تم إلغاء تنشيط البوابة. يُرجَى الاتصال بمسؤول البوابة لديك.

فيديو السؤال: وصف نتيجة مرور الموجات عبر شق الفيزياء

أي العبارات الآتية تصف نتيجة مرور الموجات عبر شق واحد عرضه يساوي تقريبًا الطول الموجي للموجات التي تمر عبره وصفًا صحيحًا؟ [أ] لا يتكون نمط حيود؛ لأن الموجات تمر فقط عبر شق واحد، ولا توجد موجات أخرى تتداخل معها. [ب] تحيد الموجات من جانبي الشق، وتتداخل الموجات الحائدة من الجانبين معًا، ولكن لا يتكون نمط حيود؛ لأن كل هذه الموجات لها نفس الطور. [ج] يتكون نمط حيود؛ لأن الموجات التي تمر عبر الشق تتداخل مع الموجات الأخرى التي تمر عبر الشق بعدها. [د] يتكون نمط حيود؛ لأن الموجات تحيد من جانبي الشق، وتتداخل الموجات الحائدة من الجانبين معًا.

٠٧:١١

‏نسخة الفيديو النصية

أي العبارات الآتية تصف نتيجة مرور الموجات عبر شق واحد عرضه يساوي تقريبًا الطول الموجي للموجات التي تمر عبره وصفًا صحيحًا؟ (أ) لا يتكون نمط حيود؛ لأن الموجات تمر فقط عبر شق واحد، ولا توجد موجات أخرى تتداخل معها. (ب) تحيد الموجات من جانبي الشق، وتتداخل الموجات الحائدة من الجانبين معًا، ولكن لا يتكون نمط حيود؛ لأن كل هذه الموجات لها نفس الطور. (ج) يتكون نمط حيود؛ لأن الموجات التي تمر عبر الشق تتداخل مع الموجات الأخرى التي تمر عبر الشق بعدها. (د) يتكون نمط حيود؛ لأن الموجات تحيد من جانبي الشق، وتتداخل الموجات الحائدة من الجانبين معًا.

في هذا السؤال، لدينا سلسلة من الموجات. وهنا، نمثل هذه الموجات باستخدام مقدماتها الموجية. يمكن أن نفكر في كل خط من هذه الخطوط باعتباره يمثل قمة الموجة. وسنفترض أن الموجة تتحرك بوجه عام إلى اليمين. ومن ثم، يمكننا التفكير في هذه المقدمات الموجية باعتبارها تتحرك جميعها في ذلك الاتجاه بالسرعة نفسها. بعد ذلك، تواجه هذه الموجات حاجزًا به شق واحد. عرض هذا الشق يساوي تقريبًا الطول الموجي للموجة، الذي يقاس بالمسافة بين قمتين متتاليتين لهذه المقدمات الموجية.

عندما تصل الموجة إلى هذا الشق، سيحدث ما يسمى بالحيود. الحيود هو انحناء الموجة حول حافة ما. نلاحظ هنا أنه بسبب هذا الشق، لدينا حافة في الأعلى وحافة أخرى في الأسفل. إذن، ستنحني الموجة حول هاتين الحافتين. ونتيجة لذلك، تنتشر مقدمة الموجة كما نرى هنا. فقط كملاحظة جانبية، عندما تحيد موجة، لا يغير هذا من طولها الموجي. أي أن المسافة بين قمتين متتاليتين في الموجة تظل كما هي دون تغيير. لكن بسبب الحيود، تتحرك الموجة الآن في اتجاهات لم تكن تتحرك فيها من قبل.

يدور السؤال حول شيء يسمى نمط الحيود من حيث صلته بالحالة الموجودة لدينا. لنفترض أن النوع المحدد من الموجات الذي نفكر فيه هنا هو الموجات الضوئية. إذا كان الأمر كذلك، ووضعنا شاشة على بعد مسافة ما من الشق، فإن أي نمط حيود يتكون على هذه الشاشة سيكون على هيئة سلسلة من النقاط الساطعة والمظلمة المتناوبة. تساعدنا هذه الحقيقة على ملاحظة أن نمط الحيود يعتمد في الواقع على خاصيتين مختلفتين للموجات. فهو يعتمد على خاصية الحيود التي تجعل الموجات تنحني عندما تتحرك حول الحواف، وأيضًا يعتمد على تداخل الموجات. يعني تداخل الموجات أن الموجات المختلفة يمكن أن تتحد معًا إما بطريقة بناءة لتضاف بعضها إلى بعض، أو بطريقة هدامة لتطرح بعضها من بعض.

بمعرفة ذلك ورؤية آخر خيارين، دعونا نراجع ما ورد في الخيارين (أ) و(ب). بعد إفراغ بعض المساحة لكتابة ملخصي الخيارين (أ) و(ب)، ينص الخيار (أ) على أنه في هذه الحالة، نفكر في عدم تكون نمط حيود على الشاشة؛ لأنه لم يحدث تداخل للموجات. وينص الخيار (ب) بشكل أساسي على أن الموجات تحيد وتتداخل بالفعل، ولكن لم يتكون نمط حيود؛ لأن جميع الموجات لها الطور نفسه. وعلى النقيض من ذلك، نلاحظ أن الخيارين (ج) و(د) يزعمان تكون نمط حيود.

وفقًا لنظرية الموجات، يمكن أن تعتبر أي نقطة على مقدمة موجة، حرفيًّا أي نقطة على الإطلاق، مصدرًا للموجات نفسها. وعندما تتحرك الموجات من هذه النقاط التي تمثل مصادر، فإنها تتداخل معًا بالفعل. وعندما تفعل ذلك، فهي أحيانًا تتداخل بشكل بناء وأحيانًا بشكل هدام. إلا أن هذا لا يعني أن جميع هذه الموجات لها الطور نفسه. ولأن الموجات ليس لها الطور نفسه، يمكننا أن نستبعد الخيار (ب). ونظرًا لحدوث تداخل موجي بالفعل، يمكن أن نستبعد أيضًا الخيار (أ). ولذلك، يبقى لدينا الخياران (ج) و(د). بالفعل، يتكون نمط حيود على الشاشة عبر الشق. سيبدو هذا النمط بهذا الشكل مع وجود نقاط ساطعة ومظلمة متناوبة.

الفرق بين الخيارين المتبقيين هو أن الخيار (ج) يذكر أن نمط الحيود يتكون لأن الموجات التي تمر عبر الشق تتداخل مع الموجات الأخرى التي تمر عبر الشق بعدها. وهذا يشبه إلى حد ما قول إن مقدمة الموجة هذه التي مرت عبر الشق بالفعل ستتداخل في النهاية مع مقدمة الموجة هذه. لكن من منظور التوقيت، لا نتوقع حدوث ذلك. من الصحيح أن الضوء في مقدمات الموجات المتجاورة، مثلًا مقدمتي هاتين الموجتين، سيكون له فرصة التداخل بعضه مع بعض. لكن هذا لا يعني أن الموجات التي تمر عبر الشق على فترات زمنية متباعدة ستتداخل.

على النقيض من ذلك، يذكر الخيار (د) أنه يتكون نمط حيود؛ لأن الموجات تحيد من جانبي الشق، وتتداخل الموجات من الجانبين معًا. وهذا صحيح أن الموجات تحيد من جانبي الشق. وكما نرى من هذه النقاط التي تمثل مصادر موجية، وفقًا لنموذج الموجات الذي لدينا، تتداخل الموجات من الجانبين معًا. لاحظ أن هذه المصادر الموجية، قد مرت جميعها عبر الشق في اللحظة نفسها من الزمن؛ لأنها تقع على طول مقدمة الموجة نفسها. إذن، في أية لحظة، نتوقع أن يوضح نمط الحيود على الشاشة نتيجة الحيود والتداخل لمقدمة موجة معينة بعد مرورها عبر الشق. وهذا يعني أن الموجات الآتية من كلا جانبي الموجة تتداخل بالفعل بعضها مع بعض، وهذا يكون نمط الحيود.

نظرًا لأن السؤال يطلب منا تحديد التفسير الصحيح لما يحدث عندما تمر موجة عبر شق كهذا، يمكن أن نستبعد الخيار (ج)، الذي يتحدث عن الموجات في نقاط زمنية مختلفة، وسنختار الخيار (د). عندما تمر الموجات عبر شق واحد عرضه يساوي تقريبًا الطول الموجي للموجات، يتكون نمط حيود؛ لأن الموجات تحيد من جانبي الشق وتتداخل الموجات الحائدة من الجانبين معًا.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.