انتشار موجة ضوئية

1. الطبيعة الموجية للضوء:

• 1.1. ظاهرة حيود الضوء :

  - نضع أمام منبع اللازر ، صفيحة بها شق عرضه a قابل للضبط ، على مسافة D من شاشة E
  
  ، فنشاهد على هذه الشاشة الشكل -1-.
  
  في هذه التجربة لا يتحقق مبدأ الانتشار المستقيمي للضوء و ظهور عدة بقع على الشاشة رغم استعمال منبع واحد للضوء يدل على وجود منابع وهمية و بمقارنة هذه الظاهرة مع ظاهرة حيود الموجات الميكانيكية على سطح الماء يمكن ان نستخلاص ان الضوء ذو طبيعة موجية

• 

  1.2. الضوء موجة كهرمغنطيسية :

  نرسل حزمة ضوئية على ناقوس مفرغ من الهواء فنلاحظ ان الضوء يخترقها ، و هذا يدل على ان الضوء ينتشر في الفراغ

  ملحوظة: "فرضية فرينيل Fresnel- " الضوء موجة مستعرضة تتكون من مجال كهربائي و مجال مغنطيسي .
  
  الضوء موجة كهرمغنطيسية تنتشر في الأوساط المادية و غير المادية شرط أن تكون شفافة

2. خصائص الموجة الضوئية:

• 2.1. الموجة الضوئية الأحادية اللون :

  ضوء	الاداة	النتيجة	الخلاصة
  		انحراف +تبدد	الضوء متعدد اللون
  		انحراف	الضوء احادي اللون

• 2.2. سرعة انتشار الضوء :

  - سرعة انتشار الضوء في الفراغ ثابتة :

  

  - تنتشر الموجة الضوئية في وسط مادي بسرعة V أقل من C.

  - نعرف معامل الانكسار لوسط شفاف ، بالنسبة لضوء أحادي اللون معين بالعلاقة :

  

• 2.3. التردد و طول الموجة :

  - طول الموجة في الفراغ : حيث

  - طول الموجة في وسط مادي : حيث

  - N: تردد الموجة الضوئية أحادية اللون يبقى ثابتا ، و لا يتعلق بوسط الانتشار.

  - نعرف معامل الانكسار لوسط شفاف ، بالنسبة لضوء أحادي اللون معين بالعلاقة

  

• 2.4. مجال الموجات الضوئية المرئية :

  

3. حيود موجة ضوئية أحادية اللون:

• 3.1. الفرق الزاوي θ :

  

  - نسمي الفرق الزاوي ، الزاوية التي يُشَاهَدُ منها نصف البقعة المركزية.( أنظر الشكل )

  - بالنسبة لفرق زاوي صغير ، يمكن كتابة العلاقة :

  مبيانـيا :

  تجريبـيا :

• 3.2. العوامل المؤثرة :

  * تأثير عرض الشـقa : كلما كان عرض الشق اصغر كلما كانت ظاهرة الحيود مهمة

  * تأثير l طول موجة الضوء الأحادي اللـون: كلما كانت طول الموجة اكبر كلما كانت ظاهرة الحيود مهمة

  * تأثير المسافـة D: كلما كانت المسافة D اكبر كلما كانت ظاهرة الحيود مهمة

  ملحوظة يمكن مشاهدة حيود الضوء بواسطة شق (أو سمك رفيع) عندما يكون عرض الشق (أو السلك) محصورا بين و

  باستعمال شق يميزه عرضه a	باستعمال سلك رفيق يميزه قطر a	باستعمال ثقب  يميزه قطره d

4. تبدد الموجات الضوئية:

• 4.1. الفرق الزاوي θ :

  

• 4.2. علاقات انتشار الضوء عبر موشور :

  

• 4.3. تعليل ظاهرة تبدد الضوء :

  حسب القانون الثاني لديكارت عند النقطتين I و I’

  - يتبين أن الزاوية 'i تتعلق ب n معامل الانكسار

  - و بما أن D تتعلق بالزاوية 'i

  ==> فإن D تتعلق كذلك بمعامل الانكسار n .

  - يتعلق معامل انكسار الزجاج بلون الإشعاع الذي يجتازه .

  أمثلة:

  البنفسجي	الأصفر	الأحمر	الإشعاع
  1,652	1,629	1,618	n

  خلاصة:

  يتعلق معامل انكسار زجاج الموشور بتردد الموجات الضوئية .

  و بالتالي فإن سرعة انتشار الموجات الضوئية تتعلق كذلك بترددها ، نقول إن زجاج الموشور وسط مبدد للضوء.

  ملحوظة:

  يتغير الانحراف D مع تغير طول موجة الضوء الورد على موشور ، و بالتالي معامل انكسار الموشور يتغير بدوره مع تغير طول الموجة حسب قانون " كوشي " Loi de Cauchy :

  

  أي أن n دالة تآلفية ل