9 انكسار الضوء أمثلة: البصيرة التفصيلية والحقائق

الانكسار هو الظواهر التي ينحني فيها شعاع الضوء بسبب التغير في الكثافة المتوسطة. يمكن فهم الانكسار من خلال الانكسار المعطى لأمثلة الضوء.

يمكن رؤية الانكسار في أعيننا

العدسات الموجودة في عيوننا تظهر الانكسار من الضوء. دعونا نفهم كيف يحدث الانكسار في العين. 

العدسات الموجودة في أعيننا محدبة. ويحدث الانكسار في العدسات المحدبة. كما نعلم ، كل الأشياء لا تحتوي على ضوءها ، وتضيء من قبل أي مصدر للطاقة. وعندما يسقط الضوء على الجسم ، فإنه يعكس الضوء. ومن ثم يمكننا رؤية الأشياء.

الضوء الذي ينعكس ويضرب أعيننا ، يمر عبر الانكسار لأن عيوننا بها عدسة محدبة. وكما نعلم ، فإن العدسات المحدبة تقارب الأشعة التي تمر من خلالها. عندما تسقط الأشعة المنحنية على شبكية العين ، فإنها تشكل صورة مقلوبة.

ومع ذلك ، نرى صورة حقيقية. يحدث هذا لأن دماغنا يفسر الصورة ، وبالتالي نرى صورًا حقيقية. بعد ذلك ، يقوم عقلنا بإعادة تصحيح الصورة من خلال الجهاز العصبي للدماغ. 

لذلك تُرى ظاهرة الانكسار بسبب العدسة المحدبة الموجودة فيها. 

يظهر الجليد الانكسار 

الماء المتصلب هو جليد. نستخدم الثلج في حياتنا اليومية. لنفترض أننا صنعنا ثلجًا صافًا وحاولنا الرؤية من خلاله. لا يمكننا رؤية الأشياء بشكل صحيح ، حتى لو استخدمنا الجليد الصافي. يحدث هذا بسبب الانكسار.

مثال انكسار الضوء
يظهر الجليد الانكسار الصورة الائتمان: "مكعبات ثلج." Rawdonfox  CC BY 2.0

دعونا نفهم كيف يحدث الانكسار في الجليد. عندما يمر الضوء عبر الجليد ، فإنه يمر عبر الانكسار. عندما يدخل شعاع الضوء المنتقل في الهواء إلى كتلة من الجليد ، يحدث تغير في الوسط من غاز إلى صلب. وبسبب التغيرات في الوسط ، يمر شعاع الضوء من خلال الانكسار ، مما يعني ثني شعاع الضوء.

هناك أيضًا تغير في سرعة الشعاع أثناء المرور عبر المادة الصلبة ، وهو انخفاض في سرعته. وبسبب التغير في السرعة والتغير في الوسط ، يظهر الجليد الانكسار.                                                                                         

يتسبب الانكسار في تسطيح واضح للشمس عند شروق الشمس وغروبها 

لقد تساءلنا جميعًا عن سبب ظهور الشمس في الأفق بالارض. يحدث هذا لأن غلافنا الجوي يمر أيضًا عبر الانكسار.

أثناء التحرك على ارتفاع تنخفض الكثافة وكذلك معامل الانكسار. وبسبب هذا ، فإن أشعة الضوء من المناطق العلوية والسفلية للشمس تواجه الانكسار بزوايا مختلفة.

يبدو أن الشمس مفلطحة بسبب الانكسار الصورة الائتمان:"غروب" كيفن دولي CC BY 2.0

ونتيجة لذلك ، تبدو الشمس وكأنها مسطحة قليلاً في الأفق. ومع ذلك ، فإن أشعة الشمس ، حتى على المستوى الأفقي ، تكسر كمية متساوية من الأشعة من حوافها الجانبية. ونتيجة لذلك ، تبدو الشمس دائرية على جانبيها.

يظهر الانكسار في قطرات الماء

لقد رأينا جميعًا قطرات الماء. هم في أشكال كروية. وتتكون قطرات الماء نفسها من عدة جسيمات صغيرة أخرى.

يحدث الانكسار في قطرات الماء بسبب شكلها. يعمل الشكل الكروي لقطرات الماء كعدسات نظرًا للشكل الكروي. عندما يسقط شعاع الضوء على قطرات الماء ، فإنه يمر عبر الحيود والانعكاس والانكسار.

قطرات الماء تظهر الانكسار الصورة الائتمان: "قطرة ماء" واربى CC BY 2.0

هنا دعونا نناقش الانكسار فقط. عندما يسقط شعاع من الضوء على قطرات الماء ، يمر بمتوسط ​​وتتغير السرعة. يحدث هذا التغيير بسبب تغيير في معامل الانكسار للوسط. وبسبب هذا التغيير في معامل انكساره ، فإنه يمر عبر الانكسار. 

يتسبب الانكسار في حدوث تغير واضح في الوضع عند شروق الشمس

 أثناء السير على ارتفاعات عالية ، يستمر معامل الانكسار وكثافة طبقات الهواء في التناقص. ال ضوء تنتقل الأشعة القادمة من الشمس لمسافة طويلة أثناء مرورها عبر الوسائط النادرة إلى الأكثر كثافة ، مما يؤدي إلى مزيد من الانحناء إلى الوضع الطبيعي.

لكن بالنسبة للمراقب الواقف على الأرض ، تبدو الشمس في الاتجاه الذي تأتي منه الأشعة. نتيجة لذلك ، تبدو الشمس وكأنها في الأفق للشخص الذي يشاهدها. لكن في الواقع ليس الأمر كذلك.

الموقع الظاهر للشمس بسبب الانكسار الصورة الائتمان: "شروق الشمس" FotoArt ميغابايت  CC BY-SA 2.0

بسبب الانكسار الجوي ، يبدو أن موقع الشمس قد تم إزاحته. يحدث هذا الانكسار بسبب اختلاف كثافته من ارتفاع أعلى إلى ارتفاعات منخفضة. إزاحة الشمس حوالي نصف درجة.

يتسبب هذا التحول في حدوث تغييرات مثل ، شروق الشمس يبدو مبكرًا بدقيقتين ويبدو أن غروب الشمس متأخر بدقيقتين. يؤدي هذا إلى زيادة وقت النهار بمقدار 2 دقائق.                       

الانكسار في الزجاج المقطوع بالماس

لقد رأينا جميعًا الماس ، وهو لامع للغاية وعاكس. لكنهم أيضًا يخضعون للانكسار فيها.

يتم قطع الماس ليعكس معظم الأشعة التي تدخلها. بالإضافة إلى ذلك ، تخضع الأشعة أيضًا للانكسار ، حيث يحدث تغير في معامل الانكسار عندما تدخل أشعة الضوء إلى الماس. هنا تغير أشعة الضوء وسطها ، مما يعني أن هناك تغيرًا في الكثافة عندما تدخل الماس.

يرجع سبب الانكسار إلى اختلاف لون وتألق الماس. عندما يدخل شعاع ضوء ماسة مقطوعة في شكل معين ، فإن أشعة الضوء تمر عبر العديد من الانعكاسات. بسبب هذا الانعكاس ، يضيء الماس. نظرًا لوجود تغيير مادي ، ينحني الضوء المنعكس بشكل متكرر.                  

يتكون قوس قزح بسبب الانكسار

كما نعلم ، في غلافنا الجوي ، يتم تعليق قطرات الماء الدقيقة في كل مكان. في يوم ممطر ، عندما يكون محتوى الرطوبة في الغلاف الجوي مرتفعًا ، وتكون هناك أشعة الشمس بعد المطر ، قد نرى قوس قزح.

يحدث قوس قزح بسبب الانكسار ، الحيود والانعكاس كل ذلك بشكل جماعي. يتيح لنا فهم كيف يتسبب الانكسار في تكوين قوس قزح. يتكون قوس قزح عندما تواجه قطرات الماء في الغلاف الجوي أشعة الضوء ثم تنكسر الأشعة. كما نعلم ، قطرات الماء كروية ، والتي بدورها تعمل كعدسة وتسبب الانكسار.

قوس قزح بسبب الانكسار الصورة الائتمان: "هالة من الانكسار للغلوريول" جورفتسون CC BY 2.0

عندما تمر الأشعة عبر قطرات الماء ، يحدث تغير في الوسط مما يعني أن الضوء ينتقل من وسط أقل كثافة إلى وسط أكثر كثافة. هذا يسبب انحناء الضوء.   عندما يدخل القطرة ، ينعكس هذا الشعاع المنكسر ، ثم ينكسر مرة أخرى ، مما يتسبب في تكوين قوس قزح.

ومع ذلك ، يجب استيفاء بعض الشروط لتشكيل قوس قزح. يجب أن يكون الشخص الذي يرى قوس قزح في مثل هذا الوضع بحيث تكون الشمس خلفه. بقدر ما ستكون الشمس منخفضة في السماء أكثر من القوس ، سنكون أدناه قادرين على رؤية قوس قزح وأخيرًا ، يجب أن تكون قطرات الماء التي ستسبب الانكسار موجودة أمام الشخص الذي يشاهد قوس قزح.                   

الانكسار في العدسات المقعرة والمحدبة

العدسات من نوعين: -

  1. عدسة مقعرة
  2. عدسة محدبة

عدسة مقعرة

دعونا نفهم كيف تخضع العدسة المقعرة للانكسار. لهذا ، دعونا نأخذ عدسة ثنائية المقعر.

لهذا ، دعنا نفترض أن شعاعين فقط يسقطان على عدسة ثنائية التقعر. عند نقطتين عندما يدخل الضوء هذه النقاط إلى العدسة ، فإنه يخضع لتغيير في الوسط مما يؤدي إلى تغيير الكثافة. كما نرى هناك تغير في الوسط وبالتالي تنحني الأشعة. يحدث هذا الانحناء بعيدًا عن الوضع الطبيعي.

عندما تخرج الأشعة من العدسة في نقاط أخرى ، على الجانب الآخر هنا مرة أخرى ، فإنها تخضع لتغير في الوسط الذي يكون كثيفًا إلى نادر ، وينحرف مرة أخرى بعيدًا عن الطبيعي ، مما يؤدي إلى انحراف الشعاع المار منه. هذه هي الطريقة التي يحدث بها الانكسار في العدسة ثنائية التقعر.

عدسات محدبة

دعونا نفهم كيف تخضع العدسة المحدبة للانكسار. لهذا ، دعونا نأخذ عدسة ثنائية محدبة.

لهذا ، دعنا نفترض أن شعاعين فقط يقعان على عدسة ثنائية الوجه. عند نقطتين عندما يدخل الضوء هذه النقاط إلى العدسة ، فإنه يخضع لتغير في الوسط مما يؤدي إلى تغيير الكثافة. نتيجة لهذا تنحني الأشعة .

بسبب هذا تنحني الأشعة. عندما تدخل الأشعة من وسط نادر إلى وسط أكثر كثافة ، فإنها تنحني باتجاه الطبيعي ، وعندما تخرج الأشعة من العدسة في نقاط أخرى على الجانب الآخر ، هنا مرة أخرى تخضع لتغير في الوسط يكون كثيفًا إلى نادر ، ومرة ​​أخرى الانحناءات نحو الوضع الطبيعي وهذا يسبب تقارب الشعاع المار منه.

هذه هي الطريقة التي يحدث بها الانكسار في العدسة ثنائية الوجه.

الانكسار في جرة مملوءة بالماء

عندما نرى جرة مملوءة بالماء نجد أن عمق البرطمان أقل. لأن هذا يسمى بالعمق الظاهري وهذا يحدث بسبب الانكسار في الجرة.

اسمحوا نفهم كيف يحدث هذا. عندما ننظر إلى الجرة من أعلى ، نرى أن عمق البرطمان قد تقلص. يحدث هذا لأننا عندما ننظر إلى البرطمان ، تنتقل أشعة الضوء من أعيننا من وسيط أخف ، وهو غازي.

وعندما تصطدم أشعة أعيننا بسطح الماء ، فإنها تمر بتغيير الوسط ، من الهواء إلى السائل. الأسفار لها ملف تغيير الكثافة، وسرعته تتغير أيضًا.

دعونا نفهم هذا من خلال الشكل. عندما تنتقل أشعة الشمس من الضربات الجوية ، يمر سطح الماء بالانكسار وتنحني الأشعة. بسبب هذا الانحناء ، يبدو أن القاع مرتفع قليلاً ، والذي يبدو لنا عمقًا واضحًا.

العمق الظاهر بسبب الانكسار الصورة الائتمان: "حمام السباحة" دينيس وونغ CC BY 2.0

يمكن رؤية هذه الظاهرة في أي مكان حيث تحتوي الحاوية على ماء أو حتى بركة. ما نراه هو العمق الظاهر الذي يبدو مثل هذا بسبب الانكسار.

يُرى انكسار الضوء في قرص فيديو رقمي شفاف 

إذا أخذنا قرص فيديو رقميًا شفافًا أمام مصدر الضوء ، تدخل الأشعة من المصدر القرص. ينتشر هذا الشعاع في جميع الاتجاهات في قرص الفيديو الرقمي. نتيجة لهذا ، يظهر أيضًا تشتت ألوان الضوء المختلفة.

في قرص الفيديو الرقمي ، يتشتت الضوء بسبب المادة التي يتكون منها القرص كما يحدث أيضًا تغيير في وسط أشعة الضوء ، والتي تكون غازية إلى صلبة. بسبب هذا التغيير في الوسط ، تنحني أشعة الضوء. لكي يحدث الانكسار ، يجب أن نأخذ قرصًا شفافًا مما يعني أنه غير مصقول من أي جانب.

لأنه في قرص شفاف ، تنكسر أشعة الضوء من الحواف. ونتيجة لذلك ، تمر أشعة الضوء عبر القرص من جانب آخر.

انتقل إلى الأعلى