طبيعة بحته و أرصاد جوية 3 206-2007 الضوء محاضرة 3 قوانين األنعكاس واألنكسار المرايا العدسات التلسكوب الفلكي
قوانين األنعكاس و األنكسار عند سقوط شعاع ضوئي علي سطح فاصل بين وسطين ينعكس جزء منة و ينكسر جزء اخر يمكن وصف أتجاهي هذه األشعة بقانونين أو قاعدتين ثابتتين القانون األول يوضح أن زاوية السقوط = زاوية األنعكاس القانون الثاني يوضح أن 2 =constant Sin / Sin A n =.0 n 2 =.5 v v2 2 B قانون Snell وجد ان هذا المقدار الثابت يساوي النسبة بين معاملي األنكسار في الوسطين,n n2 Sin / Sin 2 = n2/n () n=c/v n2=c/v2 Sin n = Sin 2n2 (2) Sin / Sin 2 = v/v2 2
قانون Snell Sin / Sin 2 = v/v2 () n= C/V n2= C/V2 V= C/n V2= C/n2 Sin / Sin 2 = v/v2= n2/n Total Internal Reflection األنعكاس الداخلي الكلي عند زاوية معينة ال يحدث األنكسار الشعاع 4 زاوية االنكسار اصبحت 90 درجة و في هذه الحالة تسمي زاوية السقوط المقابلة الزاوية الحرجة 2 3 4 5 3
الزاوية الحرجة:- هي زاوية سقوط )في وسط اكبر كثافة ضوئية( o وسط اقل كثافة ضوئية( مقدارها 90 يقابلها زاوية خروج )في o 50 فسر علميا: الزاوية الحرجة للماء = معني ذلك أن الشعاع الضوئي عند مروره من الماء الي وسط أقل كثافة ضوئية فإن زاوية السقوط o 50 سوف يقابلها زاوية خروج في الوسط o االخر مقدارعها 90 Sin / Sin 2 = n2/n في حالة مرور الشعاع من الماء الي الهواء n Sin θ = n 2 Sin 90 n 2 = n air = Sin 90 = n Sin θ = n = / Sin θ معامل االنكسار المطلق للمادة = مقلوب جيب الزاوية الحرجة 4
o اذا كان قيمة الزوية الحرجة للماء بالنسبة للهواء 48 احسب معامل االنكسار المطلق للماء. n = / Sin θ n = / Sin 48 n = / 0.768 n =.3 اذا كان معامل االنكسار للزجاج.33 و للماء.6 احسب قيمة الزاوية الحرجة لنفاذ الضوء من الماء الى الزجاج. n Sin θ = n 2 Sin 90 Sin θ = n 2 / n Sin θ =.33 /.6 θ = 56.2274 5
Total Internal Reflection األنعكاس الداخلي الكلي هذه الظاهرة تستخدم في صناعة بصريات األلياف لنقل الصور الضوئية عبر األركان و الي مسافات كبيرة و هي تستخدم في شبكات التليفون و كابالت التلفزيون هذه الظاهرة هي المسئولة عن جعل الماسات تتألأل نتيجة األنعكاسات الداخلية المتعددة في جميع األتجاهات المرايا 6
األنعكاس من أسطح المرايا المستوية - p=-q 2- h=h المسافة بين الجسم و المراة = P المسافة بين الصورة و المراة = q األنعكاس من أسطح المرايا المستوية و يالحظ في هذا النوع من المرايا أن الصورة مساوية تماما للجسم في الحجم )التكبير = ) الصورة معكوسة في األتجاة األفقي فقط و ليس الرأسي 7
األنعكاس من أسطح المرايا الكروية المرايا الكرية هي عبارة عن جزء من دائرة v R C - مركز التكور )C(: نقطة تالقي أقطار المرأة - مركز التكور )C( 2- نصف قطر تكور المرآة )r(: المسافة بين C و اي 2 -نقطة نصفعلى قطرسطح تكورالمرآة المراة )R( )v( ) v (نقطة : تتوسط سطح 3 -قطب 3 -قطب المرأة المرأة الرئيسى المرآة العاكس 8
المرايا المقعرة )الالمة( r F في المرايا المقعرة تقع أمام المراة F C f = r 2 f البعد البؤري) f (: المسافة بين البؤرة و قطب المرآة : هي نقطة تالقي األشعة المنعكسة او أمتداداتها عند سقوطها موازية لمحور المرآة البؤرة F C F P q 9
اذا كان الجسم يقع علي مسافة اقل من مسافة البعد البؤري للمرآة اي ان P<F C F P q اذا كان الجسم يقع علي مسافة اقل من مسافة البعد اي ان P<F للمرأة البؤري تتكون الصورة عن طريق أمتداد األشعة المنعكسة و يتكون صورة تسمي صورة غير حقيقية 0
C F When object at C, unit magnification المرايا الكروية )M( = التكبير q يالحظ أن ما يقع خلف المرايا يأخذ أشارة سالبة و ما يقع أمامها يأخذ أشارة موجبة اذا تكونت الصورة خلف المراة تأخذ األشارة السالبة - q p F = p + q Mتأخذ أشارة سالبة اذا كانت الصورة المتكونة مقلوبة و العكس صحيح
p q f f R 2 p q 2 R قوة المرآة = F/00 ديوبتر Problem مرآة مقعرة ذات نصف قطر تكور = 50 سم وضع جسم أمامها على بعد 20 سم من قطب المرآة أين تتكون صورة هذا الجسم ما هي صفات الصورة المتكونة و هل هي أكبر أو أصغر من الجسم الحقيقي P= 20 cm الصورة المتكونة غير مقلوبة و أكبر خمس مرات من الجسم F= R/2 = 50/2 = 25 cm p q f M= - q/p = -(-00)/20) = 5 M= + = - q F P q=-00 صورة غير حقيقية تتكون على بعد 00 سم خلف المرآة 2
م 2 Problem ما هي قوة التكبير لصورة متكونة بأستخدام مرآة محدبة لجسم يقع على بعد 6 م من قطب المرآة. علما بأن = F. P= 6 m F= -2 m p q f M= - q/p = -(-.5)/6) = /4 M= + الصورة المتكونة غير مقلوبة و أصغر %25 من الجسم = - q F P q=-.5 صورة غير حقيقية تتكون على بعد.5 م خلف المرآة 3
العدسات المحدبة )الالمة( lens: Thin r focal point f 4
العدسات المحدبة )الالمة( كل عدسة لها بؤرتين وليس بؤرة واحدة بؤرة علي كل جانب من جوانب العدسة كالهما يقع على نفس البعد من مركز العدسة F( / ( و البؤرة الثانوية )F( يطلق عليهما البؤرة الرئيسية = F R/2 / األشعة الساقطة على العدسة مارة بالبؤرة الرئيسية تخرج متوازية و موازية لمحور العدسة الرئيسي البؤرة الرئيسية F f البعد البؤري الرئيسيي 5
األشعة الساقطة على العدسة موازية لمحور العدسة الرئيسي تخرج مارة بالبؤرة الثانوية البؤرة الثانوية F f البعد البؤري الثانوي 6
تكون الصورة في العدسات المحدبة )الالمة( Q M F 2 3 F M Q األشعة الصادرة من Q موازية للمحور تنكسر مارة بالبؤرة F األشعة المارة من منتصف العدسة ال تنكسر و تمر في مسار مستقيم 2 الشعاع المار بالبؤرة )F( ينكسر موازيا للمحور الرئيسي 3 7
تكون الصورة في العدسات المحدبة )الالمة( f في العدسات الصورة الحقيقية تتكون في الجانب األخر من العدسة أما الصورة الغير حقيقية فتتكون في نفس الجانب الذي يوجد بة الجسم العدسات المحدبة يمكن ان تكون صورة حقيقية أو صورة غير حقيقية تبعا لبعد الجسم عن العدسة تكون الصورة في العدسات المحدبة )الالمة( طول الصورة = طول الجسم - - -q p التكبير )M( = Mتأخذ أشارة سالبة اذا كانت الصورة المتكونة مقلوبة و العكس صحيح F = p + q 8