iMadrassa

الضوء الأبيض و الضوء وحيد اللون

I أنشطة أولية
ظاهرة قوس قزح

عند بزوغ الشمس بعد سقوط المطر ، نلاحظ ظاهرة في الطبيعة .

  1.  ماذا نسمي هذه الظاهرة ؟
  2. من أين تأتي ألوان قوس قزح ؟
  3.  أذكر الألوان المشكلة لقوس قزح ، وكيف تسمى ؟
  1. تسمى ظاهرة قوس قزح .
  2. تأتي ألوان قوس قزح من خلال سقوط أشعة الشمس على قطرات المطر العالقة في الجو ، حيث تلعب دور موشور فتحلل ضوء الشمس الى شريط ملون بعدة الوان .
  3. الألوان المشكلة لقوس قزح هي : الأحمر ، البرتقالي ، الأصفر ، الأخضر ، الأزرق ، النيلي ، البنفسجي.
     - تسمى ألوان قوس قزح طيف الضوء الأبيض .
الألوان على سطح القرص المضغوط
  1. ماذا نلاحظ ؟ 
  2.  أذكر الألوان المشكلة للشريط الملاحظ على سطح القرص  .
  1. نلاحظ تشكل شريط من الألوان كما في ظاهرة قوس قزح .
  2.  الألوان المشكلة لقوس قزح هي : الأحمر ، البرتقالي ، الأصفر ، الأخضر ، الأزرق ، النيلي ، البنفسجي.

إن مصدر الألوان السابقة هو دوما ضوءا مركبا ، مثل الضوء البيض للشمس الذي نتعامل معه كثيرا كمصدر للضوء في كثير من التجارب ، وأن هذه الألوان التي نراها هي نتيجة لتحليل الضوء الأبيض ، وتتشابه في مظهرها من حيث وجود الألوان المعروفة لقوس قزح .

II تبدد الضوء الابيض وتركيبه
1 تبدد الضوء الأبيض بالموشور

نسقط حزمة ضوئية متوازية من مصدر للضوء الأبيض على احد وجهي موشور ، ونظبطه بحيث تخرج الحزمة من   الوجه الآخر ، ثم نعترضها بشاشة كما بالشكل المقابل .

  1. ماذا تلاحظ ؟
  2. ماهي الألوان المتحصل عليهاعلى الشاشة ؟ وكيف تسمى ، ثم مثلها ؟
  3. نضع أمام الحزمة الضوئية الواردة مرشحا لونيا احمرا ، ماذا تشاهد على الشاشة ؟ وأين تسقط الحزمة البارزة ؟
  1. نلاحظ بروز حزمة ضوئية ملونة ( مقزحة ) من الموشور .
  2. تتشكل على الشاشة سبعة ألوان كما في قوس قزح وهي : الأحمر ، البرتقالي ، الأصفر ، الأخضر ، الأزرق ،النيلي ، البنفسجي ، ونسمي هذه الألوان طيف الضوء الأبيض .( التمثيل )
  3. نلاحظ على الشاشة بقاء اللون الاحمر واختفاء بقية الالوان ( يمتصها المرشح ) ، ويكون موضع الحزمة الحمراء تماما عند موضعها في التجربة السابقة ( حالة الطيف الكامل ) .
  • عندما يعترض الموشور ضوءا ابيضا ، فانه يعطي ألوانا تكون " طيف الضوء الأبيض " وتسمى هذه الظاهرة " تبدد الضوء " .
  • مصدر الوان الطيف هو الضوء الأبيض ، ونقول انه ضوء مركب .
  • تبرز هذه الألوان من الموشور وفق ترتيب معين ، والضوء الأحمر هو اللون الذي يحدث له اقل انحراف والضوء البنفسجي اكبر انحراف .
2 تركيب الضوء الأبيض

يمكن اعادة تركيب الضوء الابيض بعدة طرق أهمها :

أ استخدام قرص نيوتن

نأتي بقرص نيوتن الملون ونقوم بتدويره بسرعات متفاوتة ، فنلاحظ ضوء ابيض قليل الاضاءة ( يميل الى الرمادي ) وهذا يعود الى شدة الضوء المنعكس من القرص ، والمشهد الملاحظ هو تركيب الألوان حيث تتحسس العين لهذا التركيب .

ب استخدام موشور وعدسة

نحقق التركيب التجريبي التالي :
نحصل على الطيف المستقبل على الشاشة بدون عدسة ، ثم نستخدم العدسة التي توضع في وضع معين وبتحريك الشاشة أو العدسة نحصل على الضوء المركب أي الضوء الأبيض على الشاشة .

ت استخدام موشور ين وعدسة

نحقق التركيب التجريبي التالي :

في هذه الطريقة نستخدم ظاهرة تقريب الحزمة الضوئية البارزة من الموشور الأول بواسطة العدسة التي يتم تركيبها من جديد بواسطة الموشور الثاني ، والمخطط التجريبي مبني على تناظر التركيب وعلى مبدأ الرجوع العكسي  للضوء ، إذ يمكن توجيه الحزمة الضوئية بأي اتجاه نريد .
في هذه التجربة يحدث تبدد أو تحليل الضوء الأبيض بواسطة الموشور الأول ثم الحصول على حزمة متقاربة للضوء البارز ثم تركيب الضوء بالموشور الثاني من جديد ، فنشاهد عمليتي التحليل والتركيب .

من التجارب السابقة نستنتج انه يمكن تحليل الضوء الأبيض إلى ألوان ، والعكس يمكن تركيب الألوان  للحصول على الضوء الأبيض .

III الإشعاع وحيد اللون وطول الموجة
1 تحليل ضوء الليزر

نسقط حزمة ضوئية من ضوء الليزر ( الأحمر مثلا ) على احدي وجهي موشور كما هو موضح في الشكل التالي :

  • نلاحظ أن طيف ضوء الليزر الأحمر الوارد يبرز دون أن يتبدد .

نسمي ضوء الليزر " ضوء أو إشعاع وحيد اللون " أو ضوءا بسيطا ، وهو يختلف عن الضوء الناتج عن الترشيح والذي يبدو بلون واحد فهو ضوء مركب من عدة ألوان متقاربة .

2 الضوء المركب و الضوء وحيد اللون

من الدراسة السابقة وجدنا أن الضوء الأبيض يعطي طيفا متصلا من الألوان ، أما طيف ضوء الليزر الأحمر يتكون من إشعاع وحيد فنقول عنه ضوء وحيد اللون .
إن الضوء وحيد اللون يتميز بلونه الثابت ، كما يتميز بمقدار فيزيائي يسمى طول  الموجة

ووحدته المتر .
 تنقسم الإشعاعات وحيدة اللون إلى نوعين هما :

  •  إشعاعات مرئية ترى بالعين المجردة ولها طول موجة : 
     
  •  إشعاعات غير مرئية لا ترى بالعين المجردة  ، كالإشعاعات تحت الحمراء وفوق البنفسجية ، والأشعة السينية
    .
3 علاقة قرينة الانكسار بلون الإشعاع

نحقق التجربة الموضحة بالشكل التالي :

نلاحظ أن كل إشعاع وحيد اللون داخل الموشور له انحراف معين ، يبدا بالأحمر وينتهي بالبنفسجي .
 كما أن كل إشعاع وحيد اللون له سرعة انتشار تتعلق بقرينة انكسار مادة الموشور ، ويكون :  

   أي أن :  

الانحراف داخل الموشور يعود إلى علاقة قرينة الانكسار مادة الموشور التي تتغير بتغير طول موجة كل إشعاع ، وقرينة الانكسار لها علاقة بسرعة الإشعاع في وسط معين حيث : 


 

  • : سرعة الضوء في الخلاء وتساوي 
    .
  • :  سرعة الضوء وحيد اللون في الوسط  .
  • :   قرينة انكسار مادة الوسط ( الموشور ) .
  • :  قرينة انكسار الخلاء أو الهواء وتساوي 1 .

قم بالدخول للإطلاع على المزيد من المحتوى

لتتمكن من الوصول إلى جميع الدروس والتمارين والمسابقات والفيديوهات وتصفح الموقع براحة قم بالدخول أو بتسجيل حساب مجانا.



قم بالدخول للإطلاع على المزيد من المحتوى

لتتمكن من الوصول إلى جميع الدروس والتمارين والمسابقات والفيديوهات وتصفح الموقع براحة قم بالدخول أو بتسجيل حساب مجانا.