عند مرور حزمة ضوئية من وسط شفاف (1) متناسق و متجانس
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] (ن1) إلى وسط ثان شفاف متناسق و متجانس قرينة انكساره (ن2) فإنها تعاني انكسارا ( الشكل1 ).
الناظم وهو عمودي على المماس ض ض'.
| نانا'
| |
الشعاع الوارد ( الساقط عند هـ ) .
| وهـ
| |
الشعاع المنكسر ( البارز من هـ) .
| هـ ك
| |
زاوية الورود .
| د
| |
زاوية الانكسار .
| ر
| |
تسمى الزاوية (ف) بزاوية الانحراف حيث : ف = ك'هـ ك = د – ر.
يمكن تحقيق هذه التجربة بتمرير حزمة ضوئية من الوسط (الهواء ) إلى الوسط (ماء ) أو (الزجاج ) ، إذا لون الماء بالفلوروسين فإنه يتألق عند مرور الضوء .
| | ملاحظة 1 :
|
في حالة ما إذا مرت الحزمة من وسط أكثر كثافة إلى وسط أقل كثافة تكون زاوية الانكسار أكبر من زاوية الورود (الشكل2 ) .
وتكون : ف = ر – د
| | ملاحظة 2 :
|
أ - القانون الأول : يقع الشعاع الضوئي الوارد (وهـ) و الشعاع الضوئي المنكسر (هـ ك) في نفس المستوي (¶).
| |
| |
ب - القانون الثاني : إذا انتقل شعاع ضوئي من وسط نسيق شفاف و متجانس إلى وسط آخر نسيق شفـاف ومتجانس فإن :
ن1 جب د = ن2 جب ر (الشكل 1)
ن2 جب د = ن1 جب ر (الشكل 2)
| |
إذا كانت زاويتا الورود و الانكسار صغيرتين فإن :
ن1´ د = ن2´ ر (الشكل 1)
ن2´ د = ن1´ ر (الشكل 2)
| | ملاحظة :
|
قرينة انكسار الهواء ن1= 1.0 و قرينة انكسار الزجاج ن2= 1.5 ، زاوية الورود 60 ° من الوسط الأول (الهواء) إلى الوسط الثاني (الزجاج) (الشكل3 ).
- أحسب زاويتي الانكسار الأول و الانكسار الثاني على الترتيب (þ) و (ß)
| | تطبيق :
|
عندما ننظر عبر الزجاج فإن :
| - | |
الشعاع الضوئي الوارد (وهـ ) و الشعاع الضوئي البارز من الزجاج هـَ ك' ، يكون بينهما بعدا
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
و : زاوية الورود ، ر : زاوية الانكسار في الزجاج، ث : ثخن الصفيحة الزجاجية
| * | | | |
| | | | |
تشكل الصفيحة متوازية الوجهين لجسم حقيقي خيالا وهميا يساوي الجسم و أقرب منه إلى الصفيحة و يبعد الخيال عن الجسم عموديا على الصفيحة بمقدار :
ل = ث(1 - 1/ن ) حيث (ن) قرينة انكسار الزجاج
| * | | | |
إذا كان سمك زجاجة متوازية الوجهين 5ملم و ن= 1.5 أحسب البعد بين الشعاع الوارد و الشعاع البارز في الحالتين:
| | تطبيق :
|
| | | |
زاوية الورود د=0
| /أ | | |
| | | |
زاوية الورود د=30°
| /ب | | |
| |
و ذلك عندما ننظر عبر هذا الزجاج .
| |
| | |
أ/ Dل =0 ؛ ب/ ل = 1.7 ملم
| /1 | |
| | |
أ/ Dل =1ملم ؛ ب/ ل = 1.7 ملم
| /2 | |
قانونا الانكسار ليسا صالحين بدقة إلا إذا كان الضوء وحيد اللون لأن [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] الضوء تختلف باختلاف سرعة الضوء في الوسط ، سرعة الضوء الأحمر تختلف عن سرعة الضوء الأزرق:
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
| * | | ملاحظة :
|
| | | |
يمكن التحقق تجريبيا من قانوني الانكسار و ذلك باستعمال ضوء الأحمر لمصباح ليزر التجاري.
| * | | |
3 -الانكسار الحدي و الانعكاس الكلي:
|
عندما ينتقل شعاع ضوئي من وسط أقل كسرا للضوء إلى وسط أكثر كسرا للضوء فإنه ينحرف مقتربا من الناظم الشكل (1) .
| * | /أ |
| | |
عندما ينتقل شعاع ضوئي من وسط أكثر كسرا للضوء إلى وسط أقل كسرا للضوء فإنه ينحرف مبتعدا عن الناظم الشكل (2) .
| * | |
| | |
من الشكل (2) : عندما تتغير الزاوية (ر) من 0 إلى 90 ° فإن الزاوية (د) تتغير من 0 إلى زاوية ح تسمى الزاوية الحدية :
ن2 جب ح = ن1 جب ر
عندما نغير إحدى الزاويتين فإن زاوية الورود د تنتهي إلى 90 ° قبل ر و منه :
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] (الشكل 1)
جب ح = ن1 / ن2 تسمى ح الزاوية الحدية وتتعلق بـ: ن1 و ن2
إذا كانت ن1 للهواء و ن2 =1.5 للزجاج فإن :
جب ح = 1/ن2 = 0.667 [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] ح=42°
|
بعض الزوايا الحدية للانكسار :
|
الماء : ن = 1.33 ؛ ح =49 °
الماس : ن =2.4 ؛ ح = 25 °
| |
| |
عندما ينتقل شعاع ضوئي من وسط أكثر كسرا إلى وسط أقل كسرا للضوء فإنه ينكسر مبتعدا عن الناظم الشكل (2) .
| * | /ب |
| | |
إن تغير لإحدى الزاويتين تجعل زاوية الانكسار ر تصل إلى الزاوية 90 ° أولا :
ن2 جب د = ن1 جب ر
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
يحدث داخل الوسط (2) انعكاس كلي (الشكل 4 ).
|
|
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
| |
إذا سقط شعاع ضوئي داخل الماء بزاوية ورود 49 ° فأكثر فإنه ينعكس كلية ولا يخرج من الماء الهواء.
| | مثال :
|
|
| | |
إذا كانت زاوية الورود صفر كانت زاوية الانكسار صفر كذلك
| | حالة خاصة :
|
في وعاء من زجاج يحتوي على ماء ملون بالفلورسين فإن حزمة ضوئية (ش و) تنعكس على مرآة داخل الماء (يمكن تدويرها ).
| | تجربة فرينل :
|
| | |
فإذا كانت زاوية الورود أصغر من الزاوية الحدية برز الشعاع الضوئي المنعكس على المرآة من الماء و يحدث انعكاس جزئي في الماء عند الحد الفاصل بين الماء و الهواء .
| * | |
| | |
أما إذا كانت زاوية الورود أكبر من الزاوية الحدية شاهدنا انعكاسا كليا داخل الماء بعد الانعكاس على المرآة الشكل (5) .
| * | |
|
موشور متساوي الساقين قائم ، فإذا كانت زاوية الورود أكبر من الزاوية الحدية للزجاج 42 ° حدث انعكاس كلي (الشكل 6 ).
| | موشور كلي الانعكاس :
| * |
يتم نقل الضوء بالاعتماد على ظاهرة الانعكاس الكلي ( النافورة الضوئية ،جهاز الفيبروسكوب...) (الشكل 7).
| | نقل الضوء :
| * |
نضع داخل وعاء قطعة نقدية حيث لا يمكن رؤيتها ، ثم نملأ الوعاء فترى بالعين (الشكل 8 ).
| | تجربة:
| * |
الخيال المعطى بواسطة كاسر مستوي في حالة جسم واقع في وسط أشد كسرا :
| ¤ |
| | |
تقع عين المراقب في الهواء و تنظر إلى قطعة النقود في قعر حوض يحتوي ماءا تشكل (ص1) جسما نقطيا حقيقيا يرسل هذا الجسم النقطي الحقيقي حزمة ضوئية متباعدة واردة على كاسر المستوي ، تستقبل العين الحزمة الضوئية المتباعدة المنكسرة ذات القمة (ض2) التي تشكل الخيال الوهمي الذي تشاهده العين .
| | الجسم الحقيقي :
| * | |
|
|
| | | | |
نفترض شعاعين ضوئيين من هذه الحزمة الضوئية الواردة هما : (ض1هـ) العمودي على الكاسر المستوي .(ض1و) ذو زاوية ورود (د) صغيرة ، يوافق هذان الشعاعان المنكسران (هـ ك) العمودي الكاسر، وك2 ذو زاوية الانكسار (ر) صغيرة وهي أكبر من (د). لذا فإن امتداد الشعاع (وك2) يقطع امتداد الشعاع (هـ ك1) في النقطة ض2 التي تقع في الماء بين النقطتين ض1،هـ (الشكل 9 ).
| | | | |
|
| | |
وعليه فإن المراقب يرى ض2 الذي هو خيال وهمي للجسم النقطي الحقيقي ض1 ، هذا الخيال الذي يقع في الماء و يكون أقرب إلى كاسر المستوي أكثر من قرب ض1 إليه ، لذا تبدو قطعة النقود للمراقب و كأنها تقع على عمق ظاهري هـ ض2 أصغر من العمق الحقيقي هـ ض1 .
| | | | |
|
لتعيين العمق الظاهري هـ ض2:
| | | | |
لدينا من الشكل : ظل د = وهـ / هـ ض1 ؛ ظل ر = وهـ/ هـ ض2
| | | | |
|
إذا كانت زاوية الورود كبيرة فإن الخيال الوهمي للجسم الحقيقي لا يبدو واضحا .
| | ملاحظة :
| | | |
| | | | | |
ومنه يكون :
| | | | | |
| | | | | |
ظل د/ ظل ر = هـ ض2/هـ ض1 .
| | | | | |
| | | | | |
وحيث أن الزاويتين د ، ر صغيرتان فإن :
| | | | | |
| | | | | |
جب د/جب ر [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] ظل د/ ظل ر=هـ ض2/هـ ض1
| | | | | |
| | | | | |
لدينا من القانون الثاني للانكسار :
| | | | | |
جب د/جب ر= ن2/ن1
| | | | | |
حيث ن2،ن1 قرينتا انكسار الوسطين الأول و الثاني على الترتيب .
| | | | | |
| | | | | |
ومنه : هـ ض2/هـ ض1= ن2/ن1
| | | | | |
| | | | | |
إذن : هـ ض2= (ن2/ن1) هـ ض1
| | | | | |
| | | | | |
حيث أن ن1 > ن2 فالعلاقة تؤكد بأن :
| | | | | |
هـ ض2 < هـ ض1
| | | | | |
| | | | | |
في الحالة التي يكون فيها الوسط الثاني عبارة عن الهواء (ن2=1) كما هو الحال في مثالنا هذا يكون:
| | | | | |
هـ ض2= (1/ن1) هـ ض1
| | | | | |
| | | | | |
يعطي الكاسر المستوي لجسم حقيقي ، يقع في وسط أشد كسرا، خيالا وهميا واقعا في الوسط، وموجودا على مسافة أقرب من الجسم الحقيقي بالنسبة للكاسر المستوي، تعطى هذه المسافة بالعلاقة : ل2 = ن2/ن1 ل1
| | | | | |
| | | | | |
ل1 بعد الجسم الحقيقي عن الكاسر المستوي
| حيث
| | | | | |
| | | | | | |
ن1 قرينة انكسار الوسط الذي يوجد به الضوء الوارد
| | | | | | |
| | | | | | |
ن2 قرينة انكسار الوسط الذي يوجد به الضوء المنكسر
| | | | | | |
|
|
نحصل على نفس النتائج في الحالة التي يكون فيها الجسم الحقيقي غير نقطي .
| | ملاحظة :
| | | |
| | |
بتطبيق مبدأ الرجوع العكسي للضوء على الحالة السابقة ( شكل 12 ) نستخلص ما يلي:
| | الجسم الوهمي :
| * | |
|
| | | | |
يعطي الكاسر المستوي لجسم وهمي ، يقع في وسط أشد كسرا ، خيالا حقيقيا واقعا في نفس الوسط وموجودا على مسافة أبعد من الجسم الوهمي بالنسبة للكاسر المستوي (الشكل 10).
| | | | |
| | | | |
تعطى هذه المسافة بالعلاقة:
| | | | |
ل2 = ن2/ن1 ل1
| | | | |
| | | | |
ل1 بعد الجسم الوهمي عن الكاسر المستوي
| حيث
| | | | |
ن1 قرينة انكسار الوسط الذي يوجد به الضوء الوارد
| | | | | |
ن2 قرينة انكسار الوسط الذي يوجد به الضوء المنكسر
| | | | | |
| | | | | |
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] | | |
|
عندما يكون الوسط ( 1 ) عبارة عن الهواء ( ن1 =1 ) يكون: ل2 = ن2 . ل1
| | ملاحظة :
| | | |
الخيال المعطى بواسطة كاسر مستوي في حالة جسم واقع في وسط أقل كسرا:
| ¤ |
| | |
يمكن باتباع نفس طريقة الدراسة السابقة ، الحصول على النتائج التالية:
| |
| | |
يعطي الكاسر المستوي لجسم حقيقي يقع في وسط أقل كسرا ، خيالا وهميا واقعا في نفس الوسط ، وموجودا على مسافة أبعد من الجسم الحقيقي بالنسبة للكاسر المستوي .
| | الجسم الحقيقي :
| * | |
|
| | | | |
تعطى هذه المسافة بالعلاقة :
| | | | |
ل2 = ن2/ن1 . ل1
| | | | |
 الثلاثاء 24 سبتمبر - 14:18 | المشاركة رقم: # |
|---|
| المعلومات | | الكاتب: | | اللقب: | عضو الجوهرة | الرتبه: | | | الصورة الرمزية |
| | البيانات | | عدد المساهمات : | 19645 | | تاريخ التسجيل : | 10/08/2013 | | رابطة موقعك : | https://ouargla30.ahlamontada.com |
| الإتصالات | | الحالة: | | | وسائل الإتصال: | |
| موضوع: رد: قانوني الانكسار
|
| |  |
