ملخص الفيزياء – الوحدة الخامسة

                                                                                            الإنكسار

الانكسار

        هو  انحراف الاشعة الضوئية عن مسارها الطبيعي  نتيجة  انتقالها  من  وسط  لاخر  يختلف  عنه في  الكثافة  الضوئية

 السبب  إنكسار  الضوء :

       ينحرف الضوء  عن مساره الطبيعي  لتغير سرعة الضوء   عند انتقالة من  وسط لاخر ويستفاد من  ظاهرة   الانكسار  في  نقل  المعلومات   بالليزر  عن  طريق  الالياف  الضوئية   وفي صنع  العدسات 

معامل  الانكسار  المطلق لوسط معين( م ) : 

             هو النسبة  بين  سرعة الضوء  في  الهواء  الى  سرعة الضوء  في  الوسط 

                     م     =         سرعة الضوء  في  الهواء  /  سرعة الضوء  في  الوسط    

 معامل  الانكسار  المطلق  للهواء  او  الفراغ    = 1 

 سرعة   الضوء في  الهواء  ( الفراغ  )  اكبر  من  سرعة  الضوء في  اي  وسط اخر   ولذا   معامل  الانكسار   المطلق  لاي  وسط  غير  الهواء  ( الفراغ )  اكبر  من الواحد

 معامل  الانكسار   المطلق لوسط   يتناسب  عكسياً مع سرعة   وطول موجة   الشعاع   المار  فيه   وطرديا  مع  الكثافة  الضوئية  للوسط

             

 م١ جا س١   =   م٢ جا س٢    

 

 س١ 

≡  زاوية السقوط ( الزاوية  المحصورة  بين   الشعاع  الساقط  والعمود  والناظم 

 س٢ 

≡ زاوية  الانكسار  ( الزاوية  المحصورة  بين  الشعاع  المنكسر  والعمود  والناظم  

معامل الانكسار المطلق لوسط :-

               هو النسبة بين جيب الزاوية الموجودة في الهواء الى جيب الزاوية الموجودة في الوسط

                                    

  م = جا س١جا س٢ = م١م٢

   دائماً : 

 س١  > س٢

               

 س١

≡   زاوية الموجودة في الهواء 

               

س٢ 

≡  زاوية الموجودة في الوسط

عندإنتقال  الشعاع من وسط  اقل  كثافة  ضوئية  (معامل انكسارة اقل) الى وسط  اكبر كثافة  ضوئية  ( معامل انكسارة   اكبر )  فإنه   ينكسر مقتربا  من العمودالناظم  زاوية السقوط اكبر من زاوية الانكسار

قانونا  الانكسار:-

القانون  الاول  

         الشعا ع  الساقط  والشعاع  المنكسر   والعمود  الناظم  تقع  جميعا  في  مستوى  واحد

القانون  الثاني ( قانون اسنل )

        اذا  سقط  شعاع   في  وسط   معامل  انكسارة   المطلق  (

 م١ 

)  بزاوية   سقوط  (

س١ 

) وانكسر   في  وسط   اخر معامل  انكسارة (

 م٢ 

) بزاوية انكسار  (

س٢ 

) فإن  

                     

   م١ جا س١   =   م٢ جا س٢   

س١ 

   ≡   زاوية السقوط  في الوسط الاول (وسط السقوط ) 

س٢ 

  ≡  زاوية الانكسار  في  الوسط  الثاني ( وسط الانكسار)   

 م     ≡   معامل الانكسار النسبي بين وسطين

م١ 

   ≡ معامل الانكسار المطلق للوسط الاول (وسط السقوط ) 

م٢ 

    ≡ معامل الانكسار المطلق للوسط الثاني ( وسط الانكسار)   

معامل الانكسار النسبي ( بين  وسطين)  :  

            هو النسبة   بين   جيب  زاوية   السقوط  في  الوسط الاول الى  جيب  زاوية الانكسارفي  الوسط الثاني

                             

 م = جا س١جا س٢ = م١م٢

العمق  الحقيقي والعمق الظاهري  :- 

         معامل  الانكسار  المطلق   لوسط  هو النسبة  بين   العمق  الحقيقي  الى  العمق  الظاهري

                             

 م =العمق الحقيقي العمق الظاهري  = ف١ف٢

حيث :

       

 ف١ 

  ≡  العمق  الحقيقي ( هو  بعد  الموضع الحقيقي   للجسم  عن  السطح  الفاصل )

       

ف٢ 

≡   العمق الظاهري  ( هو بعد الموضع الظاهري   للجسم  عن  السطح  الفاصل  )

هذة   العلاقة   تصح  فقط عند النظر  بزاوية  صغيرة جدا  او عموديا   من خلال   الهواء   لجسم  موضوع  داخل  وسط

    الازاحة ≡ البعد  بين العمق الحقيقي والعمق الظاهري  = 

 ف١  ف٢ 

الزاوية  الحرجة (ح ) : 

          هي زاوية   سقوط في  وسط  اكبر  كثافة   ضوئية   تقابلها   زاوية   انكسار   في  وسط  اقل  كثافة   ضوئية   مقدارها   90 

الزاوية الحرجة   لوسط  شفاف 

                           

جا ح  = ١م    م = ١جا ح  

                                                                                                            

الزاوية الحرجة بين  وسطين  : 

                           

جا  ح  = م٢م١ جا ح  = معامل انكسار الوسط الأقل كثافة ضوئية معامل انكسار الوسط الأكثر كثافة ضوئية  

وتقع  الزاوية الحرجة   دائما  في  الوسط  الذي معامل  انكسارة   اكبر 

الانعكاس الكلي الداخلي : 

   هو ارتداد الاشعة الضوئيةالى نفس الوسط الاول عندما تسقط بزاوية اكبر من الزاوية الحرجة ومتجهة من الوسط الاكبر كثافة ضوئية الى الوسط الاقل كثافة ضوئية

شروط حدوث الانعكاس الكلي الداخلي :-

            أ – ان ينتقل الشعاع من الوسط الاكبر كثافة ضوئية الى الوسط الاقل كثافة ضوئية 0

           ب – ان يسقط الشعاع في الوسط الاكبر كثافة ضوئية بزاوية سقوط اكبر من الزاوية الحرجة بين الوسطين

تطبيقات على ظاهرة الانعكاس الكلي الداخلي :-

      1 – الالياف الضوئية :-

            هي عبارة عن اسطوانة مرنة رفيعة جدا تصنع من مادة زجاجية حيث يكون معامل الانكسار في قلب الاسطوانة اكبر من معامل الانكسار في الطبقة الخارجية المحيطة بالقلب  وتسمى بالكسوة او اللحاء0

كيفية عمل الالياف الضوئية :-

         يسقط الشعاع الضوئي على قلب الاسطوانة بزاوية اكبر من الزاوية الحرجة فيحدث له انعكاس كلي داخلي متتالي مما يجعل الضوء ينتقل عبر الليف الضوئي.

استخدامات الالياف الضوئية :-

  1 – المناظير الطبية :-

         حيث يسلط ضوء يسقط على الجسم المراد رؤيته وينعكس مارا بالليف الضوئي ليصل الى عين الطبيب فيتمكن من رؤية العضو المعين .

 2 – نقل المكالمات الهاتفية :-

        حيث يتم تحويل الاشارات الكهربية الى ضوء ويتم نقلها عبر الالياف الضوئية عن طريق الانعكاس الكلي المتعدد حتى خروجها من الليف الضوئي الى جهاز استقبال الذي يعيدها مرة اخرى الى اشارة كهربية 0

 المنشور : 

عبارة عن جسم زجاجي وجهه الامامي والخلفي في شكل مثلث وقاعدته ووجهاه الجانبيان في شكل مستطيلات

    زاوية راس المنشور ( ر) :- هي الزاوية المحصورة بين وجه السقوط ووجه الخروج

   زاوية الانحراف الكلية ( ن ) :هي الزاوية المحصورة بين امتداد الشعاع الساقط وامتداد الشعاع الخارج

استخدامات المنشور :-

يستخدم في فصل الوان الطيف السبعة وذلك عند سقوط ضوء ابيض على منشور يخرخ كل لون في مسارمنفصل وزاوية خروج وانحراف مختلفة ( السبب لأن معامل انكسار الزجاج لكل لون يكون مختلف )

يكون الانحراف الاكبر للون الذي معامل انكسار المنشور له اكبر ( البنفسجي ) ويكون الانحراف الاقل للون الذي معامل انكسار المنشور له اقل ( الاحمر).

معامل انكسار المنشور للون يتناسب طرديا مع زاوية الانحراف والتردد والطاقة وعكسيا مع الطول الموجي.

الردود

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *