انعكاس الضوء وانكساره: ما يتألفان من أمثلة

انعكاس وانكسار الضوء ظاهرتان فيزيائيتان يمكن أن يتعرض لهما شعاع من الضوء. في الانعكاس ، يرتد شعاع الضوء عن سطح ، بينما في انكساره ، يغير شعاع الضوء الذي يمر من وسط إلى آخر زاوية انتشاره.

انعكاس الضوء	انكسار الضوء
تعريف	ظاهرة بصرية حيث يرتد شعاع الضوء عندما يصادف مادة.	ظاهرة بصرية حيث يغير شعاع الضوء اتجاهه عند المرور عبر وسيط ذي كثافة مختلفة.
عناصر	حادثة برق شعاع منعكس سطح عاكس خط اعتيادي زاوية السقوط زاوية الانعكاس	حادثة برق شعاع منكسر السطح بين الوسائط خط اعتيادي زاوية السقوط زاوية الانكسار
نصف	يحدث في نفس الوسط	يحدث على الحدود بين وسيطين مختلفين الكثافة
القوانين	الأشعة العادية والواقعة والمنعكسة في نفس المستوى زاوية السقوط = زاوية الانعكاس	الأشعة العادية والواقعة والمنكسرة في نفس المستوى معامل الانكسار للوسط 1 مرة جيب زاوية السقوط يساوي معامل الانكسار للوسط 2 ضعف جيب زاوية الانكسار: ن1. الخطيئة (α2) = ن2. الخطيئة (α2)
صفات	سرعة انتشار الضوء لا تتغير تردد الموجة الضوئية لا يتغير شدة الشعاع المنعكس أقل	تتغير سرعة انتشار الضوء. يعتمد ذلك على معامل الانكسار للوسط.
أمثلة	المشكال فرن شمسي المرايا تألق جوهرة هالة شمسية	صورة مزدوجة في أحواض السمك قش متقطع قياس الانكسار

ما هو انعكاس الضوء؟

انعكاس الضوء هو الظاهرة التي تحدث عندما نشعر بأن شعاع الضوء يرتد عن سطح ما.
ما يحدث في الواقع هو أن شعاع الضوء يرتد عندما يصطدم بوسيط آخر غير الذي يسافر إليه ، كما يحدث عندما ترتطم الكرة بالحائط.

في انعكاس الضوء ، يمكنك تمييز الشعاع الأصلي أو البرق الحادث والشعاع الذي يتم إرجاعه س شعاع منعكس. عند النقطة التي يلتقي فيها الحادث والأشعة المنعكسة ، يتم رسم خط وهمي عموديًا على السطح ، يُعرف باسم عادي.

بين الشعاع الساقط والعادي تتشكل زاوية السقوط ، وبين الشعاع العادي والشعاع المنعكس تتشكل زاوية الانعكاس. وبالتالي ، فإن الاتجاه الذي ينعكس فيه الضوء يعتمد على شكل السطح العاكس واتجاه الحزمة الساقطة.

للضوء تردد موجي وسرعة متساوية في كل من الشعاع الساقط والشعاع المنعكس. ومع ذلك ، فإن شدة الضوء المنعكس أقل من الضوء الساقط.

قوانين انعكاس الضوء

تشرح قوانين انعكاس الضوء انتشار شعاع الضوء عند إعادته. هناك قانونان:

• القانون الأول: الشعاع الساقط ، الطبيعي على السطح الساقط والشعاع المنعكس في نفس المستوى.

• القانون الثاني: زاوية السقوط α وزاوية الانعكاس β متساويتان. إذا كانت زاوية السقوط تساوي 30 درجة مئوية ، فإن زاوية الانعكاس تساوي 30 درجة مئوية. إذا كان الضوء يسقط بشكل عمودي ، فإن زاوية السقوط وزاوية الانعكاس تساوي 0 درجة مئوية ، وبالتالي فإن الضوء سوف ينعكس عكس اتجاه الانتشار.

أمثلة على انعكاس الضوء

يحدث انعكاس الضوء في الطبيعة في العديد من المواقف وبتطبيقات مختلفة.

فرن شمسي

في كثير من الأماكن ، تستخدم أشعة الشمس في الطهي ، من خلال أفران تعمل بالطاقة الشمسية ، مصممة بأسطح منحنية مصقولة تعكس وتركز الأشعة في مساحة صغيرة.
قام المركز الوطني الفرنسي للبحوث العلمية ببناء فرن شمسي في Odeillo لدراسة خصائص المواد في البيئات ذات درجة حرارة الشمس العالية. يعتمد هذا الفرن على تركيز الأشعة الشمسية بالانعكاس ، مما يحقق 1000 كيلووات لكل متر مربع.

تصوير المرآة

المرآة هي سطح أملس حيث ترتد أشعة الضوء وتتشكل الصورة عن طريق انعكاس الضوء. أكثر المرايا شيوعًا هي المرايا المسطحة المصنوعة من قطعة من الزجاج مغطاة من جانب واحد بالفضة أو نترات الألومنيوم.

المشكال

المشكال عبارة عن أداة بصرية تتكون من أنبوب به مرايا داخلية وقطع من الزجاج الملون. عندما يتم تدوير المشكال ، يتم تشكيل أشكال متنوعة متعددة الألوان نتيجة لانعكاس الضوء داخل اللعبة.

انعكاس داخلي كامل

الانعكاس الداخلي الكلي هو انعكاس خاص يمكن ملاحظته في الأحجار الكريمة ، مثل الماس. في هذه الحالة ، يدخل الضوء إلى الماس عند ميل بحيث تنعكس الأشعة داخل البلورة ، وترتد الأشعة على الوجوه الداخلية.

هالة شمسية

في بعض الأحيان يمكننا أن نرى دائرة منتشرة تحيط بالشمس. ينتج هذا عن انعكاس ضوء الشمس على سطح قطرات الماء العائمة في الغلاف الجوي.

ما هو انكسار الضوء؟

يحدث انكسار الضوء عندما يمر الضوء من وسط إلى آخر. إنها الظاهرة التي تفسر لماذا يبدو الجسم المستقيم منحنيًا عندما نضعه في الماء. ينحرف شعاع الضوء عند المرور إلى وسط مختلف عن الذي أتى منه.

يحدث انكسار الضوء عند السطح الفاصل لوسائط مختلفة الكثافة مثل الهواء والماء ، أو الهواء والزجاج ، مما يؤثر على سرعة التكاثر الضوء. سيكون الانحراف عن اتجاه الانتشار أكبر كلما زاد الاختلاف في سرعة الانتشار في الوسطين.

في انكسار الضوء ، يتم تمييز الشعاع الساقط والشعاع المنكسر. تتشكل زاوية السقوط بين الشعاع الساقط والخط العمودي. بينما بين الشعاع المنكسر والعادي ، تتشكل زاوية الانكسار.

كل وسيط له معامل الانكسار (ن) وهي العلاقة بين سرعة انتشار الضوء في الفراغ (ج) وسرعة انتشار الضوء في ذلك الوسط (v):

ن = ج / الخامس

يتناسب معامل الانكسار عكسياً مع سرعة الضوء في الوسط ؛ أي أنه كلما زاد معامل الانكسار ، قلت سرعة الانتشار والعكس صحيح. وبالتالي ، بالنسبة للزجاج والماء والبلاستيك ، يكون أكبر من 1 ؛ لا تحتوي على وحدات ، لأنها علاقة بين السرعات.

يمكن أن يحدث انكسار الضوء في وقت واحد مع الانعكاس. على سبيل المثال ، إذا سقط الضوء على وجه واحد من كتلة زجاجية ، فإنه ينعكس وينكسر عند حدود الهواء الزجاجي.

قوانين الانكسار (قانون سنيل ديكارت)

تشرح قوانين الانكسار كيفية حدوث هذه الظاهرة. كان الفيزيائي وعالم الرياضيات كريستيان هيغنز هو الذي استنتج هذه القوانين التي تم تلخيصها في:

• القانون الأول: الشعاع الساقط على السطح الفاصل بين وسيطين ، الشعاع العادي على السطح عند نقطة السقوط والشعاع المنكسر في نفس المستوى.
• القانون الثاني: مؤشرات الانكسار n₁ و ن₂، زاوية السقوط α₁ وزاوية الانكسار α₂ مرتبطة بالتعبير التالي:

ن₁. الخطيئة (α₂ ) = ن₂. الخطيئة (α₂)

عندما يسقط الضوء بشكل عمودي (زاوية السقوط تساوي 0) لا يوجد انحراف للضوء ، أي أن الشعاع الساقط يتبع مساره الخطي.

أمثلة على انكسار الضوء

يفسر انكسار الضوء العديد من الظواهر التي نواجهها في حياتنا اليومية. لنلق نظرة على بعض الأمثلة.

القشة المتقطعة

عندما يتم إدخال جسم مستقيم ، مثل قلم رصاص أو قش ، في كوب من الماء أو سائل آخر ، يبدو أنه ينكسر.

صورة مزدوجة في خزانات المياه

الماء له معامل انكسار مختلف عن الهواء. لذلك عندما نرى أشياء أو كائنات داخل حوض مائي ، يمكننا رؤية أكثر من صورة واحدة.

قياس الانكسار

يستخدم معامل الانكسار للمادة للإشارة إلى تركيز بعض المركبات. لهذا الغرض ، يتم استخدام أداة تسمى مقياس الانكسار ، حيث يتم وضع بضع قطرات من المحلول على سطح موشوري ، ويتم قياس زاوية الانكسار.

قد يثير اهتمامك أيضًا ظاهرة طبيعية.