|
|
עמוד:12
1 . 2 האור הוא גל אלקטרומגנטי כמה שנים לאחר ניסוי יאנג ביצע המהנדס הצרפתי א . פרנל ( A . Fresnel ) ניסויים נוספים , שאישרו וביססו את המודל הגלי של האור . פרנל אף גילה כי בגלל תופעה המכונה קיטוב ( שעליה נלמד בפרק , ( 4 חייבים להניח שהאור הוא גל רוחב ( ולא גל אורך כמו הקול . ( אולם עדיין לא היה ברור מה בדיוק טיבו של גל האור , כלומר מהן התנודות הקשורות להתפשטותו ( כפי שהתפשטות גל קול באוויר קשורה לתנודות של מולקולות האוויר . ( יתר על כן , בניגוד לגלי קול ולגלי מים , גלי האור מסוגלים , כידוע , לנוע גם בריק ( אור מכוכבים רחוקים מגיע אלינו לאחר שעבר דרך ארוכה בחלל הריק . ( עובדה זו הוסיפה למבוכה , משום שהיה קשה להעלות על הדעת תופעה גלית באין תווך חומרי שישא את הגל . הועלתה השערה , כי האור הוא תנודות מכניות בחומר מסתורי , שכונה אתר . האתר היה אמור למלא הן את החלל הריק והן את הרווחים שבין האטומים בגופים חומריים . הניחו שהאתר הוא חומר דליל ביותר , ועם זאת — אלסטי ומסוגל לתנודות מהירות מאוד . למרות שהשערה זו נתקלה בקשיים ולא נמצאו לה ראיות ניסיוניות איתנות , היא רווחה מאוד בפיסיקה של המאה ה 18 וה . 19 הפתרון לחידת האור החל להסתמן לאחר שהפיסיקאי הסקוטי הדגול ג'יימס קלרק מקסוול ( J . C . Maxwell ) ניסח ( ב ( 1864 ארבע משוואות דיפרנציאליות שסיכמו את , הקשרים בין שדות חשמליים לבין שדות מגנטיים . על משוואות מקסוול תוכל ללמוד בקורסים מתקדמים יותר . כאן נציין כי המשוואה הראשונה נובעת מחוק גאוס של השדה החשמלי . המשוואה השנייה שקולה להצהרה שאין בטבע מטענים מגנטיים . המשוואה השלישית קובעת כי השתנות של שדה מגנטי עם הזמן יוצרת שדה חשמלי משתנה ( זה חוק פאראדיי שלמדת ביחידה 1 סעיף . ( 5 . 1 המשוואה הרביעית קובעת כי זרם חשמלי יוצר סביבו שדה מגנטי ( חוק אמפר , נספח , 3 ביחידה ( 1 וכן כי גם שדה חשמלי משתנה יוצר במרחב שדה מגנטי . יש לציין , כי בזמנו של מקסוול , העובדה ששדות מגנטיים נוצרים לא רק עקב שינויים בזרמים חשמליים , אלא גם בגלל שינויים בשדות חשמליים , עדיין לא הייתה ידועה , משום ששום ניסוי לא הצביע עליה . מקסוול "ניחש" את קיומה של התופעה וכלל אותה בנוסחאותיו מנימוקים של "סימטריה '' בין השדה החשמלי לבין השדה המגנטי . עבודתו של מקסוול היוותה ציון דרך חשוב מאוד בתולדות הפיסיקה . היא הפכה את תורת החשמל והמגנטיות מאוסף של נוסחאות שאינן קשורות זו לזו לתיאוריה מגובשת . שאלה 1 . 1 א . בניסוי יאנג המרחק ( L ) בין זוג הסדקים למסך הוא 0 . 3 מ , ' והמרחק בין הסדקים עצמם ( d ) הוא 0 . 5 מילימטר . מה יהיה המרווח בין הפסים הכהים בתבנית ההתאבנות , אם אורך הגל של האור הוא ? 500 nm ב . כדי להמחיש את אורך הגל של האור הנראה , חשב כמה אורכי גל של אור סגול נכנסים במילימטר אחד . חזור על החישוב עבור אור אדום . ג . חשב את התדירות של האור האדום ושל האור הסגול . איור HA ספקטרום האור הנראה ( הגבולות בין הצבעים נבחרו , באופן שרירותי , בערכים עגולים של אורכי גל . (
|
|