ملخص - انكسار الضوء

بسم الله الرحمن الرحيم
الباب الثانى – الفصل الرابع
الإنكسار
الانكسار هو انحراف الضوء عن مساره عند انتقاله من وسط شفاف الى وسط شفاف آخر مادته مختلفه
ظواهر طبيعية لانكسار الضوء :
1 – السراب 2 – منظر غروب الشمس 3 – رؤية الاجسام فى عمق الاوساط الشفافه على بعد اقرب من السطح 4 – قوس قزح
تطبيقات على ظاهرة الانكسار :
1 – النظارات الطبية . التى تستخدم العدسات لتصحيح وعلاج قصر و طول النظر
2 - المجاهر
3 – المناظير
4 – كاميرات التصوير
5 – الالياف الضوئية
تفسير ظاهرة الانكسار :
يحدث انكسار الضوء عند انتقاله من وسط شفاف الى اخر نتيجه لتغير سرعته
ملحوظة : تقل سرعة الضوء عند فى الاوساط المادية عن سرعته فى الهواء . علل ؟
نتيجه لعمليتى الامتصاص و الانبعاث التى تحدث للضوء بواسطة ذرات الوسط التى تعترض طريقه
معامل الانكسار المطلق ( م ) : هو
1 – هو نسبة بين سرعة الضوء فى الهواء الى سرعة الضوء
م = سرعة الضوء فى الهواء ÷ سرعة الضوء فى الوسط
2 – هو نسبه بين جيب زاوية السقوط فى الهواء الى جيب زاوية الانكسار فى الوسط
م = جيب زاوية السقوط فى الهواء ÷ جيب زاوية الانكسار فى الوسط
م = جا س 1 / جا س 2
حيث : س 1 تمثل زاوية السقوط فى الهواء ، س 2 تمثل زاوية الانكسار فى الوسط
3 – هو نسبة بين العمق الحقيق و العمق الظاهرى
م = العمق الحقيقى ÷ العمق الظاهرى
م = ف 1 / ف 2 حيث : ف 1 تمثل العمق الحقيقى ، ف 2 تمثل العمق الظاهرى
قانون الانكسار الاول :
الشعاع الساقط و الشعاع المنكسر و العمود الناظم تقع جميعها فى مستوى واحد

قانون الانكسار الثانى : ( قانون سنل )
اذ سقط شعاع فى وسط معامل انكساره المطلق ( م 1 ) بزاويه ( س 1 ) و انكسر فى وسط معامل انكساره المطلق ( م 2 ) بزاويه ( س 2 ) فان :
م 1 جا س 1 = م 2 جا س 2
معامل الانكسار بين الوسطين م = جا س 1 / جا س 2 = م 1 / م 2
ملحوظه :
1 – عندما ينتقل الضوء من وسط اكبر كثافه ضوئية الى وسط اقل كثافة ضوئية فانه ينحرف ( ينكسر ) مبتعدا من العود الناظم


2 - عندما ينتقل الضوء من وسط اقل كثافه ضوئية الى وسط اكبر كثافة ضوئية فانه ينحرف ( ينكسر ) مقتربا من العود الناظم



3 – عندما يسقط الضوء عموديا على السطح الفاصل فانه ينفذ على استقامته ( لاينكسر )



مثال ( 1 ) اذا كانت سرعة الضوء فى وسط تساوى 2 × 10 8 متر / ث . احسب معامل انكسار الوسط علما بان سرعة الضوء فى الهواء 3 × 10 8 متر / ث
............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
مثال ( 2 )
سقط ضوء من وسط بزاوية 30 درجة و انكسر فى الهواء بزاوية 60 درجة . احسب معامل انكسار الوسط
............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
مثال ( 3 ) وضعت قطعة نقود فى حوض به ماء عمقه 16 سم فظهرت على ارتفاع 4 سم من قاع الاناء احسب معامل انكسار الماء
............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
الزاوية الحرجة : هى زاوية السقوط فى الوسط الاكبر كثافه ضوئيه و التى تقابلها زاوية انكسار تساوى 90 درجه .
نرمز لها بالرمز ( ح ) جا ح = 1 / م
م = 1 / جا ح
مثال ( 4 ) احسب الزاويه الحرجه لوسط معامل انكساره يساوى 2√

........................................................................................................................................................................................................................................
مثال ( 5 ) اذا كانت الزاوية الحرجة لوسط ما تساوى 45 درجه . احسب معامل انكسار الوسط
........................................................................................................................................................................................................................................
شروط حدوث الانعكاس الكلى الداخلى
1 – ان يسقط الضوء من وسط اكبر كثافة ضوئية الى و سط اقل كثافة ضوئيه
2 – ان تكون زاوية السقوط اكبر من الزاويه الحرجة
الالياف الضوئية : الليف الضوئى عباره عن اسطوانه مرنه رفيعه جدا تصنع من ماده زجاجيه و يكون معامل الانكسار فى قلب الاسطوانه اكبر من معامل انكسار الطبقه الخارجيه



تسمى الطبقة الداخليه بالقلب و الطبقة الخارجيه بالكسوة
كيف تعمل الالياف الضوئيه ؟
عندما يسقط الشعاع الضوئى داخل الليف الضوئى على الطبقة الداخليه ( القلب ) بزاويه اكبر من الزاويه الحرجة يحدث له انعكاس كلى داخلى لان معامل انكسار القلب اكبر من معامل انكسار الطبقة الخارجيه
علل :على الرغم من ان الضوء يسرى فى خطوط مستقيمه الا انه ينتقل داخل الليف الضوئى كثير الانحناء ؟
الاجابه :
نتيجة الانعكاس الكلى الداخلى المتكرر داخل الليف الضوئى
استخدامات الالياف الضوئية :
1 – نقل المكالمات الهاتفيه 2 – التشخيص الطبى ( المناظبر الطبيه )
المنشور الزجاجى : عباره عن جسم زجاجى وجهه الامامى و الخلفى فى شكل مثلث بينما قاعدته و وجهاه الجانبيان فى شكل نستطيل
استخدامات المنشور الزجاجى
1 – فرز الوان الطيف السبعة المكونه للضوء الابيض
2- فى مصابيح السيارات
زاوية راس النشور ( ر ) : هى الزاوية المحصوره بين وجه السقوط و وجه الخروج
زاوية الانحراف ( ن ) : هى الزاوبه المحصوره بين الشعاع الساقط او امتداده و الشعاع الخارج او امتداده
الوان الطيف : تتكون من سبعة الوان وهى احمر ، برتقالى ، اصفر ، اخضر ، ازرق ، نيلى ، بنفسجى
تحليل الضوء الابيض : عندا يسقط الضوء الابيض على منشور زجاجى يخرج كل لون على مسار منفصل و بزاوية خروج و انحراف مختلفه بحيث يكون اللون الاحمر فى الاعلى يليه اللون البرتقالى و الاصفر و الاخضر و الازرق و النيلى و البنفسجى
يخرج كل لون فى مسار مختلف لان معامل انكسار الزجاج يختلف باختلاف هذه الالوان

معامل انكسار المنشور الزجاجى
م = جيب زاوية السقوط ÷ جيب زاوية الخروج