تجربة شقي يونغ
تجربة شقي يونغ هي إحدى أهم التجارب الفيزيائية التي
أسهمت في البحث في طبيعة الضوء و إثبات طبيعته الموجية ، ثم استخدمت في اثبات وجود
خاصية موجية لجميع الجسيمات مثل الإلكترونات و غيرها. تعتمد تجربة شقي يونغ على
انعراج الضوء عند شقين رفيعين في حاجز مانع للضوء ، حيث يقوم الإنعراج بتحويل كلا
الشقين إلى منبعين ضوئيين متشابهين مترافقين ، و ينتج عنها عند استقبال الضوء على
حاجز أمامهما أنماط تداخل تتميز بأهداب ضوئية شديدة الإنارة و أهداب عاتمة ، و هذا
ما يشابه ظاهرتي التداخل البناء و التداخل الهدام في الأمواج. تم الحصول أيضا على
نتائج مشابهة عند استبدال الحزم الضوئية ( حزم الفوتونات) بحزم الكترونية مما كان
أحد اثباتات مثنوية الموجة-جسيم. تجربة الشق المزدوج أو شقي يونغ .. التجربة التي تحوي ألغاز ميكانيك الكم. في هذه التجربة قام يونغ بتمرير حزمة ضوئية
عبر شقين ضيقين F1 و F2 الموضوعان أمام المنبع الضوئي الوحيد اللون S (طول موجته)
فيصبح الشقين بمثابة مقام منبعين ضوئيين مترابطين ( أي فرق الطور ثابت بينهما
لايتغير مع الزمن). تجربة شقي يونغ. يصل الضوء من كلا المنبعين إلى مختلف نقاط الشاشة، وتكون سعة
الاهتزاز E في النقاط التي تصل إليها الأمواج الضوئية متفقة في الطور (أي بفرق طور
معدوم أو مساو لعدد صحيح من ، وهذا يكافئ فرقا في مسير الشعاعين الواصلين من الشقين
إلى النقطة التي ترصد فيها شدة الضوء مقداره صفر أو عدد صحيح من طول الموجة
الضوئية) في كل لحظة عبارة عن مجموع سعتي الاهتزاز الوارد من الشقين: E` = E1 -
E2.
شرح تجربة شقي يونك ...الفصل الرابع ..فيزياء سادس - Youtube
الحيود في تجربة يونج - YouTube
تجربة الشق المزدوج أو شقي يونغ .. التجربة التي تحوي ألغاز ميكانيك الكم
في هذه التجربة، نضع منبعًا للضوء بالقرب من حاجزٍ يحتوي على شقين ضيقين، وتليه شاشة نستقبل عليها ما يمر من ضوءٍ من خلال الشقين. ولفهم ما الذي سنستفيده من هذا الإجراء التجريبي، لنتخيل أننا أجرينا التجربة برصاصٍ حقيقيٍّ. وأننا وضعنا على الشاشة كواشفَ لمكان سقوط الرصاصات (أكياس رملٍ مثلًا). قانون الطول الموجي من تجربة شقي يونج. عندها فسنحصل على الشاشة على النمط المبين في الرسم التوضيحي التالي:
وهذا ليس غريبًا البتة، فإما أن الرصاصة ستمر من أحد الشقين مباشرةً إلى الشاشة دون أن تصطدم بالحاجز، أو قد ترتد عن الحاجز، أو أنها ستصطدم فيه ويغير من مسارها الأصلي موجهًا إياها نحو إحدى نقاط الشاشة كما في الشكل. والآن، ماذا لو أجرينا التجربة باستخدام أمواج الماء؟ إن ما نريد قياسه في هذه الحالة هو طاقة الموجة، وما سنبينه على الشاشة هو مقدار هذه الطاقة، والتي يمكن قياسها من خلال اهتزاز كرةٍ خفيفةٍ نضعها على الماء.
في تجربة شقي يونج ، استخدم الطلاب أشعة ليزر طولها الموجي 632.8 Nm . فإذا وضع الطلاب الشاشة على بعد 1.00 M من الشقين ، ووجدوا أن الهدب الضوئي ذا الرتبة الأولى يبعد 65.5 Mm من الخط المركزي ، فما المسافة الفاصلة بين الشقين ؟ - أفضل إجابة
على مر السنين ، أخذ الفيزيائيون هذه التجربة الأساسية واستكشفوها بعدد من الطرق. في أوائل القرن العشرين ، ظل السؤال المطروح هو كيف أن الضوء - الذي كان يُعرف الآن بالسفر في "حزم" شبيهة بالجسيمات من الطاقة الكمية ، تسمى الفوتونات ، بفضل تفسير آينشتاين للتأثير الكهروضوئي - يمكن أيضًا أن يُظهر سلوك الموجات. ومن المؤكد أن حفنة من ذرات الماء (الجسيمات) عندما تعمل معاً تشكل موجات. ربما كان هذا شيء مشابه. فوتون واحد في كل مرة أصبح من الممكن وجود مصدر ضوء تم إعداده بحيث يصدر فوتونًا واحدًا في كل مرة. سيكون هذا ، حرفياً ، مثل رمي الكرات المجهرية المجهرية من خلال الشقوق. مقالات فيزيائية: تجربة شقي يونغ. من خلال إعداد شاشة حساسة بما يكفي لاكتشاف فوتون واحد ، يمكنك تحديد ما إذا كانت هناك أو لم تكن أنماط تداخل في هذه الحالة. إحدى الطرق للقيام بذلك هي إعداد فيلم حساس وتشغيل التجربة خلال فترة زمنية ، ثم انظر إلى الفيلم لمعرفة نمط الضوء على الشاشة. تم تنفيذ مثل هذه التجربة فقط ، وفي الواقع ، كانت مطابقة لإصدار يونغ متطابقًا - بالتناوب بين العصابات الفاتحة والداكنة ، والتي تبدو ناتجة عن تدخل الموجة على ما يبدو. هذه النتيجة تؤكد وحذر نظرية الموجة.
الموجات الضوئيه | تجربه شقي يونك - Youtube
في الصورة الثانية من تجربة الشق المزدوج قمنا بفتح الشق الآخر في الجدار مع تشغيل المنبع الضوئي، لنحصل على الشكل الموضّح في الصورة والذي يمثل شكلًا نموذجيًّا لإسقاطاتٍ موجيّةٍ، بمعنى حصلنا على نتيجةٍ مفادها أن الضوء أخذ منحًا موجيّا وتداخلت أمواجه مع بعضها لتعطي ذلك الشكل، فما هو تفسير ذلك! ؟
في الواقع إغلاق الشق وفتحه ليس له علاقة مباشرة بتغيير طبيعة الضوء من موجيّةٍ إلى طبيعةٍ مستقيمةٍ ثابتة ولكن ما أدّى إلى ذلك التغيّر الجذري في طبيعة مسار الضوء من مستقيمٍ إلى موجيٍّ هو معرفتنا لمسار الضوءّ! بمعنى أننا في التجربة الأولى عرفنا مسبقًا أن أن الضوء سيسلك الشق المفتوح في حين أنه في الحالة الثانية لا نستطيع التأكد أبدًا من أي شقٍ مر كل فوتون منطلق من المنبع الضوئي. الموجات الضوئيه | تجربه شقي يونك - YouTube. 3
تجربة الفوتون
الواحد
نستطيع أن نقول أن الأمواج الضوئية التي تحتوي الملايين من الفوتونات وبعد عبورها للشقين قد تداخلت مع بعضها وأعطتنا الشكل النموذجي للإسقاطات الموجيّة، ولكن ماذا لو قمنا بإطلاق الفوتونات بشكلٍ فرديٍّ بمعنى فوتون واحد في كل مرة (هذا أصبح ممكنًا بفضل اختراع قاذف الفوتونات)، ما الذي سوف يحدث؟. في الواقع؛ المنطق يقول أنه طالما لا توجد فوتوناتٌ أخرى للتداخل مع بعضها معطيةً السلوك الموجيّ الذي رأيناه سابقًا، فإنه لا بد من أن يسلك الفوتون مسارًا مستقيمّا، ويعطي عند سقوطه على شاشة العرض خطًا مستقيمًا يوافق شكل الشق الذي عبر منه، بمعنى آخر سنحصل على خطين مستقيمين على شاشة الإسقاط.
مقالات فيزيائية: تجربة شقي يونغ
لنفرض أننا جعلنا شدة المنبع صغيرةً للغاية، لدرجة أنه يطلق الإلكترونات بشكلٍ منفردٍ واحدًا تلو الآخر. عندها لو تركنا أحد الشقين فقط مفتوحًا وأغلقنا الآخر، فسنجد أن الإلكترونات كانت تسقط في عصابةٍ تقابل الشق، كما نتوقع تمامًا، وهنا لا يوجد شيءٌ غريبٌ حتى الآن، ولكن ما أن نفتح الشقين معًا، حتى نصدم بأن نجد نمطًا كالمبين بالصورة التوضيحية التالية:
فما الذي يحصل بالضبط؟ كيف يمكن للإلكترونات التي نفترض في العادة أنها انطلقت من المنبع كجسيماتٍ أن تنتج نمط تداخلٍ كالأمواج؟
إن الإلكترونات تمر واحدًا واحدًا، أي لا يمكننا القول بأن الإلكترونات تتفاعل مع بعضها لتنتج هذا النمط. الطول الموجي من تجربة شقي يونج. فكيف لنا أن نفسر ما نرى؟ و كيف يمكن لإلكترونٍ عند مروره من أحد الشقين أن يتأثر سواءً كان الشق الثاني مفتوحًا أم لا؟ بل كيف له أن يعلم (مجازيًّا) أن الشقين مفتوحان معًا أو أن أحدهما فقط هو ما تم فتحه؟
هل يمكن أن يكون الإلكترون قد مرَّ من الشقين معًا وتداخل مع نفسه؟ للتحقق من الفرضية الأخيرة، نضع جهاز قياسٍ عند أحد الشقين كي يكشف لنا مرور الإلكترون منه (فيما لو حدث فعلًا). وهنا تحصل المفاجأة الأكبر: عندها يختفي نمط التداخل، ويتصرف الإلكترون كما لو أنه جسيمٌ مجددًا، وكأنه علم بأننا نراقبه فقرر عدم التصرف كموجةٍ!
أما في النقاط التي تصل إليها الأمواج على تعاكس في الطور ( فرق الطور
بينها عدد فردي من أي فرق المسير عدد فردي من) فتكون السعة المحصلة هي فرق السعتين. وبما أن شدة الضوء I تتناسب مع مربع سعة الاهتزاز ( I:E2) فتكون شدة الضوء في
النقاط الأولى (التي تصل إليها الأمواج متفقة في الطور): أي:
حيث و هما شدتا الضوء الوارد من الشقين F1 و F2. أي أن الشدة I في
هذه النقاط أكبر من مجموع الشدتين و وهذا هو التداخل البنّاء constructive
interference ويظهر على الشاشة بشكل مناطق شديدة الإضاءة تدعى الأهداب المضيئة. وتكون شدة الضوء في النقاط الثانية (التي تصل إليها الأمواج متعاكسة في
الطور): أي أن الشدة في هذه النقاط ضعيفة (بل تكون معدومة في حال كانت) وهذا هو
التداخل الهدّام destructive interference ويظهر على الشاشة بشكل أهداب مظلمة
تتناوب مع الأهداب المضيئة لتشكل كلها ما يسمى بأهداب التداخل. توزع الفوتونات
على الشاشة أمام الشقين: الصورة اليمنى تمثل حالة فتح أحد الشقين و الصورة اليسرى
تمثل فتح الشقين معا. تم الاسترجاع من