التحصيلي

اختبار التحصيل الدراسي — المسار العلمي

الضوء والبصريات
٦

القسم ٦ · الضوء والبصريات — الموضوع ٦ من ١٠

انكسار الضوء وقانون سنل

الانكسار تغيّر مسار الضوء عند انتقاله بين وسطين شفافين مختلفي الكثافة الضوئية (تتغيّر سرعته وطوله الموجي، لا تردّده).

قانون سنل:

n₁ · sinθ = n₂ · sinθ

معامل الانكسار (n) لوسط = سرعة الضوء في الفراغ مقسومة على سرعته في الوسط:

n = cv
θ1θ2وسط أقل كثافةوسط أكثف
انكسار الضوء: الشعاع يقترب من العمود عند انتقاله إلى وسط أكثف (θ < θ₁)؛ قانون سنل n₁·sinθ = n₂·sinθ

وعند انتقال الضوء إلى وسط أقل كثافة يبتعد الشعاع عن العمود، عكس الحالة السابقة:

θ1θ2وسط أكثفوسط أقل كثافة
انكسار الضوء: الشعاع يبتعد عن العمود عند انتقاله إلى وسط أقل كثافة (θ > θ₁)؛ قانون سنل نفسه n₁·sinθ = n₂·sinθ
مثالوسطٌ شفافٌ سرعة الضوء فيه v = 2 × 10⁸ m/s؛ فما معامل انكساره؟
n = cv = 3 × 10⁸2 × 10⁸ = 1.5

💡 فائدة — الانكسار المزدوج عبر قطعة زجاج متوازية السطحين: عند مرور الضوء عبر لوحٍ زجاجيٍّ سطحاه متوازيان، ينكسر مرّتين: مرةً عند دخوله ومرةً عند خروجه. ولأنّ السطحين متوازيان يكون الشعاع الخارج موازيًا للشعاع الساقط (مع إزاحةٍ جانبيةٍ فقط)، وتتساوى الزوايا: زاوية السقوط = زاوية الخروج (θ₁ = θ₄)، وزاويتا الانكسار داخل الزجاج متساويتان (θ₂ = θ₃).

θ1θ2θ3θ4العمودزجاج
الانكسار المزدوج عبر لوحٍ زجاجيٍّ متوازي السطحين: الخطوط المتقطّعة هي الأعمدة المقامة، والأقواس تبيّن مواضع الزوايا. لاحظ أن الشعاع **ينكسر مقتربًا من العمود** داخل الزجاج (θ أصغر من θ₁)، ثم يخرج موازيًا للساقط، فيكون θ = θ و θ = θ

أمثلة على «انكسار الضوء وقانون سنل»

مثال ١

سرعة الضوء في وسط شفاف 2 × 10⁸ m/s، فما معامل انكسار هذا الوسط؟ (c = 3 × 10⁸ m/s)

توقّع الإجابة أولًا:

قدّام | منصة التدريب على اختبارات القدرات والتحصيلي وموهبة