عندما تلتقي موجتان أو أكثر في الوسط نفسه وفي اللحظة نفسها تتراكب إزاحاتهما فتكون الإزاحة المحصلة عند أي نقطة هي مجموع الإزاحات (مبدأ التراكب). وتسمى هذه الظاهرة تداخل الموجات، والضوء موجة فيتداخل كالأمواج الأخرى.
When two or more waves meet in the same medium at the same time their displacements add, so the resultant displacement at any point is the sum of the displacements (the principle of superposition). This is called wave interference, and light is a wave so it interferes like other waves.
تداخل بنّاء: قمة مع قمة فتنتج موجة سعتها أكبر من سعة كل منهما.
Constructive interference: crest with crest gives a wave whose amplitude is larger than that of either wave.
تداخل هدّام: قمة مع قاع فتنتج موجة سعتها أصغر أو تختفي.
Destructive interference: crest with trough gives a smaller wave or the wave vanishes.
| وجه المقارنةComparison | التداخل البنّاءConstructive interference | التداخل الهدّامDestructive interference |
|---|---|---|
| اللقاءMeeting | قمة مع قمة أو قاع مع قاع (نفس الطور)crest with crest or trough with trough (in phase) | قمة مع قاع (متعاكستان في الطور)crest with trough (opposite in phase) |
| السعة المحصلةResultant amplitude | \(A_1+A_2\) أكبر من كل منهما\(A_1+A_2\) larger than either | \(|A_1-A_2|\) (صفر إذا تساوتا)\(|A_1-A_2|\) (zero if equal) |
| فرق الطورPhase difference | \(0,\ 2\pi,\ 4\pi,\dots\)\(0,\ 2\pi,\ 4\pi,\dots\) | \(\pi,\ 3\pi,\ 5\pi,\dots\)\(\pi,\ 3\pi,\ 5\pi,\dots\) |
| فرق المسارPath difference | \(\Delta=m\lambda\)\(\Delta=m\lambda\) | \(\Delta=(m+\tfrac12)\lambda\)\(\Delta=(m+\tfrac12)\lambda\) |
| إضاءة الضوءBrightness of light | هدبة مضيئةbright fringe | هدبة مظلمةdark fringe |
في التداخل الهدام لا «تُفنى» الطاقة، بل تُعاد توزيعها: تختفي الموجة في المواضع المظلمة وتتركز الطاقة في المواضع المضيئة، والطاقة الكلية محفوظة. ولهذا تكون شدة الضوء في الهدبة المضيئة أكبر من مجموع شدتي المنبعين لو كانا غير مترابطين.
In destructive interference the energy is not “destroyed” but redistributed: the wave disappears at the dark places and the energy is concentrated at the bright places, so the total energy is conserved. This is why the intensity at a bright fringe is larger than the sum of the intensities of two non-coherent sources.
تغيّر المنابع الضوئية العادية طور موجاتها عشوائيًا ملايين المرات في الثانية، لذلك لا نرى تداخلًا بين مصباحين منفصلين. ولكي يظهر نمط ثابت واضح يلزم:
Ordinary light sources change the phase of their waves randomly millions of times per second, so we do not see interference between two separate lamps. To see a steady clear pattern we need:
اليسار: ضوء وحيد اللون ومنبعان مترابطان فتظهر أهداب واضحة. اليمين: ضوء غير وحيد اللون فيكون النمط ملوّنًا وغير واضح.
Left: monochromatic light and coherent sources give clear fringes. Right: non-monochromatic light gives a coloured, unclear pattern.
منبعان نقطيان يهتزان معًا (في الطور نفسه) فيصدران موجات دائرية. المناطق الزرقاء قمم والحمراء قيعان. شغّل الخطوط الخضراء لترى مواضع التداخل البناء (\(\Delta=m\lambda\)) والبرتقالية المتقطعة لمواضع التداخل الهدام (\(\Delta=(m+\tfrac12)\lambda\)). غيّر المسافة بين المنبعين وحرّك النقطة الصفراء على الشاشة وراقب فرق المسار.
Two point sources vibrate together (in phase) and emit circular waves. Blue regions are crests and red ones troughs. Turn on the green lines to see where interference is constructive (\(\Delta=m\lambda\)) and the dashed orange lines for destructive interference (\(\Delta=(m+\tfrac12)\lambda\)). Change the distance between the sources and move the yellow point along the screen and watch the path difference.
أي العبارات التالية تصف التداخل البنّاء؟
Which of the following describes constructive interference?
لماذا لا نرى نمط تداخل ثابتًا عند إضاءة حاجز بمصباحين منفصلين؟
Why do we not see a steady interference pattern when a wall is lit by two separate lamps?
يصل الضوء من المنبعين إلى نقطة \(P\) بمسارين طولاهما \(r_1\) و\(r_2\). الفرق \(\Delta=|r_2-r_1|\) هو فرق المسار، ويرتبط بفرق الطور بالعلاقة:
Light from the two sources reaches a point \(P\) along two paths of lengths \(r_1\) and \(r_2\). The difference \(\Delta=|r_2-r_1|\) is the path difference, and it is related to the phase difference by:
\[\Delta\phi=\dfrac{2\pi}{\lambda}\,\Delta\]
\[\text{constructive: }\Delta=m\lambda\quad(m=0,1,2,\dots)\]
\[\text{destructive: }\Delta=\left(m+\tfrac12\right)\lambda\quad(m=0,1,2,\dots)\]
أي: إذا كان فرق المسار صفرًا أو عددًا صحيحًا من الأطوال الموجية فالتداخل بنّاء، وإذا كان عددًا فرديًا من أنصاف الطول الموجي فالتداخل هدّام.
That is: if the path difference is zero or a whole number of wavelengths the interference is constructive, and if it is an odd number of half-wavelengths it is destructive.
يصل ضوء طوله الموجي \(600\ \mathrm{nm}\) إلى نقطة من منبعين مترابطين في الطور نفسه، وفرق المسار \(300\ \mu\mathrm{m}\). ما نوع التداخل؟
Light of wavelength \(600\ \mathrm{nm}\) from two coherent sources in phase reaches a point and the path difference is \(300\ \mu\mathrm{m}\). What is the type of interference?
فرق المسار عند نقطة \(2.4\ \mu\mathrm{m}\) وطول الموجة \(0.8\ \mu\mathrm{m}\) (المنبعان في الطور نفسه). التداخل:
The path difference at a point is \(2.4\ \mu\mathrm{m}\) and the wavelength is \(0.8\ \mu\mathrm{m}\) (the sources are in phase). The interference is:
نقطة فرق المسار عندها \(1.5\lambda\) من منبعين مترابطين في الطور. ما نوع التداخل؟
A point has a path difference of \(1.5\lambda\) from two coherent sources in phase. What type of interference is there?
في عام 1801 مرّر توماس يونغ ضوءًا وحيد اللون عبر شقين ضيقين متقاربين، فتحوّل كل شق إلى منبع ثانوي، والمنبعان الناتجان مترابطان لأنهما من الموجة نفسها. ظهر على الشاشة نمط من أهداب مضيئة ومظلمة متعاقبة، وهذا دليل على الطبيعة الموجية للضوء.
In 1801 Thomas Young passed monochromatic light through two narrow close slits, so each slit became a secondary source, and the two sources are coherent because they come from the same wave. A pattern of alternating bright and dark fringes appeared on the screen, which is evidence for the wave nature of light.
ليزر (ضوء وحيد اللون) يضيء شقين فتظهر على الشاشة أهداب مضيئة ومظلمة متعاقبة.
A laser (monochromatic light) lights two slits and alternating bright and dark fringes appear on the screen.
إذا كانت المسافة بين الشقين \(d\) والمسافة إلى الشاشة \(L\) أكبر كثيرًا من \(d\) فإن الشعاعين المتجهين إلى نقطة على الشاشة يكادان يكونان متوازيين، ويكون فرق المسار بينهما:
If the slit separation is \(d\) and the distance to the screen \(L\) is much larger than \(d\), the two rays going to a point on the screen are almost parallel, and the path difference between them is:
\[\Delta=d\sin\theta\]
\[\text{bright: }d\sin\theta=m\lambda\qquad m=0,\pm1,\pm2,\dots\]
\[\text{dark: }d\sin\theta=\left(m+\tfrac12\right)\lambda\qquad m=0,\pm1,\pm2,\dots\]
الرتبة \(m=0\) هي الهدبة المركزية المضيئة (\(\theta=0\)). وكل رتبة \(m\) تتكرر على جانبي الهدبة المركزية.
The order \(m=0\) is the central bright fringe (\(\theta=0\)). Every order \(m\) appears on both sides of the central fringe.
| الهدبةFringe | فرق المسارPath difference | نوعهاType |
|---|---|---|
| المركزيةCentral | \(0\)\(0\) | مضيئةbright |
| أول مظلمةFirst dark | \(\tfrac12\lambda\)\(\tfrac12\lambda\) | مظلمةdark |
| أول مضيئةFirst bright | \(\lambda\)\(\lambda\) | مضيئةbright |
| ثاني مظلمةSecond dark | \(\tfrac32\lambda\)\(\tfrac32\lambda\) | مظلمةdark |
| ثاني مضيئةSecond bright | \(2\lambda\)\(2\lambda\) | مضيئةbright |
الهدبة المركزية: المسافتان من الشقين متساويتان (فرق المسار صفر) فتتداخل الموجتان بناءً.
Central fringe: the distances from the two slits are equal (zero path difference) so the waves interfere constructively.
أول هدبة مظلمة: فرق المسار نصف طول موجي فتلتقي قمة بقاع.
First dark fringe: the path difference is half a wavelength so a crest meets a trough.
أول هدبة مضيئة: فرق المسار طول موجي كامل فتلتقي قمة بقمة.
First bright fringe: the path difference is one full wavelength so a crest meets a crest.
عندما تكون الزاوية صغيرة (\(\theta\ll1\)) يكون \(\sin\theta\approx\tan\theta=y/L\) حيث \(y\) بعد الهدبة عن المركز، فنحصل على:
When the angle is small (\(\theta\ll1\)) we have \(\sin\theta\approx\tan\theta=y/L\), where \(y\) is the distance of the fringe from the centre, so:
\[y_m=\dfrac{m\lambda L}{d}\ \ (\text{bright}),\qquad y_m=\dfrac{\left(m+\tfrac12\right)\lambda L}{d}\ \ (\text{dark})\]
\[\Delta y=\dfrac{\lambda L}{d}\]
\(\Delta y\) هو البعد بين هدبتين مضيئتين متتاليتين (أو مظلمتين متتاليتين)، ويسمى عرض الهدبة.
\(\Delta y\) is the distance between two successive bright (or dark) fringes and is called the fringe spacing.
من العلاقة \(\Delta y=\lambda L/d\) نستنتج:
From \(\Delta y=\lambda L/d\) we conclude:
غيّر الطول الموجي (لون الضوء) والمسافة بين الشقين وبعد الشاشة. الشريط الملون هو الشاشة، والمنحنى تحتها شدة الإضاءة. النقاط الحمراء مواضع الأهداب المضيئة \(m=0,\pm1,\pm2,\dots\). ثم احسب بنفسك المسافة بين هدبتين مضيئتين وتحقق من إجابتك.
Change the wavelength (the colour of the light), the distance between the slits and the distance to the screen. The coloured strip is the screen and the curve under it is the intensity. The red dots mark the bright fringes \(m=0,\pm1,\pm2,\dots\). Then calculate the distance between two bright fringes yourself and check your answer.
في تجربة يونغ كان \(\lambda=600\ \mathrm{nm}\) و\(d=0.20\ \mathrm{mm}\) و\(L=2.0\ \mathrm{m}\). احسب عرض الهدبة \(\Delta y\) وبُعد أول هدبة مضيئة عن المركز.
In a Young experiment \(\lambda=600\ \mathrm{nm}\), \(d=0.20\ \mathrm{mm}\) and \(L=2.0\ \mathrm{m}\). Find the fringe spacing \(\Delta y\) and the distance of the first bright fringe from the centre.
عرض الهدبة في تجربة يونغ \(3.0\ \mathrm{mm}\) عندما \(d=0.25\ \mathrm{mm}\) و\(L=1.5\ \mathrm{m}\). احسب الطول الموجي للضوء.
The fringe spacing in a Young experiment is \(3.0\ \mathrm{mm}\) with \(d=0.25\ \mathrm{mm}\) and \(L=1.5\ \mathrm{m}\). Find the wavelength of the light.
إذا قلّت المسافة بين الشقين \(d\) إلى النصف في تجربة يونغ فإن عرض الهدبة:
If the slit separation \(d\) is halved in a Young experiment, the fringe spacing:
أين تقع الهدبة المركزية في تجربة يونغ؟
Where is the central fringe in a Young experiment?
عند استبدال ضوء أزرق بضوء أحمر في تجربة يونغ (مع بقاء باقي الشروط) فإن عرض الهدبة:
When blue light is replaced by red light in a Young experiment (other conditions unchanged), the fringe spacing:
تظهر ألوان زاهية على فقاعات الصابون وعلى بقع الزيت فوق الماء. السبب ليس صبغة، بل تداخل ضوء منعكس عن السطحين العلوي والسفلي للغشاء الرقيق الذي سمكه من رتبة الطول الموجي للضوء.
Bright colours appear on soap bubbles and on oil patches over water. The cause is not a dye but the interference of light reflected from the upper and lower surfaces of a thin film whose thickness is of the order of the wavelength of light.


يسقط الضوء على غشاء سمكه \(d\) ومعامل انكساره \(n\): ينعكس جزء منه عن السطح العلوي (الشعاع 1)، وينفذ الباقي فينعكس جزء منه عن السطح السفلي ويخرج (الشعاع 2). يقطع الشعاع 2 مسافة إضافية \(2d\) داخل الغشاء (للسقوط العمودي تقريبًا)، فيتداخل مع الشعاع 1.
Light falls on a film of thickness \(d\) and refractive index \(n\): part is reflected from the upper surface (ray 1), the rest enters and part of it is reflected from the lower surface and comes out (ray 2). Ray 2 travels an extra distance \(2d\) inside the film (for near-normal incidence) and interferes with ray 1.
ينقلب طور الموجة (فرق طور \(\pi\)، أي نصف طول موجي) إذا انعكست عند سطح وسط أكبر معامل انكسار من الوسط الذي جاءت منه (من وسط أقل كثافة ضوئية إلى أكثر كثافة ضوئية). ولا ينقلب طورها إذا انعكست عند سطح وسط معامل انكساره أقل.
The wave is inverted (phase change \(\pi\), i.e. half a wavelength) if it is reflected at the surface of a medium of larger refractive index than the one it came from (from a lower to a higher optical density). It is not inverted if it is reflected at a medium of smaller index.
تشبيه بحبل: عند النهاية الثابتة (وسط أثقل) ينقلب النبض، وعند النهاية الحرة (وسط أخف) لا ينقلب.
String analogy: at a fixed end (heavier medium) the pulse is inverted, at a free end (lighter medium) it is not.
داخل الغشاء يكون الطول الموجي \(\lambda_n=\lambda_0/n\) حيث \(\lambda_0\) طوله في الفراغ (أو الهواء). فالمسافة الإضافية \(2d\) تساوي \(2d/\lambda_n=2nd/\lambda_0\) من الأطوال الموجية، ولذلك يظهر الحاصل \(2nd\) (فرق المسار البصري) في الشروط التالية.
Inside the film the wavelength is \(\lambda_n=\lambda_0/n\), where \(\lambda_0\) is its value in vacuum (or air). The extra distance \(2d\) equals \(2d/\lambda_n=2nd/\lambda_0\) wavelengths, which is why the product \(2nd\) (the optical path difference) appears in the conditions below.
الحالة 1: ينقلب طور أحد الشعاعين فقط (مثل فقاعة الصابون في الهواء، أو الزيت على الماء):
Case 1: only one of the two rays is inverted (such as a soap film in air, or oil on water):
\[\text{constructive: }2nd=\left(m+\tfrac12\right)\lambda_0\qquad\text{destructive: }2nd=m\lambda_0\]
الحالة 2: ينقلب طور الشعاعين معًا أو لا ينقلب أي منهما (مثل طلاء مانع للانعكاس على زجاج):
Case 2: both rays are inverted or neither is (such as an anti-reflection coating on glass):
\[\text{constructive: }2nd=m\lambda_0\qquad\text{destructive: }2nd=\left(m+\tfrac12\right)\lambda_0\]
وتتبدّل الشروط بين الحالتين لأن انقلاب أحد الشعاعين يضيف نصف طول موجي إلى فرق المسار الفعّال.
The conditions swap between the two cases because the inversion of one ray adds half a wavelength to the effective path difference.
غشاء على شكل إسفين: يكون التداخل بنّاء أو هدّامًا حسب السمك فتظهر أهداب متعاقبة.
A wedge-shaped film: the interference is constructive or destructive depending on the thickness, giving alternating fringes.
سمك الغشاء \(\lambda/4\) أو \(\lambda/2\) (داخل الغشاء) يحدد هل يتداخل الشعاعان بنّاءً أم هدّامًا.
A film thickness of \(\lambda/4\) or \(\lambda/2\) (inside the film) decides whether the two rays interfere constructively or destructively.
لغشاء في الهواء (الحالة 1):
For a film in air (case 1):
أما اللون الذي نراه فهو الطول الموجي الذي يتحقق عنده التداخل البنّاء عند سمك معين؛ ولأن السمك يتغير على الغشاء (يزداد نحو الأسفل بفعل الجاذبية) تظهر ألوان متدرجة. وتتغير الألوان أيضًا بتغيّر زاوية النظر.
The colour we see is the wavelength for which the interference is constructive at that thickness; because the thickness varies over the film (it grows toward the bottom due to gravity) graded colours appear. The colours also change with the viewing angle.
يسقط ضوء على غشاء رقيق فيعود منه شعاعان: ① من السطح العلوي و② من السطح السفلي بعد ذهاب وإياب داخل الغشاء. اختر نوع الغشاء أو غيّر السمك ومعامل الانكسار، وراقب: عدد انقلابات الطور، والشرط المناسب، والأطوال الموجية التي ينعكس ضوؤها بشدة، ولون الضوء المنعكس.
Light falls on a thin film and two rays return: ① from the top surface and ② from the bottom surface after a round trip inside the film. Choose the type of film or change the thickness and the refractive index, and watch the number of phase inversions, the matching condition, the wavelengths reflected strongly and the colour of the reflected light.
غشاء صابون في الهواء معامل انكساره \(1.33\). ما أقل سمك غير صفري يعطي أقوى انعكاس لضوء طوله الموجي \(550\ \mathrm{nm}\)؟
A soap film in air has refractive index \(1.33\). What is the least non-zero thickness that gives the strongest reflection of light of wavelength \(550\ \mathrm{nm}\)?
غشاء زيت (\(n=1.45\)) سمكه \(400\ \mathrm{nm}\) فوق الماء (\(n=1.33\)). ما الطول الموجي في المرئي الذي ينعكس بقوة؟
An oil film (\(n=1.45\)) of thickness \(400\ \mathrm{nm}\) lies on water (\(n=1.33\)). Which visible wavelength is strongly reflected?
تُطلى العدسات والخلايا الشمسية بغشاء رقيق معامل انكساره بين معامل الهواء ومعامل الزجاج (مثل فلوريد المغنيسيوم \(n=1.38\) على زجاج \(n=1.52\)). ينقلب طور الشعاعين معًا (الحالة 2)، فنختار السمك بحيث يكون التداخل هدّامًا فيقل الانعكاس ويزداد الضوء النافذ:
Lenses and solar cells are coated with a thin film whose refractive index lies between those of air and glass (such as magnesium fluoride \(n=1.38\) on glass \(n=1.52\)). Both rays are inverted (case 2), so we choose the thickness for destructive interference, which reduces reflection and increases the transmitted light:
\[2nd=\tfrac12\lambda_0\ \Rightarrow\ d_{min}=\dfrac{\lambda_0}{4n}\]
احسب أقل سمك لطبقة \(\mathrm{MgF_2}\) (\(n=1.38\)) على زجاج (\(n=1.52\)) لتقليل انعكاس ضوء طوله الموجي \(550\ \mathrm{nm}\).
Find the least thickness of an \(\mathrm{MgF_2}\) layer (\(n=1.38\)) on glass (\(n=1.52\)) that reduces the reflection of light of wavelength \(550\ \mathrm{nm}\).
متى ينقلب طور الموجة الضوئية عند الانعكاس؟
When is the phase of a light wave inverted on reflection?
غشاء صابون في الهواء، سمكه \(d=\lambda_0/(4n)\). نوع التداخل بين الشعاعين المنعكسين:
A soap film in air has thickness \(d=\lambda_0/(4n)\). The interference between the two reflected rays is:
لماذا تظهر قمة فقاعة الصابون سوداء قبل انفجارها؟
Why does the top of a soap bubble look black just before it bursts?
أقل سمك لطبقة مانعة للانعكاس (\(n=1.25\)) على زجاج لضوء \(500\ \mathrm{nm}\) (ينقلب الطور عند السطحين) هو:
The least thickness of an anti-reflection layer (\(n=1.25\)) on glass for light of \(500\ \mathrm{nm}\) (phase inverted at both surfaces) is:
| المفهومConcept | الفكرة / القانونIdea / Law |
|---|---|
| شرط التداخلCondition for interference | منبعان مترابطان وضوء وحيد اللونcoherent sources and monochromatic light |
| بنّاء / هدّام (منبعان في الطور)Constructive / destructive (sources in phase) | \(\Delta=m\lambda\ /\ \Delta=(m+\tfrac12)\lambda\)\(\Delta=m\lambda\ /\ \Delta=(m+\tfrac12)\lambda\) |
| شقا يونغYoung's slits | \(d\sin\theta=m\lambda\ ,\ \Delta y=\dfrac{\lambda L}{d}\)\(d\sin\theta=m\lambda\ ,\ \Delta y=\dfrac{\lambda L}{d}\) |
| انقلاب الطورPhase inversion | عند الانعكاس من وسط معامل انكساره أكبرon reflection from a medium of larger refractive index |
| غشاء رقيق (انقلاب شعاع واحد)Thin film (one ray inverted) | \(\text{constr.: }2nd=(m+\tfrac12)\lambda_0\ ;\ \text{destr.: }2nd=m\lambda_0\)\(\text{constr.: }2nd=(m+\tfrac12)\lambda_0\ ;\ \text{destr.: }2nd=m\lambda_0\) |
| غشاء رقيق (انقلاب الشعاعين أو لا أحد)Thin film (both or none inverted) | \(\text{constr.: }2nd=m\lambda_0\ ;\ \text{destr.: }2nd=(m+\tfrac12)\lambda_0\)\(\text{constr.: }2nd=m\lambda_0\ ;\ \text{destr.: }2nd=(m+\tfrac12)\lambda_0\) |
| الطلاء المانع للانعكاسAnti-reflection coating | \(d_{min}=\dfrac{\lambda_0}{4n}\)\(d_{min}=\dfrac{\lambda_0}{4n}\) |
أنهِ الدرس بالاختبار التفاعلي التالي؛ أسئلته تجمع بين الفهم والحساب وتغطي جميع أقسام الدرس.
Finish with the interactive exam below; its questions mix understanding with calculation and cover every section of the lesson.
20 سؤالاً - التداخل البناء والهدام، شقا يونغ، والأغشية الرقيقة 20 Questions - Constructive and Destructive Interference, Young's Double Slit and Thin Films
اضغط «تشغيل» لتعمل المحاكاة هنا داخل الدرس؛ ويمكن للطالب الرجوع إليها لتجربة الفكرة بطريقة أخرى.
Press “Run” to run the simulation right here inside the lesson; the student can use it to try the idea in another way.


