الفصل 7: تغيّر مسار الضوء

ملخّص: الانكسار الحدّي والانعكاس الكلّي

الأساسيّ

عند المرور من وسط إلى وسط أقلّ انكسارية (ماء ← هواء) يبتعد الشعاع المنكسر عن العمود: ⁦r > i⁩.
الزاوية الحدّية λ هي زاوية الورود التي توافق ⁦r = 90⁩°: يسير الشعاع المنكسر محاذيًا للسطح، وهذا الانكسار الحدّي.
قيم λ نحو الهواء: الماء ⁦≈ 48,6⁩°، الزجاج والبليكسيقلاس ⁦≈ 42⁩°، الماس ⁦≈ 24⁩°. كلّما كان الوسط أكثر انكسارية صغرت زاويته الحدّية.
إذا كانت ⁦i >⁩ λ لا يخرج الضوء: يعود كلّه في الوسط الأوّل، وهذا الانعكاس الكلّي، ويطبّق فيه ⁦r = i⁩.
من الهواء إلى الماء يوجد دائمًا شعاع منكسر: الانعكاس الكلّي مستحيل في هذا الاتّجاه.

شرطا الانعكاس الكلّي

(1) الضوء ينتقل من وسط أكثر انكسارية إلى وسط أقلّ انكسارية؛ (2) ⁦i >⁩ λ. الشرطان معًا.

الحالات الثلاث

⁦i <⁩ λ: انكسار (مع انعكاس جزئي ضعيف)؛ ⁦i =⁩ λ: انكسار حدّي (⁦r = 90⁩°)؛ ⁦i >⁩ λ: انعكاس كلّي.

من الزجاج (λ ⁦≈ 42⁩°) إلى الهواء: بـ ⁦i = 30⁩° يحدث انكسار مع ابتعاد عن العمود؛ بـ ⁦i = 50⁩° يحدث انعكاس كلّي بزاوية 50°.

الظنّ أنّ الانعكاس الكلّي يحدث من الهواء إلى الماء: يحدث فقط من الوسط الأكثر انكسارية إلى الأقلّ.
الاكتفاء بزاوية ورود كبيرة: يجب أن تكون أكبر من λ وأن يكون الوسط الثاني أقلّ انكسارية.
اعتبار الزاوية الحدّية واحدة لكلّ الأوساط: ⁦≈ 48,6⁩° للماء و⁦≈ 42⁩° للزجاج.

ملخّص من إعداد سكولار لمراجعة الدرس بسرعة، ولا يغني عن قراءة الدرس وإنجاز تمارينه.