تعرفت في مقرر الفيزياء للصف الثامن على ظاهرة انكسار الضوء. الآن أنت تعرف ما هو الضوء موجات كهرومغناطيسيةنطاق تردد معين. واستنادا إلى المعرفة حول طبيعة الضوء، سوف تكون قادرا على فهم السبب المادي للانكسار وشرح العديد من الظواهر الضوئية الأخرى المرتبطة به.

أرز. 141. بالانتقال من وسط إلى آخر، ينكسر الشعاع، أي يغير اتجاه الانتشار

حسب قانون انكسار الضوء (الشكل 141):

• الأشعة العارضة المنكسرة والمتعامدة المرسومة على السطح البيني بين وسطين عند نقطة سقوط الحزمة تقع في نفس المستوى؛ نسبة جيب زاوية السقوط إلى جيب زاوية الانكسار هي قيمة ثابتة لهاتين الوسيطتين

حيث n 21 هو معامل الانكسار النسبي للوسط الثاني بالنسبة للوسط الأول.

إذا مر الشعاع إلى أي وسط من الفراغ

حيث ن - المؤشر المطلقمعامل الانكسار (أو ببساطة معامل الانكسار) للوسط الثاني. في هذه الحالة، "البيئة" الأولى هي الفراغ، والذي يؤخذ مؤشره المطلق كواحد.

تم اكتشاف قانون انكسار الضوء تجريبيا من قبل العالم الهولندي ويليبورد سنيليوس في عام 1621. وقد تمت صياغة القانون في أطروحة عن البصريات، والتي تم العثور عليها في أوراق العالم بعد وفاته.

بعد اكتشاف سنيل، طرح العديد من العلماء فرضية مفادها أن انكسار الضوء يرجع إلى تغير في سرعته عندما يمر عبر حدود وسطين. تم تأكيد صحة هذه الفرضية من خلال البراهين النظرية التي أجراها بشكل مستقل عالم الرياضيات الفرنسي بيير فيرما (في عام 1662) والفيزيائي الهولندي كريستيان هويجنز (في عام 1690). وبطرق مختلفة توصلوا إلى نفس النتيجة، مما يثبت ذلك

• نسبة جيب زاوية السقوط إلى جيب زاوية الانكسار هي قيمة ثابتة لهاتين الوسيطتين، يساوي النسبةسرعة الضوء في هذه الوسائط:

(3)

يستنتج من المعادلة (3) أنه إذا كانت زاوية الانكسار β أقل من زاوية السقوط a، فإن الضوء ذو التردد المعطى في الوسط الثاني ينتشر بشكل أبطأ منه في الأول، أي V 2

كانت العلاقة بين الكميات المدرجة في المعادلة (3) بمثابة سبب وجيه لظهور صيغة أخرى لتعريف معامل الانكسار النسبي:

• معامل الانكسار النسبي للوسط الثاني نسبة إلى الأول هو كمية فيزيائية تساوي نسبة سرعات الضوء في هذه الوسائط:

ن 21 \u003d ت 1 / ت 2 (4)

دع شعاع الضوء يمر من الفراغ إلى وسط ما. بالتعويض عن v1 في المعادلة (4) بسرعة الضوء في الفراغ c، وعن v 2 بسرعة الضوء في وسط v، نحصل على المعادلة (5)، وهي تعريف معامل الانكسار المطلق:

• معامل الانكسار المطلق للوسط هو كمية فيزيائية تساوي نسبة سرعة الضوء في الفراغ إلى سرعة الضوء في وسط معين:

وبحسب المعادلتين (4) و (5)، فإن n 21 يوضح عدد المرات التي تتغير فيها سرعة الضوء عندما ينتقل من وسط إلى آخر، و n - عندما ينتقل من الفراغ إلى وسط. هذا هو المعنى المادي لمؤشرات الانكسار.

قيمة معامل الانكسار المطلق n لأي مادة أكبر من الوحدة (وهذا ما تؤكده البيانات الواردة في جداول الكتب المرجعية المادية). ثم، وفقا للمعادلة (5)، c/v > 1 و c > v، أي أن سرعة الضوء في أي مادة أقل من سرعة الضوء في الفراغ.

ودون إعطاء مبررات صارمة (وهي معقدة ومرهقة)، نلاحظ أن سبب انخفاض سرعة الضوء أثناء انتقاله من الفراغ إلى المادة هو تفاعل موجة الضوء مع ذرات وجزيئات المادة. وكلما زادت الكثافة الضوئية للمادة، كلما كان هذا التفاعل أقوى، وكلما انخفضت سرعة الضوء وزاد معامل الانكسار. وبالتالي، فإن سرعة الضوء في الوسط ومعامل الانكسار المطلق يتم تحديدهما من خلال خصائص هذا الوسط.

وفقا للقيم العددية لمؤشرات الانكسار للمواد، يمكن مقارنة كثافتها الضوئية. على سبيل المثال، معامل الانكسار أصناف مختلفةتتراوح قيمة النظارات من 1.470 إلى 2.040، ومعامل انكسار الماء 1.333. وهذا يعني أن الزجاج هو وسيلة أكثر كثافة بصريا من الماء.

دعونا ننتقل إلى الشكل 142، الذي يمكننا من خلاله شرح سبب تغير اتجاه انتشار الموجة الضوئية أيضًا عند حدود الوسيطتين مع تغير السرعة.

أرز. 142. عندما تنتقل موجات الضوء من الهواء إلى الماء، تقل سرعة الضوء، ويتغير اتجاه مقدمة الموجة ومعها سرعتها

يوضح الشكل موجة ضوئية تمر من الهواء إلى الماء وتسقط على السطح البيني بين هذه الوسائط بزاوية a. ينتشر الضوء في الهواء بسرعة v 1، وفي الماء بسرعة أبطأ v 2 .

تصل النقطة A من الموجة إلى الحدود أولاً. خلال فترة زمنية Δt، ستصل النقطة B، التي تتحرك في الهواء بنفس السرعة v 1، إلى النقطة B. "خلال نفس الوقت، ستغطي النقطة A، التي تتحرك في الماء بسرعة أقل v 2، مسافة أقصر وتصل فقط إلى النقطة أ". في هذه الحالة فإن ما يسمى بالموجة الأمامية A "B" في الماء سوف تدور بزاوية معينة بالنسبة لمقدمة الموجة AB في الهواء. ويدور متجه السرعة (الذي يكون دائمًا متعامدًا مع مقدمة الموجة ويتزامن مع اتجاه انتشارها) مقتربًا من الخط المستقيم OO"، عموديًا على السطح البيني بين الوسائط. في هذه الحالة، تكون زاوية الانكسار β أقل من زاوية السقوط α، هكذا يحدث انكسار الضوء.

يمكن أن نرى أيضًا من الشكل أنه عند الانتقال إلى وسط آخر ودوران مقدمة الموجة، يتغير الطول الموجي أيضًا: عند الانتقال إلى وسط أكثر كثافة بصريًا، تنخفض السرعة، وينخفض ​​الطول الموجي أيضًا ( 2< λ 1). Это согласуется и с известной вам формулой λ = V/v, из которой следует, что при неизменной частоте v (которая не зависит от плотности среды и поэтому не меняется при переходе луча из одной среды в другую) уменьшение скорости распространения волны сопровождается пропорциональным уменьшением длины волны.

أسئلة

1. أي المادتين أكثر كثافة بصريا؟
2. كيف يتم تحديد معاملات الانكسار بدلالة سرعة الضوء في الوسائط؟
3. أين ينتقل الضوء بشكل أسرع؟
4. ما هو السبب الفيزيائي لنقصان سرعة الضوء عند انتقاله من الفراغ إلى وسط أو من وسط ذي كثافة بصرية أقل إلى وسط ذي كثافة بصرية أعلى؟
5. ما الذي يحدد (أي على ماذا يعتمدون) معامل الانكسار المطلق للوسط وسرعة الضوء فيه؟
6. اشرح ما يوضحه الشكل 142.

يمارس

التذكرة 75.

قانون انعكاس الضوء: الحزم الحادثة والمنعكسة، وكذلك العمودي على السطح البيني بين وسطين، المستعادين عند نقطة سقوط الحزمة، تقع في نفس المستوى (مستوى السقوط). زاوية الانعكاس γ تساوي زاوية السقوط α.

قانون انكسار الضوء: تقع الحزم الساقطة والمنكسرة، وكذلك العمودي على السطح البيني بين وسطين، المستعادين عند نقطة سقوط الحزمة، في نفس المستوى. نسبة جيب زاوية السقوط α إلى جيب زاوية الانكسار β هي قيمة ثابتة لوسائطين محددتين:

تم شرح قوانين الانعكاس والانكسار في فيزياء الموجات. وفقا لمفاهيم الموجة، فإن الانكسار هو نتيجة للتغير في سرعة انتشار الموجة أثناء الانتقال من وسط إلى آخر. المعنى المادي لمؤشر الانكسارهي نسبة سرعة انتشار الموجات في الوسط الأول υ 1 إلى سرعة انتشارها في الوسط الثاني υ 2:

ويوضح الشكل 3.1.1 قوانين انعكاس وانكسار الضوء.

يُطلق على الوسط ذو معامل الانكسار المطلق الأقل كثافة بصريًا.

عندما ينتقل الضوء من وسط أكثر كثافة بصريا إلى وسط أقل كثافة بصريا n 2< n 1 (например, из стекла в воздух) можно наблюдать ظاهرة الانعكاس الكليأي اختفاء الشعاع المنكسر. يتم ملاحظة هذه الظاهرة عند زوايا الإصابة التي تتجاوز زاوية حرجة معينة α pr، والتي تسمى الحد من زاوية كاملة انعكاس داخلي (انظر الشكل 3.1.2).

بالنسبة لزاوية السقوط α = α pr sin β = 1؛ القيمة sin α pr \u003d n 2 / n 1< 1.

إذا كان الوسط الثاني هو الهواء (n 2 ≈ 1)، فمن المناسب إعادة كتابة الصيغة بالشكل

تجد ظاهرة الانعكاس الداخلي الكلي تطبيقًا في العديد من الأجهزة البصرية. التطبيق الأكثر إثارة للاهتمام والأكثر أهمية من الناحية العملية هو إنشاء أدلة ضوئية من الألياف، وهي عبارة عن خيوط رفيعة (من بضعة ميكرومترات إلى ملليمترات) منحنية بشكل تعسفي من مادة شفافة بصريًا (الزجاج والكوارتز). يمكن أن ينتشر الضوء الساقط على نهاية الألياف عبر مسافات طويلة بسبب الانعكاس الداخلي الكلي من الأسطح الجانبية (الشكل 3.1.3). يُطلق على الاتجاه العلمي والتقني المتضمن في تطوير وتطبيق أدلة الضوء الضوئية اسم الألياف الضوئية.

تبديد "ضوء رسية" ذلك (تحلل الضوء)- هذه ظاهرة ترجع إلى اعتماد معامل الانكسار المطلق لمادة ما على تردد (أو طول موجة) الضوء (تشتت التردد)، أو بنفس الشيء اعتماد سرعة طور الضوء في المادة على الطول الموجي (أو التردد). اكتشفه نيوتن تجريبيًا حوالي عام 1672، على الرغم من أنه تم شرحه جيدًا من الناحية النظرية في وقت لاحق.

التشتت المكانيهو اعتماد موتر السماحية للوسيط على ناقل الموجة. ويسبب هذا الاعتماد عددًا من الظواهر تسمى تأثيرات الاستقطاب المكاني.

واحدة من أكثر أمثلة جيدةتشتت - تحلل الضوء الأبيضعند تمريرها من خلال المنشور (تجربة نيوتن). جوهر ظاهرة التشتت هو الفرق في سرعات انتشار أشعة الضوء بأطوال موجية مختلفة في مادة شفافة - وسط بصري (بينما في الفراغ تكون سرعة الضوء هي نفسها دائمًا، بغض النظر عن الطول الموجي وبالتالي اللون) . عادة، كلما زاد تردد موجة الضوء، كلما زاد معامل انكسار الوسط لها وقلت سرعة الموجة في الوسط:

تجارب نيوتن تجربة تحلل الضوء الأبيض إلى طيف: أرسل نيوتن شعاعًا ضوء الشمسمن خلال ثقب صغير على المنشور الزجاجي. عند الوصول إلى المنشور، انكسر الشعاع وأعطى على الجدار المقابل صورة ممدودة مع تناوب قزحي الألوان - الطيف. تجربة مرور الضوء أحادي اللون من خلال المنشور: وضع نيوتن زجاجًا أحمر في مسار شعاع الشمس، استقبل خلفه ضوءًا أحادي اللون (أحمر)، ثم منشورًا ولم يلاحظ على الشاشة سوى بقعة حمراء من شعاع الضوء. الخبرة في تركيب (الحصول) على الضوء الأبيض:أولاً، قام نيوتن بتوجيه شعاع الشمس نحو المنشور. بعد ذلك، بعد أن جمع نيوتن الأشعة الملونة الخارجة من المنشور بمساعدة عدسة مجمعة، تلقى صورة بيضاء لثقب على جدار أبيض بدلا من شريط ملون. استنتاجات نيوتن:- المنشور لا يغير الضوء، ولكنه يتحلل فقط إلى مكونات - أشعة الضوء التي تختلف في اللون تختلف في درجة الانكسار؛ الأشعة البنفسجية هي الأكثر انكسارًا بقوة، والضوء الأحمر أقل انكسارًا بقوة - الضوء الأحمر، الأقل انكسارًا، لديه أعلى سرعة، والبنفسجي لديه أدنى سرعة، وبالتالي يقوم المنشور بتحليل الضوء. يسمى اعتماد معامل انكسار الضوء على لونه بالتشتت.

الاستنتاجات:- المنشور يفكك الضوء - الضوء الأبيض معقد (مركب) - الأشعة البنفسجية تنكسر أكثر من الأشعة الحمراء. يتم تحديد لون شعاع الضوء من خلال تردد تذبذبه. عند الانتقال من وسط إلى آخر، تتغير سرعة الضوء والطول الموجي، لكن التردد الذي يحدد اللون يظل ثابتًا. عادة ما تتميز حدود نطاقات الضوء الأبيض ومكوناته بأطوالها الموجية في الفراغ. الضوء الأبيض عبارة عن مجموعة من الأطوال الموجية من 380 إلى 760 نانومتر.

التذكرة 77.

امتصاص الضوء. قانون بوغيه

يرتبط امتصاص الضوء في المادة بتحويل الطاقة حقل كهرومغناطيسيموجات في طاقة حراريةالمواد (أو في طاقة الإشعاع الضوئي الثانوي). قانون امتصاص الضوء (قانون بوغيه) له الشكل:

أنا = أنا 0 إكسب(- س)،(1)

أين أنا 0 , أنا- شدة الضوء المدخلة (س=0)والخروج من الطبقة المتوسطة السمك X، - معامل الامتصاص يعتمد على  .

للعوازل  =10 -1  10 -5 م -1 ، للمعادن =10 5  10 7 م -1 , ولذلك فإن المعادن معتمة للضوء.

الاعتماد  ( ) يشرح تلوين الأجسام الماصة. على سبيل المثال، الزجاج الذي يمتص القليل من الضوء الأحمر سيظهر باللون الأحمر عند إضاءته بالضوء الأبيض.

تشتت الضوء. قانون رايلي

يمكن أن يحدث حيود الضوء في وسط غير متجانس بصريًا، على سبيل المثال، في وسط عكر (دخان، ضباب، هواء مغبر، إلخ). من خلال حيودها على عدم تجانس الوسط، تخلق موجات الضوء نمط حيود يتميز بتوزيع شدة موحد إلى حد ما في جميع الاتجاهات.

ويسمى هذا الحيود عن طريق عدم التجانس الصغيرة تشتت الضوء.

تُلاحظ هذه الظاهرة إذا مر شعاع ضيق من ضوء الشمس عبر الهواء المغبر، وتناثر على جزيئات الغبار وأصبح مرئيًا.

إذا كانت أبعاد عدم التجانس صغيرة مقارنة بطول الموجة (لا يزيد عن 0,1  )، فإن شدة الضوء المتناثرة تتناسب عكسيا مع القوة الرابعة لطول الموجة، أي.

أنا راس ~ 1/  4 , (2)

هذه العلاقة تسمى قانون رايلي.

ويلاحظ أيضًا تشتت الضوء في الوسائط النقية التي لا تحتوي على جزيئات غريبة. على سبيل المثال، يمكن أن يحدث عند التقلبات (الانحرافات العشوائية) في الكثافة أو تباين الخواص أو التركيز. ويسمى هذا التشتت الجزيئي. فهو يفسر، على سبيل المثال، اللون الأزرق للسماء. في الواقع، وفقًا لـ (2)، فإن الأشعة الزرقاء والزرقاء تتناثر بقوة أكبر من الأحمر والأصفر، لأن لها طول موجي أقصر، مما يسبب اللون الأزرق للسماء.

التذكرة 78.

استقطاب الضوء- مجموعة من ظواهر البصريات الموجية التي تتجلى فيها الطبيعة العرضية لموجات الضوء الكهرومغناطيسية. موجة عرضية- تهتز جزيئات الوسط في اتجاهات متعامدة مع اتجاه انتشار الموجة ( رسم بياني 1).

رسم بياني 1 موجة عرضية

موجة الضوء الكهرومغناطيسية الطائرة مستقطبة(الاستقطاب الخطي)، إذا كانت اتجاهات تذبذب المتجهين E و B ثابتة بشكل صارم وتقع في مستويات معينة ( رسم بياني 1). تسمى الموجة الضوئية المستقطبة المستوية الطائرة مستقطبةالضوء (المستقطب خطياً). غير مستقطبةموجة (طبيعية) - موجة ضوئية كهرومغناطيسية يمكن أن تقع فيها اتجاهات تذبذب المتجهين E و B في هذه الموجة في أي مستويات متعامدة مع ناقل السرعة v. ضوء غير مستقطب- موجات الضوء، حيث تتغير اتجاهات تذبذبات المتجهات E و B بشكل عشوائي بحيث تكون جميع اتجاهات التذبذبات في المستويات المتعامدة مع حزمة انتشار الموجة محتملة على قدم المساواة ( الصورة 2).

الصورة 2 ضوء غير مستقطب

الموجات المستقطبة- حيث تبقى اتجاهات المتجهين E و B دون تغيير في الفضاء أو تتغير وفق قانون معين. الإشعاع الذي يتغير فيه اتجاه المتجه E بشكل عشوائي - غير مستقطب. مثال على هذا الإشعاع يمكن أن يكون الإشعاع الحراري (الذرات والإلكترونات الموزعة عشوائيا). طائرة الاستقطاب- هذا مستوى متعامد مع اتجاه تذبذب المتجه E. الآلية الرئيسية لحدوث الإشعاع المستقطب هي تشتت الإشعاع بواسطة الإلكترونات والذرات والجزيئات وجزيئات الغبار.

1.2. أنواع الاستقطابهناك ثلاثة أنواع من الاستقطاب. دعونا نحددهم. 1. خطي يحدث إذا احتفظ المتجه الكهربائي E بموقعه في الفضاء. إنه يسلط الضوء نوعًا ما على المستوى الذي يتأرجح فيه المتجه E. 2. التعميم هذا هو الاستقطاب الذي يحدث عندما يدور المتجه الكهربائي E حول اتجاه انتشار الموجة بسرعة زاوية تساوي التردد الزاوي للموجة، وفي نفس الوقت يحتفظ بقيمته المطلقة. يميز هذا الاستقطاب اتجاه دوران المتجه E في المستوى المتعامد مع خط البصر. ومن الأمثلة على ذلك إشعاع السيكلوترون (نظام من الإلكترونات التي تدور في مجال مغناطيسي). 3. بيضاوي الشكل يحدث عندما يتغير حجم المتجه الكهربائي E بحيث يصف شكلًا بيضاويًا (دوران المتجه E). الاستقطاب الإهليلجي والدائري هو اليمين (يحدث دوران المتجه E في اتجاه عقارب الساعة، إذا نظرت نحو موجة الانتشار) واليسار (يحدث دوران المتجه E عكس اتجاه عقارب الساعة، إذا نظرت نحو موجة الانتشار).

في الواقع، الأكثر شيوعا الاستقطاب الجزئي (الموجات الكهرومغناطيسية المستقطبة جزئيا). ومن الناحية الكمية، فهو يتميز بكمية معينة تسمى درجة الاستقطاب ر، والتي تم تعريفها على النحو التالي: P = (إيماكس - إيمين) / (إيماكس + إيمين)أين ايماكس,موافق- أعلى وأقل كثافة لتدفق الطاقة الكهرومغناطيسية من خلال المحلل (بولارويد، منشور نيكول...). من الناحية العملية، غالبًا ما يتم وصف استقطاب الإشعاع بواسطة معلمات ستوكس (يتم تحديد التدفقات الإشعاعية ذات اتجاه استقطاب معين).

التذكرة 79.

إذا سقط الضوء الطبيعي على الواجهة بين عازلين (على سبيل المثال، الهواء والزجاج)، فإن جزء منه ينعكس، وينكسر جزء وينتشر في الوسط الثاني. من خلال وضع محلل (على سبيل المثال، التورمالين) في مسار الحزم المنعكسة والمنكسرة، نتأكد من أن الحزم المنعكسة والمنكسرة مستقطبة جزئيًا: عندما يتم تدوير المحلل حول الحزم، تزداد شدة الضوء بشكل دوري وتنخفض ( لم يتم ملاحظة الانقراض الكامل!). وأظهرت دراسات أخرى أنه في الحزمة المنعكسة، تسود الاهتزازات المتعامدة مع مستوى الإصابة (في الشكل 275 يشار إليها بالنقاط)، في الحزمة المنكسرة - التذبذبات الموازية لمستوى الإصابة (كما هو موضح بالسهام).

تعتمد درجة الاستقطاب (درجة انفصال موجات الضوء ذات اتجاه معين للمتجه الكهربائي (والمغناطيسي)) على زاوية سقوط الأشعة ومعامل الانكسار. فيزيائي اسكتلندي د. بروستر(1781-1868) أنشئت قانون، والتي بموجبها في زاوية الإصابة أنا B (زاوية بروستر)، محددة بالعلاقة

(ن 21 - معامل انكسار الوسط الثاني نسبة إلى الأول). الشعاع المنعكس مستقطب مستويا(يحتوي فقط على تذبذبات متعامدة مع مستوى الإصابة) (الشكل 276). الشعاع المنكسر عند زاوية السقوطأناب مستقطبة إلى الحد الأقصى، ولكن ليس بشكل كامل.

إذا سقط الضوء على السطح البيني بزاوية بروستر، فإن الأشعة المنعكسة والمنكسرة تكون كذلك متعامدة بشكل متبادل(تيراغرام أناب = الخطيئة أناب/كوس أناب، ن 21 = خطيئة أناب / خطيئة أنا 2 (أنا 2 - زاوية الانكسار)، حيث كوس أناب = الخطيئة أنا 2). لذلك، أناب + أنا 2 =  /2 ولكن أنا’ ب= أناب (قانون الانعكاس) أنا’ ب+ أنا 2 =  /2.

يمكن حساب درجة استقطاب الضوء المنعكس والمنكسر عند زوايا سقوط مختلفة من معادلات ماكسويل، إذا أخذنا في الاعتبار الشروط الحدودية للمجال الكهرومغناطيسي عند السطح البيني بين اثنين من العوازل المتناحية (ما يسمى صيغ فريسنل).

يمكن زيادة درجة استقطاب الضوء المنكسر بشكل ملحوظ (عن طريق الانكسار المتكرر، بشرط أن يسقط الضوء في كل مرة على السطح البيني بزاوية بروستر). إذا، على سبيل المثال، للزجاج ( ن =(الشكل 1.53)، درجة استقطاب الحزمة المنكسرة هي 15%، ثم بعد الانكسار بواسطة 8-10 ألواح زجاجية متراكبة على بعضها البعض، فإن الضوء الخارج من مثل هذا النظام سيكون مستقطبًا بالكامل تقريبًا. هذه المجموعة من اللوحات تسمى قدم.يمكن استخدام القدم لتحليل الضوء المستقطب سواء في انعكاسه أو انكساره.

التذكرة 79 (للحافز)

كما تظهر التجربة، أثناء انكسار الضوء وانعكاسه، يتحول الضوء المنكسر والمنعكس إلى استقطاب، والانعكاس. يمكن للضوء أن يستقطب بشكل كامل عند زاوية سقوط معينة، ولكن الضوء دائمًا مستقطب جزئيًا، واستنادًا إلى معادلات فرينيل، يمكن إثبات أن الضوء ينعكس. يستقطب الضوء في مستوى عمودي على مستوى السقوط والانكسار. يتم استقطاب الضوء في مستوى موازٍ لمستوى الإصابة.

زاوية السقوط التي عندها الانعكاس الضوء المستقطب بالكامل يسمى زاوية بروستر، ويتم تحديد زاوية بروستر من قانون بروستر: - قانون بروستر، وفي هذه الحالة الزاوية بين الانعكاس. وكسر. ستكون الأشعة متساوية، وبالنسبة لنظام الهواء الزجاجي تكون زاوية بروستر متساوية، للحصول على استقطاب جيد، أي ، عندما ينكسر الضوء، يتم استخدام الكثير من الأسطح المكسورة، والتي تسمى قدم ستوليتوف.

التذكرة 80.

تظهر التجربة أنه عندما يتفاعل الضوء مع المادة، فإن التأثير الرئيسي (الفسيولوجي، والكيميائي الضوئي، والكهروضوئي، وما إلى ذلك) يحدث بسبب تذبذبات المتجه، والذي يسمى أحيانًا ناقل الضوء في هذا الصدد. ولذلك، لوصف أنماط استقطاب الضوء، تتم مراقبة سلوك المتجه.

المستوى الذي يتكون من المتجهات ويسمى مستوى الاستقطاب.

إذا حدثت تذبذبات المتجهات في مستوى ثابت واحد، فإن هذا الضوء (الشعاع) يسمى مستقطبًا خطيًا. يتم تعيينه بشكل تعسفي على النحو التالي. إذا كان الشعاع مستقطبًا في مستوى عمودي (في المستوى xzانظر الشكل. (٢) في المحاضرة الثانية) ثم تمت الإشارة إليه.

يتكون الضوء الطبيعي (من المصادر العادية، الشمس) من موجات لها مستويات استقطاب مختلفة وموزعة عشوائيًا (انظر الشكل 3).

يُشار أحيانًا إلى الضوء الطبيعي تقليديًا بهذا الاسم. ويسمى أيضًا غير مستقطب.

إذا كان المتجه أثناء انتشار الموجة يدور وفي نفس الوقت تصف نهاية المتجه دائرة، فإن هذا الضوء يسمى مستقطبًا دائريًا، ويكون الاستقطاب دائريًا أو دائريًا (يمينًا أو يسارًا). هناك أيضًا استقطاب بيضاوي الشكل.

هناك أجهزة بصرية (أفلام، لوحات، الخ) - المستقطبات، والتي ينبعث منها ضوء مستقطب خطيًا أو ضوء مستقطب جزئيًا من الضوء الطبيعي.

تسمى المستقطبات المستخدمة لتحليل استقطاب الضوء محللون.

مستوى المستقطب (أو المحلل) هو مستوى استقطاب الضوء المنقول بواسطة المستقطب (أو المحلل).

دع المستقطب (أو المحلل) يتعرض لضوء مستقطب خطيًا بسعة ه 0 . سعة الضوء المنقول ستكون ه = ه 0 كوس ي، وشدة أنا = أنا 0 كوس 2 ي.

تعبر هذه الصيغة قانون مالوس:

تتناسب شدة الضوء المستقطب خطيًا الذي يمر عبر المحلل مع مربع جيب تمام الزاوية يبين مستوى تذبذبات الضوء الساقط ومستوى المحلل.

التذكرة 80 (للتوتنهام)

المستقطبات هي أجهزة تتيح الحصول على الضوء المستقطب. والمحللات هي أجهزة يمكنك من خلالها تحليل ما إذا كان الضوء مستقطبًا أم لا. ومن الناحية الهيكلية، فإن المستقطب والمحلل متماثلان. وبالتالي فإن جميع اتجاهات المتجه E متساوية في الاحتمال. كل منهما يمكن أن يتحلل المتجه إلى مكونين متعامدين بشكل متبادل: أحدهما موازي لمستوى استقطاب المستقطب والآخر متعامد عليه.

من الواضح أن شدة الضوء الخارج من المستقطب ستكون متساوية، دعنا نشير إلى شدة الضوء الخارج من المستقطب بـ () إذا تم وضع محلل على مسار المستقطب الذي يشكل مستواه الرئيسي زاوية مع المستوى الرئيسي للمستقطب، ثم يتم تحديد شدة الضوء الخارجة من المحلل بموجب القانون.

التذكرة 81.

دراسة تألق محلول أملاح اليورانيوم تحت تأثير -أشعة الراديوم، لفت الفيزيائي السوفيتي P. A. Cherenkov الانتباه إلى حقيقة أن الماء نفسه يتوهج، حيث لا توجد أملاح اليورانيوم. اتضح أنه عندما يتم تمرير الأشعة (انظر إشعاع جاما) عبر السوائل النقية، فإنها جميعًا تبدأ في التوهج. افترض S. I. Vavilov، الذي عمل تحت إشرافه P. A. Cherenkov، أن التوهج مرتبط بحركة الإلكترونات التي طردتها كميات الراديوم من الذرات. في الواقع، يعتمد التوهج بقوة على اتجاه المجال المغناطيسي في السائل (وهذا يشير إلى أنه كان ناجما عن حركة الإلكترونات).

لكن لماذا تبعث الإلكترونات التي تتحرك في السائل الضوء؟ تم تقديم الإجابة الصحيحة على هذا السؤال في عام 1937 من قبل الفيزيائيين السوفييت I. E. Tamm و I. M. Frank.

يتحرك الإلكترون في المادة ويتفاعل مع الذرات المحيطة به. تحت تأثير مجالها الكهربائي، يتم إزاحة الإلكترونات الذرية والنوى في اتجاهين متعاكسين - يصبح الوسط مستقطبًا. الاستقطاب ثم العودة إلى الحالة الأولية، ذرات الوسط، وتقع على طول مسار الإلكترون، تنبعث منها موجات الضوء الكهرومغناطيسي. إذا كانت سرعة الإلكترون v أقل من سرعة انتشار الضوء في الوسط (- معامل الانكسار)، فإن المجال الكهرومغناطيسي سوف يتفوق على الإلكترون، وسيكون للمادة وقت للاستقطاب في الفضاء قبل الإلكترون. إن استقطاب الوسط أمام الإلكترون وخلفه معاكس في الاتجاه، وإشعاعات الذرات المستقطبة بشكل معاكس، "تضيف"، "تنطفئ" بعضها البعض. عندما لا يكون لدى الذرات، التي لم يصل إليها الإلكترون بعد، الوقت الكافي للاستقطاب، ويظهر الإشعاع موجهًا على طول طبقة مخروطية ضيقة ذات قمة تتزامن مع الإلكترون المتحرك، وزاوية عند القمة c. ويمكن الحصول على مظهر "المخروط" الضوئي وحالة الإشعاع المبادئ العامةانتشار الموجات.

أرز. 1. آلية تشكيل جبهة الموجة

دع الإلكترون يتحرك على طول المحور OE (انظر الشكل 1) لقناة فارغة ضيقة جدًا في مادة شفافة متجانسة ذات معامل انكسار (هناك حاجة إلى قناة فارغة حتى لا تؤخذ في الاعتبار تصادمات الإلكترون مع الذرات في الاعتبار النظري). أي نقطة على خط OE يشغلها الإلكترون على التوالي ستكون مركزًا لانبعاث الضوء. تتداخل الموجات الصادرة من نقاط متتالية O، D، E مع بعضها البعض وتتضخم إذا كان فرق الطور بينها صفرًا (انظر التداخل). ويتحقق هذا الشرط للاتجاه الذي يشكل زاوية 0 مع مسار الإلكترون. يتم تحديد الزاوية 0 بنسبة:.

في الواقع، ضع في اعتبارك موجتين منبعثتين في الاتجاه بزاوية 0 لسرعة الإلكترون من نقطتين من المسار - النقطة O والنقطة D، مفصولة بمسافة . عند النقطة B، الواقعة على الخط المستقيم BE، المتعامدة مع OB، الموجة الأولى عند - في الوقت المناسب إلى النقطة F، الواقعة على الخط المستقيم BE، ستصل الموجة المنبعثة من النقطة في اللحظة الزمنية بعد انبعاث الموجة موجة من النقطة O. ستكون هاتان الموجتان في الطور، أي أن الخط المستقيم سيكون مقدمة موجة إذا كانت هذه الأزمنة متساوية:. وهذا كشرط للمساواة في الأوقات يعطي. في جميع الاتجاهات التي ينطفئ فيها الضوء بسبب تداخل الموجات المنبعثة من أقسام المسار التي تفصل بينها مسافة D. ويتم تحديد قيمة D بمعادلة واضحة، حيث T هي فترة اهتزازات الضوء. هذه المعادلة دائما لها حل إذا.

إذا ، فإن الاتجاه الذي تتداخل فيه الموجات المتداخلة وتتضخم غير موجود، ولا يمكن أن يكون أكبر من 1.

أرز. 2. توزيع الموجات الصوتية وتكوين موجة صدمية أثناء حركة الجسم

يتم ملاحظة الإشعاع فقط إذا .

تجريبياً، تطير الإلكترونات في زاوية صلبة محدودة، مع انتشار معين في السرعات، ونتيجة لذلك ينتشر الإشعاع في طبقة مخروطية الشكل بالقرب من الاتجاه الرئيسي، الذي تحدده الزاوية.

في نظرنا، أهملنا تباطؤ الإلكترون. وهذا أمر مقبول تماما، لأن الخسائر الناجمة عن إشعاع فافيلوف-شيرينكوف صغيرة، وفي التقريب الأول، يمكننا أن نفترض أن الطاقة التي فقدها الإلكترون لا تؤثر على سرعته وأنه يتحرك بشكل موحد. هذا هو الاختلاف الأساسي وعدم غرابة إشعاع فافيلوف-شيرينكوف. عادةً ما تشع الشحنات، وتشهد تسارعًا كبيرًا.

إن الإلكترون الذي يفوق ضوءه يشبه الطائرة التي تطير بسرعة أكبر من سرعة الصوت. وفي هذه الحالة، تنتشر أيضًا موجة الصدمة المخروطية أمام الطائرة (انظر الشكل 2).

ينتشر الضوء بطبيعته في الوسائط المختلفة بسرعات مختلفة. كلما كان الوسط أكثر كثافة، قلت سرعة انتشار الضوء فيه. تم إنشاء مقياس مناسب يتعلق بكل من كثافة المادة وسرعة انتشار الضوء في تلك المادة. ويسمى هذا المقياس مؤشر الانكسار. بالنسبة لأي مادة، يتم قياس معامل الانكسار بالنسبة لسرعة الضوء في الفراغ (يشار إلى الفراغ غالبًا باسم مساحة فارغة). تصف الصيغة التالية هذه العلاقة.

كلما زاد معامل الانكسار للمادة، زادت كثافتها. عندما يمر شعاع الضوء من مادة إلى أخرى (مع معامل انكسار مختلف)، فإن زاوية الانكسار ستكون مختلفة عن زاوية السقوط. شعاع الضوء الذي يخترق وسطًا ذو معامل انكسار أقل سيخرج بزاوية أكبر من زاوية السقوط. شعاع الضوء الذي يخترق وسطًا ذو معامل انكسار مرتفع سيخرج بزاوية أصغر من زاوية السقوط. هذا هو مبين في الشكل. 3.5.

أرز. 3.5.أ. شعاع يمر من وسط ذو نسبة N1 عالية إلى وسط ذو نسبة N2 منخفضة

أرز. 3.5.ب. شعاع يمر من وسط ذو نسبة N1 منخفضة إلى وسط ذو نسبة N2 عالية

في هذه القضيةθ 1 هي زاوية السقوط و θ 2 هي زاوية الانكسار. بعض مؤشرات الانكسار النموذجية مذكورة أدناه.

من الغريب أن نلاحظ أن معامل انكسار الزجاج للأشعة السينية يكون دائمًا أقل من معامل انكسار الهواء، لذلك عند المرور من الهواء إلى الزجاج، فإنها تنحرف بعيدًا عن العمودي، وليس نحو العمودي، مثل أشعة الضوء.

الدرس 25/III-1 انتشار الضوء في الوسائط المختلفة. انكسار الضوء عند السطح البيني بين وسطين.

تعلم مواد جديدة.

حتى الآن، نظرنا في انتشار الضوء في وسط واحد، كالعادة - في الهواء. يمكن أن ينتشر الضوء في وسائط مختلفة: ينتقل من وسط إلى آخر؛ عند نقاط السقوط، لا تنعكس الأشعة من السطح فحسب، بل تمر عبره جزئيًا أيضًا. تسبب مثل هذه التحولات العديد من الظواهر الجميلة والمثيرة للاهتمام.

يسمى التغير في اتجاه انتشار الضوء الذي يمر عبر حدود الوسطين بانكسار الضوء.

ينعكس جزء من شعاع الضوء الساقط على السطح البيني بين وسطين شفافين، وينتقل جزء منه إلى وسط آخر. في هذه الحالة، يتغير اتجاه شعاع الضوء الذي مر إلى وسط آخر. لذلك تسمى هذه الظاهرة بالانكسار، ويسمى الشعاع بالانكسار.

1 - شعاع الحادث

2 - الشعاع المنعكس

3 - الشعاع المنكسر α β

OO 1 - الحد الفاصل بين وسطين

MN - عمودي O O 1

الزاوية التي تشكلها الحزمة والعمودية على السطح البيني بين وسطين، والتي تنخفض إلى نقطة سقوط الحزمة، تسمى زاوية الانكسار γ (جاما).

ينتقل الضوء في الفراغ بسرعة 300000 كم/ث. في أي وسط، تكون سرعة الضوء دائمًا أقل منها في الفراغ. ولذلك عندما ينتقل الضوء من وسط إلى آخر تقل سرعته وهذا هو سبب انكسار الضوء. كلما انخفضت سرعة انتشار الضوء في وسط معين، زادت الكثافة الضوئية لهذا الوسط. على سبيل المثال، يتمتع الهواء بكثافة بصرية أعلى من كثافة الفراغ، لأن سرعة الضوء في الهواء أقل إلى حد ما منها في الفراغ. الكثافة البصرية للماء أكبر من الكثافة الضوئية للهواء، لأن سرعة الضوء في الهواء أكبر منها في الماء.

كلما اختلفت الكثافات الضوئية بين وسيلتين، زاد انكسار الضوء على السطح البيني بينهما. كلما زادت سرعة الضوء في السطح البيني بين وسطين، زاد انكساره.

لكل مادة شفافة، هناك خاصية فيزيائية مهمة مثل معامل انكسار الضوء ن.يوضح عدد المرات التي تكون فيها سرعة الضوء في مادة معينة أقل منها في الفراغ.

معامل الانكسار

تعتمد النسبة بين زاوية السقوط وزاوية الانكسار على الكثافة البصريةكل من البيئة. إذا مر شعاع ضوئي من وسط ذي كثافة بصرية أقل إلى وسط ذي كثافة بصرية أعلى، فإن زاوية الانكسار ستكون أصغر من زاوية السقوط. إذا مر شعاع من الضوء من وسط ذي كثافة بصرية أعلى، فإن زاوية الانكسار ستكون أصغر من زاوية السقوط. إذا مر شعاع ضوئي من وسط ذي كثافة بصرية أعلى إلى وسط ذي كثافة بصرية أقل، فإن زاوية الانكسار أكبر من زاوية السقوط.

يعني إذا ن 1 γ; إذا n 1 >n 2 , ثم α<γ.

قانون انكسار الضوء :

تقع الحزمة الساقطة والحزمة المنكسرة والعمودية على السطح البيني بين وسطين عند نقطة وقوع الحزمة في نفس المستوى.

يتم تحديد نسب زاوية السقوط وزاوية الانكسار بواسطة الصيغة.

حيث هو جيب زاوية الورود، هو جيب زاوية الانكسار.

قيمة الجيب والظل للزوايا 0 - 900

تمت صياغة قانون انكسار الضوء لأول مرة من قبل عالم الفلك والرياضيات الهولندي دبليو سنيليوس حوالي عام 1626، وهو أستاذ في جامعة ليدن (1613).

في القرن السادس عشر، كان علم البصريات علماً حديثاً للغاية، فمن كرة زجاجية مملوءة بالماء، والتي كانت تستخدم كعدسة، ظهرت عدسة مكبرة. ومنه اخترعوا المنظار والمجهر. في ذلك الوقت، كانت هولندا بحاجة إلى تلسكوبات لرؤية الساحل والهروب من الأعداء في الوقت المناسب. لقد كانت البصريات هي التي ضمنت نجاح وموثوقية الملاحة. لذلك، في هولندا، كان الكثير من العلماء مهتمين بالبصريات. لاحظ الهولندي سكيل فان روين (سنيليوس) كيف ينعكس شعاع رقيق من الضوء في المرآة. وقام بقياس زاوية السقوط وزاوية الانعكاس ووجد أن زاوية الانعكاس تساوي زاوية السقوط. كما أنه يمتلك قوانين انعكاس الضوء. واستنتج قانون انكسار الضوء.

النظر في قانون انكسار الضوء.

يوجد فيه معامل الانكسار النسبي للوسط الثاني بالنسبة إلى الأول، في حالة وجود كثافة بصرية عالية في الثاني. إذا انكسر الضوء ومرر عبر وسط ذي كثافة بصرية أقل، فإن α< γ, тогда

إذا كان الوسط الأول فراغا فإن n 1 = 1 إذن .

ويسمى هذا المؤشر بمعامل الانكسار المطلق للوسط الثاني:

أين هي سرعة الضوء في الفراغ، وسرعة الضوء في وسط معين.

نتيجة لانكسار الضوء في الغلاف الجوي للأرض هي حقيقة أننا نرى الشمس والنجوم أعلى بقليل من موقعها الفعلي. انكسار الضوء يمكن أن يفسر حدوث السراب، أقواس قزح... ظاهرة انكسار الضوء هي أساس مبدأ تشغيل الأجهزة البصرية العددية: المجهر، التلسكوب، الكاميرا.

تعد العمليات المرتبطة بالضوء عنصرًا مهمًا في الفيزياء وتحيط بنا في كل مكان في حياتنا اليومية. والأهم في هذه الحالة هو قوانين انعكاس وانكسار الضوء، التي تقوم عليها البصريات الحديثة. يعد انكسار الضوء جزءًا مهمًا من العلم الحديث.

تأثير التشويه

ستخبرك هذه المقالة ما هي ظاهرة انكسار الضوء، وكذلك كيف يبدو قانون الانكسار وما يتبعه.

أساسيات الظاهرة الفيزيائية

عندما يسقط شعاع على سطح مفصول بمادتين شفافتين لهما كثافات بصرية مختلفة (على سبيل المثال، نظارات مختلفة أو في الماء)، فإن بعض الأشعة سوف تنعكس، وبعضها سوف يخترق البنية الثانية (على سبيل المثال، سوف تنتشر في الماء أو الزجاج). عند انتقال الشعاع من وسط إلى آخر، يتميز الشعاع بتغير اتجاهه. هذه هي ظاهرة انكسار الضوء.
ويمكن رؤية انعكاس وانكسار الضوء بشكل جيد في الماء.

تأثير تشويه المياه

عند النظر إلى الأشياء في الماء، تبدو مشوهة. هذا ملحوظ بشكل خاص على الحدود بين الهواء والماء. يبدو بصريًا أن الأجسام الموجودة تحت الماء منحرفة قليلاً. إن الظاهرة الفيزيائية الموصوفة هي بالتحديد السبب الذي يجعل كل الأشياء تبدو مشوهة في الماء. عندما تضرب الأشعة الزجاج، يكون هذا التأثير أقل وضوحًا.
إن انكسار الضوء هو ظاهرة فيزيائية تتميز بتغير اتجاه شعاع الشمس لحظة انتقاله من وسط (مبنى) إلى آخر.
لتحسين فهم هذه العملية، فكر في مثال سقوط شعاع من الهواء إلى الماء (وبالمثل بالنسبة للزجاج). ومن خلال رسم عمودي على طول الواجهة، يمكن قياس زاوية الانكسار وعودة شعاع الضوء. سيتغير هذا المؤشر (زاوية الانكسار) عندما يخترق التدفق الماء (داخل الزجاج).
ملحوظة! تُفهم هذه المعلمة على أنها الزاوية التي تشكل عموديًا مرسومًا على فصل مادتين عندما تخترق الحزمة من الهيكل الأول إلى الثاني.

مرور الشعاع

نفس المؤشر نموذجي للبيئات الأخرى. ثبت أن هذا المؤشر يعتمد على كثافة المادة. إذا سقط الشعاع من هيكل أقل كثافة إلى هيكل أكثر كثافة، فإن زاوية التشوه الناتجة ستكون أكبر. وإذا كان العكس، فأقل.
وفي الوقت نفسه، سيؤثر التغيير في منحدر السقوط أيضًا على هذا المؤشر. لكن العلاقة بينهما لا تبقى ثابتة. وفي الوقت نفسه، ستبقى نسبة جيبها ثابتة، والتي يتم عرضها بالصيغة التالية: sinα / sinγ = n، حيث:

• n هي قيمة ثابتة موصوفة لكل مادة محددة (الهواء، الزجاج، الماء، إلخ). لذلك يمكن تحديد ماهية هذه القيمة من خلال جداول خاصة؛
• α هي زاوية الإصابة؛
• γ هي زاوية الانكسار.

ولتحديد هذه الظاهرة الفيزيائية، تم إنشاء قانون الانكسار.

القانون الفيزيائي

يسمح لك قانون انكسار تدفقات الضوء بتحديد خصائص المواد الشفافة. ويتكون القانون نفسه من حكمين:

• الجزء الاول. الشعاع (الحادث، الذي تم تغييره) والعمودي، الذي تم استعادته عند نقطة السقوط عند الحدود، على سبيل المثال، الهواء والماء (الزجاج، وما إلى ذلك)، سيكونان موجودين في نفس المستوى؛
• الجزء الثاني. سيكون مؤشر نسبة جيب زاوية السقوط إلى جيب نفس الزاوية المتكونة عند عبور الحدود قيمة ثابتة.

وصف القانون

في هذه الحالة، في اللحظة التي يخرج فيها الشعاع من الهيكل الثاني إلى الأول (على سبيل المثال، عندما يمر تدفق الضوء من الهواء، عبر الزجاج ويعود إلى الهواء)، سيحدث أيضًا تأثير تشويه.

معلمة مهمة لكائنات مختلفة

المؤشر الرئيسي في هذه الحالة هو نسبة جيب زاوية السقوط إلى معلمة مماثلة، ولكن للتشويه. على النحو التالي من القانون الموصوف أعلاه، فإن هذا المؤشر هو قيمة ثابتة.
في الوقت نفسه، عندما تتغير قيمة منحدر السقوط، سيكون الوضع نفسه نموذجيًا لمؤشر مماثل. هذه المعلمة ذات أهمية كبيرة، لأنها سمة متكاملة للمواد الشفافة.

مؤشرات لكائنات مختلفة

بفضل هذه المعلمة، يمكنك التمييز بشكل فعال بين أنواع الزجاج، فضلا عن مجموعة متنوعة من الأحجار الكريمة. ومن المهم أيضًا تحديد سرعة الضوء في الوسائط المختلفة.

ملحوظة! أعلى سرعة لتدفق الضوء تكون في الفراغ.

عند الانتقال من مادة إلى أخرى تقل سرعتها. على سبيل المثال، الماس، الذي يتمتع بأعلى معامل انكسار، سيكون له سرعة انتشار فوتون أسرع بـ 2.42 مرة من الهواء. وفي الماء، سوف تنتشر بشكل أبطأ بمقدار 1.33 مرة. بالنسبة لأنواع مختلفة من الزجاج، تتراوح هذه المعلمة من 1.4 إلى 2.2.

ملحوظة! تحتوي بعض النظارات على معامل انكسار يبلغ 2.2، وهو قريب جدًا من الماس (2.4). لذلك، ليس من الممكن دائمًا التمييز بين قطعة الزجاج والماس الحقيقي.

الكثافة البصرية للمواد

يمكن للضوء أن يخترق المواد المختلفة التي تتميز بكثافة بصرية مختلفة. كما قلنا سابقًا، باستخدام هذا القانون، يمكنك تحديد خاصية كثافة الوسط (الهيكل). كلما كانت أكثر كثافة، كلما كانت سرعة الضوء أبطأ في انتشارها. على سبيل المثال، سيكون الزجاج أو الماء أكثر كثافة بصريًا من الهواء.
وبالإضافة إلى أن هذه المعلمة قيمة ثابتة، فإنها تعكس أيضًا نسبة سرعة الضوء في مادتين. يمكن عرض المعنى المادي بالصيغة التالية:

يبين هذا المؤشر كيف تتغير سرعة انتشار الفوتونات عند الانتقال من مادة إلى أخرى.

مؤشر مهم آخر

عند تحريك تدفق الضوء عبر الأجسام الشفافة، يكون استقطابه ممكنًا. يتم ملاحظته أثناء مرور تدفق الضوء من الوسائط المتناحية العازلة. يحدث الاستقطاب عندما تمر الفوتونات عبر الزجاج.

تأثير الاستقطاب

يُلاحظ الاستقطاب الجزئي عندما تختلف زاوية حدوث تدفق الضوء عند حدود عازلين كهربائيين عن الصفر. تعتمد درجة الاستقطاب على زوايا السقوط (قانون بروستر).

انعكاس داخلي كامل

في ختام استطرادنا القصير، لا يزال من الضروري اعتبار مثل هذا التأثير بمثابة انعكاس داخلي كامل.

ظاهرة العرض الكامل

لكي يظهر هذا التأثير، من الضروري زيادة زاوية حدوث تدفق الضوء في لحظة انتقاله من وسط أكثر كثافة إلى وسط أقل كثافة عند السطح البيني بين المواد. في الحالة التي تتجاوز فيها هذه المعلمة قيمة حدية معينة، فإن الفوتونات الساقطة على حدود هذا القسم سوف تنعكس بالكامل. في الواقع، ستكون هذه هي الظاهرة التي نرغب فيها. وبدونها، كان من المستحيل صنع الألياف الضوئية.

خاتمة

أعطى التطبيق العملي لميزات سلوك تدفق الضوء الكثير، مما أدى إلى إنشاء مجموعة متنوعة من الأجهزة التقنية لتحسين حياتنا. وفي الوقت نفسه، لم يفتح الضوء كل إمكانياته للبشرية، ولم تتحقق إمكاناته العملية بالكامل بعد.

كيف تصنع مصباحًا ورقيًا بيديك
كيفية التحقق من أداء شريط LED