ملف تدريبي: قياس التداخُل

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على حساب خصائص نمط تداخل ناتج عن شعاعَيْ ضوء يتحرَّكان في مسارين مختلفين.

س١:

لاحَظ مُختبِر 251 هدبة عند إزاحة المرآة المُتحرِّكة في مقياس مايكلسون-مورلي للتداخل لمسافةٍ ما. إذا كان مصدر الضوء المُستخدَم هو مصباح الصوديم، الذي يبعث ضوءًا طوله الموجي المُميِّز يساوي 589 nm. ما المسافة التي تحرَّكتها المرآة؟

س٢:

ما مقدار المسافة التي تحرَّكتها المرآة المتحرِّكة في مقياس مايكلسون للتداخل لكي تمر 1500 هدبة خلال نقطة على شاشة الرصد؟ افترِض أن مقياس التداخل مُضاء بخط طيفي طوله الموجي 606 nm من الكريبتون-86.

  • أ 3 . 8 3 × 1 0 m
  • ب 4 . 1 5 × 1 0 m
  • ج 4 . 5 5 × 1 0 m
  • د 3 . 1 9 × 1 0 m
  • ه 3 . 4 5 × 1 0 m

س٣:

غرفة زجاجية مستطيلة طولها ٥٫٠٨ سم أُدخلت في أحد شقَّيْ‎ ضوء طوله الموجي ٦٣٣ نانومترًا في مقياس مايكلسون للتداخل. تحتوي هذه الغرفة ابتداءً على هواء عند الضغط الجوي، لكن الهواء يُضخُّ خارجًا تدريجيًّا باستخدام مضخة تفريغ لتصبح الغرفة شبه مفرَّغة تمامًا. ما عدد الهدب الملاحظ تحرُّكها خلال عملية الانتقال؟

س٤:

في مقياس مايكلسون للتداخل، يُستخدَم ضوء طوله الموجي 632.8 nm من ليزر الهليوم-نيون. عند تحريك إحدى المرايا مسافة 𝐷، مرَّت 8 هدب خلال مجال الرؤية. ما مقدار المسافة 𝐷؟

  • أ 2 . 5 3 0 × 1 0 m
  • ب 2 . 8 0 5 × 1 0 m
  • ج 2 . 2 6 3 × 1 0 m
  • د 3 . 0 1 8 × 1 0 m
  • ه 2 . 0 0 6 × 1 0 m

س٥:

في أحد المعامل المستقرة حراريًّا، يُستخدم مقياس مايكلسون للتداخل في مراقبة درجة الحرارة للتأكد من ثباتها. تُوضع المرآة المتحركة عند طرف قضيب من الألومنيوم طوله 1.00 م، ويُثبَّت الطرف الآخر للقضيب. مصدر الضوء عبارة عن ليزر هليوم-نيون، 𝜆=632.8nm. دقة هذا الجهاز تكافئ الفرق في درجة الحرارة الذي يحدث عند ملاحظة تغيُّر بهدبة واحدة. أوجد الفرق في درجة الحرارة. استخدم القيمة 25×10−1 لمعامل التمدد الحراري للألومنيوم.

س٦:

شريحة مجهرية طولها 10.0 cm. تفصل ورقة بين أحد طرفَي الشريحة ولوح زجاجي، بينما يُلامِس الطرف الآخَر من الشريحة اللوح الزجاجي. أُضيئت الشريحة مباشرةً من أعلى بواسطة ضوء من مصباح صوديوم طوله الموجي 𝜆=589nm. لُوحِظ نمط هدب على الشريحة، وكان النمط يحتوي على 14 هدبة لكل سنتيمتر. انغمرت الشريحة بعد ذلك في سائل غير معروف. عند انغمار الشريحة في السائل، لُوحِظ 18 هدبة لكل سنتيمتر. ما مُعامِل انكسار السائل؟

س٧:

مقياس مايكلسون للتداخل له ذراعان متساويتان في الطول. استُخدِم ضوء زئبق طوله الموجي 546 nm في مقياس التداخل، وشُوهِدت هدب ثابتة. تحرَّكت إحدى ذراعَي المقياس بمقدار 2.2 μm. ما عدد الهُدَب التي تَعْبر مجال الرؤية‎؟ قرِّب إجابتك لأقرب هدبة.

س٨:

عند تحريك المرآة المتحركة بمقياس مايكلسون للتداخل مسافة 3.30×10 m تمر 95 هدبة بالضبط بنقطة ما على الشاشة التي تستقبل الضوء. ما الطول الموجي للضوء المستخدم؟ قرِّب الإجابة لأقرب ثلاثة أرقام معنوية.

س٩:

وُضعت غرفة طولها 6.3 cm ذات نوافذ مستوية متوازية عند طرفَيْها عند إحدى ذراعَيْ مقياس مايكلسون للتداخل. الطول الموجي للضوء المُستخدَم 500 nm في الفراغ. أثناء ضخ الهواء كله خارج الغرفة، مرَّت 32 هدبة بنقطة على شاشة الملاحظة. ما مُعامِل انكسار الهواء؟ قرِّب إجابتك لأقرب ستة أرقام معنوية.

س١٠:

يُعرَض نمط التداخل لمقياس مايكلسون للتداخل يحتوي على مصدر ليزر هليوم-نيون طوله الموجي 633 nm على شاشة. إذا تحرَّكت المرآة المُتحرِّكة إزاحة مقدارها 9.34 μm، فما عدد الهدب التي يُلاحَظ مرورها بنقطة مرجعية على الشاشة؟

س١١:

يُستخدم مقياس ميكلسون للتداخل لقياس الطول الموجي للضوء المار خلاله. عند إزاحة المرآة القابلة للحركة في مقياس التداخل بمقدار 0.230 mm، كان عدد الهدب المتحرِّكة التي شوهدت 284. ما الطول الموجي للضوء؟

س١٢:

تُوضع شريحة بلاستيكية سُمكها 83.0 μm في إحدى ذِراعَيْ مقياس مايكلسون للتداخل؛ ممَّا يتسبب في حدوث إزاحة في نمط التداخل بمقدار 90.0 هدبة. الطول الموجي لمصدر الضوء في الهواء 610 nm. ما معامل انكسار البلاستيك؟

س١٣:

ينتج في مقياس مايكلسون للتداخل إزاحة بمقدار 70 هدبة عند وضع غشاء سُمْكه 48.0 μm من مادة مجهولة في إحدى ذراعَيْ مقياس التداخل. مصدر الضوء المُستخدَم طوله الموجي 633 nm. ما مُعامِل انكسار المادة المجهولة؟

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