الضوء ضروري لإتمام عملية الرؤية لدى الكائنات الحية على اختلافها، كما إنه ضروري في عملية البناء الضوئي لدى النباتات والتي ينتج عنها غذاء النبات إضافة إلى الأكسجين، والضوء عبارة عن إشعاع كهرومغناطيسي يكون مرئي للعين المجردة، ويتراوح الطول الموجي للضوء المرئي ما بين أربعمائة نانو ميتر وسبعمائة نانو ميتر.
انكسار الضوء
- انكسار الضوء ظاهرة فيزيائية عبرت عنه الفيزياء بأنه ظاهرة انحراف الشعاع الضوئي عن مساره عند عبوره السطح الفاصل بين وسطين شفافين مختلفين كما أنها تغير في موجات الضوء ونظام الحركة التي تحدثها الموجات في الوسط المادي وجزيئات هذا الوسط فتحدت حركة ذات نظام معين تنتقل عبرها الطاقة وعندما تنتقل إلى وسط آخر مختلف في الكثافة فتغير الاتجاه بسبب تغير سرعتها وتتغير سرعة موجتها بسبب تقيد حركة الموجات في الوسط الأكبر كثافة فتبطء سرعتها وزيادة الحرية في الانتقال عبر الوسط الأقل.
- يحصل عند انتقال الموجة من وسط ذي معامل انكسار ما إلى وسط ذي معامل انكسار مختلف.
- يحصل الانكسار عند الحد بين الوسطين. وعند الانكسار يتغير الطول الموجي ولكن التردد يبقى ثابتا.
- من الامثلة على الانكسار الموجي تغيّر اتجاه الضوء عند مروره عبر قطعة زجاجية.
معلومات عن انكسار الضوء
- يعرف انكسار الضوء على أنه أحد الظواهر الفيزيائية التي عرفتها الفيزياء الكلاسيكية والتي تحدث نتيجة اختلاف سرعة الضوء في كل وسط يعبر من خلاله.
- تكون سرعة الضوء أكبر ما يمكن في الهواء، كما أنها تقل في الزجاج. يحدث انكسار الضوء نتيجة حدوث تغير في اتجاه الشعاع الضوئي وذلك عند اجتيازه السطح الذي يفصل بين وسطين مختلفين ويكونان شفافين ومختلفين في الكثافة.
- يعبر الشعاع الضوئي الساقط عن ذلك الشعاع الذي يتجه نحو السطح الفاصل، بحيث يقابله في نقطة السقوط.
- يعبر مصطلح الشعاع الضوئي المنكسر عن المسار الجديد الذي اتخذه الشعاع الضوئي في الوسط الثاني وذلك بعد نفاذه من السطح الفاصل بين الوسطين.
- زاوية الانكسار فإنها تعبر عن تلك الزاوية المحصورة بين الشعاع الضوئي المنكسر والعمود المقام من نقطة السقوط ويكون ذلك على السطح الفاصل بين الوسطين.
- إن حدوث زيادة في زاوية السقوط يؤدي إلى ازدياد زاوية الانكسار.
- يلاحظ بأنه عند سقوط الضوء على السطح الفاصل بصورة عمودية فإنها تنفذ دون أن تنكسر.
انكسار الضوء في العدسات
- العدسة هي وسائل بصرية لانكسار الضوء أثناء مروره بها، وتصنع من مواد شفافة أيزوتروبية كالزجاج، ولها أسطح كروية حيث يكون سطحا العدسة إما متساويا الإنحناء أو مختلفي الإنحناء، وذلك طبقا للغرض الذي تستخدم العدسة لأجله، ويعرف الخط الواصل بين مركزي الإنحناء في العدسة الواحدة باسم "محور العدسة".
- تكون العدسات ذات تقعر أو تحدب في أحد سطحيها أو كليهما، حيث تحدث انكسارا في الأشعة الضوئية الساقطة على أحد وجهيها. وتستخدم العدسة المحدبة لتجميع الأشعة الضوئية في البؤرة. بينما تستخدم العدسة المقعرة لتفريق الأشعة، وللعدسة المقعرة أيضا بؤرة تخيلية.
فوائد انكسار الضوء
يستعمل قانون انكسار الضوء في العديد من المجالات الموجودة في الحياة اليومية نذكر منها ما يلي:
- يستعمل في مجال البصريات وطب العيون.
- العمليات المستعملة لتتبع الأشعة والموجات الضوئية. يفيد بشكل كبير في إجراء التجارب البصرية واختباراتها. يستعمل في المساعدة على فهم ودراسة علم الأحجار الكريمة وكيفية معرفة قرينة الانكسار في الحجر للوصول إلى مادة معينة موجودة فيه يمكن الاستفادة منها في أمر معين.
قوانين انكسار الضوء
- يشترط قانون انكسار الضوء ويسمى قانون سنل على أنّ الارتباط بين جيب زاوية السقوط أو الانكسار في وسطين متباينين تكون متساوية لنسبة السرعتين في الوسطين، كما يُمكن الاصطلاح عنه كالآتي(جاهـ1/جاهـ2)=(ع1/ع2)=(ن1/ن2) :- هـ1: يرمز بها للزاوية التي يتشكل عندها سقوط الموجات الضوئية من الوسط الأول إلى الوسط الثاني. هـ2: ويقصد بها زاوية انكسار الضوء التي تتشكل بها الموجات في الوسط الثاني. ع1: يرمز إلى سرعة الموجات الضوئية للوسط الأول. ع2: يرمز إلى سرعة الموجات الضوئية للوسط الثاني. ن1: هو معامل انكسار الضوء في لوسط الأول. ن2: هو معامل انكسار الضوء في الوسط الثاني.
المراجع:
https://ar.wikipedia.org
https://sotor.com
https://shms.sa