام الكامل عندما يكون فرق المسار البصري بين الشعاعين المنعكسين من السطحين العلوي والسفلي للطلاء مساوياً لعدد فردي من أنصاف الأطوال الموجية. معادلة 2nt = (m + ½)λ تأخذ في الاعتبار انعكاساً بانزياح طوري 180° عند السطح العلوي (هواء-طلاء) ولا يوجد انزياح عند السطح السفلي (طلاء-زجاج).
تلميح: تذكر معادلة التداخل في الأغشية الرقيقة للضوء المنعكس. فكر في فرق المسار البصري بين الشعاعين المنعكسين.
التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: صعب
سقط ضوء أصفر على محزوز حيود فتكونت بقع عند 0° و +30° و -30°. إذا استبدل الضوء الأصفر بضوء أزرق متماثل الشدة، كيف يتغير نمط البقع على الشاشة؟
الإجابة: ستبقى البقعة المركزية (0°) كما هي، لكن البقع الجانبية (عند ±30°) ستتحرك إلى زوايا أصغر (أقرب إلى المركز) لأن الزاوية تتناسب طردياً مع الطول الموجي، والضوء الأزرق طوله الموجي أقصر من الأصفر.
الشرح: معادلة محزوز الحيود هي d sin θ = mλ. عند ثابت تباعد الخطوط (d) وثابت رتبة الحيود (m)، تكون sin θ (وبالتالي θ) متناسبة طردياً مع الطول الموجي λ. الطول الموجي للضوء الأزرق أقصر من الطول الموجي للضوء الأصفر، لذا ستقل الزاوية θ للبقع الجانبية.
تلميح: تذكر معادلة محزوز الحيود: d sin θ = mλ. ما العلاقة بين الزاوية θ والطول الموجي λ عند ثابت d و m؟
التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط
يظهر نمط حيود لضوء أزرق (طول موجي λ) عبر شق مفرد عرضه W. إذا استبدل الضوء الأزرق بضوء أخضر طوله الموجي 1.5λ، فكم يجب أن يكون عرض الشق الجديد للحصول على نفس النمط السابق؟
الإجابة: يجب أن يكون عرض الشق الجديد 1.5W (أي أكبر بمقدار 1.5 مرة).
الشرح: عرض البقعة المركزية في نمط حيود الشق المفرد يتناسب طردياً مع الطول الموجي λ وعكسياً مع عرض الشق W. للحصول على نفس النمط (نفس العرض الزاوي)، يجب أن تبقى النسبة λ/W ثابتة. إذا أصبح λ' = 1.5λ، فإن شرط ثبات النسبة هو: λ/W = λ'/W' => λ/W = (1.5λ)/W' => W' = 1.5W.
تلميح: تذكر أن عرض النمط المركزي في حيود الشق المفرد يتناسب مع النسبة λ/W. للحفاظ على نفس النمط (نفس عرض البقعة المركزية)، يجب الحفاظ على ثبات هذه النسبة.
التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط
ما معادلة العدسة الرقيقة؟ وما هي دلالة كل رمز فيها؟
الإجابة: معادلة العدسة الرقيقة هي: 1/f = 1/p + 1/q، حيث: f البعد البؤري للعدسة، p بعد الجسم عن العدسة، q بعد الصورة عن العدسة.
الشرح: هذه المعادلة الأساسية تربط البعد البؤري للعدسة (f) ببعد الجسم عنها (p) وبعد الصورة المتكونة (q). تُستخدم لحساب أحد هذه المتغيرات إذا عُرف الاثنان الآخران. إشارات p و q تحدد طبيعة الصورة (حقيقية أو وهمية).
تلميح: تتعلق هذه المعادلة بالبعد البؤري ومواضع الجسم والصورة بالنسبة للعدسة.
التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: سهل
وضعت شمعة طولها 2.00 cm على بعد 7.50 cm من عدسة محدبة بعدها البؤري 21.0 cm. احسب بعد الصورة باستخدام معادلة العدسة الرقيقة.
الإجابة: بعد الصورة q ≈ -11.8 cm (الإشارة السالبة تشير إلى أن الصورة وهمية وتقع على نفس جانب الجسم).
الشرح: بالتعويض في المعادلة: 1/21.0 = 1/7.50 + 1/q => 1/q = 1/21.0 - 1/7.50 ≈ 0.04762 - 0.13333 ≈ -0.08571 => q ≈ -11.7 cm (تقريباً). الإشارة السالبة تعني أن الصورة وهمية.
تلميح: طبق معادلة العدسة الرقيقة: 1/f = 1/p + 1/q. عوض بقيم f و p الموجبة (لأن العدسة محدبة والجسم حقيقي)، ثم احل المعادلة لإيجاد q.
التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: متوسط
باستخدام البيانات: جسم طوله 2.00 cm على بعد 7.50 cm من عدسة محدبة بعدها البؤري 21.0 cm، وبعد الصورة المحسوب سابقاً (-11.8 cm)، احسب طول الصورة.
الإجابة: طول الصورة h' ≈ 3.15 cm (موجب، مما يعني أن الصورة معتدلة).
الشرح: التكبير الخطي M = -q/p = -(-11.8)/7.50 ≈ 11.8/7.50 ≈ 1.573. ثم، طول الصورة h' = M * h = 1.573 * 2.00 cm ≈ 3.15 cm. التكبير موجب، لذا الصورة معتدلة.
تلميح: استخدم معادلة التكبير الخطي: M = h'/h = -q/p، حيث h طول الجسم، h' طول الصورة.
التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: متوسط