فيديو السؤال: وصف تأثير الحيود على الألوان في الضوء الأبيض الفيزياء • الصف الثاني الثانوي

نسخة الفيديو النصية

أي عبارة من العبارات الآتية تصف وصفًا صحيحًا تأثير مرور ضوء أبيض عبر شق عرضه 550 نانومترًا؟ أ: لا يحيد الضوء الأبيض. ب: تحيد الألوان المختلفة في الضوء الأبيض بمقادير متساوية. ج: تحيد الألوان المختلفة في الضوء الأبيض بمقادير مختلفة. د: تتداخل بعض الألوان في الضوء الأبيض تداخلًا هدامًا ولا يمكن رؤيتها في نمط الحيود.

في هذا السؤال، مطلوب منا اختيار العبارة التي تصف وصفًا صحيحًا تأثير مرور ضوء أبيض عبر شق عرضه 550 نانومترًا. لنبدأ بتذكير أنفسنا بماهية الضوء الأبيض وكيفية حيوده أثناء مروره عبر شق ضيق.

يشير مصطلح الضوء الأبيض إلى موجات الضوء المكونة من كل الأطوال الموجية المختلفة للضوء المرئي. يمكننا رؤية ذلك عن طريق تسليط ضوء أبيض على منشور. عند سقوط ضوء أبيض على منشور، فإنه يتفرق وينفصل إلى ألوان مختلفة. كل لون يتكون منه الضوء الأبيض له طول موجي مختلف، حيث الطول الموجي للضوء الأحمر هو الأطول، والطول الموجي للضوء البنفسجي هو الأقصر.

والآن بعد أن عرفنا ما الضوء الأبيض، وأن الألوان المختلفة للضوء لها أطوال موجية مختلفة، لنلق نظرة على حيود الضوء عند مروره عبر شق. عندما تسقط موجات الضوء على حاجز به شق ضيق، فالموجات التي تمر عبر الشق ستحيد على الجانب الآخر من الحاجز.

يشير الحيود إلى تغير اتجاه الضوء دون أن يسقط على سطح فاصل بين وسطين لهما معاملا انكسار مختلفان. تعتمد الزاوية التي تحيد عندها موجات الضوء على بعض الأمور، منها عرض الشق والطول الموجي للضوء. إذا كان الطول الموجي للضوء المار عبر الشق مساويًا لعرض الشق، فستحيد موجات الضوء بمقدار كبير. وتصبح شبه دائرية على الجانب الآخر من الشق. ولكن إذا كان الطول الموجي للضوء أصغر بكثير من عرض الشق، فإن الموجة بالكاد تحيد على الإطلاق، مع حدوث حيود ملحوظ فقط بالقرب من طرفي الشق.

وبما أن الضوء الأبيض يتكون من العديد من الأطوال الموجية المختلفة، فيمكننا أن نتخيل أن الأطوال الموجية الأطول ستحيد بمقدار أكبر، في حين أن الأطوال الموجية الأقصر ستحيد بمقدار أقل. من المعطيات المهمة لدينا عرض الشق الذي يساوي 550 نانومترًا. يتراوح مدى الأطوال الموجية في الضوء المرئي من حوالي 400 نانومتر للضوء البنفسجي إلى حوالي 700 نانومتر للضوء الأحمر. هذه الأطوال الموجية قريبة إلى حد كبير من عرض الشق. ومن ثم فكلها ستحيد، وإن كان كل طول موجي سيحيد بمقدار مختلف كما رأينا بالفعل.

بناء على هذه المعلومات، دعونا نلق نظرة على الخيارات المعطاة.

ينص الخيار أ على أن الضوء الأبيض لا يحيد عند مروره عبر الشق. ولكننا نعلم أن كل موجات الضوء التي تمر عبر شق ضيق ستحيد.

ينص الخيار ب على أن جميع ألوان الضوء الأبيض تحيد بمقادير متساوية. ولكننا نعلم أن الطول الموجي يؤثر على المقدار الذي سيحيد به الضوء. والضوء الأبيض يتكون من عدة أطوال موجية. إذن لا يمكن أن يكون هذا الخيار صحيحًا.

ينص الخيار ج على أن الألوان المختلفة للضوء الأبيض تحيد بمقادير مختلفة. نعلم أن الطول الموجي يؤثر على حيود الضوء. إذن يوضح هذا توضيحًا صحيحًا سلوك الضوء الأبيض عندما يحيد عبر شق ضيق. إذن الخيار الثالث هو الإجابة الصحيحة. ولكن دعونا نلق نظرة أيضًا على الخيار د.

ينص الخيار د على أن بعض الألوان في الضوء الأبيض تتداخل تداخلًا هدامًا ولا يمكن رؤيتها في نمط الحيود. ولكن يمكننا أن نتذكر أنه لكي تتداخل موجتان تداخلًا هدامًا، لا بد أن تكونا مختلفتين في الطور. لا يحدث هذا إلا عندما يكون الطولان الموجيان للموجتين متساويين. بعبارة أخرى: الأطوال الموجية المختلفة للضوء، أو الألوان المختلفة له، لا يمكن أن تتداخل تداخلًا هدامًا. وعليه فإن الخيار د غير صحيح أيضًا.

إجابتنا النهائية هي الخيار ج. تحيد الألوان المختلفة في الضوء الأبيض بمقادير مختلفة.