انكسار الضوء وانعكاسه في الفيزياء
إنكسار الضوء وإنعكاسه
ملاحظة هنالك روابط ملفات في نهاية الموضوع ،من نوع pdf , ppt , doc متعلقة بإنكسار الضوء وانعكاسه يمكن الاستفادة منها لعمل بحث أو القراءة
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
*الخصائص البصرية للمادةالضوء والابصار
*هل سألت نفسك يوما كيف ترى الاشياء ؟ وهل تصورت نفسك وأنت تدرس وانقطع التيار الكهربائي فجأة ؟لا بد أنك ستشعر بالانزعاج لأنك لن ترى شيئا ؛فما هو الضوء وما علاقته بالابصار ؟
*الضوء شكل من أشكال الطاقة الكهرمغناطيسية يسبب لنا الاحساس بالرؤية .
*لقد كان التصور السائد قديما عند الاغريق ،أن الضوء يخرج من العين ويسقط على الجسم فنراه ، وبقي هذا الرأي سائدا الى أن جاء العلماء المسلمين وأبطلوا ذلك وبين العالم الحسن بن الهيثم وصحح هذه الفرضية وقال (ان الرؤية تتم نتيجة ورود الضوء من الاجسام المرئية الى العين فنراها ) ولتأكيد ذلك أنك اذا دخلت الى غرفة مظلمة فانك لن ترى شيئا .
تفاعل الضوء مع المادة
*عندما يسقط الضوء على جسم ما فان قسما منه ينعكس وقسما ينكسر وقسما اَخر يمتصه الجسم .وما يحدث للضوء يحدث للامواج الكهرمغناطيسية أي أن :-
الطاقة الساقطة = الطاقة المنعكسة + الطاقة النافذة + الطاقة الممتصة
الطاقة الساقطة الطاقة الساقطة الطاقة الساقطة الطاقة الساقطة
1= معامل الانعكاس + معامل النفاذ + معامل الامتصاص
1= معامل الانعكاس + معامل النفاذ+ €
* تقسم الاجسام الى أنواع :-
انواع الاجسام
* للضوء خصائص وهي :-
*- يسير في خطوط مستقيمة .
*- الانعكاس .
* - الامتصاص .
*- النفاذ.
*- الانكسار .
*- الظلال.
الانعكاس (Reflection)
* الانعكاس هو ارتداد الضوء الساقط عن جسم فيبقى في الوسط نفسه ولا ينفذ للوسط الاخر .
* قانونا الانعكاس :-
*- الشعاع الساقط ،والشعاع المنعكس والعمود المقام على السطح العاكس من السقوط ،تقع جميعها في مستوى واحد يكون دائما عموديا على السطح العاكس
*- أن زاوية الانعكاس تزداد بازدياد زاوية السقوط وتنقص بنقصانها وأنهما في جميع الحالات متساويتان .
*( لقد ناقش العلماء منذ زمن الاغريق ،مسألة انعكاس الضوء ،وتوصلوا الى أن زاوية السقوط = زاوية لانعكاس كما توصل الحسن بن الهيثم الى القانون الاول ) .
*أنواع الانعكاس :-
*- انعكاس منتظم :-عندما يكون سطح الجسم العاكس مصقولا كالمرآة وينتج منه أخيلة تعتمد على نوع السطح العاكس(زاوية السقوط = زاوية الانعكاس)
* - انعكاس غير منتظم :- عندما يكون السطح العاكس خشناًَ فتتفرق الاشعة المنعكسة بزوايا منعكسة ولا تتكون أخيلة .
*أنواع المواد الشفافة :-
*- مواد تامة الشفافية:اذا نظرنا منها نرى معالم الجسم الموجود وراءها واضحة .
*- مواد نصف شفافة: هذه المواد لا تنفذ الضوء ؛لكنك لا تميز صورة الجسم الموجود وراءها بوضوح وتعمل هذه الجزيئات على تفريق الاشعة بداخلها ؛لذلك تنفذ الاشعة في اتجاهات مختلفة وبالتالي لا ترى بوضوح .
*- مواد مرشحة: وهذه المواد لا تنفذ جميع الوان الطيف ،بل تنفذ اللون الخاص بها فاذا نظرت في ورقة سيلوفان صفراء فانك سترى اللون الاصفر وهكذا
معامل النفاذ ومعامل الانعكاس
n لقياس معامل النفاذ تستخدم جهاز يسمى الفوتومتر ، نستقبل الضوء من مصدر معين ونجد شدة الاستضاءة (ش1)ثم نضع المادة الشفافة بين مصدر الضوء والفوتومتر ونجد شدة الاستضاءة (ش2)عندئذ فان:- معامل النفاذ = ش1ش2
*يسمى معامل النفاذ الشفافية وهو غير ثابت للمادة الواحدة اذ تعتمد قيمته على سمك المادة الشفافة .ان المادة الشفافة تمتص جزءا من الطاقة الضوئية ويعتمد هذا الجزء على طول مسار الشعاع الضوئي في المادة الشفافة .
*لقياس معامل الانعكاس نتبع الطريقة السابقة ،فنقيس شدة الاستضاءة الساقطة (ش1) وشدة الاستضاءة المنعكسة (ش2) فيكون :
*معامل الانعكاس = ش3 ش1
الامتصاص (Absorption)
* إن أي جسم يسقط عليه الاشعاع يمتص جزءا منه وأن معامل الامتصاص للمواد المختلفة يتراوح بين (7%) للفضة المصقولة و (99%) للدهان الاسود .
* تتحول الطاقة التي يحدث لها امتصاص الى طاقة حرارية في المادة الماصة . وفي بعض الاحيان يصاحب هذا التحول ظواهر أخرى منها :ـــــ
n1- في الخلية الكهروضوئية : ينتج من امتصاص الضوء الكترونات
n2- في البطارية الشمسية :ينتج من امتصاص الضوء اختزان للطاقة الكهربائية .
n3- في أوراق النبات الخضراء :ينتج من امتصاص الضوء حدوث عملية التمثيل الضوئي .
الانكسار (Refraction)
n لماذا يبدو قاع بركة السباحة أقل عمقاً من عمق البركة الحقيقي ؟وإذا وضعت قلما في كوب ماء ،خيل إليك أن القلم مكسور عند سطح الماء فما السر في ذلك ؟
nتعرفت سابقا أن الضوء يسير في خطوط مستقيمة في الوسط المتجانس ،وأنه إذا سقط على جسم غير شفاف فإن قسما منه ينعكس عنه بزاوية تساوي زاوية سقوطه ولكن ماذا يحدث للضوء إذا سقط على وسط شفاف يسمح له بالنفاذ منه ؟فما هو الانكسار؟ وما قوانينه ؟ وما التطبيقات عليه في المسائل الرياضية ؟وبعض مفاهيمه ؟ وبعض الظواهر الطبيعية المتعلقة به ؟وما هي المفاهيم الاساسية المتعلقة بالانكسار ؟ هذه الاسئلة وغيرها ستجيب عنها إن شاء الله من خلال الفصل التالي .
هو تغير مسار الشعاع الضوئي عند انتقاله من وسط شفاف الى
اخر مختلف عنه .
الكثافة الضوئية لوسط ما:
هو المقدار الذي يميز اعتماد سرعة انتشار الضوء على نوع الوسط وتقاس بالقيمة العددية لمعامل الانكسار المطلق للوسط أو هي قدرة الوسط على كسر الأشعة الضوئية عند نفاذها فيه
السطح الفاصل :
هو السطح الذي يفصل بين وسطين شفافين مختلفين في الكثافة الضوئية
الشعاع الضوئي الساقط :
هو الشعاع المتجه الى السطح الفاصل ويقابله في نقطة السقوط
زاوية السقوط :
هي الزاوية المحصورة بين الشعاع الضوئي الساقط والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح الفاصل
الشعاع الضوئي المنكسر:
هو المسار الجديد للشعاع الضوئي في الوسط الثاني بعد نفاذه من السطح الفاصل
زاوية الانكسار:
هي الزاوية المحصورة بين الشعاع الضوئي المنكسر
قانونا الانكسار (1)
- إن الشعاع الساقط والشعاع المنكسر والعمود المقام على السطح الفاصل من نقطة السقوط تقع جميعها في مستوى واحد.
- إن النسبة بين جيب زاوية السقوط ،وجيب زاوية الانكسار تساوي مقدارا ثابتا
ويكتب بالصيغة الرياضية كالتالي :-
قانونا الانكسار (2)
هذا وقد توصل الحسن بن الهيثم الى القانون الاول ،كما توصل الى أن ثم علاقة بين زاوية سقوط الشعاع الضوئي وزاوية انكساره ، إلا أنه لم يتوصل الى العلاقة الرياضية السابقة ولكن العالم الفلكي الهولندي (سنل) .
وإذا كان الوسط الاول في الفراغ (الهواء) فإن معامل الانكسار عندئذ يسمى معامل الانكسار المطلق للمادة أو اختصارا معامل انكسار المادة أي أن :-
ملاحظات
1- من القانون الأول يتضح أن بزيادة زاوية السقوط تزداد زاوية الانكسار ولكن ليس بصورة متناسبة.
2- للشعاعين الساقط والمنكسر خاصية انعكاسية .
3- عند عبور شعاع الضوء من وسط كثافته البصرية أقل - السرعة فيه أعلى - الى وسط كثافته البصرية أعلى - السرعة فيه أقل - فانه ينكسر مقتربا من العمود .
4- عند عبور شعاع الضوء من وسط السرعة فيه أقل الى وسط السرعة فيه أعلى - من ماء الى هواء - فان الشعاع ينكسر مبتعدا عن العمود ومقتربا من السطح الفاصل وفي هذه الحالة يكون معامل الانكسار النسبي بين الماء والهواء أصغر من الواحد وهذا الذي يفسر النقص الظاهري لعمق خزان الماء عندما ينظر الانسان الى الماء .
5 - اذا سقطت الأشعة الضوئية على السطح الفاصل بين وسطين شفافين بصورة عمودية فانها تنفذ الى الوسط .
أمثلة محلول
مثال (1) :-
سقط شعاع ضوئي من الهواء على سطح ماء بزاوية سقوط مقدارها (60) فانكسر في الماء بزاوية انكسار مقدارها (40) جد معامل انكسار الماء علما أن جا 60=866ر
جا40= 643ر .
الحل :- 1- نرسم مخططا يوضح السؤال ونضع عليه المعطيات
نكتب القانون م= جا زاوية السقوط = 866ر
جا زاوية الانكسار 634ر
ينكسر الضوء عندما من وسط الى اخر ،يختلف عنه في معامل انكساره .
زاوية الانحراف :- الزاوية المحصورة بين الشعاع المنكسر وامتداد الشعاع الساقط (ح) انظر الى الشكل المجاور ح
إذا زاوية الانحراف = زاوية السقوط – زاوية الإنكسار
البعد الحقيقي والبعد الظاهري
لماذا تبدو السمكة في حوض على عمق أقل من عمقها الحقيقي ؟
الجواب هو أن الاشعة الضوئية تنكسر عند سطح مبتعدة عن العمود المقام وامتداد هذه الاشعة المنكسرة يشكل خيال السمكة بالنسبة للمشاهد على سطح الارض.
يطلق على البعد الذي يبدو للمشاهد أن الجسم عنده (موضع الخيال ): البعد الظاهري.
عند انتقال الشعاع الضوئي من وسط خفيف (معامل انكسار مادته صغير) الى وسط كثيف (معامل انكسار مادته كبير) يكون البعد الظاهري أكبر من البعد الحقيقي .
عند انتقال الشعاع الضوئي من وسط كثيف(معامل انكسار مادته كبير) الى وسط خفيف (معامل انكسار مادته صغير) يكون البعد الظاهري أقل من البعد الحقيقي .
وبالتالي تكون زاوية الانحراف الكلي للشعاع الساقط تساوي:
ح = ح1+ح2وبتعويض قيمه كل من ح1وح2 تصبح
ح= α1 + β2 - أ
زاوية الانحراف الصغرى في المنشور
تعتمد زاوية الانحراف في المنشور على كل من: زاوية السقوط ومعامل انكسار المنشور وزاوية رأسه وفي وضع التماثل تصبح زاوية الانحراف الصغرى تساوي :
(ح=2α1 – أ) علما بأن زاوية أ= α2- β1 وα1= β2
إن الطيف الضوئي مكون من منطقتين : منطقة الطيف المرئي ومنطقة الطيف غير المرئي وهذا النوع من الطيف يتكون من سبعة الوان تعرف( بالوان قوس قزح ) ومن المعروف أنه باختلاف لون الطيف يختلف الطول الموجي ،وباختلافه يختلف معامل الانكسار.
تطبيقات على ظاهرة الانعكاس الكلي الداخلي
* السراب
* قوس قزح
* الالياف الضوئية
وتفسيرا لما يشاهده المسافر في الصحراء وفي المناطق القطبية أثناء النها رمن صور مقلوبة للأشياء كالاشجار والحيوانات فإن ذلك مرده الى وجود ظاهرة السراب .
وقد ورد ذكر السراب في القران الكريم في سورة النور في قوله تعالى (( والذين كفروا أعمالهم كسراب بقيعة.(1) يحسبه الظمآن ماء حتى إذا جاءه لم يجد شيئا ووجد الله عنده فوفاه حسابه والله سريع الحساب)) . بقيعة:-المكان الخالي الفسيح )
* سراب قطبي .
3 ـ زاوية السقوط ( عند الانعكاس ( هي الزاوية المحصورة بين الشعاع الساقط والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح العاكس.
4 ـ زاوية الانعكاس : هي الزاوية المحصورة بين الشعاع المنعكس والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح العاكس .
5 ـ القانون الأول لانعكاس الضوء : زاوية السقوط = زاوية الانعكاس .
6 ـ القانون الثاني لانعكاس الضوء : الشعاع الضوئي الساقط والشعاع الضوئي المنعكس والعمود المقام على السطح من نقطة السقوط تقع جميعها في مستوى واحد عمودي على السطح العاكس .
7 ـ انكسار الضوء : هو انحراف الأشعة الضوئية عن مسارها المستقيم نتيجة انتقالها من وسط شفاف متجانس إلى وسط آخر شفاف متجانس يختلف عنه في الكثافة الضوئية .
8 ـ الشعاع الساقط ( عند الانكسار ) : هو الشعاع الذي يصل إلى السطح الفاصل بين الوسطين الشفافين .
9 ـ الشعاع المنكسر : هو الشعاع الذي ينفذ إلى الوسط الثاني عند الانكسار
10 ـ زاوية السقوط ( عند الانكسار ) : هي الزاوية المحصورة بين الشعاع الساقط والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح الفاصل.
11 ـ زاوية الانكسار : هي الزاوية المحصورة بين الشعاع المنكسر والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح الفاصل .
12 ـ الكثافة الضوئية للوسط : هي قدرة الوسط على كسر الأشعة الضوئية عند نفاذها منه .
13 ـ القانون الأول للانكسار : النسبة بين جيب زاوية السقوط في الوسط الأول وجيب زاوية الانكسار في الوسط الثاني نسبة ثابتة تعرف باسم معامل الانكسار من الوسط الأول إلى الوسط الثاني (M ) .
14 ـ القانون الثاني للانكسار : الشعاع الضوئي الساقط والشعاع الضوئي المنكسر والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح الفاصل تقع جميعها في مستوى واحد عمودي على السطح الفاصل .
15 ـ معامل الانكسار المطلق : هو النسبة بين سرعة الضوء في الفراغ و إلى سرعته في الوسط المادي .
16 ـ معامل الانكسار النسبي : هو معامل الانكسار من الوسط الأول إلى الوسط الثاني ، ويساوي النسبة بين معامل الانكسار المطلق للوسط الثاني ومعامل الانكسار المطلق للوسط الأول .
17 ـ الزاوية الحرجة : هي زاوية سقوط في الوسط الأكبر كثافة ضوئية تقابلها زاوية انكسار في الوسط الأقل كثافة ضوئية تساوي 90 .
18 ـ الانعكاس الكلي : إذا أنتقل شعاع ضوئي من أكبر كثافة إلى وسط أقل كثافة وكانت زاوية السقوط أكبر من الزاوية الحرجة فإن الشعاع لا ينفذ إلىالوسط الأقل كثافة بل يرتد في الوسط الأول نفسه .
19 ـ زاوية الانحراف : هي الزاوية المحصورة بين امتداد الشعاع الساقط والشعاع الخارج في المنشور الثلاثي .
20 ـ الألياف الضوئية ( البصرية ) : هي عبارة عن أنبوبة رفيعة من مادة شفافة إذا دخل الضوء من أحد طرفيها فإنه يعاني انعكاسات كلية متتالية فيكل مرة حتى يخرج من طرفها الآخر ، وعند وضع آلاف من هذه الألياف معا تتكون منها حزمة مرنة يمكن استخدامها في نقل الضوء .
21 ـ العدسة : جسم شفاف سطحاه المتقابلان كرويان ، أو أحدهما كروي و الآخر مستو .
22 ـ العدسة المحدبة ( اللامة ) : هي العدسة التي تكون سميكة عند الوسط ورقيقة عند الحافة .
23 ـ العدسة المقعرة ( المفرقة ) : هي العدسة التي تكون رقيقة في الوسط وسميكة عند الحافة .
24 ـ مركز تكور وجه العدسة : هو مركز تكور الكرة التي يكون هذا الوجه جزئا منها .
25 ـ المحور الأساسي للعدسة :هو المستقيم المار بمركزي تكور وجهي العدسة.
26 ـ المركز البصري للعدسة : هو نقطة تقع في باطن العدسة وعلى محورها الأساسي ، إذا سقط شعاع ضوئي مار بها فإنه ينفذ على استقامته دون أن يعاني انحرافا .
27 ـ المحور الثانوي للعدسة : هو أي مستقيم يمر بالمركز البصري للعدسة خلاف محورها الأساسي .
28 ـ بؤرة العدسة : إذا سقطت حزمة من الأشعة المتوازية والموازية للمحور الأساسي للعدسة فإنها تتجمع هي و امتداداتها بعد مرورها من العدسة في نقطة تعرف بالبؤرة الأساسية للعدسة .
29 ـ المستوى البؤري لعدسة : إذا سقطت على العدسة حزمة ضوئية متوازية ضيقة لا توازي المحور الأساسي وتوازي محورا ثانويا فإنها بع نفاذها من العدسة تتجمع في بؤرة ليست على المحور الأساسي وتعرف بالبؤرة الثانوية ، وقد وجد نظريا وعمليا أن جميع البؤرات الثانوية يجمعها مستوى واحد عمودي على المحور الأساسي ويمر بالبؤرة الأساسية يسمى (( المستوى البؤري )) .
30 ـ البعد البؤري للعدسة : هو المسافة بين البؤرة الأساسية والمركز البصري للعدسة .
31 ـ القانون العام للعدسات : هو الذي يحدد العلاقة بين بعد الجسم وبعد الصورة والبعد البؤري للعدسة .
32 ـ التكبير الخطي : هو النسبة بين طول الصورة المتكونة وطول الجسم ، ( أو ) هو النسبة بين بعد الصورة المتكونة عن القطعة الضوئية وبعد الجسم عنها.
33 ـ قوة العدسة : هي مقدرة العدسة على تجميع الأشعة المتوازية أو تفريقها .
34 ـ الميكروسكوب البسيط : عبارة عن عدسة محدبة بعدها البؤري صغير ويوضع الجسم على بعد أقل من البعد البؤري . فتكون للجسم صورة تقديرية معتدلة مكبرة .
35 ـ التلسكوب الفلكي : يستخدم في رؤية الأجسام البعيدة جدا والأجرام السماوية ويتكون من قصبة أسطوانية طويلة ، ويوجد عند نهايتها عدستان محدبتان .
36 ـ آلة التصوير : تتركب من صندوق محكم ، عدسة محدبة وظيفتها تموين صورة حقيقية مقلوبة للجسم على الفيلم الحساس وحاجز به ثقب دائري يمكن التحكم في اتساعه .
37 ـ العين البشرية : تشبه كاميرا ممتازة ذات غالق وقزحية ونظام عدسات على أحد الجانبين وفيلم حساس يسمى الشبكية على الجانب الآخر .
*الضوء شكل من أشكال الطاقة الكهرمغناطيسية يسبب لنا الاحساس بالرؤية .
*لقد كان التصور السائد قديما عند الاغريق ،أن الضوء يخرج من العين ويسقط على الجسم فنراه ، وبقي هذا الرأي سائدا الى أن جاء العلماء المسلمين وأبطلوا ذلك وبين العالم الحسن بن الهيثم وصحح هذه الفرضية وقال (ان الرؤية تتم نتيجة ورود الضوء من الاجسام المرئية الى العين فنراها ) ولتأكيد ذلك أنك اذا دخلت الى غرفة مظلمة فانك لن ترى شيئا .
تفاعل الضوء مع المادة
*عندما يسقط الضوء على جسم ما فان قسما منه ينعكس وقسما ينكسر وقسما اَخر يمتصه الجسم .وما يحدث للضوء يحدث للامواج الكهرمغناطيسية أي أن :-
الطاقة الساقطة = الطاقة المنعكسة + الطاقة النافذة + الطاقة الممتصة
الطاقة الساقطة الطاقة الساقطة الطاقة الساقطة الطاقة الساقطة
1= معامل الانعكاس + معامل النفاذ + معامل الامتصاص
1= معامل الانعكاس + معامل النفاذ+ €
* تقسم الاجسام الى أنواع :-
انواع الاجسام
* أجسام مضيئة :- وهي التي تصدر الضوء من ذاتها مثل(الشمس).
* أجسام مستضيئة :- وهي التي تعكس الضوء الساقط عليها مثل (القمر )
* ومن حيث الشفافية تقسم الى :-
* أجسام شفافة : تسمح للضوء بالنفاذ من خلالها (كالزجاج)
* أجسام غير شفافة :-لا تسمح للضوء بالنفاذ من خلالها (الخشب)
خصائص الضوء
* أجسام مستضيئة :- وهي التي تعكس الضوء الساقط عليها مثل (القمر )
* ومن حيث الشفافية تقسم الى :-
* أجسام شفافة : تسمح للضوء بالنفاذ من خلالها (كالزجاج)
* أجسام غير شفافة :-لا تسمح للضوء بالنفاذ من خلالها (الخشب)
خصائص الضوء
* للضوء خصائص وهي :-
*- يسير في خطوط مستقيمة .
*- الانعكاس .
* - الامتصاص .
*- النفاذ.
*- الانكسار .
*- الظلال.
الانعكاس (Reflection)
* الانعكاس هو ارتداد الضوء الساقط عن جسم فيبقى في الوسط نفسه ولا ينفذ للوسط الاخر .
* قانونا الانعكاس :-
*- الشعاع الساقط ،والشعاع المنعكس والعمود المقام على السطح العاكس من السقوط ،تقع جميعها في مستوى واحد يكون دائما عموديا على السطح العاكس
*- أن زاوية الانعكاس تزداد بازدياد زاوية السقوط وتنقص بنقصانها وأنهما في جميع الحالات متساويتان .
*( لقد ناقش العلماء منذ زمن الاغريق ،مسألة انعكاس الضوء ،وتوصلوا الى أن زاوية السقوط = زاوية لانعكاس كما توصل الحسن بن الهيثم الى القانون الاول ) .
*أنواع الانعكاس :-
*- انعكاس منتظم :-عندما يكون سطح الجسم العاكس مصقولا كالمرآة وينتج منه أخيلة تعتمد على نوع السطح العاكس(زاوية السقوط = زاوية الانعكاس)
* - انعكاس غير منتظم :- عندما يكون السطح العاكس خشناًَ فتتفرق الاشعة المنعكسة بزوايا منعكسة ولا تتكون أخيلة .
*النفاذ (Transmission)
*النفاذ :- هو انتقال الضوء (عندما يسقط على السطح الفاصل بين وسطين )من الوسط الاول الى الوسط الثاني ويسمى الوسط الذي ينتقل فيه الضوء بالوسط الشفاف ، كالزجاج .*أنواع المواد الشفافة :-
*- مواد تامة الشفافية:اذا نظرنا منها نرى معالم الجسم الموجود وراءها واضحة .
*- مواد نصف شفافة: هذه المواد لا تنفذ الضوء ؛لكنك لا تميز صورة الجسم الموجود وراءها بوضوح وتعمل هذه الجزيئات على تفريق الاشعة بداخلها ؛لذلك تنفذ الاشعة في اتجاهات مختلفة وبالتالي لا ترى بوضوح .
*- مواد مرشحة: وهذه المواد لا تنفذ جميع الوان الطيف ،بل تنفذ اللون الخاص بها فاذا نظرت في ورقة سيلوفان صفراء فانك سترى اللون الاصفر وهكذا
معامل النفاذ ومعامل الانعكاس
n لقياس معامل النفاذ تستخدم جهاز يسمى الفوتومتر ، نستقبل الضوء من مصدر معين ونجد شدة الاستضاءة (ش1)ثم نضع المادة الشفافة بين مصدر الضوء والفوتومتر ونجد شدة الاستضاءة (ش2)عندئذ فان:- معامل النفاذ = ش1ش2
*يسمى معامل النفاذ الشفافية وهو غير ثابت للمادة الواحدة اذ تعتمد قيمته على سمك المادة الشفافة .ان المادة الشفافة تمتص جزءا من الطاقة الضوئية ويعتمد هذا الجزء على طول مسار الشعاع الضوئي في المادة الشفافة .
*لقياس معامل الانعكاس نتبع الطريقة السابقة ،فنقيس شدة الاستضاءة الساقطة (ش1) وشدة الاستضاءة المنعكسة (ش2) فيكون :
*معامل الانعكاس = ش3 ش1
الامتصاص (Absorption)
* إن أي جسم يسقط عليه الاشعاع يمتص جزءا منه وأن معامل الامتصاص للمواد المختلفة يتراوح بين (7%) للفضة المصقولة و (99%) للدهان الاسود .
* تتحول الطاقة التي يحدث لها امتصاص الى طاقة حرارية في المادة الماصة . وفي بعض الاحيان يصاحب هذا التحول ظواهر أخرى منها :ـــــ
n1- في الخلية الكهروضوئية : ينتج من امتصاص الضوء الكترونات
n2- في البطارية الشمسية :ينتج من امتصاص الضوء اختزان للطاقة الكهربائية .
n3- في أوراق النبات الخضراء :ينتج من امتصاص الضوء حدوث عملية التمثيل الضوئي .
الانكسار (Refraction)
n لماذا يبدو قاع بركة السباحة أقل عمقاً من عمق البركة الحقيقي ؟وإذا وضعت قلما في كوب ماء ،خيل إليك أن القلم مكسور عند سطح الماء فما السر في ذلك ؟
nتعرفت سابقا أن الضوء يسير في خطوط مستقيمة في الوسط المتجانس ،وأنه إذا سقط على جسم غير شفاف فإن قسما منه ينعكس عنه بزاوية تساوي زاوية سقوطه ولكن ماذا يحدث للضوء إذا سقط على وسط شفاف يسمح له بالنفاذ منه ؟فما هو الانكسار؟ وما قوانينه ؟ وما التطبيقات عليه في المسائل الرياضية ؟وبعض مفاهيمه ؟ وبعض الظواهر الطبيعية المتعلقة به ؟وما هي المفاهيم الاساسية المتعلقة بالانكسار ؟ هذه الاسئلة وغيرها ستجيب عنها إن شاء الله من خلال الفصل التالي .
انكسار الضوء
مفهوم الانكســــــار :-هو تغير مسار الشعاع الضوئي عند انتقاله من وسط شفاف الى
اخر مختلف عنه .
الكثافة الضوئية لوسط ما:
هو المقدار الذي يميز اعتماد سرعة انتشار الضوء على نوع الوسط وتقاس بالقيمة العددية لمعامل الانكسار المطلق للوسط أو هي قدرة الوسط على كسر الأشعة الضوئية عند نفاذها فيه
السطح الفاصل :
هو السطح الذي يفصل بين وسطين شفافين مختلفين في الكثافة الضوئية
الشعاع الضوئي الساقط :
هو الشعاع المتجه الى السطح الفاصل ويقابله في نقطة السقوط
زاوية السقوط :
هي الزاوية المحصورة بين الشعاع الضوئي الساقط والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح الفاصل
الشعاع الضوئي المنكسر:
هو المسار الجديد للشعاع الضوئي في الوسط الثاني بعد نفاذه من السطح الفاصل
زاوية الانكسار:
هي الزاوية المحصورة بين الشعاع الضوئي المنكسر
قانونا الانكسار (1)
- إن الشعاع الساقط والشعاع المنكسر والعمود المقام على السطح الفاصل من نقطة السقوط تقع جميعها في مستوى واحد.
- إن النسبة بين جيب زاوية السقوط ،وجيب زاوية الانكسار تساوي مقدارا ثابتا
ويكتب بالصيغة الرياضية كالتالي :-
قانونا الانكسار (2)
هذا وقد توصل الحسن بن الهيثم الى القانون الاول ،كما توصل الى أن ثم علاقة بين زاوية سقوط الشعاع الضوئي وزاوية انكساره ، إلا أنه لم يتوصل الى العلاقة الرياضية السابقة ولكن العالم الفلكي الهولندي (سنل) .
وإذا كان الوسط الاول في الفراغ (الهواء) فإن معامل الانكسار عندئذ يسمى معامل الانكسار المطلق للمادة أو اختصارا معامل انكسار المادة أي أن :-
1- من القانون الأول يتضح أن بزيادة زاوية السقوط تزداد زاوية الانكسار ولكن ليس بصورة متناسبة.
2- للشعاعين الساقط والمنكسر خاصية انعكاسية .
3- عند عبور شعاع الضوء من وسط كثافته البصرية أقل - السرعة فيه أعلى - الى وسط كثافته البصرية أعلى - السرعة فيه أقل - فانه ينكسر مقتربا من العمود .
4- عند عبور شعاع الضوء من وسط السرعة فيه أقل الى وسط السرعة فيه أعلى - من ماء الى هواء - فان الشعاع ينكسر مبتعدا عن العمود ومقتربا من السطح الفاصل وفي هذه الحالة يكون معامل الانكسار النسبي بين الماء والهواء أصغر من الواحد وهذا الذي يفسر النقص الظاهري لعمق خزان الماء عندما ينظر الانسان الى الماء .
5 - اذا سقطت الأشعة الضوئية على السطح الفاصل بين وسطين شفافين بصورة عمودية فانها تنفذ الى الوسط .
أمثلة محلول
مثال (1) :-
سقط شعاع ضوئي من الهواء على سطح ماء بزاوية سقوط مقدارها (60) فانكسر في الماء بزاوية انكسار مقدارها (40) جد معامل انكسار الماء علما أن جا 60=866ر
جا40= 643ر .
الحل :- 1- نرسم مخططا يوضح السؤال ونضع عليه المعطيات
نكتب القانون م= جا زاوية السقوط = 866ر
جا زاوية الانكسار 634ر
قانون سنل
وينص قانون سنل على أن :-ينكسر الضوء عندما من وسط الى اخر ،يختلف عنه في معامل انكساره .
زاوية الانحراف :- الزاوية المحصورة بين الشعاع المنكسر وامتداد الشعاع الساقط (ح) انظر الى الشكل المجاور ح
إذا زاوية الانحراف = زاوية السقوط – زاوية الإنكسار
البعد الحقيقي والبعد الظاهري
لماذا تبدو السمكة في حوض على عمق أقل من عمقها الحقيقي ؟
الجواب هو أن الاشعة الضوئية تنكسر عند سطح مبتعدة عن العمود المقام وامتداد هذه الاشعة المنكسرة يشكل خيال السمكة بالنسبة للمشاهد على سطح الارض.
يطلق على البعد الذي يبدو للمشاهد أن الجسم عنده (موضع الخيال ): البعد الظاهري.
عند انتقال الشعاع الضوئي من وسط خفيف (معامل انكسار مادته صغير) الى وسط كثيف (معامل انكسار مادته كبير) يكون البعد الظاهري أكبر من البعد الحقيقي .
عند انتقال الشعاع الضوئي من وسط كثيف(معامل انكسار مادته كبير) الى وسط خفيف (معامل انكسار مادته صغير) يكون البعد الظاهري أقل من البعد الحقيقي .
انكسار الضوء في المنشور
اذا سقط شعاع ضوئى باتجاه منشور ثلاثي بزاوية (α ) فانه ينكسر بزاوية (β ) على السطح الاول ثم يسقط على السطح الثاني بزاوية سقوط (α ) لينكسر في الهواء بزاوية (β ) . في هذه الحالة ينحرف الشعاع انحرافين :وبالتالي تكون زاوية الانحراف الكلي للشعاع الساقط تساوي:
ح = ح1+ح2وبتعويض قيمه كل من ح1وح2 تصبح
ح= α1 + β2 - أ
زاوية الانحراف الصغرى في المنشور
تعتمد زاوية الانحراف في المنشور على كل من: زاوية السقوط ومعامل انكسار المنشور وزاوية رأسه وفي وضع التماثل تصبح زاوية الانحراف الصغرى تساوي :
(ح=2α1 – أ) علما بأن زاوية أ= α2- β1 وα1= β2
تحلل الضوء في المنشور
عندما يسقط ضوء الشمس الابيض على الوجه الاول للمنشور بزاوية معينة فإنه ينكسر داخل المنشور ويسقط على السطح الثاني بزوايا سقوط مختلفة ليخرج من المنشور بزوايا انكسار مختلفة لالوان مختلفة تظهر على الحاجز والسبب أن ضوء الشمس الابيض مركب من عدة الوان لكل منها معامل انكسار خاص به .إن الطيف الضوئي مكون من منطقتين : منطقة الطيف المرئي ومنطقة الطيف غير المرئي وهذا النوع من الطيف يتكون من سبعة الوان تعرف( بالوان قوس قزح ) ومن المعروف أنه باختلاف لون الطيف يختلف الطول الموجي ،وباختلافه يختلف معامل الانكسار.
الانعكاس الكلّي الداخلي:
إذا مر شعاع ضوئي من وسط شفاف معامل انكساره ( n) إلى الهواء بزاوية سقوط تساوى صفرا فانه يخرج عموديا على السطح الفاصل دون أن يعاني أي انحراف , وكلما زادت زاوية السقوط زادت زاوية الانكسار غير أن زاوية الانكسار تزيد بمعدل اكبر ( لأنها في الوسط ذو الكثافة الأقل – الهواء - ) , وعندما تصل زاوية السقوط بالوسط الشفاف إلى قيمتها العظمى فإنها تنكسر بالهواء أكبر زاوية انكسار ممكنة عمليا بحيث تمس السطح أي بزاوية90 . وتسمى زاوية السقوط في هذه الحالة بالزاوية الحرجة ( critical angle ) .
تابع الانعكاس الكلي الداخلي
وبالتالي فانه من السهولة توقع ما يمكن حدوثه إذا زيدت زاوية سقوط الشعاع بالوسط عن مقدار الزاوية الحرجة ! لا بد أنّ الشعاع سينعكس كله عند السطح ويحبس داخل الزجاج فيما يعرف بظاهرة الانعكاس الكلى الداخلي .
ومن الملاحظ أن حدوث هذه الظاهرة يتطلب بالضرورة سقوط الشعاع على سطح سرعته خارجه اكبر من سرعته داخله أي أن ينتقل من مادة كثيفة ضوئيا ( ذات معامل انكسار اكبر) إلى مادة اقل كثافة ضوئية , وبزاوية سقوط اكبر من الزاوية الحرجة .
* السراب
* قوس قزح
* الالياف الضوئية
السراب
السراب :- هو عبارة عن ظاهرة طبيعية تحدث بسبب الاختلاف في كثافة طبقات الهواء القريبة من سطح الارض وحدوث الانعكاس الكلي الداخلي في إحداها عندما تزيد زاوية سقوط الاشعة فيها عن الزاوية الحرجة.وتفسيرا لما يشاهده المسافر في الصحراء وفي المناطق القطبية أثناء النها رمن صور مقلوبة للأشياء كالاشجار والحيوانات فإن ذلك مرده الى وجود ظاهرة السراب .
وقد ورد ذكر السراب في القران الكريم في سورة النور في قوله تعالى (( والذين كفروا أعمالهم كسراب بقيعة.(1) يحسبه الظمآن ماء حتى إذا جاءه لم يجد شيئا ووجد الله عنده فوفاه حسابه والله سريع الحساب)) . بقيعة:-المكان الخالي الفسيح )
أنواع السراب:-
* سراب صحراوي .* سراب قطبي .
السراب الصحراوي
كيف يحدث السراب الصحراوي؟
عندما تكون الشمس ساطعة ترتفع درجة حرارة سطح الارض فتسخن طبقة الهواء التي فوقها فتكون درجة حرارة الهواء في الطبقة التي تليها أقل سخونة وهكذا تنتقل الاشعة الصادرة عن الاجسام على سطح الارض من منطقة هواء بارد نسبيا الى أخرى أسخن فتنكسر الاشعة عند السطح الفاصل بينهما مبتعدة عن العمود المقام على السطح الفاصل من نقطة السقوط وتستمر كذلك الى أن تصل زاوية السقوط الى زاوية أكبر من الزاوية الحرجة فتنعكس انعكاس كلي داخلى ونتيجة لذلك يسير الضوء الى عين الناظر عبر المسار المبين في الشكل المجاور على أنه خيال مقلوب .
*يحدث السراب القطبي نتيجة اختلاف كثافة طبقات الهواء القريبة من الارض حيث تكون الطبقات القريب من الارض عاليه البرودة والاعلى منها تتميز أنها اقل برودة في هذه الحالة تنتقل الأشعة الصادرة عن الاجسام على سطح الارض من منطقه هواء بارد جدا الى منطقه هواء اقل برودة فتنكسر الأشعة عند السطح الفاصل مبتعدة عن العمود المقام عليه وتستمر كذلك الى ان تصل الى زاوية سقوط اكبر من الزاوية الحرجة وعندها يرى الناظر امتداد االاشعه المنعكسة ليشاهد خيالا مقلوبا .
*من الملاحظ انه في الشتاء بعد سقوط المطر وظهور اشعه الشمس مباشرة تكون قوس قزح في الافق وعند الكتابة بقلم حبر جاف وسقوط اشعه الشمس عليه فانك تلاحظ ظهور الوان الى جانب القلم , فما تفسير هذه الظواهر ؟ فما هو قوس قزح؟ وما شروط تكونه ؟ .
*قوس قزح: ظاهره طبيعية تحدث في الافق المقابل للشمس في الشتاء وتحدث بفعل تحلل ضوء الشمس في قطرات الماء وحدوث انعكاسات كليه داخليه فيها .
*وهو من الظواهر الطبيعية الاخرى التي يمكن تفسيرها ايضا بواسطة الانعكاس الكلي الداخلي .
*ما شروط حدوث ظاهره قوس قزح؟
* وجود اشعه الشمس .
* وجود قطرات الماء التي يحدث فيها الانعكاس .
*الألياف الضوئية: هي عبارة عن جدائل طويلة من زجاج على درجة عالية من النقاء يصل رفعها إلى حد أن تماثل شعرة الإنسان. تصطف هذه الجدائل معا في حزمة تسمى الحبل الضوئي (optical cable).
* أكثر قدرة على حمل المعلومات لان الألياف الضوئية ارفع من الأسلاك العادية فانه يمكن وضع عدد كبير منها داخل الحزمة الواحدة مما يزيد عدد خطوط الهاتف أو عدد قنوات البث التلفزيوني في حبل واحد. يكفي أن تعرف إن عرض النطاق للألياف الضوئية يصل إلى 50THZ في حين إن اكبر عرض نطاق يحتاجه البث التلفزيوني لا يتجاوز 6MHz .
* اقل حجما حيث أن نصف قطرها اقل من نصف قطر الأسلاك النحاسية التقليدية فمثلا يمكن استبدال سلك نحاسي قطره 7.62سم بآخر من الألياف الضوئية قطره لا يتجاوز0.635سم و هذا يمثل أهمية خاصة عند مد الأسلاك تحت الأرض.
•cladding و هو المادة الخارجية التي تحيط بالقلب الزجاجي و هي مصنوعة من زجاج يختلف معامل انكساره عن معامل انكسار الزجاج الذي يصنع منه القلب و يعكس الضوء باستمرار ليظل في داخل القلب الزجاجي.
•Buffer coating و هو غلاف بلاستيكي يحمي القلب من الضرر.
مئات أو ربما الآلاف من هذه الألياف الضوئية تصطف معا في
حزمة لتكون الحبل الضوئي الذي يحمى بغطاء خارجي يسمى جاكيت.
عندما تكون الشمس ساطعة ترتفع درجة حرارة سطح الارض فتسخن طبقة الهواء التي فوقها فتكون درجة حرارة الهواء في الطبقة التي تليها أقل سخونة وهكذا تنتقل الاشعة الصادرة عن الاجسام على سطح الارض من منطقة هواء بارد نسبيا الى أخرى أسخن فتنكسر الاشعة عند السطح الفاصل بينهما مبتعدة عن العمود المقام على السطح الفاصل من نقطة السقوط وتستمر كذلك الى أن تصل زاوية السقوط الى زاوية أكبر من الزاوية الحرجة فتنعكس انعكاس كلي داخلى ونتيجة لذلك يسير الضوء الى عين الناظر عبر المسار المبين في الشكل المجاور على أنه خيال مقلوب .
السراب القطبي
*كيف يحدث السراب القطبي؟*يحدث السراب القطبي نتيجة اختلاف كثافة طبقات الهواء القريبة من الارض حيث تكون الطبقات القريب من الارض عاليه البرودة والاعلى منها تتميز أنها اقل برودة في هذه الحالة تنتقل الأشعة الصادرة عن الاجسام على سطح الارض من منطقه هواء بارد جدا الى منطقه هواء اقل برودة فتنكسر الأشعة عند السطح الفاصل مبتعدة عن العمود المقام عليه وتستمر كذلك الى ان تصل الى زاوية سقوط اكبر من الزاوية الحرجة وعندها يرى الناظر امتداد االاشعه المنعكسة ليشاهد خيالا مقلوبا .
*من الملاحظ انه في الشتاء بعد سقوط المطر وظهور اشعه الشمس مباشرة تكون قوس قزح في الافق وعند الكتابة بقلم حبر جاف وسقوط اشعه الشمس عليه فانك تلاحظ ظهور الوان الى جانب القلم , فما تفسير هذه الظواهر ؟ فما هو قوس قزح؟ وما شروط تكونه ؟ .
*قوس قزح: ظاهره طبيعية تحدث في الافق المقابل للشمس في الشتاء وتحدث بفعل تحلل ضوء الشمس في قطرات الماء وحدوث انعكاسات كليه داخليه فيها .
*وهو من الظواهر الطبيعية الاخرى التي يمكن تفسيرها ايضا بواسطة الانعكاس الكلي الداخلي .
*ما شروط حدوث ظاهره قوس قزح؟
* وجود اشعه الشمس .
* وجود قطرات الماء التي يحدث فيها الانعكاس .
ما هي الالياف الضوئية؟
*كلما تحدث الناس عن أنظمة التلفون أو التلفزيون التي تعمل بالكوابل أو شبكات الانترنت اقترن الحديث دوما بذكر الألياف الضوئية فما هي الألياف الضوئية؟*الألياف الضوئية: هي عبارة عن جدائل طويلة من زجاج على درجة عالية من النقاء يصل رفعها إلى حد أن تماثل شعرة الإنسان. تصطف هذه الجدائل معا في حزمة تسمى الحبل الضوئي (optical cable).
مميزات الألياف الضوئية
* لقد أحدثت الألياف الضوئية ثورة في عالم الاتصالات لتميزها على أسلاك التوصيل العادية فهي* أكثر قدرة على حمل المعلومات لان الألياف الضوئية ارفع من الأسلاك العادية فانه يمكن وضع عدد كبير منها داخل الحزمة الواحدة مما يزيد عدد خطوط الهاتف أو عدد قنوات البث التلفزيوني في حبل واحد. يكفي أن تعرف إن عرض النطاق للألياف الضوئية يصل إلى 50THZ في حين إن اكبر عرض نطاق يحتاجه البث التلفزيوني لا يتجاوز 6MHz .
* اقل حجما حيث أن نصف قطرها اقل من نصف قطر الأسلاك النحاسية التقليدية فمثلا يمكن استبدال سلك نحاسي قطره 7.62سم بآخر من الألياف الضوئية قطره لا يتجاوز0.635سم و هذا يمثل أهمية خاصة عند مد الأسلاك تحت الأرض.
مكونات الالياف الضوئية
•Core و هو قلب من الزجاج الفائق النقاء يمثل المسار الذي ينتقل من خلاله الضوء•cladding و هو المادة الخارجية التي تحيط بالقلب الزجاجي و هي مصنوعة من زجاج يختلف معامل انكساره عن معامل انكسار الزجاج الذي يصنع منه القلب و يعكس الضوء باستمرار ليظل في داخل القلب الزجاجي.
•Buffer coating و هو غلاف بلاستيكي يحمي القلب من الضرر.
مئات أو ربما الآلاف من هذه الألياف الضوئية تصطف معا في
حزمة لتكون الحبل الضوئي الذي يحمى بغطاء خارجي يسمى جاكيت.
آلية عمل الالياف الضوئية
* افترض انك تريد أن توصل ومضة ضوئية خلال مسار طويل مستقيم كل ما عليك هو أن توجه الضوء خلال هذا المسار و لان الضوء ينتقل في خطوط مستقيمة فانه سيصل للطرف الآخر بلا مشاكل. لكن ماذا لو كان المسار به انحناء؟ بسهولة يمكن أن تتغلب على ذلك بوضع مرآة عند الانحناء لتعكس الضوء إلى داخل المسار مرة أخرى . و بنفس الطريقة تحل المشكلة لو كان المسار كثير الانحناءات حيث تصف مرايا على طول المسار لتعكس الضوء باستمرار من جانب لأخر ليبقى في مساره. هذه بالضبط هي فكرة عمل الألياف الضوئية. حيث ينتقل الضوء بواسطة الانعكاس المستمر عن الجدار المحاذي للقلب الزجاجي(cladding) انعكاسا داخليا كليا. و لان هذا الجدار لا يمتص أي من الضوء الساقط عليه فان الإشارة الضوئية يمكن أن تسافر مسافات طويلة. و لكن يحدث أحيانا أن يفقد جزء من الضوء حيث تمتصه الشوائب الموجودة في القلب الزجاجي
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
تعاريف اساسية في الضوء والبصريات
1 ـ الشعاع الساقط (عند الانعكاس): هوالشعاع الذي يصل إلى السطح العاكس.
2 ـ الشعاع المنعكس : هو الشعاع الذي يرتد عن السطح العاكس . 3 ـ زاوية السقوط ( عند الانعكاس ( هي الزاوية المحصورة بين الشعاع الساقط والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح العاكس.
4 ـ زاوية الانعكاس : هي الزاوية المحصورة بين الشعاع المنعكس والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح العاكس .
5 ـ القانون الأول لانعكاس الضوء : زاوية السقوط = زاوية الانعكاس .
6 ـ القانون الثاني لانعكاس الضوء : الشعاع الضوئي الساقط والشعاع الضوئي المنعكس والعمود المقام على السطح من نقطة السقوط تقع جميعها في مستوى واحد عمودي على السطح العاكس .
7 ـ انكسار الضوء : هو انحراف الأشعة الضوئية عن مسارها المستقيم نتيجة انتقالها من وسط شفاف متجانس إلى وسط آخر شفاف متجانس يختلف عنه في الكثافة الضوئية .
8 ـ الشعاع الساقط ( عند الانكسار ) : هو الشعاع الذي يصل إلى السطح الفاصل بين الوسطين الشفافين .
9 ـ الشعاع المنكسر : هو الشعاع الذي ينفذ إلى الوسط الثاني عند الانكسار
10 ـ زاوية السقوط ( عند الانكسار ) : هي الزاوية المحصورة بين الشعاع الساقط والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح الفاصل.
11 ـ زاوية الانكسار : هي الزاوية المحصورة بين الشعاع المنكسر والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح الفاصل .
12 ـ الكثافة الضوئية للوسط : هي قدرة الوسط على كسر الأشعة الضوئية عند نفاذها منه .
13 ـ القانون الأول للانكسار : النسبة بين جيب زاوية السقوط في الوسط الأول وجيب زاوية الانكسار في الوسط الثاني نسبة ثابتة تعرف باسم معامل الانكسار من الوسط الأول إلى الوسط الثاني (M ) .
14 ـ القانون الثاني للانكسار : الشعاع الضوئي الساقط والشعاع الضوئي المنكسر والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح الفاصل تقع جميعها في مستوى واحد عمودي على السطح الفاصل .
15 ـ معامل الانكسار المطلق : هو النسبة بين سرعة الضوء في الفراغ و إلى سرعته في الوسط المادي .
16 ـ معامل الانكسار النسبي : هو معامل الانكسار من الوسط الأول إلى الوسط الثاني ، ويساوي النسبة بين معامل الانكسار المطلق للوسط الثاني ومعامل الانكسار المطلق للوسط الأول .
17 ـ الزاوية الحرجة : هي زاوية سقوط في الوسط الأكبر كثافة ضوئية تقابلها زاوية انكسار في الوسط الأقل كثافة ضوئية تساوي 90 .
18 ـ الانعكاس الكلي : إذا أنتقل شعاع ضوئي من أكبر كثافة إلى وسط أقل كثافة وكانت زاوية السقوط أكبر من الزاوية الحرجة فإن الشعاع لا ينفذ إلىالوسط الأقل كثافة بل يرتد في الوسط الأول نفسه .
19 ـ زاوية الانحراف : هي الزاوية المحصورة بين امتداد الشعاع الساقط والشعاع الخارج في المنشور الثلاثي .
20 ـ الألياف الضوئية ( البصرية ) : هي عبارة عن أنبوبة رفيعة من مادة شفافة إذا دخل الضوء من أحد طرفيها فإنه يعاني انعكاسات كلية متتالية فيكل مرة حتى يخرج من طرفها الآخر ، وعند وضع آلاف من هذه الألياف معا تتكون منها حزمة مرنة يمكن استخدامها في نقل الضوء .
العدسات المحدبة والمقعرة ـ اللامة والمفرقة
22 ـ العدسة المحدبة ( اللامة ) : هي العدسة التي تكون سميكة عند الوسط ورقيقة عند الحافة .
23 ـ العدسة المقعرة ( المفرقة ) : هي العدسة التي تكون رقيقة في الوسط وسميكة عند الحافة .
24 ـ مركز تكور وجه العدسة : هو مركز تكور الكرة التي يكون هذا الوجه جزئا منها .
25 ـ المحور الأساسي للعدسة :هو المستقيم المار بمركزي تكور وجهي العدسة.
26 ـ المركز البصري للعدسة : هو نقطة تقع في باطن العدسة وعلى محورها الأساسي ، إذا سقط شعاع ضوئي مار بها فإنه ينفذ على استقامته دون أن يعاني انحرافا .
27 ـ المحور الثانوي للعدسة : هو أي مستقيم يمر بالمركز البصري للعدسة خلاف محورها الأساسي .
28 ـ بؤرة العدسة : إذا سقطت حزمة من الأشعة المتوازية والموازية للمحور الأساسي للعدسة فإنها تتجمع هي و امتداداتها بعد مرورها من العدسة في نقطة تعرف بالبؤرة الأساسية للعدسة .
29 ـ المستوى البؤري لعدسة : إذا سقطت على العدسة حزمة ضوئية متوازية ضيقة لا توازي المحور الأساسي وتوازي محورا ثانويا فإنها بع نفاذها من العدسة تتجمع في بؤرة ليست على المحور الأساسي وتعرف بالبؤرة الثانوية ، وقد وجد نظريا وعمليا أن جميع البؤرات الثانوية يجمعها مستوى واحد عمودي على المحور الأساسي ويمر بالبؤرة الأساسية يسمى (( المستوى البؤري )) .
30 ـ البعد البؤري للعدسة : هو المسافة بين البؤرة الأساسية والمركز البصري للعدسة .
31 ـ القانون العام للعدسات : هو الذي يحدد العلاقة بين بعد الجسم وبعد الصورة والبعد البؤري للعدسة .
32 ـ التكبير الخطي : هو النسبة بين طول الصورة المتكونة وطول الجسم ، ( أو ) هو النسبة بين بعد الصورة المتكونة عن القطعة الضوئية وبعد الجسم عنها.
33 ـ قوة العدسة : هي مقدرة العدسة على تجميع الأشعة المتوازية أو تفريقها .
35 ـ التلسكوب الفلكي : يستخدم في رؤية الأجسام البعيدة جدا والأجرام السماوية ويتكون من قصبة أسطوانية طويلة ، ويوجد عند نهايتها عدستان محدبتان .
36 ـ آلة التصوير : تتركب من صندوق محكم ، عدسة محدبة وظيفتها تموين صورة حقيقية مقلوبة للجسم على الفيلم الحساس وحاجز به ثقب دائري يمكن التحكم في اتساعه .
37 ـ العين البشرية : تشبه كاميرا ممتازة ذات غالق وقزحية ونظام عدسات على أحد الجانبين وفيلم حساس يسمى الشبكية على الجانب الآخر .
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ