✓ درس 7.1 · كتاب الوزارة
الانبعاث التلقائي والمستحث، وخصائص الليزر
الصف الثالث الثانوي
المدة 45 د
محتوى كامل
Laser properties, spontaneous/stimulated, تجربة beam spread.
اضغط أي أداة — لتوليد اختبارات وفلاش كارد وملخصات وتجارب من الدرس تفاعلياً
Laser properties, spontaneous/stimulated, تجربة beam spread.
🔴 فيزياء · الفصل · الليزر
الانبعاث التلقائي والمستحث، وخصائص الليزر
Monochromaticity · Collimation · Coherence · Intensity
📖 الدرس
⏱ ~٤٥$ د
🔬 16 رسمًا
🧪 قطر الحزمة
🎯
سوف تتعلم
- ✓يميز الانبعاث التلقائي عن المستحث
- ✓يشرح النقاء الطبيعي وتوازي الحزمة
- ✓يفهم الترابط والشدة vs الضوء العادي
- ✓يقارن تجريبيًا تشتت حزمة ليزر ومصباح
🎨
النقاء الطبيعي Monochromaticity
مصادر الضوء العادية: مدى واسع من λ لكل لون · شدّة متفاوتة.
الليزر: خط طيفي واحد · مدى λ ضئيل · شدة مركزة — Monochromatic Light.
📏
توازي الحزمة Collimation
الضوء العادي: قطر الحزمة يتسع بالتشتت Scattering · I ∝ 1/r².
الليزر: حزمة متوازية لمسافات طويلة · I ثابتة لوحدة المساحة — لا ت² عكسي.
تطبيق: قياس Earth–Moon ≈380000 km بانعكاس ليزر على عاكس القمر.
〰️
الترابط Coherence والشدة
ضوء عادي: فوتونات Incoherent — أزمنة وφ مختلفة.
ليزر: Coherent زمانيًا ومكانيًا — φ ثابت · شدة أعلى وتركيز.
الشدة: عادي ↓ مع r · ليزر ثابتة — لا inverse square.
🎮
استكشف — خصائص الليزر (canvas)
🔬
تجربة الدرس — قطر الحزمة vs المسافة
أضئ شاشة بمصباح وشعاع ليزر على بعد 1m و 5m. قِس قطر الحزمة d. المصباح: d يتسع كثيرًا · الليزر: d شبه ثابت. تحقق: Collimation — الليزر لا يخضع لتشتت ملحوظ.
1قِس d_laser عند 1m و 5m
2قِس d_bulb عند نفس المسافات
3احسب Δd/d — قارن
4ناقش I vs r² للعادي
🔬
الرسوم — 16 شكلًا
🔬قبل أن نفكِّر في الضوء المنبعث من جهاز الليزر، هيا نفكِّر في الضوء المعروف المنب
- قبل أن نفكِّر في الضوء المنبعث من جهاز الليزر، هيا نفكِّر في الضوء المعروف المنبعث من مصباح متوهِّج. إذا تمكَّنا من رؤية الفوتونات المنبعثة من المصباح كلٌّ على حدة، فسنجد العديد من
🔬هيا نقارِن ذلك بالضوء الناتج عن جهاز ليزر. في الشكل الآتي، نفترض أن هذا هو جهاز
- هيا نقارِن ذلك بالضوء الناتج عن جهاز ليزر. في الشكل الآتي، نفترض أن هذا هو جهاز الليزر الذي ينبعث منه الضوء الأحمر. هناك عدة أمور توضِّح لنا سبب تميُّز ضوء الليزر.
🔬مثال ١: تحديد الأشكال الموجية التي تشكِّل ضوءًا غير مترابط
- يمثِّل الشكل الآتي محصلة الشكل الموجي للموجات المنبعثة من مصدر ضوء متوهِّج. أيٌّ من الأشكال الآتية يمثِّل بشكل صحيح مجموعة الموجات المنبعثة من مصدر الضوء المتوهِّج؟
🔬الحل
- نبدأ بالتفكير فيما سيحدث إذا دمجنا مجموعة من الموجات المُعطاة في الشكل I. هذه الموجات جميعها لها نفس السعة والطول الموجي، وجميعها متفقة في الطور. لذا، إذا جمعناهما، فسنتوقَّع أن تك
🔬الحل
- ثمة طريقة جيدة للمقارنة بين الضوء المترابط وغير المترابط، وهي رسم تمثيل بياني لشدة الضوء، 𝐼، مقابل الطول الموجي للضوء، 𝜆. يوضِّح التمثيل البياني هنا مصدرين مختلفين للضوء يتمثَّل
🔬الحل
- يُوجَد اختلافان بين المنحنيين. أولًا، قاعدة المنحنى الأزرق أكبر بكثير من قاعدة المنحنى الأحمر. وهذا يعني أن المدى بين أقصى طول موجي وأدنى طول موجي منبعث يكون أكبر في طيف المنحنى ال
🔬مثال ٣: المقارنة بين الموجات المكوِّنة لمنحنيات مختلفة للطول الموجي مقابل الشدة
- يوضِّح التمثيل البياني كيف تتغيَّر قدرة خرج ثلاثة مصادر ضوء لليزر بتغيُّر الطول الموجي للضوء المُنبعِث منها. تبعث مصادر الضوء ضوءًا بشدة أكبر عند قيمة مُعيَّنة للطول الموجي؛ حيث يَ
🔬الحل
- لدينا بعد ذلك الموجات المكوِّنة للضوء من كل مصدر من مصادر الضوء الثلاثة. نعلم من المُعطيات أن الموجات في الشكل II؛ أي المجموعة الثانية من الموجات، تنبعث من مصدر الضوء الذي يمثِّله
🔬الحل
- هيا ننظر الآن إلى الشكل I. الطول الموجي لهذه الموجات يختلف اختلافًا كبيرًا بعضه عن بعض، والإزاحات الابتدائية للموجات مختلفة اختلافًا كبيرًا أيضًا. وهذا موضَّح في الشكل الآتي.
🔬الحل
- يمكننا أن نرى خاصية أخرى لضوء الليزر بالنظر إلى ما يحدث للضوء المنبعث إذا واصل حركته عبر الفضاء. ننظر مجددًا إلى المصباح الكهربي والليزر، حتى يمكننا المقارنة بين الفروق التي نراها.
🔬تعريف: الضوء المتوهن
- في الشكل الآتي، يمكننا أن نرى كيف ينبعث كل فوتون في حزمة ضوء الليزر موازيًا للحزمة. لقد رأينا كيف يعني ذلك أن حزمة ضوء الليزر لا تتسع أثناء انتقالها؛ أي إن الحزمة تظل متوازية.
🔬تعريف: الضوء المتوهن
- في الشكل الآتي، لدينا مصباح كهربي، وجزء من الضوء الذي ينبعث منه. يمكننا أن نلاحظ أن الفوتونات المنبعثة من المصباح الكهربي تتحرَّك جميعها في اتجاهات مختلفة. يعني هذا أن الفوتونات ان
🔬الحل
- لفهم هذه العملية، دعونا نفكِّر في مصدرَي ليزر مختلفين. أول ليزر هو نفس الليزر الأحمر الذي ناقشناه من قبل. أما الليزر الثاني، فيُطلِق ضوءًا أخضر بدلًا من الضوء الأحمر. هذان المصدران
🔬الحل
- السبب في إمكانية رؤية أشعة الليزر هي أن بعض الفوتونات تتشتت في اتجاه أعيننا. هذا يعني أن بعض الفوتونات ترتد من جسم في طريق الأشعة، مثل جزيء الهواء أو بخار الماء. الشكل الآتي مثال ع
🔬الحل
- بالنسبة إلى الليزر الأحمر، يمكننا رؤية حزمة الضوء الكاملة. هذا يعني حدوث الكثير من التشتُّت، ووجود الكثير من الفوتونات التي تتوجَّه إلى أعيننا. وهذا موضَّح في الشكل الآتي؛ حيث نلاح
🔬الحل
- في الشكل الآتي، نوضِّح الليزر الأخضر، ونلاحظ أن بضعة فوتونات فقط من الفوتونات ذات الطول الموجي الأخضر تتشتت في اتجاه أعيننا. وهذا يعني أنه لا يمكننا رؤية جزء كبير من الأشعة، ولكن ن
🃏
المراجعة — بطاقات تذكّر (12)
اقلب البطاقة ثلاثية الأبعاد — وجه السؤال ثم الإجابة:
🏅
قائمة الإنجازات
📝
اختبر نفسك — ٦ أسئلة
أسئلة الفهم
٠ / ٦٠١
Laser beam spread:
٠٢
Monochromatic means:
٠٣
Coherent light:
٠٤
Stimulated emission needs:
٠٥
Ordinary light I vs r:
٠٦
Moon distance used:
➡️
الدرس التالي
⚙️
التالي: عناصر الليزر · He-Ne · الهولوغرام