التفكير الناقد تستخدم معادلة الطول الموجي المشتقة من تجربة يونج عندما تكون الزاوية صغيرة جدا إذا كان بعد الشق عن الشاشة يساوي 75cm، فما عرض الهدب المركزي المضيء ؟، الكثير من الاسئلة تواجه الطلاب ويستصعب عليهم حلها، والسؤال السابق يعتبر من الاسئلة التي يصعبون من حلها، ويعد التفكير الناقد هو عملية عقليةٌ يومية مهمة تصاحب الإنسان وتتضمن سلسلة من النشاطات الذهنية التي يقوم بها الدماغ عند التعرض لمثيرٍ ما يتم استقباله بإحدى الحواس الخمس، حيث ان هذه العملية تتم بشكل يعكس الطبيعة المعقدة للدماغ البشري.
تجربة شقي يونج
تعتبر هي إحدى أهم التجارب الفيزيائية التي أسهمت في البحث في طبيعة الضوء وإثبات طبيعته الموجية، ثم استخدمت في إثبات وجود خاصية موجية لجميع الجسيمات مثل الإلكترونات وغيرها.
حيث ان تجربة شقي يونغ تعتمد على انعراج الضوء عند شقين رفيعين في حاجز مانع للضوء، فيقوم الانعراج بتحويل كلا الشقين إلى منبعين ضوئيين متشابهين مترافقين، وينتج بعد ذلك عنها عند استقبال الضوء على حاجز أمامهما أنماط تداخل تتميز بأهداب ضوئية شديدة الإنارة وأهداب عاتمة، وهذا ما يشابه ظاهرتي التداخل البناء والتداخل الهدام في الأمواج. تم الحصول أيضا على نتائج مشابهة عندما تقوم الحزم الضوئية (حزم الفوتونات)الاستقبال بحزم إلكترونية مما كان أحد اثباتات مثنوية الموجة جسيم.
تجربة شيقي يونغ الضوئية
قام يونغ في هذه التجربة بتمرير حزمة ضوئية عبر شقين ضيقين F1 و F2 الموضوعان أمام المنبع الضوئي الوحيد اللون (طول موجته ) فيصبح الشقين بمثابة مقام منبعين ضوئيين مترابطين (أي فرق الطور ثابت بينهما لايتغير مع الزمن).
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 .
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 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)
وتكون الشدة في هذه النقاط ضعيفة (بل تكون معدومة في حال كانت ) وهذا هو التداخل الهدام ويظهر على الشاشة بشكل أهداب مظلمة تتناوب مع الأهداب المضيئة لتقوم بتشكيل كل منها ما ما يسمى بأهداب التداخل.
استخدام التجربة الضوئية
كما تعرفنا عن تجربة يونغ الضوئية، في فقرتنا هذه سوف نتعرف على اهمية استخدامات هذه التجربة، وتلك الاستخدامات كالآتي:
- دراسة ظاهرة التداخل في الضوء.
- تعيين الطول الموجي لضوء أحادي الون.
- تعيين المسافة بين هدبتين متتاليتين من نفس النوع.
- ويفضل عند استخدام التجربة أن يكون الضوء أحمر عند اجراء التجربة.
سؤال: التفكير الناقد تستخدم معادلة الطول الموجي المشتقة من تجربة يونج عندما تكون الزاوية صغيرة جدا إذا كان بعد الشق عن الشاشة يساوي 75cm ، فما عرض الهدب المركزي المضيء ؟
الاجابة الصحيحة: التفكير الناقد تستخدم معادلة الطول الموجي المشتقة من تجربة يونج عندما تكون الزاوية صغيرة جدا ، وعندها يكون Sin θ ≈ tan θ . إلى أي زاوية يبقى هذا التقريب جيدا ؟ وهل تزداد الزاوية العظمى للتقريب الجيد و الصحيح أم تتناقص عندما تزيد دقة قياسك لها.
ختاما لمقالنا هذا تعرفنا على تجربة العالم يونغ، وتجربة العالم الضوئية واستخداماتها وأجبنا على سؤال التفكير الناقد تستخدم معادلة الطول الموجي المشتقة من تجربة يونج عندما تكون الزاوية صغيرة جدا إذا كان بعد الشق عن الشاشة يساوي 75cm ، فما عرض الهدب المركزي المضيء ؟