ما هو قانون الانكسار الثاني في الفيزياء؟

1 إجابة واحدة

عندما ينتقل الضوء من وسط إلى وسط آخر فإنه ينكسر أو ينحني، ونستطيع من خلال قانون الانكسار تحديد مدى الانحناء للضوء ويسمى هذا القانون بقانون الانكسار الثاني أو قانون “Snell” نسبة إلى العالم الذي اكتشفه عام 1621.

كما هي الحال في الانعكاس، فإن الانكسار يتضمن الزوايا التي يشكلها الشعاع الساقط مع سطح الانكسار والأشعة المنكسرة عند نقطة الانكسار. ويعتمد الانكسار على الوسط الذي تعبر خلاله الأشعة الضوئية. وقانون سنيل موضح بالمعادلة التالية:

(n1*sin(o1)=n2*sin(o2

  • n1 معامل الانكسار للوسط الأول
  • n2 معامل الانكسار للوسط الثاني
  • O1 زاوية الورود
  • O2 زاوية الانكسار

وفي الانكسار كما في الانعكاس نقيس الزوايا بالنسبة إلى السطح، وهي مؤشرات الانكسار n عند نقطة التلامس، وفي هذا الجدول نذكر معاملات الانكسار للعديد من المواد، مع ملاحظة أن القيم بالنسبة للضوء ذو الطول الموجي 600 نانو متر.

معامل الانكسار الوسط
1,00029  الهواء (1 ضغط جوي، 0 درجة الحرارة)
1,33 الماء (20 درجة مئوية)
1،52 زجاج التاج
1،66 زجاج الصوان

لنفترض أننا سلطنا الضوء الذي طول موجته 600 نانومتر من الماء إلى الهواء، بحيث بحيث تكون الزاوية 30 درجة فإذا أردنا إيجاد الزاوية x بحسب قانون سنيل:

1.33sin(30)= 1.00029 x

X=41

يوضح قانون سنيل أن معاملات الضوء n1 و n2 وزوايا الورود a1 وa2 في الانكسار بين وسطين من خلال المعادلة التالية:

(n1\n2 =sin(a2)\sin(a1

وهذه النسبة تبقى ثابتة لأي طول موجي n1\n2، نظرًا لأن النسبة المعينة من الضوء ثابتةP وبالتالي فإن نسبة الجيبين للزوايا تبقى ثابتة وبالتالي فإن مسار الشعاع الضوئي ينحني نحو الطبيعي عندما يدخل الشعاع إلى المادة بمؤشر انكسار أعلى من الذي يخرج منه، ولأن مسار شعاع الضوء بالإمكان عكسه، ينحني الشعاع بعيدًا عن الطبيعي عند دخول مادة ذات معامل انكسار أقل.

بالنسبة لسبب انكسار الضوء عند الانتقال من وسط إلى آخر فإن كل نقطة على جهة موجية من الضوء هي مصدر موجات جديدة حيث أن شعاع متوازي يتكون من الأشعة يقع على سطح حدودي، وتكون سرعة الضوء في الوسط الأول أكبر منها في الوسط الثاني، ويكون نصف قطر الموجات في الوسط الأول أكبر من نصف قطر الموجة في الوسط الثاني.

تعتمد الألياف الضوئية بالكامل على مبدأ الانعكاس الداخلي الكلي، فالألياف الضوئية عبارة عن خيط مرن من الزجاج، عادة ما يتكون كبل الألياف الضوئية من عدد من الخيوط كل منها يحمل إشارة تتكون من نبضات ضوء الليزر ينتقل الضوء على طول الألياف الضوئية مما ينعكس على جدران الألياف مع الألياف المستقيمة أو المنحنية بسلاسة، فيضرب الضوء الجدار بزاوية أعلى من الزاوية الحرجة وينعكس ذلك من جديد في الألياف، وعلى الرغم من أن الضوء يخضع لعدد كبير من الانعكاسات عند انتقاله على طول الألياف فإنه لا يتم فقد أية كمية من الضوء.

ولأن الضوء ينكسر عند انتقاله بين الأوساط فإن الأشياء التي ننظر إليها عبر الأوساط تبدو وكأنها غيرت مكانها الفعلي، وعلى سبيل المثال عندما تنظر إلى جسم ما موضوع أسفل كوب الماء فإنه يبدو إليك أقرب مما هو عليه في الحقيقة وهو ما يسمى بالعمق الظاهري والذي يرتبط بالعمق الحقيقي من خلال القانون التالي:

(D~= d (n2\n1

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هو قانون الانكسار الثاني في الفيزياء؟"؟