أسئلة عن الحيود والإستقطاب في الضوء ؟؟

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

مرحباً بالجميع من مشرفين وأعضاء ..
لدي العديد من التساؤلات في الحركة الموجية وسأبدأ اليوم بطرح ثلاثة منها وأخرى سأكتبها لاحقاً حتى لا أتعبكم معي .. فأرجوا منكم أساتذتي مساعدتي في توضيحها وحلها :

( في موضوع الاستقطاب والحيود في الضوء )...

1- ما سبب حدوث ظاهرة الحيود في الضوء ، ولماذا اطلق عليها صفة ( الحيود ) ؟!!

2- في ظاهرة الإستقطاب لماذا يتوقف الضوء تماما عن المرور اذا كانت الزاوية بين محوري البلورتين المستقطبة والمحللة =90ْ ؟!

3- لماذا تكون الموجة الكهرو مغناطيسية الواحدة مستقطبة وهي عبارة عن موجتين تتذبذبان في مستويين متعامدين ، بينما يحدث الاستقطاب في مستوى واحد فقط ( أرجوا التوضيح ) ؟!

مع تحياتي وشكري للجميع

بالنسبه لظاهره حيود الضوء

تحدث عندما يمر بفتحه ضيقه , و كلمة حيود تعني انحراف عن المسار , و كلما كانت الفتحه ضيقه كلما زاد الحيود

فعليك ان تتخيلي ان مجموعه من الناس يندفعون في خط مستقيم في اتجاه الباب حتي يعبرو .. ماذا يحدث لهم ؟ بالطبع سوف فان بعضهم يحد يعبر ناحية اليمين و اخر نحو الشمال و غيره هايموت تحت الاقدام

و ما يحدنا هنا هو ابعاد الفوتون ( يمكن اعتباره كره نصف قطرها هو الطول الموجي )

و بالنسبه لظاهره الاستقطاب فهي تعني السماح للضوء للسير في اتجاه واحد فقط

و لمعلومات اكثر اضغطي علي الرابط
http://www.smsec.com/encyc/light/024.htm


تحياتي

شكراً لك ياأخي ألف شكر على الإجابة فقد أستوعبت إجابة كل من السؤال الأول والثاني ...أما عن السؤال الثالث فمازال لدي التباس حوله ، فارجوا توضيحه أكثر لو سمحت ...

مع تحياتي

ساجاوبك على سؤالك الثالث طالبة العلوم والذي ينص على

3- لماذا تكون الموجة الكهرو مغناطيسية الواحدة مستقطبة وهي عبارة عن موجتين تتذبذبان في مستويين متعامدين ، بينما يحدث الاستقطاب في مستوى واحد فقط ( أرجوا التوضيح ) ؟!

بالفعل الموجة الكهرومغناطيسية تتكون من مجال كهربي متغير مع الزمن متعامد مع مجال مغناطيسي متغير مع الزمن وكلهما يتنشر بسرعة الضوء C في اتجاه واحد وليكن X

نحدد حالة الاستقطاب بالرجوع على اتجاه المجال الكهربي فقط فإذا كان المجال الكهربي يتذبذب في مستوى واحد نقول ان الموجة الكهرومغناطيسية مستقطبة ونوع الاستقطاب هو استقطاب خطي Linear Plorized او استقطاب مستوى Plane Polrized

وهناك حالات اخرى للاستقطاب هي الاستقطاب الدائري والاستقطاب البيضاوي.


اي معلومات اضافية نحن عل الرحب والسعة

تحياتي

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

حقاً لا أعرف كيف أشكرك يادكتور حازم على جهدك في الإجابة دائما على تساؤلاتي وشرحك الواضح والمفهوم ، ورحابة صدرك في تقبل المزيد من الأسئلة والإستفسارات ...

وها هي تساؤلاتي في الحركة الموجية ...

أولاً : بخصوص سؤالي السابق لماذا لا نأخذ في الحسبان إتجاه المجال المغناطيسي لدى تحديد الإستقطاب ؟

ثانياً : مالفرق بين التداخل التعميري ،والتعميري ( التام ) للموجات؟!

ثالثاً : أين يتضح التداخل التدميري والتعميري للموجات في الطبيعة أو الملاحظات اليومية ؟!

رابعاً : !ذا تداخلت موجتان فهل تؤخر إحداهما انتشار الثانية ؟!

أعتقد أن هذا كافياً الان :16: وعذراً ان كنت ساتعبك معي ،وليس من الضروري أن تجيبها كلها دفعة واحدة

جزاك الله خيراً :eh_s (17)

مع شكري وتقديري

وعليكم السلام طالبة العلوم وان شاء الله تستفيدي من الاجابة ووهي على النحو التالي


أولاً : بخصوص سؤالي السابق لماذا لا نأخذ في الحسبان إتجاه المجال المغناطيسي لدى تحديد الإستقطاب ؟

سؤال جيد وفي محله تماماً والسبب في ذلك ان يعود الى ان الاشعة الكهرومعناطيسية تصدر عن اهتزاز الذرة ويكون المجال الكهربي في نفس اتجاه الذرة التي اصدرت الاشعة الكهرومغناطيسية وبالتالي نرجع الاستقطاب الى اتجاه المجال الكهربي وليس المجال المغناطيسي.

ثانياً : مالفرق بين التداخل التعميري ،والتعميري ( التام ) للموجات؟!

التداخل التعميري وهو الذي يحدث فيه زيادة في السعة عند تداخل موجتين والتداخل التعميري التام هو اقصى زيادة للسعة والتي تكون عند التوافق التام في الطور بين الموجتين اي عندما تكون القمة مع القمة والقاع مع القاع.

ثالثاً : أين يتضح التداخل التدميري والتعميري للموجات في الطبيعة أو الملاحظات اليومية ؟!

هناك الكثير من الامثلة على هذا الموضوع ولكن ما يرد لذهني الان التداخل في الوتر الشدود في الة الجيتار مثلاً او في الالوان الزاهية التي تحدث عن تداخل الضوء على بقعة زيت على سطح الماء

رابعاً : !ذا تداخلت موجتان فهل تؤخر إحداهما انتشار الثانية ؟!

لا تؤثر عملية التداخل على سرعة انتشار الموجة

___________________________________ ___________

تحياتي

السلام عليكم
اهلا يا دكتور
حضرتك زكرت استقطاب دائري و اخر بيضاوي , ممكن توضح لنا ذلك

وعليكم السلام ورحمة الله وبركاته اخي رشوان واشكرك على اثارة هذه النقطة الخاصة بموضوع استقطاب الضوء وساحاول ان اوضح الفكرة بشيء من التفصيل لانني في مشاركتي السابقة اشرت للاستقطاب الخطي فقط

اتفقنا على ان الضوء هو عبارة عن موجة مستعرضة اي ان اهتزاز المجال الكهربي E عمودي على انتشار الموجة K
كما اننا متفقون على ان الضوء عبارة عن موجة كهربية متعامدة مع الموجة المغناطيسية
واتفقنا ايضا ان الاستقطاب يعتمد على الموجة الكهربية والتالي سوف لا نتحدث عن المجال المغناطيسي وسنركز فقط على ان الضوء مكون من مجال كهربي حتى لا تختلط الامور


لدراسة استقطاب الضوء سوف نفترض ان الضوء يتنشر في اتجاه المحور z وبالتالي فإن المجال الكهربي يمكن ان يتذبذب في المستوي xy والناظر في اتجاه محور z سوف يجد ان كل الاتجاهات على المستوى yz ممكنة
[align=center]
http://www.gia.edu/images/image_library/506.gif

[/align]
في حين الضوء المستقطب ان الضوء ينتشر في اتجاه محور z وان هناك محور واحد فقط لتذبذب المجال الكهربي في المستوى xy

بعد هذه المقدمة سنركز على الضوء المستقطب حيث ان هناك 3 حالات للاستقطاب ناتجة عن العلاقة بين السعة وفرق الطور وهذه الحالات الثلاثة هي

الاستقطاب الخطي Linear Plarization
الاستقطاب الدائري Circular Polarization
الاستقطاب البيضاوي Elliptical Polarization

لتوضيح كيف نحصل على الانواع الثلاثة للاستقطاب افترض ان هناك مجال كهربي يتذبذب في اتجاه محور x ومجال كهربي يتذبذب في اتجاه محور y وبالتالي تكون معادلة الموجة كدالة في الزمن هي

[align=center]Ex(z,t) = Eo cos (kz-wt)

Ey(z,t) = Eo cos (kz-wt+d)

[/align]

حيث Eo هي سعة المجال الكهربي وd فرق الطور

ونتيجة لتراكب هاتين الموجتين يمكن ان نحصل على الحالات الثلاثة
فعندما تكون السعتين متساويتين وفرق الطور يساوي صفر نحصل على الاستقطاب الخطي وهو كما في الشكل

[align=center]
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu...pho/pollin.gif

[/align]


وعندما يكون هناك فرق في الطور مقداره 90 درجة وتكون قيمة السعة للموجتين متساوية نحصل على المحصلة وهي استقطاب دائري اي ان الناظر في هذه الحالة في اتجاه المحور z سوف يجد ان مستوى الاستقطاب يدور حول المحور z باستمرار مع الزمن كما في الشكل
[align=center]
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu...pho/polcir.gif
[/align]

اما في اذا كانت السعتين غير متساويتين للموجتين وكان فرق الطور 90 درجة فإن هذه تعتبر حالة استقطاب بيضاوي لان المحصلة ستكون تغير في الطول مع الدوران والشكل التالي يوضح الموضوع اكثر

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu...pho/polell.gif



ارجو ان تكون المعلومات واضحة واي استفسارات على الرحب والسعة

والله الموفق

ما شاء الله

الدكتور حازم

مشكور جدا

شرح كافي و وافي

شكرا يا دكتور الف شكرا علي التوضيح الاكثر من رائع
هناك بعض التساؤلات
الاستقطاب المستعرض و الاستقطاب الطولي .. هل أجد بعض التوضيحات ؟
اكرر شكري

شكراً لك فراس على تعقيبك الجميل على الموضوع وكذلك الشكر لك رشوان


اما بخصوص الاستقطاب الطولي والاستقطاب المستعرض فلا اعتقد وحسب معلوماتي ان هذين النوعين موجودين في الضوء او الاشعة الكهرومغناطيسي ولكن هناك استقطاب طولي ومستعرض للجسيمات الاولية وللاسف لا استطيع ان افيد في هذا الجانب


تحياتي

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته يا دكتور حازم

بارك الله فيك على هذا الشرح المتقن والجذاب ..في الإجابة على تساؤلات الجميع ..

هناك نقطة اخيرة أريد فقط توضيحها بخصوص هذا السؤال :

لماذا لا نأخذ في الحسبان إتجاه المجال المغناطيسي لدى تحديد الإستقطاب ؟
وقد أجبت يادكتور
سؤال جيد وفي محله تماماً والسبب في ذلك ان يعود الى ان الاشعة الكهرومعناطيسية تصدر عن اهتزاز الذرة ويكون المجال الكهربي في نفس اتجاه الذرة التي اصدرت الاشعة الكهرومغناطيسية وبالتالي نرجع الاستقطاب الى اتجاه المجال الكهربي وليس المجال المغناطيسي.

..لقد فهمت نظرياً لماذا نأخذ في الحسبان إتجاه المجال الكهربي فقط دون المغناطيسي ..لكن المشكلة هو أني لم أستطع تخيل ذلك ،أليس اتجاه المجال المغناطيسي أيضا في نفس اتجاه الذرة ؟! ....أرجوا التوضيح بالرسم لوسمحت

أما باقي الأسئلة فاجابتها واضحة جداً ومفهومة .........وأكرر لك شكري

حسنا طالبة العلوم واحي فيك محاولتك لتخيل الامر فهذا سر من اسرار التميز في الفيزياء ويقود للابداع باذن الله وساحاول ان اوضح لك الفكرة

من الناحية النظرية اذا قلنا ان الضوء مستقطب فهذا يعني ان هناك اتجاه موحد للمجال الكهربي لك الاشعة الكهرومغناطيسي وبالطبع يكون المجال المغناطيسي عمودي عليه وموحد الاتجاه ايضا وعندما نقوم بتمثيل الاشعة الكهرومغناطيسية يمكن استخدام المجال الكهربي كما في المعادلتين في المشاركة 10 ويمكن تمثيلها باستخدام المجال المغناطيسي وستكون نفس النتيجة


الان عمليا ماذا يحدث عندما نحرك شحنة كهربية للاعلى وللاسفل تنطلق اشعة كهرومغناطيسية
يكون المجال الكهربي في نفس مستوى حركة الشحنة اي للاعلى وللاسفل

ويكون اتجاه المجال المغناطبسي في مستوى عمودي على مستوى حركة الشحنة

لذلك نمثل الاستقطاب بالاعتماد على المجال الكهربي

وللتوضيح هذا الرابط فيه جافا سكريبت توضح الفكرة وكل ما عليك ان تحركي الشحنة السالبة وتعديل المؤشر

والرابط هو

http://www.colorado.edu/physics/2000.../wavpart4.html


تحياتي

حقاً هذا رائع....والفيزياء تكون جميلة أكثر بعلمائها الذين يوضحون ويكشفون خفاياها

في الحقيقه اقل شئ ممكن نقوله .. شكرا دكتور حازم رمز العطاء .. بارك الله فيك

لقد تابعت الأمر من البداية ...هو جميل حقا ...
أريد أن أعلق بأمرين ...
الأمر الأول أن اتخاذ المجال الكهربي للاستقطاب دون المجال المغناطيسي من ضمن أسبابه أن تأثير المجال الكهربي أكثر وضوحا من المجال المغناطيسي (المجال المغناطيسي = المجال الكهربي مقسوما على سرعة الضوء هنا)... وهو مقدار صغير جدا ...
وفي نفس الموضوع فإن كون المجال الكهربي هو المتخذ مقياسا فإن هذا لا يمنع ( بل يؤكد) أن يكون المجال المغناطيسي مستقطبا هو الاخر بمعنى أن الموجة بشقيها الكهربي والمغناطيسي مستقطبة ... لماذا؟ لأن المجال المغناطيسي عمود على الكهربي هذا من ناحية والناحية الأخرى أن حاصل ضربهما الاتجاهي (المجال الكهربي × المغناطيسي) هو تماما اتجاه الموجه ... وبما أن الاتجاه ثابت باعتبار صدور الموجات تتحرك في خطوط مستقيمة فإن المجال المغناطيسي يتذبذب في اتجاه واحد أيضا ... أي أنه مستقطب...
أقول في التلخيص : كلا المجالين يكون مستقطبا لكننا أخذنا أحدهما وهو الابرز للتعبير عن ذلك.


هذه هي النقطة الأولى...

شكرا لك دكتور حازم على هذا الشرح الوافي

الموضوع الثاني لم يتم لأن الكهرباء انفصلت فجأة ... سأعود مرة أخرى بإذن الله
المشاركة القادمة بخصوص فكرة الاستقطاب وكيف يمكن ان نفهمها بطريقة بسيطة ...
كل التحيات

مرحبا المتفيزق وسررت بشرحك السابق وبانتظار عودتك لاستكمال فكرة الاستقطاب

حياك الله ايمان


تحياتي

عدنا من جديد...
عفوا على التأخر بالبنسبة للنقطة الثانية ...
هي في الواقع نقطة بسيطة فقط اردت أن أوضح معنى الاستقطاب في الضوء بضرب مثال من الواقع ... يجدر الذكر هنا أن المثال ليس صحيحا تماما ولكنه يعطي انطباعا مش بطال...

لنتخيل ان الماء يجري في نهر باتجاه ما ... يحمل النهر معه أغصان الأشجار وأمورا كهذه ... سنعتبر الأغصان ببساط قضبانا تتحرك مع ماء النهر ... سوف نرى الأغصان تتحرك (وتتشقلب) في كل اتجاه ... كلها تتحرك بسرعة انسياق باتجاه ماء النهر لكن بعضها يتحرك بحيث يوازي محوره لحركة النهر وبعضها عموديا عليه وبعضها يمشي رأسيا وبعضها أفقيا ... أي ان النهر يعج بالعصي والأغصان التي تسبح معه من غير ترتيب...
اقترب النهر من السد ... السد مكون من عبارات على شكل أنبابيب طولية باتجاه النهر ... والأن كل غصن من الأغصان يقترب من الأنابيب ...فما كان منها موازيا لاتجاه محور الأنبوبة دخل ...وما كان منها بزاوية (سنفترض هنا أن المحصلة إما موازية أو عمودية وهذا هو التقريب الوحيد) ما كان منها مستعرضا يعني لم يمر ويحجز عند السد ...
والان ننظر إلى الماء بعد السد ... ستجد أن النهر أصبح يحمل العصي والأغصان مرتبة باتجاه واحد ... وهو الاتجاه الموازي لمحور الأنبوبة ... يعني أصبح هناك انتظام ...
هذا بالضبط هو معنى الاستقطاب...
فالموجات المنبعثة من المصدر في كل اتجاه تعتبر غير مستقطبة ... فإذا عولجت معالجة معينة (سواء سقطت على مستقطب أو انكسرت أو انعكست أو استطارت) فإنها تصبح مستقطبة يعني تصبح الموجات ذات اتجاه واحد يماثل العصي بعد السد ... فالسد هنا هو المستقطب ... ابدا...

لكننا وقعنا في خطأ ( أو تقريب ) في المثال ... وهو أنه في حالة المجال فإنه لو سقطت الموجة بحيث كان اتجاه المجال الكهربي مائلا بزاوية فإن جزءا هو المركبة الموازية للمحور الضوئي يدخل وهذ1 ما لم نستطع أن نمثله في قصة النهر والأغصان ... ولذلك قلنا إننا نعتبر الأغصان إما طولية وإما مستعرضة ... أو باتجاه السريان وعمودا على السريان...

تبقى نقطة أخرى وتحتاج توضيحا وهي كيف نفهم أنه لو كان لدينا مستقطبان متعامدان فإن الاستضاءة تصبح صفرا بعدهما ... وفي هذه الحالة نتحدث عن النهر الذي تسبح فيه عصي بعضها رأسي وبعضها أفقي بالعرض ... (هذا أيضا نوع من التقريب) ... يعني كي نفهم الفكرة تخيل ان الجذوع والأغصان الآن تتدحرج بشكل رأسي كما يدور الرياضيو ن حول اٍنفسهم عندم يقفزون في الهواء ... والبعض الآخر من الجذوع يتدحرج دحرجة أفقية كما يتدحرج الجنود على الأرض متعامدين على اتجاه الانتشار... والان نضع سياجا عبارة عن قضبان رأسية ... ويصل إليها ماء النهر بما يحمل ...في هذه الحالة سيدخل الرأسي ولن يدخل المتدحرج... تخيل أننا وضعنا سياجا آخر أفقيا عبارة عن مجموعة من القضبان الأفقية ... في هذه الحالة سيصل ماء النهر المحمل الأن بالرأسي فقط ... وبما أن السياج أفقي فلن يدخل الرأسي خلال السياج الأفقي ...والنتيجة تم حجز كل الأعواد ... وأصبح النهر خاليا من أي أغصان...
وفي حالة الضوء سوف يصبح الجو خاليا من الأشعة ... ولن ترى شيئا ...
هذه هي النقطة الثانية ...
واسلموا لأخيكم

حيالكم الله اخي الكريم،،
بصراحة اخي المتفيزق اجاباتك تدل على فهم فيزيائي عميق واسلوبك، كما لاحظت في كل مشاركاتك ولو انني لم اعقب يدل على مستوى راق فهنيئا لك..

دكتور حازم انت تذكرني بمادة الجامعة وقصة الاستقطاب..
والجميل انني اقرأ الآن كتابا اسمه "القوة الخفية" يتحدث عن الكم وكيف ابطل كل اعتراضات آينشتاين وزملائه...

افرد فصلا كاملا عن ما اسماه لغز الإستقطاب.. وقد ذكرني ما اعتبرته أمرا عجيبا هو قول العزيز المتفيزق :

اقتباس:

---

فالموجات المنبعثة من المصدر في كل اتجاه تعتبر غير مستقطبة ... فإذا عولجت معالجة معينة (سواء سقطت على مستقطب أو انكسرت أو انعكست أو استطارت) فإنها تصبح مستقطبة يعني تصبح الموجات ذات اتجاه واحد يماثل العصي بعد السد ... فالسد هنا هو المستقطب ... ابدا...

---

بالفعل، الموجات الضوئية في الاصل والطبيعة غير مستقطبة!!، لكن نحن، بقياسنا، من يجعلها كذلك!!

لكن هل الامر كذلك بالفعل؟ هل الفوتونات خرجت من المصدر بإتجاه معين لكن نحن من غيّره عندما اصطنعنا عملية القياس؟
يقول الكتاب اننا لو اجبنا على هذا السؤال لحللنا لغزا عمره اكثر من ثلاثة ارباع قرن!..
وهذا ينسحب على كل الجسيمات الاولية التي ندرسها بميكانيكا الكم...فسرعة الجسيم وموقعه وطاقته لا معنى لها الا بعد القياس..

لكن، ما الذي يجعل نصف الفوتونات تمر والنصف الثاني لا؟؟
وهل هناك حالة نضع فيها مستقطبين فيمر 100% من الضوء؟
اظن ان هذا مستحيل قطعا..

بالفعل ما اجمل عالم الكم بألغازه وتفسيراته!!

تحياتي وجزيتم خيرا جميعا

السلام عليكم
لتوضيح الاستقطاب
لو كان عندنا شق او نافذة صغيرة واحضرنا نابضا وثبتنا احد طرفيه بجدار والطرف الثاني يمر عبرالشق
فاذا حركنا النابض للاعلى والافل مرات متتالية نرى ان قطارا من الموجات ينتقل في النابض دون عناء نحو الطرف المثبت ويمر عبر الشق الطولي
ولكن اذا حركنا النابض افقيا اي في مستوى عمودي على الشق فان الموجات لا تعبر الى الجهة خلف الشق
اي ان الموجة المستعرضة ستمر في الشق اذا كان اتساعها موازيا للشق في المستوى نفسه
وهذا النوع من الموجات يسمى موجات مستقطبة
اعتقد ان هذا المثال ابسط نوعا ما لتوضيح الاستقطاب
واكيد ما تعمق به الدكتور حازم هوالاشمل

اشكرك المتفيزق على هذا المثل التشبيهي للعملية استقطاب الضوء والامر بالفعل كذلك مع اختلاف بسيط ان الوسط (الماء) غير موجود في حالة الضوء (العصي) وان السد هو المستقطب فهذا بالضبط ما يحدث للضوء

واضافة لما قلته كوارك فان الضوء في جميع الحالات يخرج غير مستقطب هذا صحيح حتى جاء اينشتين ووضع فكرة الانبعاث الاستحثاثي Stimulated Emission في العام 1917 وتم اثبات وجود هذا الانبعاث عمليا في العام 1960 بواسطة العالم ميمان عندما انتج شعاع الليزر في بلورة الياقوت

الضوء ينتج من الذرة المثارة في صورة فوتون ولا احد يستطيع ان يتنبأ باتجاه خروج الفوتون وحتى الفوتون نفسه (:)) ولذلك تخرج الفوتونات في كل الاتجاهات وغير مستقطبة الا في حالة خاصة جدا وينتج عنها الليزر.

تحياتي

بالفعل ايمان ما وضحتيه في المثال هو احد انواع الادوات المستخدمة في تحويل الضوء العادي إلى ضوء مستقطب والذي يسمى wire-grid polarizer وهذا هي صورته


[align=center]http://content.answers.com/main/cont...arizer.svg.png[/align]

الان ايمان ما تريه في الصورة هو ما يحدث للضوء عندما يمر عبر اسلاك متوازية وهذا يختلف عن ما ذكرتيه في مثالك وهو صحيح بالفعل لان حركة الامواج سوف تنساب بين الاسلاك فهل من تفسير للصورة؟:eh_s (10)

تحياتي

ما أعرفه يا سيدي ان المجال الكهربي عندم يمر على الشبكة فإن الإلكترونات تتحرك في الأسلاك يعني بالشكل الطولي ...وحيث إنها تحتاج لطاقة فإن هذه الطاقة تمتص من المجال الكهربي ولذا لا تخرج هذه الموجة صاحبة المجال الكهربي الذي يتحرك في اتجاه رأسي...
أما ما كان باتجاه أفقي فإن الألكترونات لا تستطيع أن تقفز من سلك لآخر ولذلك لا تستطيع أن تمتص الطاقة يعني لا تذهب الموجة وتظل مستمرة عبر السلك ولذلك تخرج في الاتجاه الأفقي...
هذا مبلغ علمي...والله أعلم