ظاهرة الانكسار وقانون سنل

2015 علوم القرن الـ21 الطاقة والمادة

براون بير

k

قانون سنل ظاهرة الانكسار الفيزياء

 عند عبور شعاع ضوئي وسطاً شفافاً إلى وسطٍ شفافٍ آخر يختلف عن الأول في كثافته الضوئية – مثلاً من الهواء إلى الزجاج – لا يستمر الشعاع في مساره على خط سيره المستقيم الأصلي.

إذا انتقل شعاع الضوء من وسط إلى وسطٍ آخر أعلى من الأول كثافة ينحرف عن مساره باتجاه نحو العمود الساقط على الحد الفاصل بين الوسطين، وتُسمى الظاهرة بظاهرة الانكسار. يعتمد مدى الانكسار (زاوية الانحراف) على كثافة الوسطين.

قانون سنل

تعتمد تفاصيل ســلوك الشعاع على قانــون صاغه عالم الرياضيـــات والفيزيائي الهولندي فلبورد فان رويـن (1591-1626)Willebrod Van Roijen، الذي أتخذ لنفسه الاسم اللاتيني سينليوس.

منطوق قانون سنل، كما يُعرف اليوم، أن حاصل قسمة جيب زاوية السقوط (الزاوية بين مسار الشعاع الساقـط و الخط العمودي على الحد الفاصل بين الوسطين) لشعاع ضوئي ذي طولٍ موجي معين إلى جيب زاوية الانكسار (الزاوية بين مسار الشعاع المنكسر والخط العمودي على الحد الفاصل بين الوسطين) كمية ثابتة.

يساوي هذا الثابت معامل الانكسار النسبي بين الوسطين. على سبيل المثال يساوي معامل انكسار الماء 1.5 ومعامل انكسار الزجاج التاجي (المستخدم في عدسات آلات التصوير)1 حوالي 1.3.

ينتقل الضوء بسرعة أقل في الأوساط الأعلى كثافة. يمكن تعريف معامل الانكسار أيضا بأنه النسبة بين سرعة الضوء في الفراغ إلى سرعته في الوسط المعني.

عملياً يساوي معامل انكسار الهواء معامل انكسار الفراغ، ولذلك يعتبر الانكسار للهواء مساوياً 1.

الخط العمودي: هو العمود الوهمي المقام على مستوى أو سطح ما.

جيب الزاوية: جيب الزاوية، في المثلث قائم الزاوية، هو النسبة بين طول الضلع المقابل للزاوية المعنية إلى طول الوتر (الضلع الأطول).