الفصل 7: تغيّر مسار الضوء
ملخّص: تطبيقات لتغيّر مسار الضوء
الأساسيّ
- الليف البصري: خيط رفيع شفّاف له قلب أكثر انكسارية يحيط به غلاف أقلّ انكسارية. يتقدّم الضوء فيه بانعكاسات كلّية متتالية دون أن يخرج، حتّى لو انحنى.
- تُستعمل الألياف البصريّة في الاتّصالات (المكالمات، الإنترنت، الكوابل البحريّة) وفي المنظار الطبّي لرؤية داخل الجسم، وفي الإنارة والزينة.
- الموشور قائم الزاوية يعكس الضوء كلّيًّا لأنّ 45° أكبر من 42°، فيغيّر اتّجاهه بـ 90°. يُستعمل في المنظار (البيريسكوب) والمنظار الثنائي، ويُفضَّل على المرآة المعدنيّة لأنّه يعكس الضوء كلّه ولا يتآكل.
- بريق الماس: زاويته الحدّية صغيرة (≈ 24°) فينعكس الضوء داخله مرّات كثيرة قبل خروجه.
- السراب: الهواء الساخن قرب الأرض أقلّ انكسارية، فتبتعد أشعّة السماء تدريجيًّا عن العمود ثمّ تنعكس كلّيًّا وتصعد نحو العين: نرى صورة للسماء على الأرض كأنّها ماء.
القواعد والصيغ
مبدأ مشترك
الانعكاس الكلّي: من وسط أكثر انكسارية إلى وسط أقلّ، بزاوية ورود أكبر من الزاوية الحدّية.
الطريقة
- لتفسير تطبيق: أحدّد الوسطين، أتحقّق من الشرطين (اتّجاه المرور وi أكبر من λ)، ثمّ أستنتج الانعكاس الكلّي.
مثال
منظار بموشورين: في كلّ موشور i = 45° > 42° فيحدث انعكاس كلّي ويدور الشعاع 45° + 45° = 90°؛ بعد الموشورين يخرج الضوء موازيًا لاتّجاهه الأصلي في مستوى أخفض.
أخطاء شائعة
- الظنّ أنّ الضوء في الليف يسير في خطّ مستقيم واحد: يسير في قطع مستقيمة بين انعكاسات كلّية متتالية.
- اعتبار السراب ماءً حقيقيًّا: هو صورة للسماء ناتجة عن انحناء الضوء في طبقات هواء مختلفة الحرارة.
- الظنّ أنّ الماس منبع ضوئي: هو يُرجع الضوء بانعكاسات كلّية كثيرة.
مصطلحات الدرس
ملخّص من إعداد سكولار لمراجعة الدرس بسرعة، ولا يغني عن قراءة الدرس وإنجاز تمارينه.