علوم وفضاء

عرض الشق والرتبة المفقودة: هل تحدده الثالثة؟

عرضان ورتبة مفقودة مشتركة
منحنيان محسوبان؛ R مطبع لكل نمط.

عرض الشق والرتبة المفقودة: الرتبة لا تحدد العرض وحده. [1]

الخلاصة السريعة

اختفاء الرتبة الثالثة لا يفرض a=d/3؛ يمكن أيضًا أن يكون a=2d/3. [1]

  • نموذج مجال بعيد لشقين متماثلين بإضاءة أحادية الطول الموجي ومتوافقة في الطور والاستقطاب، منتظمة عبر الفتحتين. a عرض كل شق وd المسافة بين مركزيهما، مع 0<a<d؛ λ طول الموجة في الوسط، وθ زاوية عن المحور. [1]
  • عرّف u=d sinθ/λ، بلا وحدة. عامل التداخل يبلغ حده الأعلى عند u=m الصحيح؛ غلاف حيود الشق ينعدم عند a sinθ=nλ، مع n صحيح غير صفر. لذلك تفقد رتبة m≠0 إذا كان ma/d=n. [2]
  • إذا كانت أول رتبة موجبة مفقودة هي m=3، فـ3a/d=n. مع 0<a<d، الاحتمالان n=1 أو n=2؛ أي a/d=1/3 أو a/d=2/3. في كليهما لا تختفي الرتبتان 1 و2، وتختفي مضاعفات 3 غير الصفرية ضمن المجال المتاح. [1]
  • مثال مفترض d=0.90mm وλ=450nm: الاحتمالان a=0.30mm أو a=0.60mm؛ mm مليمتر وnm نانومتر. أول صفر موجب لغلاف شق منفرد يقع عند u=d/a: يساوي 3 للأول و1.5 للثاني. تحديد الغلاف يميز العرضين، رغم اختفاء الثالثة في كليهما. [2]
  • الشدة النسبية R=I/I(0)=[sinβ/β]²cos²(πu)، حيث β=π(a/d)u، والنهاية عند β=0 تساوي 1. عند u=1: R≈0.684 للأول و0.171 للثاني. I شدة الضوء؛ كل نمط مطبع إلى شدته المركزية، لا مقارنة مطلقة بين قدرتي المصدرين. [1]
  • m يحدد قمة عامل التداخل؛ القمة الفعلية للنمط المركب قد تنزاح بسبب الغلاف. مواضع الغلاف المظلمة ليست كلها رتبًا صحيحة مفقودة؛ مثل u=1.5 في الحالة الثانية. المركز u=0 مضيء، وليس رتبة مفقودة. الرسم محسوب، لا سجل تجربة، مشروط بالإضاءة المتساوية والمجال البعيد. [1]

ثبت هندسة الشقين والإضاءة

نموذج مجال بعيد لشقين متماثلين بإضاءة أحادية الطول الموجي ومتوافقة في الطور والاستقطاب، منتظمة عبر الفتحتين. a عرض كل شق وd المسافة بين مركزيهما، مع 0<a<d؛ λ طول الموجة في الوسط، وθ زاوية عن المحور. [1]

ميز الرتبتين وعامل الغلاف

عرّف u=d sinθ/λ، بلا وحدة. عامل التداخل يبلغ حده الأعلى عند u=m الصحيح؛ غلاف حيود الشق ينعدم عند a sinθ=nλ، مع n صحيح غير صفر. لذلك تفقد رتبة m≠0 إذا كان ma/d=n. [2]

استخرج الاحتمالين بدل جواب واحد

إذا كانت أول رتبة موجبة مفقودة هي m=3، فـ3a/d=n. مع 0<a<d، الاحتمالان n=1 أو n=2؛ أي a/d=1/3 أو a/d=2/3. في كليهما لا تختفي الرتبتان 1 و2، وتختفي مضاعفات 3 غير الصفرية ضمن المجال المتاح. [1]

قارن موضع صفر الغلاف

مثال مفترض d=0.90mm وλ=450nm: الاحتمالان a=0.30mm أو a=0.60mm؛ mm مليمتر وnm نانومتر. أول صفر موجب لغلاف شق منفرد يقع عند u=d/a: يساوي 3 للأول و1.5 للثاني. تحديد الغلاف يميز العرضين، رغم اختفاء الثالثة في كليهما. [2]

افحص الشدة النسبية في اتجاه واحد

الشدة النسبية R=I/I(0)=[sinβ/β]²cos²(πu)، حيث β=π(a/d)u، والنهاية عند β=0 تساوي 1. عند u=1: R≈0.684 للأول و0.171 للثاني. I شدة الضوء؛ كل نمط مطبع إلى شدته المركزية، لا مقارنة مطلقة بين قدرتي المصدرين. [1]

حلّان لشرط الثالثة
الغلاف والشدة يميزان الاحتمالين.

ميز رتبة العامل من قمة النمط

m يحدد قمة عامل التداخل؛ القمة الفعلية للنمط المركب قد تنزاح بسبب الغلاف. مواضع الغلاف المظلمة ليست كلها رتبًا صحيحة مفقودة؛ مثل u=1.5 في الحالة الثانية. المركز u=0 مضيء، وليس رتبة مفقودة. الرسم محسوب، لا سجل تجربة، مشروط بالإضاءة المتساوية والمجال البعيد. [1]

المراجع

  1. الرتب المفقودة والشدة المركبة
  2. شروط الشق الواحد والشقين

الشق والغلاف في الحيود والتداخل

أُعدّ هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي، وخضع لمراجعة ذاتية بالأداة نفسها. لا يُنسب إلى مراجع بشري أو خبير مستقل. منهجية المحتوى.