الدرس الرابع طبيعه الموجات الضوئيه
طبيعة الموجات الضوئية
الضوء : أحد صور الطاقة - والتي تتميز بقدرتها على إثارة حاسة الإبصار (مؤثر خارجي إذا أثر على العين السليمة فإنه يسبب الأحساس بالرؤية).
- الضوء = موجات كهرومغناطيسية.
- ينتقل في الفراغ أو الأوساط الشفافة.
سرعة الضوء : هو المسافة التي يقطعها الضوء في الثانية الواحدة.
ع = 300 ألف كم / ثانية = 3 × 10^ م / ث.
طاقة موجة الضوء = مقدار ثابت "ثابت بلانك" × تردد الموجة.
الضوء الأبيض : خليط من ألوان الطيف السبعة وهي :
كيفيه انتقال الضوء :
الخطوات الملاحظه الاستنتاج
ضع حائلا به ثقب امام مصدرا ضوئيا
انثر دقائق من مسحوق الطباشير فى طريق الضوء
ضع حائلا اخر به ثقب اضيق خلف الحائل الاول بحيث يكون الثقبين على استقامه واحده
ضع حائل اخر به ثقب اضيق فى مسار الضوء يمر الضوء من الثقب على شكل خط مستقيم
ينفث الضوء دقائق الطباشير فى طريقه
تقل كميه الضوء النافذه كلما قلت مساحه ثقب الحائل يسر الضوء فى الوسط المتجانس فى خطوط مستقيمه على هيئه حزم ضزئيه مجموعه من الاشعه المتفرقه
الحزم والأشعة الضوئية :
- الضوء يسير في خطوط مستقيمة (في الوسط المتجانس الواحد) على هيئة حزم ضوئية.
- يمكن التحكم في إتساع أو سمك الحزمة الضوئية (حسب الثقب).
- لا يمكن الحصول على شعاع ضوئي واحد عملياً.
- ولكن كلمة شعاع ضوئي (تعبير نظري فقط).
- الشعاع الضوئي يمثل بخط مستقيم عليه سهم يحدد إتجاهه.
انواع الاشعه الضوئيه
الأشعة :
* أشعة متوازية : مثل أشعة الشمس ....... أي المصدر الضوئي بعيد.
* أشعة متفرقة : مثل الأشعة الصادرة من مصدر ضوئي قريب.
* أشعة متجمعة : مثل الأشعة المارة خلال عدسة محدبة.
خصائص الضوء
إنعكاس / إنكسار / تحليل
إنعكاس الضوء : إرتداد موجات الضوء عندما يقابلها سطح معدنى لامع أو سطح مصقول (مرآة).
1- السطح العاكس : سطح مصقول أو نصف مصقول يكون مستوياً أو محدباً أو مقعراً.
2- الشعاع الساقط : حزمة ضوئية ضيقة تمثل بخط مستقيم يصل إلى السطح العاكس.
3- نقطة السقوط : نقطة تلاقى الشعاع الساقط مع السطح العاكس.
4- الشعاع المنعكس : حزمة ضوئية ضيقة تمثل بخط مستقيم مرتد من السطح العاكس.
5- زاوية السقوط : الزاوية المحصورة بين مسار الشعاع الساقط والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح العاكس.
6- زاوية الإنعكاس : الزاوية المحصورة بين مسار الشعاع المنعكس والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح العاكس.
القانون الأول للإنعكاس : زاوية السقوط = زاوية الإنعكاس.
القانون الثاني للإنعكاس : الشعاع الضوئى الساقط والشعاع الضوئى المنعكس والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح العاكس تقع جميعها في مستوى واحد عمودي على السطح العاكس.
ملحوظة هامة :
إذا سقط شعاع ضوئ عمودي على السطح العاكس فإنه ينعكس على نفسه.
لأن : زاوية السقوط = زاوية الإنعكاس = صفر.
(ب) إنكسار الضوء
الخطوات الملاحظه الاستنتاج
ضع قطه من النقود فى اناء مملؤء بالماء وانظر اليها من زوايا مختلفه عند السطح
ضع متوازى مستطيلات زجاجيا على سطور هذه الصفحه وانظر الى هذه السطور
ضع قلما فى كوب مملؤء بالماء وانظر اليها من زوايا مختلفه من السطح تبدو قطعه النقود اعلى من موضعها الاصلىوتفسير ذلك :
ان الضوء عند انتقاله من الماء اكبر كثافه ضوئيه الى الهواء اقل كثافه ضوئيه فانه ينكسر مبتعدا عن العمود المقام على السطح الفاصل فترى العين امتدادات الاشعه المنكسره
تبدو الكتابه اعلى من موضعها الاصلى
يظهر القلم وكانه مكسور
اذا وضع جسم فى وسط شفاف مخالف للوسط الشفاف الذى توجد فيه العين فان الجسم يبدو للعين فى موضع غير موضعه الحقيقى يعرف بالموضع الظاهرى ويرجع ذلك الى انكسار الضوء
المقصود به هو ... تغيير مسار الضوء عند إنتقاله من وسط شفاف إلى وسط آخر شفاف يختلف عنه في الكثافة الضوئية.
سبب إنكسار الضوء : إختلاف سرعة الضوء في الأوسط الشفافة المختلفة.
زوايه الانكسار :هى الزاويه المحصوره بين مسار الشعاع الضوئى المنكسر والعمود المقام من نقطه السقوط على السطح الفاصل
ما معنى ان زاويه انكسار شعاع ضؤئى 20 ؟
الزاويه المحصوره بين مسار الشعاع الضوئى المنكسر والعمود المقام من نقطه السقوط على السطح الفاصل
تساوى 20
مظاهر إنكسار الضوء :
النظر إلى مسطرة موضوعة في كوب مملوء بالماء من زوايا مختلفة.
رؤية قطعة النقود في قاع كوب زجاجي به ماء (مواضع ظاهرية غير حقيقية).
النظر إلى سطور صفحة الكتاب الموضوع عليها متوازي مستطيلات زجاجي.
معامل الانكسار المطلق لماده الوسط:
هو النسبه بين سرعه الضوء فى الهواء وسرعه الضوء فى اى وسط شفاف
كلما قل معامل الانكسار المطلق لماده كلما زادت سرعه الضؤء
ما معنى ان معامل الانكسار المطلق للماء 1.33؟
هو النسبه بين سرعه الضوء فى الهواء وسرعته فى الماء1.33
ملحوظة : معامل إنكسار أي وسط غير الهواء (أكبر من الواحد صحيح).
أما معامل إنكسار للهواء = (واحد صحيح).
لأن سرعة الضوء في الهواء دائما أكبر من سرعته في أي وسط آخر.
مثال : عند إنتقال شعاع ضوئي من الماء إلى الهواء أي من وسط أكبر كثافة إلى وسط شفاف أقل كثافة فإنه ينكسر مبتعداً عن عمود الإنكسار والعكس صحيح.
معامل إنكسار وسط = سرعة الضوء فى الهواء ÷ سرعة الضوء فى الوسط
هو النسبة بين سرعة الضوء في الهواء أو الفراغ إلى سرعة الضوء في الوسط.
أو : هو النسبة بين العمق الحقيقي لجسم إلى العمق الظاهرى له.
إنكسار الضوء في المنشور الثلاثى
المنشور الثلاثى : جسم مصمت شفاف يحده ثلاثة أوجه على شكل مستطيل وقاعدتان مثلثتان.
استخدام المنشور الثلاثى : تحليل الضوء الأبيض (والحصول على ألوان الطيف) .
زاوية الإنحراف : هي الزاوية الحادة في المنشور الثلاثى والمحصورة بين إمتدادي الشعاعين الساقط والخارج.
زاويه الخروج :هى الزاويه المحصوره بين مسار الشعاع الخارج والعمود المقام من نقطه الخروج على السطح الفاصل
.
دورها : تكوين صور (حقيقية أو تقديرية) للأجسام التي تقع أمامها وهذه الصور إما تكون مكبرة أو مصغرة أو مساوية للجسم الأصلى.
مثال :وضع لوح من الزجاج سمكه 15 سم على زهره فظهرت للعين من خلال لوح من الزجاج وكانها على مسافه 10 سم فقط احسب معامل الانكسار المطلق للزجاج
الحل
معامل الانكسار المطلق للوسط = البعد الحقيقى /البعد الظاهرى
معامل الانكسار المطلق للوسط= 15/10 =1.5
مع خالص تحياتى لكم اخوكم :: علاء صبرى
السبت فبراير 27, 2010 5:43 pm
