قانون الانكسار (قانون سنل) - Law of Refraction:
مقدمة:
قانون الانكسار، المعروف أيضًا باسم قانون سنل، هو مبدأ أساسي في البصريات يصف تغير اتجاه الموجة، مثل الضوء، عند الانتقال من وسط شفاف إلى آخر، مثل الهواء والماء. هذا التغير في الاتجاه يحدث بسبب اختلاف سرعة الموجة في الوسطين المختلفين.
شرح القانون:
ينص قانون سنل على أن نسبة جيب زاوية السقوط إلى جيب زاوية الانكسار تساوي نسبة سرعة الضوء في الوسط الأول إلى سرعة الضوء في الوسط الثاني. ويمكن التعبير عن القانون رياضيًا على النحو التالي:
(sin θ₁) / (sin θ₂) = v₁ / v₂
حيث:
- θ₁: زاوية السقوط
- θ₂: زاوية الانكسار
- v₁: سرعة الضوء في الوسط الأول
- v₂: سرعة الضوء في الوسط الثاني
معامل الانكسار:
بدلاً من استخدام سرعات الضوء مباشرة، يمكننا استخدام معامل الانكسار (n)، وهو نسبة سرعة الضوء في الفراغ إلى سرعة الضوء في الوسط. وبالتالي يمكن إعادة كتابة قانون سنل على النحو التالي:
n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂
حيث:
- n₁: معامل انكسار الوسط الأول
- n₂: معامل انكسار الوسط الثاني
تطبيقات قانون الانكسار:
لقانون الانكسار تطبيقات عديدة في حياتنا اليومية وفي العديد من المجالات العلمية والتكنولوجية، بما في ذلك:
- العدسات: تعتمد عمل العدسات على انكسار الضوء، حيث تقوم العدسات بتغيير اتجاه الضوء لتكوين الصور.
- المنظار: يستخدم المنظار انكسار الضوء لتقريب الأجسام البعيدة.
- الألياف البصرية: تعتمد الألياف البصرية على انكسار الضوء بشكل متكرر لنقل الضوء لمسافات طويلة.
- قوس قزح: يتكون قوس قزح نتيجة انكسار وانعكاس الضوء في قطرات الماء.
أمثلة على الانكسار:
- قلم في كوب من الماء: يبدو القلم مكسوراً عند وضعه في كوب من الماء بسبب انكسار الضوء عند الانتقال من الهواء إلى الماء.
- الشمس عند الغروب: تبدو الشمس أكبر حجمًا عند الغروب بسبب انكسار الضوء في الغلاف الجوي.
استنتاج:
قانون الانكسار هو مبدأ أساسي في البصريات يفسر العديد من الظواهر الطبيعية. لفهم هذا القانون بشكل أفضل، يمكن إجراء تجارب بسيطة باستخدام الماء والضوء.
التسميات
ضوء