237 مشاهدات
في تصنيف الكيمياء الفيزيائية بواسطة

ما هو تفسير تشتت الضوء بعد خروجه من منشور؟

1 إجابة واحدة

0 تصويتات
بواسطة


انعكاس الضوء وانكساره 

ينتشر الضوء فى جميع الإتجاهات في خطوط مستقيمة مالم يصادفه وسط عائق ، فإذا صادفته وسط عائق فأنه يعاني انعاكساً أو انكساراُ أو امتصاصاًُ بنسب مختلفة حسب طبيعة الوسط العائق.

- عند سقوط شعاع ضوئي على سطح فاصل بين وسطين مختلفين في الكثافة الضوئية فأن جزءاً من الضوء ينعكس والجزء الآخر ينكسر مع إهمال الجزء الممتص.

- نلاحظ من الشكل التالي:

- يقع كل من الشعاع الساقط والشعاع المنعكس والشعاع المنكسر والعمود المقام على السطح الفاصل من نقطة السقوط في مستوى واحد عمودى على السطح الفاصل.

- فى حالة الأنعكاس فأن زواية السقوط = زواية الانعكاس.

- فى حالة الانكسار فأن حاصل ضرب معامل الانكسار المطلق لوسط السقوط فى جيب زواية السقوط = حاصل ضرب معامل الأنكسار المطلق لوسط الانكسار في جيب زواية الانكسار وهو مايطلق علية قانون سنل Snell,s law

انحراف الضوء فى المنشور الثلاثي 

عندما يسقط شعاع ضوئي مثل الشعاع (ab) على الوجه (XY) لمنشور ثلاثي فإن هذا الشعاع ينكسر داخل المنشور متخذاً المسار (bc) حتى يسقط على الوجه (XY) كما فى الشكل التالي فيخرج إلى الوسط الأول في الاتجاه (cd).

- ومن هذا الشكل نتبين أن الشعاع الضوئي في المنشور الثلاثي ينكسر مرتين ، إحداهما عند الوجه الأول (XY) والأخرى عند الوجه الثاني (XZ) ونتيجة لذلك ينحرف الشعاع عن مساره بزاوية معينة هي زواية الانحراف (α)

ومن هندسة الشكل يتبين أن:

حيث ان مجموع زوايا الشكل الرباعي bxce هو (2π) والزوايتين c , b قائمتان فأن الزاوية e هي (180- Ao) وفي المثلث bce مجموع الزوايا 180o وعلى ذلك فأن:

وبالتعويض فى المعادلة أعلاه نجد أن:

ومن هذة العلاقة نتبين أن زواية الانحراف في منشور ثلاثي زواية رأسة Ao تتوقف على زواية السقوط (φ1) 

ويمكن عملياً بيان أن زواية الأنحراف تتناقص تدريجياً مع ازدياد زواية السقوط حتى تصل زواية الانحراف إلى حد معين يعرف بالنهاية الصغري للإنحراف بعده تأخذ زواية الانحراف في الازدياد تدريجياً مع ازدياد زاوية السقوط كما فى الشكل التالي:

- فى وضع النهاية الصغري للانحراف يمكن عملياً ونظرياً أثبات أن:

وتصبح العلاقتان (1) , (2) كما يلي:

ولكن:

وبالتعويض عن θ، φ نجد أن معامل الانكسار للمنشور فى وضع النهاية الصغري للانحراف يتعين من العلاقة:

تشتت الضوء بواسطة المنشور الثلاثي

- استنتجنا فى الفقرة السابقة أنه فى وضع النهاية الصغري للانحراف يتعين معامل انكسار مادة المنشور من العلاقة:

حيث (n) معامل الانكسار لمادة المنشور ، (α0) هي النهاية الضغرى للانحراف ، (A) زاوية رأس المنشور.

- نظراً لأن زواية رأس المنشور ثابتة فإننا نتبين أن تغير معامل الانكسار يتبعه تغير فى قيمة زواية النهاية الصغري للانحراف ، فبزيادة معامل الانكسار تزداد قيمة النهاية الصغري للانحراف والعكس صحيح.

- ونظراً لأن معامل الانكسار (n) يتوقف على الطول الموجي للضوء المار من خلال المنشور ، فإن زاوية النهاية الصغري للانحراف تتوقف بدورها على الطول الموجي.

- لذلك إذا سقط حزمة من الضوء الأبيض على منشور ثلاثي مهيأ فى وضع النهاية الصغري للانحراف فأن الضوء الخارج من المنشور يتفرق إلى ألأون الطيف كما بالشكل التالي:

- ومن الشكل السابق نتبين أن أشعة الضوء البنفسجي تكون أكثر الأشعة انحرافاً (معامل انكسارها أكبر) ، وأن أشعة الضوء الأحمر تكون أقل الأشعة انحرافاً (معامل انكسارها أصغر).

- ألوان الطيف المرئي التى يتفرق إليها الضوء الأبيض هي بالترتيب (من جهة رأس المنشور إلى قاعدته):

الأحمر - البرتقالي - الأصفر - الأخضر - الأزرق - النيلي - البنفسجي.

- الخلاصة هي أنه عند سقوط ضوء أبيض على منشور ثلاثي يتفرق هذا الضوء إلى ألوان الطيف المعروفة ويرجع ذلك إلى اختلاف معاملات الإنكسار تبعاً لاختلاف أطوالها الموجية.


موقع / اسألنى كيمياء
يتيح لك الموقع طرح الأسئلة والإجابة على الأسئلة الاخرى والتعليق عليها ، شارك معلوماتك مع الاخرين .

اسئلة متعلقة


1 إجابة 240 مشاهدات
1 إجابة 179 مشاهدات
1 إجابة 188 مشاهدات
1 إجابة 317 مشاهدات
1 إجابة 183 مشاهدات
1 إجابة 945 مشاهدات
2 إجابة 1.3ألف مشاهدات
1 إجابة 544 مشاهدات
1 إجابة 263 مشاهدات
1 إجابة 35 مشاهدات
سُئل أغسطس 7 في تصنيف الكيمياء الفيزيائية بواسطة عادل
1 إجابة 69 مشاهدات
1 إجابة 175 مشاهدات

...