خصائص الانكسار: الموجة ، الخصائص الفيزيائية ، حقائق شاملة


في هذه المقالة ، سنناقش باستفاضة الخصائص المختلفة للانكسار وسلوك الموجات وخصائصها الفيزيائية.

فيما يلي قائمة بخصائص الموجة ومعامل الانكسار التي سنناقشها أدناه: -

خصائص موجة الانكسار

ينص قانون سنيل للانكسار على أن "زاوية السقوط وزاوية الانكسار تعتمد على معامل الانكسار للوسط" وتعطى بالعلاقة كـ

n12=n1/n2= الخطيئة θr/ sinθv

معامل الانكسار للوسيط الأول الذي يسقط الضوء من خلاله يتناسب طرديًا مع الزاوية المتكونة جنبًا إلى جنب مع الوضع الطبيعي بعد الانكسار والعكس صحيح.

1. تزداد سرعة الموجة في متوسط ​​نادر

إذا زادت سرعة الموجة ، ستنتشر الموجة بعيدًا عن الوضع الطبيعي وستكون زاوية الانكسار المتكونة أكبر.

في الأوساط النادرة ، لا تكون الجزيئات معبأة بشكل وثيق وبالتالي يمكن للفوتون الخفيف السفر بسهولة دون حاجز. لذلك فإن سرعة شعاع الضوء في وسط نادر تكون أسرع مقارنة بالوسط الأكثر كثافة.

2. تنخفض سرعة الموجة في وسط أكثر كثافة

إذا انخفضت سرعة الموجة ، فسوف تنتشر الموجة باتجاه الوضع الطبيعي وستكون زاوية الانكسار المتكونة أصغر.

في الأوساط الأكثر كثافة ، تكون الجزيئات معبأة بشكل مضغوط ، ومن ثم يصبح من الصعب على شعاع ضوئي الاختراق ، وبالتالي تقليل سرعته في الوسائط الأكثر كثافة.

يمكنك أن تساوي هذا أثناء السير بمفردك على الطريق ، يمكنك المشي بأسرع ما يمكن ؛ نفس الشيء غير ممكن عندما تكون مسافرًا من حشد من الناس. في النهاية ، تنخفض سرعتك.

3. جزء من الموجة ينعكس للخلف

قد ينعكس جزء من الضوء للخلف ويترك دون عبور الوسط. قد يكون هذا بسبب أن الطاقة المرتبطة بالموجة التي تنعكس مرة أخرى لا تكفي للمرور عبر الوسط. زاوية السقوط تساوي زاوية الانعكاس.

نفس الشيء موضح في الشكل أدناه.

"I" هو الشعاع الساقط ، و "N" هو المحور الطبيعي للجسم ، والزاوية التي شكلها الشعاع الساقط مع الوضع الطبيعي هيi. "R" شعاع منعكس يشكل زاوية انعكاس مع العموديre. زاوية السقوط وزاوية الانعكاس كلاهما متساويان.

تنخفض سرعة الموجة قليلاً وينحني الشعاع قليلاً نحو المستوى الطبيعي كما هو موضح في الشكل أعلاه. بعد الانكسار ، تمر أشعة الضوء وسط نادر ، ومن ثم فإن تزداد السرعة والانحناءات مما يعطي زاوية انكسار أكبر.

قراءة المزيد عن تأثير الانكسار على طول الموجة: كيف ، لماذا ، حقائق مفصلة.

4. زاوية الانكسار تعتمد على كثافة الوسط.

ستنخفض سرعة الموجة مع دخول الموجة إلى الوسط الأكثر كثافة. إذا كانت السرعة المرتبطة بالموجة أكبر ، فإن الموجة ستنحرف بزاوية أكبر.

ينتشر الشعاع ، عند الانكسار عبر الوسط ، بعيدًا عن الطبيعي إذا زادت سرعة الموجة ؛ أو ستنتشر باتجاه الوضع الطبيعي إذا لم تكتسب الموجة السرعة الكافية في الوسط الأكثر كثافة.

5. اتساع الموجة ينخفض ​​في وسط أكثر كثافة

يتناقص اتساع الموجة عند الانتقال من وسط نادر إلى وسط أكثر كثافة.

انظر إلى الرسم البياني أدناه ، والذي يوضح انتشار الموجة الضوئية في وسطين مختلفين لهما معامل انكسار مختلف ، مثل أن n2>n1.

خصائص الانكسار
انتشار الضوء إلى وسطين مختلفين

يشار إلى أن سرعة الموجة مختلفة أثناء عبورها عبر وسط به مؤشرات انكسار مختلفة.

عندما تنتقل الموجة في الوسط ولها معامل انكسار أعلى ، يصبح اتساع الموجة أقصر وتنخفض السرعة أيضًا. عند العودة إلى نفس الوسيط ، فإنه يستعيد نفس السعة والسرعة. ومن ثم ، فإن سعة الموجة يعتمد على كثافة الوسط.

قراءة المزيد عن خصائص الموجة.

6. يزداد اتساع الموجة في وسط نادر

يوفر سعة الموجة يرتفع عند الانتقال من وسط كثيف إلى متوسط ​​نادر.

تكون سرعة الموجة أكثر ندرة في الوسط ، وبالتالي يظل تكرار حدوث الموجات لكل وحدة زمنية كما هو حتى بعد انكسار الموجة من وسط إلى آخر.

ومن ثم ، مع زيادة السرعة ، سيزداد الطول الموجي لأن كلاهما مرتبطان ببعضهما البعض. هذا يعني أن اتساع الموجة يزداد مع زيادة السرعة أي عندما تنتقل الموجة عبر الوسط الأكثر ندرة.

7. تردد الموجة ثابت

يختلف الطول الموجي للموجة ولكن تردد الموجة سيبقى دون تغيير عند الانكسار.

تستمر طاقة الموجة أثناء عبورها عبر الوسط وبعد الانكسار. وبالتالي ، فإن تردد الموجة ثابت. عند دخول الوسط الأكثر كثافة ، تقل سرعة الموجة ، ويظل تكرار حدوثها كما هو لأن سعة الموجة قد تناقصت.

قراءة المزيد عن تأثير الانكسار على التردد: كيف ولماذا لا ، حقائق مفصلة.

8. الموضع الذي يظهر عنده الكائن ليس الموضع الفعلي.

يبدو أن موضع الجسم يتوافق مع شعاع الضوء من الاتجاه الذي يظهر به بعد الانكسار.

عند الانكسار ، تنحني موجة الضوء ، وتنتشر في اتجاه مكونًا زاوية انكسار مع الوضع الطبيعي. نظرًا لأن شعاع الضوء ينحني بزاوية انكسار ، يتلقى المراقب الأشعة بعد الانحناء ، وبالتالي يختلف الموضع الظاهري عن الموضع الفعلي للجسم.

قراءة المزيد عن أنواع الانكسار: تحليل مقارن.

خصائص معامل الانكسار

تخضع الموجة الضوئية التي تنتشر من وسائط مختلفة للانكسار وتعتمد زاوية الانكسار واتجاه الانتشار على معامل الانكسار لكل وسيط.

1. سرعة الضوء تعتمد على معامل الانكسار

تعتمد سرعة الموجة في الوسط على معامل الانكسار للوسط.

أثناء السفر من مؤشر الانكسار الأعلى ، ستنخفض سرعة الموجة ، وأثناء السفر من وسط معامل الانكسار المنخفض ، ستزداد سرعة الموجة.

2. كلما زاد معامل الانكسار ، كلما كانت زاوية الانكسار أصغر

وسيؤدي الوسط ذو معامل الانكسار العالي إلى تقليل سرعة الموجة ، ومن ثم ستنتقل الموجة نحو المستوى الطبيعي وستكون زاوية الانكسار أصغر.

3. كلما كان معامل الانكسار أصغر ، كلما زادت زاوية الانكسار

في الوسط الذي يحتوي على معامل انكسار صغير ، ستجتاز الموجة بسرعة أكبر وستنتشر بعيدًا عن الوضع الطبيعي ، مما يجعل زاوية الانكسار أكبر.

4. معامل الانكسار لوسط أكثر كثافة هو أكثر من المتوسط ​​الأكثر ندرة

تنخفض سرعة الموجة بشكل حاد في الوسط الأكثر كثافة ؛ ومن ثم فإن معامل الانكسار الذي يعتمد بشكل مكثف على التغير في سرعة الضوء سيكون أكثر بالنسبة لوسط أكثر كثافة مقارنة بالوسط الأكثر ندرة.

قراءة المزيد عن 16+ استخدامات الانكسار: تحليل مفصل.

الأسئلة المتكررة

ما فائدة شعاع الضوء ذي الطول الموجي القصير في وسط أكثر كثافة؟

ينتقل شعاع ذو طول موجي أقصر دون اضطراب في الوسط الأكثر كثافة.

نظرًا لأن الطول الموجي القصير لا يضطرب في الوسط الأكثر كثافة ، فيمكنهم السفر لمسافة طويلة ، وبالتالي يتم استخدام الضوء ذي الأطوال الموجية الأقصر في الوسائط الأكثر كثافة.

لماذا يكون معامل انكسار الزجاج أكثر مقارنة بالماء؟

يتم تحديد معامل الانكسار للوسط بالتغير في سرعة الضوء أثناء السفر عبر الوسط.

معامل انكسار الزجاج 1.5 و الماء 1.33. سيتم إعاقة أشعة الضوء في الحالة الصلبة بسبب التركيب الجزيئي المضغوط ، وبالتالي ستنخفض السرعة مقارنة بالحالة السائلة للماء.

أكشيتا ماباري

مرحبًا ، أنا أكشيتا ماباري. لقد حصلت على ماجستير. في الفيزياء. لقد عملت في مشاريع مثل النمذجة العددية للرياح والأمواج أثناء الإعصار ، وفيزياء اللعب وآلات التشويق الآلية في مدينة الملاهي على أساس الميكانيكا الكلاسيكية. لقد تابعت دورة تدريبية حول Arduino وأنجزت بعض المشاريع الصغيرة على Arduino UNO. أحب دائمًا استكشاف مناطق جديدة في مجال العلوم. أنا شخصياً أعتقد أن التعلم يكون أكثر حماساً عندما يتعلم بالإبداع. بصرف النظر عن هذا ، أحب القراءة ، والسفر ، والعزف على الجيتار ، وتحديد الصخور والطبقات ، والتصوير ، ولعب الشطرنج. اتصل بي على LinkedIn - LinkedIn.com/in/akshita-mapari-b38a68122

آخر المقالات

رابط إلى هل بجانب اقتران؟ 5 حقائق (متى ولماذا وأمثلة)

هل بجانب اقتران؟ 5 حقائق (متى ولماذا وأمثلة)

تلعب "أدوات الاقتران" و "الظروف المترابطة" نفس الدور من خلال ربط العبارات أو الجمل أو الجمل. دعونا نتحقق من الدور الذي يلعبه "إلى جانب" أثناء ربط الجمل. كلمة "بجانب" هي ...