ما هو السطح الفاصل بين وسطين؟

1 إجابة واحدة

السطح الفاصل بين وسطين، بالمختصر هو نقطة نهاية الوسط الأول وبداية الوسط الثاني، وهو النقطة التي تتغير عندها خواص الأجسام والتي تعبر هذين الوسطين، بسبب تغير خواص كل منهما، وهو المكان الذي يحدث فيه انسكار الصوت، عند مرور أمواجه بين وسطين، بسبب الاختلاف في خواصهما.

تتأثر جميع الأمواج في الطبيعة بالأوساط التي تعبر من خلالها، إن كانت هذه الأمواج ذات طبيعةٍ اهتزازية ميكانيكية مثل الصوت، أو كانت كهرومغناطيسية مثل الضوء وبقية الأشعة، وتمتلك جميع الأوساط كثافاتٍ مختلفةٍ وطبيعةٍ معينةٍ، وينعكس ذلك الأمر على مسار عبور الأمواج من خلال تلك الأوساط، فهناك ظاهرةٌ فيزيائيةٌ موصوفةٌ بصيغةٍ رياضيةٍ تصف التغير الذي يحصل بمسار الأمواج بكافة أشكالها عند مرورها ما بين وسطين مختلفين تدعى: قانون الانكسار أو قانون (سنيلس)، وهو عبارة عن العلاقة الرياضية التي تربط بين زاوية السقوط والانكسار للأمواج أثناء عبورها بالوسطين وسرعة الأمواج ما بين الوسطين ومعامل الانكسار لكل وسط .

صيغة القانون: Q1/Q2 =V1/V2 = N1/N2

 

حيث:

  • Q1: زاوية سقوط الموجة من الوسط الأول.
  • Q2: زاوية انعكاس الموجة داخل الوسط الثاني.
  • V1: سرعة الموجة في الوسط الأول.
  • V2: سرعة الموجة في الوسط الثاني.
  • N1: معامل انكسار الوسط الأول.
  • N2: معامل انكسار الوسط الثاني.

كلما ارتفع معامل الانكسار الخاص بالوسط يدل ذلك على أن سرعة الضوء في هذا الوسط أقل، إذا تكون زاوية الانكسار أصغر وأقل من زاوية السقوط، وذلك باعتبار أن النسبة تبقى ثابتة.

يعرف عادة معامل الانكسار القياسي للفراغ مجازًا أنه يساوي الـ 1، وذلك لأن سرعة الضوء في الفراغ هي السرعة الأعلى من أي وسطٍ آخر، حيث نرى أن معامل الانكسار في الماء : 1.33، وفي الهواء : 1.0003، وفي الزجاج 1.5 .

يمكن استخدام قانون لينز في العديد من التطبيقات العلمية، حيث تخضع العدسات المقربة والمبعدة والنظارات وأجهزة التصوير لهذا القانون بشكل مباشر، فيمكن تصميم انحناءات السطح الخارجي للعدسات لتصبح مقربة، حيث تقوم العدسات المقعرة مثلًا بكسر الأشعة الآتية من بعيد إلى الخارج وبالتالي تبدو الأشياء للعين كأنها أقرب. أما العدسات المحدبة فإنها تكسر الأشعة نحو الداخل، بالتالي تبدو الأجسام القريبة وكأنها بعيدة بالنسبة للعين البشرية. كما تعتمد بعض الأجهزة المتطورة أيضا على قانون انعكاس الأشعة مثل المناظير الطبية التي تستخدم في عمليات التنظير.

تستخدم الخاصية التي تدعى بالانعكاس الكلي أيضًا في نقل الأشعة الضوئية عبر الألياف الضوئية إلى مسافاتٍ طويلةٍ جدًا، حيث يحصل الانعكاس الكلي وفق شرطين هما:

  • أن يكون هناك اختلاف في معامل الانكسار بين وسطين.
  • أن تكون زاوية السقوط أكبر من الزاوية الحرجة.

ومن الظواهر الأخرى التي تمت ملاحظتها في قانون الانعكاس، ظاهرة تشتت اللون الأبيض إلى ألوان الطيف المرئي، حيث يعود الفضل في هذا الاكتشاف إلى جهود العالم نيوتن أثناء مراقبته سلوك الضوء ومبدأ الانكسار، حيث اكتشف حينها أن مؤشر الانكسار يتناسب عكسيًا مع السرعة، وبمعنى آخر أن الأطوال الموجية المختلفة تختلف معاملات انكسارها نتيجة الاختلاف في طول الموجة، ففي الزجاج مثلًا يكون مؤشر انكسار الضوء الأحمر (الأطول) أقل بنسبة 1 % من الضوء البنفسجي (الأقصر).

تعد إحدى أبسط الأمثلة الحية عن ظاهرة التشتت اللوني هو قوس قزح الذي يحصل أثناء وجود ضوء الشمس مع تساقط المطر، حيث ينكسر الضوء وينعكس داخل آلاف قطرات المطر كروية الشكل وينتج عن ذلك تشتت  اللون الأبيض إلى ألوان الطيف.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هو السطح الفاصل بين وسطين؟"؟