انحراف الضوء في المنشور الثلاثي

انحراف الضوء في منشور مثلثي.

يحدث حيود الضوء في المنشور الثلاثي عندما يمر الضوء عبر المنشور ، أي أنه يسقط من جانب ويترك من الجانب الآخر ، وينحرف الضوء ؛ لذا قم بتغيير الاتجاه.
حيث يكون مسار الضوء الساقط على جانب واحد من المنشور الثلاثي عند الزاوية I1 في الهواء.
ينكسر الضوء في المنشور بزاوية الانكسار r1 ، ثم يضرب المنشور ، وينكسر مرة أخرى ، مما يجعله يخرج ويدخل عبر الوسيط الأول (الهواء) ، أي إلى أسفل (القاعدة).
نتيجة لذلك ، ينحرف الضوء عن مساره الأصلي بزاوية معينة α ، تسمى زاوية الانحراف.
مما يعني أن زاوية الانعراج (α): هي الزاوية بين امتداد الضوء الذي يسقط على المنشور وامتداد الضوء الذي يخرج من المنشور.
تتغير زاوية الانحراف α مع زاوية السقوط ، إذا رسمنا العلاقة بين زاوية الانحراف α وزاوية السقوط I1.
نجد أنه كلما زادت زاوية السقوط ، تقل زاوية الانحراف حتى الوصول إلى أدنى زاوية للسقوط ، ثم تحدث زيادة تدريجية.
هذا يعني أن هناك زاوية وقوع معينة تكون فيها زاوية الانحراف هي الأصغر ، والتي تسمى الحد الأدنى للانحراف Jmin.
ثم يكون مسار شعاع الضوء هو نفسه في كلا نصفي المنشور.

زاوية انحراف نهائية طفيفة

تعتمد الحد الأدنى لزاوية الانحراف النهائية على معامل الانكسار للمادة التي يتكون منها المنشور وزاوية رأسه ، في حالة المنشور الرفيع ، إذا كان له زاوية رأس صغيرة ولكن ليس أكثر من بضع درجات.
إذا تم وضعه أمام مصدر الضوء بحيث يسقط الضوء بشكل عمودي تقريبًا ، ستكون زاوية السقوط صغيرة وزاوية المغادرة وزاوية الانحراف أيضًا صغيرة.
هذه الزوايا صغيرة ، مما يعني أن المنشور دائمًا في الطرف السفلي للانحراف.
في هذه الحالة ، اكتب المعادلة التي لها علاقة بين كل من:
(الطرف السفلي للانحراف ومعامل الانكسار n زائد زاوية قمة المنشور A).

انحراف مسار شعاع الضوء.

ينكسر شعاع الضوء بالمرور عبر المنشور مرتين لأنه يمر عبر كلا الجانبين مقابل بعضهما البعض ؛ فيما يتعلق بهذا الشعاع فإنه ينحرف عن مساره الرئيسي بزاوية مقدارها معين تسمى (زاوية الانحراف α).

1_ زاوية رأس المنشور أ

الزاوية بين جانبي المنشور أي (الوجه المسقط) و (وجه الخروج) هي عكس قاعدة المنشور.

استخدم المنشور الثلاثي

يتم استخدامه في الكاميرات وكذلك في بعض الأدوات البصرية ، على سبيل المثال: المنظار ، وهو ما يعني عدسة الكاميرا تحت الماء.
يتم استخدامه لإضاءة الطابق السفلي وأيضًا في مناظير المجال للكشف عن أوسع منطقة مشاهدة ممكنة.

انحراف الضوء الأبيض

يشير مصطلح الضوء الأبيض إلى الضوء الذي يتم فيه الجمع بين جميع الألوان التي يتكون منها الطيف المرئي ، وهي:

الاحمر.
والبرتقالي
والأصفر
والأخضر.
والأزرق.
والنيلي.
والأرجواني

بينما يُطلق على الضوء الأبيض عادةً الضوء المرئي ، أو للتبسيط ، فإنه يسمح للأشخاص برؤية الأشياء من حولهم من مصدرهم (الشمس والنجوم وأنواع معينة من المصابيح).

تحليل الضوء الأبيض

ينتقل الضوء عبر أطوال موجية مختلفة وترددات مختلفة ، ولكل طول موجي سرعة محددة ، على سبيل المثال:

عندما ينتقل الضوء من وسيط إلى آخر ، تختلف السرعة ، على سبيل المثال: تختلف سرعة الضوء في الفراغ عن سرعة الهواء وسرعة الضوء في الماء أو الزجاج.
ينتشر الضوء في وسائط مختلفة ، وتنكسر الأطوال الموجية المختلفة أيضًا بزوايا مختلفة ، وكلما زاد تردد الموجة ، ستظل زاوية الانكسار أصغر ، والعكس صحيح.
يعتمد الانكسار على كلٍ من التردد والطول الموجي للموجة والمادة التي يتكون منها الوسط ، وتظهر هذه الانكسارات بزوايا مختلفة لترددات مختلفة.
مما يجعل سببًا لتوضيح أن ألوان الطيف المختلفة مرتبة وفقًا لطول الموجة: الأحمر هو أطول طول موجي ، يليه اللون البرتقالي وما إلى ذلك من الأصفر والأخضر والأزرق والنيلي وحتى البنفسجي.
يمكن العثور على هذه الألوان عن طريق انكسار الضوء أثناء مروره عبر منشور زجاجي.

العناصر التي قد تعجبك:

الوسط الحسابي في الإحصاء

المنطقة الجانبية من خط متوازي

تحويل من مليمتر إلى متر

تردد الضوء

بعد أن توصل العالم “ماكسويل” إلى مبدأ الموجات الكهرومغناطيسية ، يمكن تفسير جميع ظواهر الضوء ، بما في ذلك التردد والطول الموجي للضوء.
يعرف الطول الموجي على النحو التالي: هو المسافة بين نقطتين متقابلتين على موجات متتالية ، ويمكن للعين البشرية فقط رؤية أطوال موجية بين 400-700 نانومتر.
موجات الضوء لها ترددات عديدة ، إذا كانت طاقة الموجة تتناسب طرديا مع التردد ، أي كلما زاد تردد الضوء ، زادت الطاقة والعكس صحيح.
التردد هو عدد جميع الموجات التي تمر عبر نقطة معينة في الفضاء خلال فترة زمنية معينة ، عادةً ثانية واحدة ، ويتم قياسه بالهرتز.
تردد الضوء المرئي يسمى اللون ويقتصر بين الضوء الأحمر بتردد 430 تريليون هيرتز والضوء البنفسجي بتردد 750 تريليون هيرتز.
هناك أنواع أخرى من الموجات غير المرئية للإنسان مثل: موجات الراديو وأشعة جاما.
في يوم عاصف ، تعتبر أقواس قزح عندما يخترق ضوء الشمس غيوم المطر مثالًا على الضوء الأبيض الذي يتكسر إلى ألوانه المكونة.
يحدث هذا بسبب انكسار ضوء الشمس في قطرات المطر ، على غرار انكسار الضوء في المنشور.

طبيعة وخصائص الضوء.

بالنظر إلى الضوء على أنه البرق ، يمكن أن يفسر هذا كل ظواهر الضوء المعروفة ، وهي:

انعكاس.
تشتت؛
الانكسار.

1- انعكاس

في الانعكاس ، تسقط أشعة الضوء على سطح أملس وتنعكس من السطح.

زاوية الانعكاس تساوي زاوية السقوط ، أي عندما يصطدم الضوء بمرآة.

ولكن عندما تكون حالة السطح ، كما هو الحال في معظم الحالات ، في حالة سيئة.

زاوية الانعكاس لن تكون بالضبط نفس زاوية السقوط.

2- التشتت

خاصية التشتت سنرى أشعة ضوئية متناثرة ومتناثرة عند اصطدامها بسطح خشن ؛ سنرى انعكاس الضوء في كل الاتجاهات.
هذه من أهم الظواهر. عندما تحدث هذه الظاهرة.
على سبيل المثال: عندما يقرأ شخص ما من ورقة ، سيتمكن الشخص من قراءتها دون أي مشكلة.
حتى لو حدث واختلفت زاوية نظر العين على سطح الورقة.

3- الانكسار

تحدث ظاهرة انكسار الضوء عندما تمر أشعة الضوء عبر وسيطين شفافين ، كلاهما مختلف عن الآخر ، على سبيل المثال: الهواء والماء.
وعندما يحدث ذلك ، سوف يتسبب في اختلاف في سرعة الضوء.
وبالتالي ، فإن شعاع الضوء الساقط سينحرف بالقرب من الخط العمودي للسطح أو بعيدًا عنه.
ستعتمد زاوية الانكسار ، أي مقدار الانحناء ، على المادة التي يتكون منها الوسط.
على سبيل المثال: أحجار الماس البراقة.
ويرجع ذلك إلى انخفاض سرعة الضوء الذي يسقط عليه بشكل كبير عندما تنكسر الأشعة بداخله.

انحراف الموجات الكهرومغناطيسية

تعد موجات الضوء الأبيض جزءًا مهمًا من الطيف الكهرومغناطيسي.
الذي يتكون من موجات أخرى.
مثل: أشعة جاما ، والأشعة السينية ، والأشعة فوق البنفسجية ، والأشعة تحت الحمراء ، وموجات الراديو ، وأجهزة الميكروويف.
من بينها جميعًا ، لا يوجد سوى الضوء الأبيض الذي يمكن لأي شخص رؤيته دون اللجوء إلى أي وسيلة حديثة أخرى.