الرئيسية
أحدث الصور
دخول
التسجيل
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
إنعكاس وإنكسار الضوء
أولاً إنعكاس الضوء
هل سألت نفسك ما سبب تكون الظل للأجسام عند وقوعها فى مسار الضوء لوجود جسم معتم يحجب الأشعة الضوئية فلا يصل إليها الضوء فيتكون الظل .
ما سبب تكون صور مقلوبة للأشجار والمبانى على الطريق عند سقوط الأمطار بسبب انعكاس الضوء حيث ترتد موجات الضوء إلى نفس وسط السقوط عندما تقابل سطحاً عاكساً .
إنعكاس الضوء : هو إرتداد الأشعة الضوئية عندما تقابل سطح عاكس إلى نفس الوسط .
أهمية إنعكاس الضوء :
1- رؤية الإجسام المضيئة . 2- تكوين الصور فى المرايا العاكسة وتكبيرها وتوضيحها .
أنواع إنعكاس الضوء :
1- الأنعكاس المنتظم . 2- الأنعكاس غير المنتظم .
1- الأنعكاس المنتظم : هو إرتداد الأشعة الضوئية فى إتجاه واحد عندما تسقط على سطح مصقول .
مثال : المرآة المستوية – شريحة مستوية من الألمونيوم الرقيق (الفويل) .
2- الأنعكاس غير المنتظم : هو إرتداد الأشعة الضوئية فى عدة إتجاهات عندما تسقط على سطح خشن .
مثال : سطح ورقة شجر أو قطعة من الجلد .
عندما يسقط الضوء على جاكيت من الصوف فأنه ينعكس إنعكاساً غير منتظم فى عدة إتجاهات (علل)؟
ﺠ : لأنه سطح خشن .
ينعكس الضوء إنعكاس منتظم فى إتجاه واحد عند سقوطه على لوح من الأستانلس (علل)لأنه سطح مصقول.
لا يرى سطح المرآه النظيفة (علل) ؟
لأن سطحها يعكس الضوء بشكل منتظم .
يرى سطح المرآه الملوثة بالأتربة (علل) ؟
لأن سطحها يعكس الضوء بشكل غير منتظم .
ثانياً : قانونا الإنعكاس فى الضوء
القانون الأول : زاوية السقوط = زاوية الإنعكاس
القانون الثانى : الشعاع الضوئى الساقط والشعاع الضوئى المنعكس والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح العاكس ، تقع جميعاً فى مستوى واحد عمودى على السطح العاكس .
نشاط : للتعرف على قانونى الإنعكاس فى الضوء :
الخطوات :
أ- ضع المنقلة فى وضع عمودى على حافة مرآه مستوية موضوعة أفقياً
على سطح منضدة كما بالشكل.
ب- وجه شعاع ضوء قلم الليزر بحيث يلامس سطح المنقلة عند الزاوية 30 °
ويسقط على المرآه عند السقوط (أ) .
الملاحظة :-
1- الزاوية س المحصورة بين الشعاع الساقط والعمود المقام من نقطة
السقوط = 60° تسمى (زاوية السقوط )
2- زاوية الإنعكاس = 60 °
3- زاوية السقوط = زاوية الإنعكاس = 60 °
4- عند سقوط شعاع ضوئى بزاوية 45 ° تكون زاوية الإنعكاس 45 °
5- عند سقوط شعاع عمودياً على سطح المرآه فإنه ينعكس على نفسه
لأن زاوية السقوط = زاوية الإنعكاس = صفر
6- الشعاع الضوئى الساقط عمودياً على سطح عاكس يرتد على نفسه ،
لأن زاوية السقوط = زاوية الإنعكاس = صفر .
ثالثاً : تطبيقات تكنولوجية على إنعكاس الضوء
جهاز البيرسكوب :
أ- يستخدم فى الغواصات لمشاهدة ما يجرى فوق سطح الماء .
ب- فى مشاهدة الأحداث التى تجرى خلف جدار أو حاجز .
ج- مراقبة التفاعلات الكيميائية الخطيرة فى المعمل .
هل تعلم :
يمكن قياس المسافة بين الأرض والقمر عن طريق إنعكاس ضوء شعاع الليزر حيث يوجه من الأرض إلى سطح عاكس موضوع على سطح القمر ثم تحسب المسافة من العلاقة .
المسافة = الزمن × السرعة
2
2- الألياف الضوئية :
تدخل الألياف الضوئية فى المناظير الطبية وتستخدم فى :
1- تشخيص بعض الأمراض .
2- إجراء بعض العمليات الخطيرة بدون جراحة بإستخدام أشعة الليزر .
رابعاً : إنكسار الضوء
إنكسار الضوء : هو تغير مسار الضوء عند إنتقاله من وسط شفاف إلى وسط شفاف آخر مختلف عنه فى الكثافة الضوئية .
علل : عند إنتقال الضوء من وسط شفاف كالهواء إلى وسط شفاف كالزجاج فإنه ينكسر لإختلاف الكثافة الضوئية للوسط وهى تختلف لإختلاف سرعة الضوء فى الهواء عنها فى الزجاج .
الكثافة الضوئية للوسط : هى قدرة الوسط الشفاف على كسر الأشعة الضوئية .
نشاط : يوضح مفهوم إنكسار الضوء :
الأدوات :
متوازى مستطيلات من الزجاج الشفاف - ورقة بيضاء - قلم –
مسطرة - منقلة - قلم ليزر .
الخطوات :
أ- ضع متوازى المستطيلات على الورقة البيضاء وحدد محيطه بالقلم .
ب- أسقط شعاع من قلم الليزر عند نقطة السقوط (أ) على محيط متوازى
المستطيلات وحدد مساره بالقلم والمسطرة .
ج- حدد مسار الشعاع الخارج من نقطة الخروج (ب) على الوجه المقابل لمتوازى المستطيلات .
د- صل النقطتين (أ ، ب) بخط مستقيم يمثل الشعاع المنكسر .
هـ- إرسم خط رأس عند النقطتين (أ ، ب) يمثل العمود المقام من نقطة السقوط على السطح الفاصل .
الملاحظة :
1- عند إنتقال الشعاع الضوئى من الهواء إلى الزجاج ينكسر .
2- عند إنتقال الشعاع الضوئى من الزجاج إلى الهواء مرة أخرى ينكسرإيضاً ، ( لإختلاف الكقافة الضوئية فى الهواء عن الزجاج )
3- الزاوية المحصورة بين الشعاع الساقط والعمود المقام من نقطة (أ) - (زاوية سقوط)
4- الزاوية المحصورة بين الشعاع الساقط والعمود المقام من نقطة (أ) -(زاوية إنكسار)
5- الزاوية المحصورة بين الشعاع الساقط والعمود المقام من نقطة (ب) - (زاوية خروج)
الإستنتاج :
إنكسار الضوء : هو تغير مسار الضوء عند إنتقاله من وسط شفاف إلى وسط شفاف آخر مختلف عنه فى الكثافة الضوئية .
زاوية السقوط : هى الزاوية المحصورة بين الشعاع الضوئى الساقط والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح الفاصل .
زاوية الإنكسار: هى الزاوية المحصورة بين الشعاع الضوئى المنكسر والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح الفاصل .
زاوية الخروج : هى الزاوية المحصورة بين الشعاع الضوئى الخارج والعمود المقام من نقطة الخروج على السطح الفاصل .
قوانين إنكسار الضوء
أ- عند إنتقال شعاع ضوئى مائلاً من وسط أقل كثافة ضوئية (كالهواء) إلى وسط
أكبر كثافة ضوئية ( كالماء - الزجاج ) ماذا يحدث ؟
ينكسر الشعاع الضوئى مقترباً من العمود المقام على السطح الفاصل .
■ وتكون زاوية السقوط أكبر من زاوية الإنكسار .
ب- عند إنتقال شعاع من وسط أكبر كثافة ضوئية كالزجاج إلى وسط أقل كثافة
ضوئية كالهواء فإنه ينكسر مبتعداً عن العمود المقام من نقطة السقوط على السطح
الفاصل بين الوسطين .
■ وتكون زاوية السسقوط أقل من زاوية الإنكسار .
ج- إذا سقط شعاع ضوئى عمودياً على السطح الفاصل بين الماء
والهواء فإن الشعاع ينفذ على إستقامة دون أن يعانى أى إنكسار .
■ لأن زاوية السقوط = زاوية الإنكسار = صفر
علل : لا ينكسر الشعاع الساقط عمودياً على السطح الفاصل بين وسطين شفافين مختلفين فى الكثافة ؟
علل : عند النظر فى البحر نرى السمكة أحياناً فى موضعها الأصلى ؟
علل : تبدو قطعة المعدن الموضوعة فى كأس مملوءة بالماء أعلى من وضعها الحقيقى ؟
لإنكسار الضوء نتيجة إنتقاله من وسط شفاف أكبر كثافة ضوئية ( الماء ) إلى وسط شفاف آخر أقل كثافة ضوئية ( الهواء ) .
■ معامل الإنكسار المطلق (ن) :
هو النسبة بين سرعة الضوء فى الهواء وسرعته فى وسط شفاف آخر .
■ معامل الإنكسار المطلق لمادة الوسط (ن) = سرعة الضوء فى الهواء
سرعة الضوء فى الوسط
علل : معامل الإنكسار لأى مادة أكبر من الواحد الصحيح ؟
ﺠ : لأن سرعة الضوء فى الهواء أكبر من سرعة الضوء فى أى وسط شفاف آخر .
■■ ملاحظة : يرجع إنكسار الضوء إلى الإختلاف فى سرعة الضوء فى الأوساط الشفافة المختلفة .
■ معامل الإنكسار النسبى :
هو النسبة بين معامل الإنكسار المطلق لوسط ما ومعامل الإنكسار المطلق لوسط آخر .
تدريب
أحسب سرعة الضوء فى الزجاج إذا كانت سرعته فى الهواء 3 Χ 810 م / ث ومعامل الإنكسار المطلق للزجاج = 1.5 ؟
الحل
سرعة الضوء فى الزجاج = سرعة الضوء فى الهواء
معامل الإنكسار المطلق للزجاج
= 3 Χ 810 = 3 Χ 810 = 2 Χ 810 م / ث
1.5 1.5
تدريب
أحسب معامل إنكسار الماء إذا كانت سرعة الضوء فى الهواء 3 Χ 810 م / ث وسرعته فى الماء
2.25 Χ 810 م / ث ؟
خامساً : الزاوية الحرجة والإنعكاس الكلى
■ الزاوية الحرجة للوسط
هى الزاوية المتكونة عندما يكون مقدار زاوية الإنكسار فى الوسط الأقل كثافة ضوئية ( كالهواء ) 90 فإن زاوية السقوط فى الوسط الأكبركثافة ضوئية ( كالماء ) زاوية حرجة .
■ الإنعكاس الكلى :
هو إرتداد الأشعة إلى نفس الوسط إذا كان الشعاع الضوئى الساقط فى الوسط الأكبر كثافة ضوئية بزاوية أكبر من الزواية الحرجة لمادة الوسط .
نشاط : يوضح مفهوم الزاوية الحرجة والإنعكاس الكلى
ثبت مصدر ضوئى فى قاع حوض به ماء على أحد جانبيه
للتحكم فى زاوية سقوط شعاع ساقط .
■ الملاحظة : أ- عندما تكون زاوية سقوط الشعاع الضوئى :
أقل من 48.6 ° من وسط أكبر كثافة ضوئية (الماء ) ينكسر الشعاع الضوئى مبتعداً عن العمود المقام للسطح الفاصل زاوية الإنكسار أكبر من زاوية السقوط .
ب- أما عندما تساوى 48.6 ° من وسط أكبر كثافة ضوئية ( الماء )ينكسر الشعاع الضوئى مماساً للسطح الفاصل .
ج- أما عندما تكون أكبر من 48.6 ° من وسط أكبر كثافة ضوئية ( الماء ) يرتد الشعاع الساقط إلى نفس جهه سقوطه ( ينعكس الشعاع الضوئى بدلاً من إنكساره ويعرف بالإنعكاس الكلى ) .
سادساً : ظواهر طبيعية مرتبطة بإنعكاس الضوء وإنكساره
■ الظاهرة الأولى : رؤية الأجسام فى غير أشكالها الطبيعية
مثال : يظهر القلم المغمور جزء منه فى الماء وكأنه مكسور ( علل ) ؟
ﺠ : نتيجة إنكسارالضوء ( الأشعة الضوئية ) عند إنتقالها من وسط أكبر كثافة ضوئية ( كالماء ) إلى وسط أقل كثافة ضوئية ( كالهواء ) .
■ الظاهرة الثانية : رؤية الأجسام فى غير مواضعها الحقيقية
رؤية الأسماك فى موضع ظاهرى مرتفع قليلاً عن موضعها الحقيقى ( علل ) ؟
نتيجة إنكسار الأشعة الضوئية الصادرة عنها مبتعدة عن
العمود المقام حيث ترى العين إمتدادات هذه الأشعة المنكسرة .
معامل الإنكسار المطلق = العمق الحقيقى
العمق الظاهرى
مثال : وضعت قطعة من العملة إسفل لوح زجاجى فظهرت وكأنها على مسافة 4 سم علماً بأنها موضوعة على مسافة 6 سم أحسب معامل إنكسار الزجاج .
الحل
معامل إنكسار الزجاج = العمق الحقيقى = 6 = 1.5
العمق الظاهرى 4
■ الظاهرة الثالثة : السراب
ظاهرة السراب : ظاهرة طبيعية تبدو فيها الأجسام على جانبى الطريق
وكأنها مقلوبة على مسطح من المياة
ما سبب حدوث ظاهرة السراب ؟
عندما يسخن هواء الطرق الصحراوية وقت الظهيرة بسبب تيارات الحمل :
أ- يتكون عدة طبقات هوائية مختلفة فى درجة الحرارة .
ب- عند وجود جسم شجرة كما بالشكل تنكسر الأشعة عدة إنعكاسات متتالية عند إنتقالها من الطبقات العليا الباردة إلى الطبقات السفلى الساخنة .
ج- عند طبقة الهواء الساخن الملامسة للأرض مباشرة تظهر على هيئة مسطح مائى يحدث إنعكاساً كلياً للأشعة الصادرة من الجسم فتتكون له صورة خيالية معكوسة تقع أسفله تماما ً .
كيف يتكون قوس قزح عقب سقوط الأمطار مباشرة ؟
عند سقوط ضوء الشمس على بلورات الثلج أو قطرات الماء المعلقة فى الهواء عقب سقوط الأمطار ، تحدث مجموعة من الإنعكاسات والإنكسارات لضوء الشمس فيتحلل الضوء إلى ألوان الطيف السبعة ويعرف بأسم قوس قزح .
إنعكاس وإنكسار الضوء
أولاً إنعكاس الضوء
هل سألت نفسك ما سبب تكون الظل للأجسام عند وقوعها فى مسار الضوء لوجود جسم معتم يحجب الأشعة الضوئية فلا يصل إليها الضوء فيتكون الظل .
ما سبب تكون صور مقلوبة للأشجار والمبانى على الطريق عند سقوط الأمطار بسبب انعكاس الضوء حيث ترتد موجات الضوء إلى نفس وسط السقوط عندما تقابل سطحاً عاكساً .
إنعكاس الضوء : هو إرتداد الأشعة الضوئية عندما تقابل سطح عاكس إلى نفس الوسط .
أهمية إنعكاس الضوء :
1- رؤية الإجسام المضيئة . 2- تكوين الصور فى المرايا العاكسة وتكبيرها وتوضيحها .
أنواع إنعكاس الضوء :
1- الأنعكاس المنتظم . 2- الأنعكاس غير المنتظم .
1- الأنعكاس المنتظم : هو إرتداد الأشعة الضوئية فى إتجاه واحد عندما تسقط على سطح مصقول .
مثال : المرآة المستوية – شريحة مستوية من الألمونيوم الرقيق (الفويل) .
2- الأنعكاس غير المنتظم : هو إرتداد الأشعة الضوئية فى عدة إتجاهات عندما تسقط على سطح خشن .
مثال : سطح ورقة شجر أو قطعة من الجلد .
عندما يسقط الضوء على جاكيت من الصوف فأنه ينعكس إنعكاساً غير منتظم فى عدة إتجاهات (علل)؟
ﺠ : لأنه سطح خشن .
ينعكس الضوء إنعكاس منتظم فى إتجاه واحد عند سقوطه على لوح من الأستانلس (علل)لأنه سطح مصقول.
لا يرى سطح المرآه النظيفة (علل) ؟
لأن سطحها يعكس الضوء بشكل منتظم .
يرى سطح المرآه الملوثة بالأتربة (علل) ؟
لأن سطحها يعكس الضوء بشكل غير منتظم .
ثانياً : قانونا الإنعكاس فى الضوء
القانون الأول : زاوية السقوط = زاوية الإنعكاس
القانون الثانى : الشعاع الضوئى الساقط والشعاع الضوئى المنعكس والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح العاكس ، تقع جميعاً فى مستوى واحد عمودى على السطح العاكس .
نشاط : للتعرف على قانونى الإنعكاس فى الضوء :
الخطوات :
أ- ضع المنقلة فى وضع عمودى على حافة مرآه مستوية موضوعة أفقياً
على سطح منضدة كما بالشكل.
ب- وجه شعاع ضوء قلم الليزر بحيث يلامس سطح المنقلة عند الزاوية 30 °
ويسقط على المرآه عند السقوط (أ) .
الملاحظة :-
1- الزاوية س المحصورة بين الشعاع الساقط والعمود المقام من نقطة
السقوط = 60° تسمى (زاوية السقوط )
2- زاوية الإنعكاس = 60 °
3- زاوية السقوط = زاوية الإنعكاس = 60 °
4- عند سقوط شعاع ضوئى بزاوية 45 ° تكون زاوية الإنعكاس 45 °
5- عند سقوط شعاع عمودياً على سطح المرآه فإنه ينعكس على نفسه
لأن زاوية السقوط = زاوية الإنعكاس = صفر
6- الشعاع الضوئى الساقط عمودياً على سطح عاكس يرتد على نفسه ،
لأن زاوية السقوط = زاوية الإنعكاس = صفر .
ثالثاً : تطبيقات تكنولوجية على إنعكاس الضوء
جهاز البيرسكوب :
أ- يستخدم فى الغواصات لمشاهدة ما يجرى فوق سطح الماء .
ب- فى مشاهدة الأحداث التى تجرى خلف جدار أو حاجز .
ج- مراقبة التفاعلات الكيميائية الخطيرة فى المعمل .
هل تعلم :
يمكن قياس المسافة بين الأرض والقمر عن طريق إنعكاس ضوء شعاع الليزر حيث يوجه من الأرض إلى سطح عاكس موضوع على سطح القمر ثم تحسب المسافة من العلاقة .
المسافة = الزمن × السرعة
2
2- الألياف الضوئية :
تدخل الألياف الضوئية فى المناظير الطبية وتستخدم فى :
1- تشخيص بعض الأمراض .
2- إجراء بعض العمليات الخطيرة بدون جراحة بإستخدام أشعة الليزر .
رابعاً : إنكسار الضوء
إنكسار الضوء : هو تغير مسار الضوء عند إنتقاله من وسط شفاف إلى وسط شفاف آخر مختلف عنه فى الكثافة الضوئية .
علل : عند إنتقال الضوء من وسط شفاف كالهواء إلى وسط شفاف كالزجاج فإنه ينكسر لإختلاف الكثافة الضوئية للوسط وهى تختلف لإختلاف سرعة الضوء فى الهواء عنها فى الزجاج .
الكثافة الضوئية للوسط : هى قدرة الوسط الشفاف على كسر الأشعة الضوئية .
نشاط : يوضح مفهوم إنكسار الضوء :
الأدوات :
متوازى مستطيلات من الزجاج الشفاف - ورقة بيضاء - قلم –
مسطرة - منقلة - قلم ليزر .
الخطوات :
أ- ضع متوازى المستطيلات على الورقة البيضاء وحدد محيطه بالقلم .
ب- أسقط شعاع من قلم الليزر عند نقطة السقوط (أ) على محيط متوازى
المستطيلات وحدد مساره بالقلم والمسطرة .
ج- حدد مسار الشعاع الخارج من نقطة الخروج (ب) على الوجه المقابل لمتوازى المستطيلات .
د- صل النقطتين (أ ، ب) بخط مستقيم يمثل الشعاع المنكسر .
هـ- إرسم خط رأس عند النقطتين (أ ، ب) يمثل العمود المقام من نقطة السقوط على السطح الفاصل .
الملاحظة :
1- عند إنتقال الشعاع الضوئى من الهواء إلى الزجاج ينكسر .
2- عند إنتقال الشعاع الضوئى من الزجاج إلى الهواء مرة أخرى ينكسرإيضاً ، ( لإختلاف الكقافة الضوئية فى الهواء عن الزجاج )
3- الزاوية المحصورة بين الشعاع الساقط والعمود المقام من نقطة (أ) - (زاوية سقوط)
4- الزاوية المحصورة بين الشعاع الساقط والعمود المقام من نقطة (أ) -(زاوية إنكسار)
5- الزاوية المحصورة بين الشعاع الساقط والعمود المقام من نقطة (ب) - (زاوية خروج)
الإستنتاج :
إنكسار الضوء : هو تغير مسار الضوء عند إنتقاله من وسط شفاف إلى وسط شفاف آخر مختلف عنه فى الكثافة الضوئية .
زاوية السقوط : هى الزاوية المحصورة بين الشعاع الضوئى الساقط والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح الفاصل .
زاوية الإنكسار: هى الزاوية المحصورة بين الشعاع الضوئى المنكسر والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح الفاصل .
زاوية الخروج : هى الزاوية المحصورة بين الشعاع الضوئى الخارج والعمود المقام من نقطة الخروج على السطح الفاصل .
قوانين إنكسار الضوء
أ- عند إنتقال شعاع ضوئى مائلاً من وسط أقل كثافة ضوئية (كالهواء) إلى وسط
أكبر كثافة ضوئية ( كالماء - الزجاج ) ماذا يحدث ؟
ينكسر الشعاع الضوئى مقترباً من العمود المقام على السطح الفاصل .
■ وتكون زاوية السقوط أكبر من زاوية الإنكسار .
ب- عند إنتقال شعاع من وسط أكبر كثافة ضوئية كالزجاج إلى وسط أقل كثافة
ضوئية كالهواء فإنه ينكسر مبتعداً عن العمود المقام من نقطة السقوط على السطح
الفاصل بين الوسطين .
■ وتكون زاوية السسقوط أقل من زاوية الإنكسار .
ج- إذا سقط شعاع ضوئى عمودياً على السطح الفاصل بين الماء
والهواء فإن الشعاع ينفذ على إستقامة دون أن يعانى أى إنكسار .
■ لأن زاوية السقوط = زاوية الإنكسار = صفر
علل : لا ينكسر الشعاع الساقط عمودياً على السطح الفاصل بين وسطين شفافين مختلفين فى الكثافة ؟
علل : عند النظر فى البحر نرى السمكة أحياناً فى موضعها الأصلى ؟
علل : تبدو قطعة المعدن الموضوعة فى كأس مملوءة بالماء أعلى من وضعها الحقيقى ؟
لإنكسار الضوء نتيجة إنتقاله من وسط شفاف أكبر كثافة ضوئية ( الماء ) إلى وسط شفاف آخر أقل كثافة ضوئية ( الهواء ) .
■ معامل الإنكسار المطلق (ن) :
هو النسبة بين سرعة الضوء فى الهواء وسرعته فى وسط شفاف آخر .
■ معامل الإنكسار المطلق لمادة الوسط (ن) = سرعة الضوء فى الهواء
سرعة الضوء فى الوسط
علل : معامل الإنكسار لأى مادة أكبر من الواحد الصحيح ؟
ﺠ : لأن سرعة الضوء فى الهواء أكبر من سرعة الضوء فى أى وسط شفاف آخر .
■■ ملاحظة : يرجع إنكسار الضوء إلى الإختلاف فى سرعة الضوء فى الأوساط الشفافة المختلفة .
■ معامل الإنكسار النسبى :
هو النسبة بين معامل الإنكسار المطلق لوسط ما ومعامل الإنكسار المطلق لوسط آخر .
تدريب
أحسب سرعة الضوء فى الزجاج إذا كانت سرعته فى الهواء 3 Χ 810 م / ث ومعامل الإنكسار المطلق للزجاج = 1.5 ؟
الحل
سرعة الضوء فى الزجاج = سرعة الضوء فى الهواء
معامل الإنكسار المطلق للزجاج
= 3 Χ 810 = 3 Χ 810 = 2 Χ 810 م / ث
1.5 1.5
تدريب
أحسب معامل إنكسار الماء إذا كانت سرعة الضوء فى الهواء 3 Χ 810 م / ث وسرعته فى الماء
2.25 Χ 810 م / ث ؟
خامساً : الزاوية الحرجة والإنعكاس الكلى
■ الزاوية الحرجة للوسط
هى الزاوية المتكونة عندما يكون مقدار زاوية الإنكسار فى الوسط الأقل كثافة ضوئية ( كالهواء ) 90 فإن زاوية السقوط فى الوسط الأكبركثافة ضوئية ( كالماء ) زاوية حرجة .
■ الإنعكاس الكلى :
هو إرتداد الأشعة إلى نفس الوسط إذا كان الشعاع الضوئى الساقط فى الوسط الأكبر كثافة ضوئية بزاوية أكبر من الزواية الحرجة لمادة الوسط .
نشاط : يوضح مفهوم الزاوية الحرجة والإنعكاس الكلى
ثبت مصدر ضوئى فى قاع حوض به ماء على أحد جانبيه
للتحكم فى زاوية سقوط شعاع ساقط .
■ الملاحظة : أ- عندما تكون زاوية سقوط الشعاع الضوئى :
أقل من 48.6 ° من وسط أكبر كثافة ضوئية (الماء ) ينكسر الشعاع الضوئى مبتعداً عن العمود المقام للسطح الفاصل زاوية الإنكسار أكبر من زاوية السقوط .
ب- أما عندما تساوى 48.6 ° من وسط أكبر كثافة ضوئية ( الماء )ينكسر الشعاع الضوئى مماساً للسطح الفاصل .
ج- أما عندما تكون أكبر من 48.6 ° من وسط أكبر كثافة ضوئية ( الماء ) يرتد الشعاع الساقط إلى نفس جهه سقوطه ( ينعكس الشعاع الضوئى بدلاً من إنكساره ويعرف بالإنعكاس الكلى ) .
سادساً : ظواهر طبيعية مرتبطة بإنعكاس الضوء وإنكساره
■ الظاهرة الأولى : رؤية الأجسام فى غير أشكالها الطبيعية
مثال : يظهر القلم المغمور جزء منه فى الماء وكأنه مكسور ( علل ) ؟
ﺠ : نتيجة إنكسارالضوء ( الأشعة الضوئية ) عند إنتقالها من وسط أكبر كثافة ضوئية ( كالماء ) إلى وسط أقل كثافة ضوئية ( كالهواء ) .
■ الظاهرة الثانية : رؤية الأجسام فى غير مواضعها الحقيقية
رؤية الأسماك فى موضع ظاهرى مرتفع قليلاً عن موضعها الحقيقى ( علل ) ؟
نتيجة إنكسار الأشعة الضوئية الصادرة عنها مبتعدة عن
العمود المقام حيث ترى العين إمتدادات هذه الأشعة المنكسرة .
معامل الإنكسار المطلق = العمق الحقيقى
العمق الظاهرى
مثال : وضعت قطعة من العملة إسفل لوح زجاجى فظهرت وكأنها على مسافة 4 سم علماً بأنها موضوعة على مسافة 6 سم أحسب معامل إنكسار الزجاج .
الحل
معامل إنكسار الزجاج = العمق الحقيقى = 6 = 1.5
العمق الظاهرى 4
■ الظاهرة الثالثة : السراب
ظاهرة السراب : ظاهرة طبيعية تبدو فيها الأجسام على جانبى الطريق
وكأنها مقلوبة على مسطح من المياة
ما سبب حدوث ظاهرة السراب ؟
عندما يسخن هواء الطرق الصحراوية وقت الظهيرة بسبب تيارات الحمل :
أ- يتكون عدة طبقات هوائية مختلفة فى درجة الحرارة .
ب- عند وجود جسم شجرة كما بالشكل تنكسر الأشعة عدة إنعكاسات متتالية عند إنتقالها من الطبقات العليا الباردة إلى الطبقات السفلى الساخنة .
ج- عند طبقة الهواء الساخن الملامسة للأرض مباشرة تظهر على هيئة مسطح مائى يحدث إنعكاساً كلياً للأشعة الصادرة من الجسم فتتكون له صورة خيالية معكوسة تقع أسفله تماما ً .
كيف يتكون قوس قزح عقب سقوط الأمطار مباشرة ؟
عند سقوط ضوء الشمس على بلورات الثلج أو قطرات الماء المعلقة فى الهواء عقب سقوط الأمطار ، تحدث مجموعة من الإنعكاسات والإنكسارات لضوء الشمس فيتحلل الضوء إلى ألوان الطيف السبعة ويعرف بأسم قوس قزح .
