نسخة الفيديو النصية
يوضح الشكل مقدمات موجتين حدث لهما حيود بعد مرورهما بشقين لهما العرض نفسه. الموجتان لهما نفس السرعة والطول الموجي والتردد والإزاحة الابتدائية. عند أي النقاط الموضحة يكون التداخل بين الموجتين بناء؟ أ: عند النقطة A فقط. ب: عند النقطة B فقط. ج: عند النقطة C فقط. د: عند النقطتين A وB فقط. هـ: عند جميع النقاط ما عدا النقطة C.
في هذا السؤال، لدينا موجتان من الضوء انحرفت كل منهما عبر شق ضيق. يستخدم هذا الشكل خطوطًا لتمثيل مقدماتهما الموجية. ومن ثم، فإنه لكل موجة ضوئية، تساوي المسافة بين كل زوج من مقدمات الموجتين المتتالية طولًا موجيًّا واحدًا.
من المهم أن نلاحظ أنه قد علمنا أن هاتين الموجتين الضوئيتين متطابقتان تقريبًا؛ لأن لهما نفس الإزاحة الابتدائية، والطول الموجي، والتردد، ومن ثم السرعة. الفرق الحقيقي الوحيد هو أن الموجة الضوئية الموضحة باللون البرتقالي مرت عبر الشق الموجود على اليسار، والموجة الضوئية الموضحة باللون الأزرق مرت عبر الشق الموجود على اليمين. نحن نعلم أنه عند التقاء الموجتين، ستتداخل كل منهما مع الأخرى. لذلك، دعونا نذكر أنفسنا بإيجاز عن التداخل الموجي وكيفية التمييز بين التداخل البناء والتداخل الهدام.
يحدث التداخل البناء عندما تكون ثمة موجتان متفقتان في الطور، وهو ما يعني أن قممهما وقيعانهما تتطابقان، أو تتوافقان، وتجمع لتكوين قمم وقيعان أكبر. من المفيد هنا أن نتذكر أن الموجات تتداخل تداخلًا بناء إذا كانت المسافة التي قطعتها من الشق مساوية لعدد صحيح من أمثال أطوالها الموجية: أي صفر، أو واحد، أو اثنين، أو ثلاثة، وهكذا.
من ناحية أخرى، يحدث التداخل الهدام عندما تكون الموجتان ذواتا السعتين المتساويتين مختلفتين في الطور، ما يعني أن قمم إحدى الموجتين تتطابق مع قيعان الموجة الأخرى، ما يعني أنهما تجمعان لتساويا الصفر. بعبارة أخرى، يكون التداخل هدامًا إذا كانت المسافتان من الشقين عند نقطة مختلفتين إحداهما عن الأخرى بمقدار نصف الطول الموجي، أو ثلاثة أنصاف، أو خمسة أنصاف، وهكذا.
بعد أن استعرضنا تداخل الموجات، لنلق نظرة فاحصة على النقاط الموضحة في الشكل. لنبدأ بالنقطة A، نلاحظ وجود مقدمتين من الموجتين تتقاطعان هنا. وبشكل أكثر تحديدًا، قطعت كل موجة مسافة طولين موجيين من الشق الخاص بها. ومن ثم، لا يوجد فرق في المسافة المقطوعة بين الموجتين. إذن فهما متفقتان في الطور، ونعلم أن هناك تداخلًا بناء عند النقطة A.
في الواقع، بالنسبة إلى هذا السؤال، بما أننا نعلم أن كل مقدمة موجة تمثل عددًا صحيحًا من أمثال الطول الموجي للمسافة من الشق، فلا بد أن يكون هناك تداخل بناء عند أي نقطة تقع مباشرة على مقدمتي موجتين. بمعرفة ذلك، يمكننا القول إن النقطتين B وD تشيران أيضًا إلى نقطتي تداخل بناء. ولكن ماذا عن النقطة C؟ تقع هذه النقطة على إحدى مقدمات الموجة الموضحة باللون البرتقالي. ولكنها تقع في منتصف المسافة بين مقدمات الموجة الموضحة باللون الأزرق. ومن ثم، نعلم أن هناك فرقًا مقداره نصف الطول الموجي بين المسافتين اللتين قطعتهما الموجتان من الشقين. وبذلك يوجد تداخل هدام عند النقطة C.
إذن، وجدنا أن هناك تداخلًا بناء عند النقاط A وB وD، ولكن ليس عند النقطة C. ومن ثم، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار هـ. يكون التداخل بين الموجتين بناء عند جميع النقاط ما عدا النقطة C.
