البصريات
محزوز انعراج
شقوق متعددة تحّد القمم في رتب مضيئة رفيعة عند d·sinθ = mλ — أساس المطياف.
محزوز انعراج — محاكاة البصريات تفاعلية. شقوق متعددة تحّد القمم في رتب مضيئة رفيعة عند d·sinθ = mλ — أساس المطياف. مختبر فيزياء افتراضي مجاني يعمل في المتصفح مع قياسات حية بوحدات النظام الدولي وشرح موجّه.
محزوز الانعراج
شقوق متعددة تحّد القمم في رتب مضيئة رفيعة عند d·sinθ = mλ — أساس المطياف.
شقوق N متوازية تتداخل بنّاءً عند زوايا تحقق d sin θ = mλ، مركّزة الطاقة في رتب طيفية حادة. كثافة الخطوط الأعلى d تحسّن فصل الأطوال الموجية — لماذا تحل المحزوزات محل المنشورات في المطيافات الدقيقة.
- d sin θ = mλ
- رتب حادة
موجز التحقيق
خطط للسؤال قبل فتح المختبر
تعكس المقدمة الصفحة المُصيّرة مسبقًا: سؤال القيادة، والتوقعات المتنافسة، وأدوار المتغيرات، والقوانين الحاكمة، والتجهيز، والتحليل، وأسئلة التوسع تبقى مرئية وبهذا الترتيب.
السؤال القائد
لمحزوز الانعراج مئات الشقوق المتوازية المتقاربة (تقاس بالخطوط لكل مليمتر). هل محزوز بخطوط أكثر لكل مليمتر يعرّج الضوء إلى زاوية أكبر أم أصغر للذروة الساطعة الأولى؟
توقعات للموازنة
- زاوية أكبر — خطوط أكثر لكل mm تعني تباعدًا أصغر بين الشقوق، فيبسط ذلك نمط الانعراج إلى زاوية أوسع.
- محزوز أكثف يعطي زاوية انعراج أصغر.
- زاوية الانعراج لا تعتمد على الخطوط لكل mm.
أدوار المتغيرات
ما تضبطه:
- خطوط لكل mm
ما تقيسه:
- زاوية الرتبة الأولى θ (°)
كيف يجري التحقيق
- افتح تجربة المحزوز واضغط إعادة. طول موجة الضوء 500 nm.
- فعّل قراءة زاوية الانعراج من الرتبة الأولى.
- اضبط كثافة خطوط المحزوز لكل تجربة وسجل زاوية الهالة الساطعة من الرتبة الأولى.
المعادلة الحاكمة
معادلة محزوز الانعراج — d·sinθ = mλ
محزوز بتباعد شقوق d ينتج أهدابًا مضيئة حيثما تحقق d·sin θ = mλ (m = 1، 2، 3... للرتب المتتالية). المحزوز الأكثف (d أصغر، خطوط أكثر لكل mm) يحيد طولًا موجيًا معطى إلى زاوية أكبر.
ما يطلب من الطلاب استخراجه في ورقة العمل القابلة للطباعة
- لمحاولة واحدة، احسب تباعد الشقوق d = 1/(خط لكل mm) بالملليمتر، ثم حل d·sin θ = λ لإيجاد θ، باستخدام λ = 500 nm (محولًا الوحدات بعناية). قارن بالجدول.
- اشرح لماذا الكثافة الخطية الأعلى (خطوط أكثر لكل mm) تعني تباعد شقوق d أصغر، وهو — بما أن d·sinθ = λ — يتطلب زاوية θ أكبر لتحقيق شرط الطول الموجي نفسه.
أين يظهر هذا خارج المختبر
- المحازيز قلب معظم المطيافات: أطوال موجية مختلفة تنعرج إلى زوايا مختلفة من المحزوز نفسه، فتفصل طيف مصدر ضوئي مكانياً للتحليل. اشرح لماذا يعطي محزوز أكثف (خطوط أكثر لكل mm) دقة أطوال موجية أفضل — فهو يبسط مدى أطوال موجية معينًا على مدى زاويّ أوسع.
- قوس القزح الملون الذي تراه منعكسًا عن قرص CD أو DVD سلوك محزوز انعراج — مسارات بيانات القرص المتقاربة تعمل محزوزَ انعكاس. اشرح لماذا يكشف إمالة القرص بزوايا مختلفة ألوانًا مختلفة بأبهى سطوع.
- AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
- IB Physics — C.3 Wave phenomena
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- أهلًا بك في المحزوز
- حدد المحزوز
- اضغط تشغيل
- رتب طيفية حادة
- افتح لوحة الخصائص
- أحسنت!
افتح المحاكاة التفاعلية لبناء المشهد، واضغط تشغيل، واستكشف بقياسات حية وشرح موجّه.