هل يغير الانكسار السرعة: كيف ، لماذا ، متى ، حقائق مفصلة

هل الانكسار يغير السرعة؟ بالتأكيد ، سوف يغير الانكسار السرعة عند الانتقال من وسط إلى آخر.

كيف تعرف أن الانكسار يغير السرعة؟ عندما ينتقل الضوء من وسط نادر إلى وسط أكثر كثافة ، ستتغير السرعة وستعرف بالتأكيد ما إذا كان شعاع الانكسار يتحرك باتجاه الوضع الطبيعي أم بعيدًا عنه.

لفهم هذه الظاهرة بشكل أفضل ، يجب أن نستخدم مثالًا من العالم الحقيقي ونطبق نفس المفاهيم هنا. عربة بعجلات من جميع حوافها تُحفظ على طريق خرساني. ماذا سيحدث إذا تم نقل هذه العربة إلى منطقة العشب عند الضغط عليها بقوة ثابتة؟

عندما يتم نقل العربة إلى العشب ، ستزداد السرعة وتتحرك في نفس الاتجاه ، ولكن فقط إذا كان يبدو أن الاتجاه الأصلي متعامد. خلاف ذلك ، قد تختلف السرعة وفقًا للاتجاه المعني.

الآن يتم نقل العربة من الطريق الخرساني إلى منطقة العشب بزاوية. قد نرى تغييرًا في اتجاه العربة. سوف تتباطأ العجلة التي تدخل سطح العشب ، مما يتسبب في دخول العجلة الأخرى إلى منطقة العشب أيضًا. إذن ، ستتحرك العجلة تمامًا نحو اليمين.

الآن وبعد أن العجلات الأمامية للعربة لها spe مختلفةeds مقارنة بتلك الموجودة على الطريق الخرساني. مع السرعة الثابتة ، ستتحرك العربة في نفس اتجاه العجلات الأمامية. هذا مشابه لموجات الضوء في وسط مختلف.

كيف الانكسار يغير السرعة؟

أعطى الشرح الوارد في القسم أعلاه فيما يتعلق بموضوع سرعة تغيير الانكسار ، مع المثال ، وجهة نظر أولية حول السرعات المتغيرة في الوسائط المختلفة.

نحتاج الآن إلى التعامل مع السؤال التالي حول كيف يغير الانكسار السرعة. باستخدام نفس المثال السابق ، سنرى كيف تسير العملية. عندما يتم نقل عربة من الطريق الخرساني إلى منطقة العشب ، تتغير سرعة العربة.

هذا هو الحال مع انكسار الضوء إذا انتقل من وسيط نادر إلى وسط أكثر كثافة ويشكل وسطًا أكثر كثافة إلى وسيط نادر. ال اتجاه الانكسار يتحدد عندما يتحرك نحو الوضع الطبيعي أو بعيدًا عن الوضع الطبيعي.

مثل عندما قلنا أن عجلات العربة ستخفض سرعتها عندما تدخل منطقة العشب ؛ بالمثل ، فإن سرعة الانكسار سوف ينخفض ​​عندما يترك الوسيط الأكثر ندرة ويدخل في الوسط الأكثر كثافة.

الحالة التالية هي أنه عندما تتحرك العربة من منطقة العشب إلى الطريق الخرساني ، فإن العجلة ستغير بلا شك سرعتها وتتحرك من الوضع الطبيعي الذي يمكن تخيله على السطح.

وبالمثل، فإن سيغير الانكسار سرعته عندما يدخل إلى الوسط الأكثر ندرة بعد ترك الوسط الأكثر كثافة. هنا أيضًا ، ستنقص السرعة الخطيئة فهي تغير اتجاهها من الاتجاه الأصلي ، أي عندما تتحرك بعيدًا عن الطبيعي إلى السطح.

لماذا يغير الانكسار السرعة؟

عوامل معينة تغير سرعة الضوء من حيث الانكسار. دعونا نستخدم نفس المثال السابق ونفهم هذا بشكل أفضل.

على سبيل المثال ، العربة التي تتحرك من الطريق الخرساني إلى منطقة العشب تشهد تغيرًا في السرعة والاتجاه. فلماذا تتغير سرعة الانكسار؟ والسبب أنه يتم تطبيق المقاومة على عجلات العربة عند دخولها منطقة العشب.

توفر المنطقة العشبية مقاومة أكبر من الطريق الخرساني ، لذلك عندما تلمس العجلة الأولى للعربة العشب بسبب المقاومة ، ستتغير السرعة ، مما يتسبب في تغيير سرعة بقية العجلات.

وبالمثل ، عندما يدخل شعاع الضوء إلى الوسط الأكثر كثافة من الوسط الأكثر ندرة ، ستتغير سرعة الانكسار ، وتغير السرعة أيضًا. السبب هو أن معامل الانكسار يختلف باختلاف الوسط.

الانكسار يغير سرعته لأنه مرة واحدة يدخل الضوء إلى وسط آخر، ستغير السرعة وفقًا للمتوسط ​​الذي تنتقل إليه. لذلك سينتهي الأمر بطول موجة إما أقصر أو أطول بناءً على الوسط والتغير في السرعة.

يلعب معامل الانكسار دورًا حيويًا حيث يساعد في تغيير اتجاه الموجة الضوئية وسرعتها. اعتمادًا على المؤشر الذي سيزيد أو ينقص سرعة ملف ضوء موجة.

هل يغير سرعة الانكسار
شعاع الضوء يبتعد عن الطبيعي

متى يتغير الانكسار السرعة؟

تعني كلمة الانكسار بحد ذاتها تغييراً في اتجاه دخول الموجة الضوئية إلى وسط عن آخر.

عندما تدخل الموجة الضوئية إلى الوسط الأكثر كثافة من الوسط الأكثر ندرة ، فإن المجموعة الأولى من الحزم التي تلامس الوسط الأكثر كثافة ستغير السرعة على الفور. أي أن سرعة الشعاع ستنخفض.

سوف يتسبب ذلك في تغيير بقية الحزمة من سرعتها وفقًا لذلك عندما تكون في الوسط الأكثر كثافة الآن. يلعب سطح الوسط دورًا مهمًا في تغيير سرعة واتجاه دخول الموجة الضوئية.

أيضا ، إذا كان ينتقل شعاع الضوء في الاتجاه العمودي بالنسبة إليها ، ستزداد السرعة وتستمر في التحرك في نفس اتجاه السرعة الأصلية. وسيساعد الوسط الذي ينتقل فيه الضوء في تغيير الكمية ، مثل السرعة وطول الموجة.

وبالمثل ، عندما تنتقل الموجة الضوئية من وسط أكثر كثافة إلى وسط نادر ، ستزداد السرعة وتتحرك بعيدًا عن الوضع الطبيعي للسطح. لذا فإن الوسيلة ضرورية لسفر الضوء.

إذا كان شعاع الضوء يقع في الوسط الأكثر كثافة، سوف يتحرك نحو الوضع الطبيعي مع انخفاض سرعة الشعاع ، وعندما يسقط شعاع الضوء على الوسط الأكثر ندرة ، ستزداد السرعة وتنحني بعيدًا عن المعدل الطبيعي.

شعاع الضوء يتحرك نحو الوضع الطبيعي

العلاقة بين السرعة والانكسار

تكون موجات الضوء عندما تنتقل من وسط إلى آخر ، والسرعة هي مقياس مدى انثناءها.

الانكسار بحد ذاته يعني تغيير الاتجاه بسبب التغير في سرعة الموجة الضوئية التي تدخل وسطًا من وسط آخر. يمكننا بسهولة فهم المفهوم باستخدام قانون سنيل n1 / n2 = sin α2 / sin α1 ، والذي يعطي فكرة.

قانون سنيل هو القانون الذي يصف العلاقة بين زاوية السقوط وزاوية الانكسار لموجة الضوء التي تمر من وسط إلى آخر. من هذا ، يمكننا بسهولة تحديد العلاقة بين الانكسار والسرعة.

يشير الانكسار إلى العملية عندما تنحني الموجة الضوئية باتجاه المستوى الطبيعي أو بعيدًا عنه. عندما يحدث هذا ، دأبتندينج على الوسط ، يتم وصف سرعة الضوء، ومن هنا جاءت سرعة و مطلوب الانكسار لتحديد اتجاه الضوء موجة.

يتم تحديد التغيير في اتجاه الموجة الضوئية بمقدار التغير في سرعة تلك الموجة الضوئية التي تدخل وسطًا معينًا. جرت محاولات مبكرة لدراسة سرعة الضوء عندما ينتقل من وسط إلى آخر.

مشاكل حول كيف يغير الانكسار السرعة

توجد صيغة واحدة لحل أي مشكلة تتعلق بانكسار أي موجة ضوئية وانعكاسها وسرعتها واتجاهها.

هنا ، في هذه الحالة ، نستخدم صيغة قانون سنيل ، والتي ستساعد في تحديد الانكسار والسرعة والاتجاه. يتعلق الأمر بشكل أساسي بكيفية تغيير الانعكاس السرعة.

1 المشكلة:

احسب سرعة الضوء في الماء عندما يدخل الوسط من الهواء (متوسط ​​نادر). سرعة الضوء في الهواء 3 × 108، ومعامل الانكسار للوسط الأكثر كثافة 1.333.

حل:

نعلم أن العلاقة بين سرعة الضوء في الوسط والانكسار هي n = c / v. نحن نعيد ترتيب هذه الصيغة للحصول على السرعة ، v = c / n.

V = ج / ن

الخامس = 3 × 108/ 1.333

ع = 2.2505 × 108 الآنسة

يبدو أن سرعة الضوء في الوسط الأكثر كثافة أكبر من نصف السرعة في الفراغ.

2 المشكلة:

احسب سرعة الضوء في الأسيتون عندما يدخل الوسط من الهواء (متوسط ​​نادر). سرعة الضوء في الهواء 3 × 108، ومعامل الانكسار للوسط الأكثر كثافة 1.36.

حل:

V = ج / ن

الخامس = 3 × 108/ 1.36

ع = 2.2058 × 108 الآنسة

تنخفض أيضًا سرعة الضوء في الوسط الأكثر كثافة عندما يدخل من الوسط الأكثر ندرة.

الأسئلة المتكررة

لماذا يحدث الانكسار في الماء؟

يحدث الانكسار في الماء لأن معامل انكسار الماء أعلى منه في وسط نادر.

عندما ينتقل شعاع ضوئي من أندر ويلامس الوسط الأكثر كثافة ، فإنه سيغير اتجاهه على الفور. والسبب هو أن الهواء هو وسيط نادر والماء هو وسيط أكثر كثافة ، والذي يتم تحديده بواسطة معامل الانكسار لكلا الوسطين ، على التوالي. نظرًا لأن الماء أكثر كثافة من الهواء ، فإن موجة الضوء تنحني نحو الوضع الطبيعي ، وهو ما يسمى الانكسار.

لماذا ينكسر الضوء عندما يدخل وسطًا مختلفًا؟

ينعكس الضوء عندما يدخل وسطًا آخر لأن معامل الانكسار لجميع الوسائط له قيم مختلفة.

يعتبر هذا أيضًا بمثابة انكسار. يحدث هذا لأنه عندما يدخل شعاع الضوء إلى الوسط ويغير سرعته ، فإنه يغير اتجاهه أيضًا. بهذه الطريقة ، يمكننا أن نرى أنه إذا كان شعاع الضوء متعامدًا على السطح ، فلن يكون هناك تغيير في الاتجاه ولكن تتغير السرعة فقط.

هل ينحني شعاع الضوء عند دخوله وسائط مختلفة إذا كانت سرعة الضوء ثابتة في جميع الوسائط؟

بالتأكيد لا ، ينحني شعاع الضوء عند الدخول إلى وسط مختلف فقط عندما تختلف سرعة الضوء في وسط مختلف.

إذا كانت سرعة الضوء ثابتة في جميع الوسائط ، فلن يحدث انحناء لموجات الضوء. ستتغير سرعة الموجة الضوئية عندما تدخل وسطًا مختلفًا بسبب قيمة سرعة الضوء. الفرق في السرعة بين الوسطين هو سبب وجود تموج على الماء عندما ينتقل الضوء من وسط الهواء إلى الماء.

ماذا سيحدث إذا انتقلت الموجة الضوئية من وسط نادر إلى وسط بمؤشر انكسار سالب؟

أولاً نحتاج إلى معرفة نضج الضوء ، سواء كان جسيمًا أم موجة.

تعتبر قيمة مقدار السرعة هي السرعة. لا يمكن أن تكون السرعة سالبة ، وعندما نفكر في السرعة ، فإنها بالتأكيد لا يمكن أن تكون سالبة. الجواب على هذا السؤال هو التطبيق العملي في الأساس. إذا كان الضوء عبارة عن موجة ، فعندئذٍ اعتمادًا على سرعة طور الضوء ، يجب أن نستنتج. معامل الانكسار هو نسبة كميتين فلا شك في أن تكون موجبة أو سالبة.

انتقل إلى الأعلى