oubbadah
21-10-2009, 09:04
لدي سؤال حول الانكسار وهو لماذا انكسار الضوء الازرق اكبر من انكسار الضوء الاحمر ..وقالوا ان السبب هو ان طول موجة الضوء الاحمر اكبر من طول موجة الضوء الازرق .فالتردد دائما ثابت ..فقط المتغير هو طول الموجة ..وقد كتبت برهانا ان طول اللون الاحمر= طول اللون الازرق في الفراغ ...فما الذي جعل زاوية انحراف اللون الازرق عبر الموشور اكبر من زاوية انحراف اللون الاحمر ...
.وقد كتبت موضوع وبحث وبراهين على شكل وورد حول موضوع معامل الانكسار للون الاحمر والازرق الا انني لم افلح في ايجاد سبب هذا الانحراف الكبير للون الازرق مقارنة مع اللون الاحمر ..
وهنا على الرابط البحث الصغير الذي قمت به انا لمحاولة ايجاد الحل
:
..http://www.tntup.com/file.php?file=2...c80b54d3cb4 9bb
وهذا هو الملخص في بحثي :
.................................................. ..................
سرعة الضوء في الفراغ :
c =λ.f
طول الموجة (λ) بالمتر.
التردد (f) هرتز أي دورة/ثانية.
أي سرعة الضوء هي طول الموجة * التردد
فكلما زاد طول الموجة زادت السرعة وايضا بزيادة التردد
التردد = السرعة / الطول الموجي
حيث ينكسر الضوء الأبيض الساقط على السطح الأول لطبقة الصابون إلى ألوان مختلفة ( لأن الضوء الأبيض هو خليط لهذه الألوان ) وحيث أن معامل إنكسار كل لون يختلف عن معامل إنكسار اللون الآخر فإن إنكسار الضوء الأبيض على السطح الأول للطبقة الرقيقة يحلل الضوء إلى مكوناته (والتى تنكسر كل منها بزاوية مختلفة )
معامل الانكسار(n) Refractive Index هو دلالة على مقدار المقاومة التي يعانيها الشعاع الضوئي عند المرور فى وسط ما , فالشعاع الضوئي يسير في الهواء بسرعة معينة وعندما يسير في الماء أو الزجاج يلقى مقاومة فتقل سرعته لهذا الوسط وإذا سقط شعاع ضوئي من الهواء على سطح شريحة مستوية من الزجاج أو من البلاستيك الشفاف فإن الشعاع سوف يحيد عن مساره ويقال أن الشعاع قد انكسر, وتتوقف قيمة هذا الانكسار على الزاوية (i) التي سقط بها الشعاع على السطح كما تتوقف على معامل انكسار مادة الشريحة المستوية.
أنكسار الضوء الأحمر أصغر من إنكسار اللون الازرق فينفصلا عن بعضهما
10:44
يعرف الفيزيائيين انكسار الضوء على انه انحراف موجة الضوء في وسط ما عند انتقالها إلى وسط آخر نتيجة التغير في سرعة هذه الموجة بين الوسطين.
وكما نعلم فأن سرعة الضوء ( س) هي ثابت كوني لا يتوقف على نوع الوسط الذي ينتقل خلاله، فهي في الزجاج تساويها في الهواء، تساويها في الفراغ ، إلّا أن الضوء عندما يشق طريقه بين الأوساط المختلفة يمتص ويعاد انبعاثه باستمرار ويمكننا أن نتصور عملية تعاقب انتقال الضوء وتوقفه كلياً عن الانتقال بالتعاقب، مما ينتج عنه متوسط سرعة للضوء اقل من (س) وبالتالي فان سرعة الضوء بالفراغ التام تكون اكبر ما يمكن وتساوى (س)وفى الأوساط المادية الأخرى تكون اقل من (س) ونعتبر سرعة الضوء في الهواء مساوية تقريبا لسرعته في الفراغ وان كانت في الحقيقة اقل منها بقليل، وقد وجد أن النسبة بين
(س )وسرعة الضوء في وسط ما (ع ) هي مقدارا ثابتا يعتمد بشكل أساسي على خصائص الوسط يسمى معامل انكسار الوسط (index of refraction ) . ويرمز له بالرمز ( م ) حيث: معامل الانكسار n :هو النسبة بين سرعة الضوء في الفراغ وبين سرعته في المادة.
م = س / ع
وكما يظهر بوضوح فان معامل الانكسار لوسط ما يكون دائما اكبر من واحد صحيح وليس له وحدات قياس تميزه .
ويبلغ معامل انكسار الهواء عند كثافته المعيارية ( 1.00029 ) أما معامل انكسار الماء ( 1.33 ) وأما معاملات انكسار الزجاج فتقع بين ( 1.4 –1.8)
ومما يجدر ذكره هنا أيضا إن سرعة الضوء في المادة تتغيّر بشكل طفيف بتغير الطول الموجي حيث انه كلما زاد معامل الانكسار زاد الانكسار وبالتالي فان الضوء الأزرق ذو الطول الموجي الأقصر في الطيف المرئي سينحرف اكثر من الضوء الأحمر ذي الطول الموجي الأكبر وهو ما يفسر تحليل الضوء الأبيض إلى ألوان قوس قزح عند مرورها من منشور زجاجي
:::برهان تطبيقي ان سرعة كل لون يساوي سرعة الضوء :
طول موجة اللون الازرق 4 *10 أس -7 م
طول موجة اللون الاحمر 7.5*10 أس -7 م
سرعة الضوء في الفراغ او الهواء =3*10 أس 8 م/ثا
السرعة = طول الموجة* التردد
تردد اللون الازرق = السرعة /طول موجته
= 3*10 أس 8 / 4 *10 أس -7 م = 3/4 *3* 10 أس 15 =0.75 *3*10 أس 15
تردد اللون الاحمر = 3/7.5 * 3* 10 أس 15 =0.4 *3*10 أس 15
نسبة تردد اللون الازرق الى الاحمر هو =0.3
سرعة اللون الازرق = طول موجته * التردد = 0.75 *3*10 أس 15* 4 *10 أس -7 م =3*10 أس 8 م/ثا ------- أي تساوي الى سرعة الضوء
سرعة اللون الاحمر = طول موجته * التردد =7.5*10 أس -7 م * 0.4 *3*10 أس 15 =3* 10 أس 15 م/ثا --------- أي تساوي الى سرعة الضوء
.وفيما يلي جدول يبين تغير الطول الموجي لموجة أحادية عند تغير معامل انكسار الماء عند درجة : 20 ْ س
الطول الموجي معامل الانكسار
3968 1.3438
4340 1.3407
4861 1.3375
5893 1.3333
6563 1.3315
جدول يبين تغير الطول الموجي لموجة أحادية عند تغير معامل انكسار الماء عند درجة 20 °س
وفى مطلع القرن السابع عشر استطاع العالم ولبورد سنل ( Snell ) من التوصل إلى أن النسبة بين جيب زاوية سقوط الشعاع الضوئي في الوسط الأول )م1( إلى جيب زاوية انكساره في الوسط الثاني(م 2 )تكون ثابتة لهذين الوسطين ولكنه لم يدرك أن هذا الثابت هو نسبة سرعتيّ الضوء بين الوسطين وقد عبر سنل عن قانونه رياضياً على الصورة :
م1جا هـ1 = م2 جا هـ2
حيث:
م1 : هي معامل انكسار الوسط الأول
م2: هي معامل انكسار الوسط الثاني
هـ1 : زاوية انكسار الضوء في الوسط الأوّل
هـ2: زاوية انكسار الضوء في الوسط الثاني
فكانت هذه العلاقة هي الركيزة الأساسية الّتي اعتمد عليها في الدراسة النظرية والرياضية لمعظم الظواهر المتعلقة بانكسار الأمواج بأنواعها.
في الأوساط المادية فينتقل الضوء بسرعة معتمدة على خواص الوسط . والعلاقة بين سرعة الضوء في الوسط (v) وسرعة الضوء في الفراغ c هي:
(c/n) = v = c .(ε.μ)^(1/2)
حيث (v) سرعة الضوء في الوسط المادي.
وc سرعة الضوء في الفراغ وهي تساوي (3exp8 m/s).
و(ε) معامل السماحية الكهربائية أي (معامل سماح المجال الكهربائي للوسط ).
و(μ) معامل النفاذيه المغناطيسية أي (معامل النفاذ للمجال المغناطيسي للوسط).
و (n=(c/v معامل الانكسار للوسط حيث يمثل النسبة سرعة الضوء بالفراغ وسرعة الضوء في الوسط أو (n^2= ε.μ) لذلك قيمته دائماً أكبر من الواحد.
سرعة الضوء في الماء هي ثلاثة أرباع سرعة الضوء في الفراغ. سرعة الضوء في الزجاج هي ثلثي سرعة الضوء في الفراغ.
حسبت سرعة الضوء بالفراغ و كانت القيمة المحسوبة 299،792،458 متر في الثانية، أما عند مرور الضوء في أوساط شفافة فان سرعته تقل كما أنه من الممكن ان يتعرض للانكسار و الانعكاس حسب طبيعة الوسطين الذين يعبرهما.
عند الانكسار يتغير الطول الموجي ولكن التردد يبقى ثابتا
سؤال :
* اذا كان طول موجة الضوء الأخضر في الفراغ يساوي 5600 انجستروم احسب طول موجته في الماء علما بأن معامل الانكسار المطلق للماء يساوي 4 / 3
علل ما يلي :
انكسار الموجات الموجات عندما تنتقل بين وسطين مختلفين ؟
بسبب تغير سرعة انتشار الموجات عندما تنتقل من وسط الى آخر
معامل الانكسار المطلق أكبر من الواحد ؟
لأن معامل الانكسار المطلق نسبة بين سرعة الموجات في الفراغ وسرعتها في الوسط ولأن سرعة الموجات في الفراغ أكبر من سرعتها في أي وسط يكون الناتج دائما أكبر من الواحد
1. معامل الانكسار النسبى : هو النسبة بين سرعتى الموجات فى وسطين
2. معامل الانكسار المطلق : هو النسبة بين سرعة الموجات فى الفراغ وسرعتها فى ذلك الوسط
عند انتقال أمواج كهرومغناطيسيّة تخرج عن مصدر أحادي اللون (أي مصدر يرسل أمواجًا كهرومغناطيسيّة ذات نفس طول الموجة) من وسط ذي معامل انكسار معيّن إلى وسط ذي معامل انكسار آخر، يتغيّر طول الأمواج وسرعتها، في حين يبقى تردّدها ثابتًا، وهي ظاهرة تعرف بانكسار الضوء.
سؤال :
2 - تتولد موجة بطول موجي ( 3.3 cm ) في حوض الأمواج المائية كل ( 0.1 s ) احسب سرعة هذه الأمواج
الحــــــــــــــالمدرس العربي ـــــــــــــل
http://www.geocities.com/dyaa70/
-
.وقد كتبت موضوع وبحث وبراهين على شكل وورد حول موضوع معامل الانكسار للون الاحمر والازرق الا انني لم افلح في ايجاد سبب هذا الانحراف الكبير للون الازرق مقارنة مع اللون الاحمر ..
وهنا على الرابط البحث الصغير الذي قمت به انا لمحاولة ايجاد الحل
:
..http://www.tntup.com/file.php?file=2...c80b54d3cb4 9bb
وهذا هو الملخص في بحثي :
.................................................. ..................
سرعة الضوء في الفراغ :
c =λ.f
طول الموجة (λ) بالمتر.
التردد (f) هرتز أي دورة/ثانية.
أي سرعة الضوء هي طول الموجة * التردد
فكلما زاد طول الموجة زادت السرعة وايضا بزيادة التردد
التردد = السرعة / الطول الموجي
حيث ينكسر الضوء الأبيض الساقط على السطح الأول لطبقة الصابون إلى ألوان مختلفة ( لأن الضوء الأبيض هو خليط لهذه الألوان ) وحيث أن معامل إنكسار كل لون يختلف عن معامل إنكسار اللون الآخر فإن إنكسار الضوء الأبيض على السطح الأول للطبقة الرقيقة يحلل الضوء إلى مكوناته (والتى تنكسر كل منها بزاوية مختلفة )
معامل الانكسار(n) Refractive Index هو دلالة على مقدار المقاومة التي يعانيها الشعاع الضوئي عند المرور فى وسط ما , فالشعاع الضوئي يسير في الهواء بسرعة معينة وعندما يسير في الماء أو الزجاج يلقى مقاومة فتقل سرعته لهذا الوسط وإذا سقط شعاع ضوئي من الهواء على سطح شريحة مستوية من الزجاج أو من البلاستيك الشفاف فإن الشعاع سوف يحيد عن مساره ويقال أن الشعاع قد انكسر, وتتوقف قيمة هذا الانكسار على الزاوية (i) التي سقط بها الشعاع على السطح كما تتوقف على معامل انكسار مادة الشريحة المستوية.
أنكسار الضوء الأحمر أصغر من إنكسار اللون الازرق فينفصلا عن بعضهما
10:44
يعرف الفيزيائيين انكسار الضوء على انه انحراف موجة الضوء في وسط ما عند انتقالها إلى وسط آخر نتيجة التغير في سرعة هذه الموجة بين الوسطين.
وكما نعلم فأن سرعة الضوء ( س) هي ثابت كوني لا يتوقف على نوع الوسط الذي ينتقل خلاله، فهي في الزجاج تساويها في الهواء، تساويها في الفراغ ، إلّا أن الضوء عندما يشق طريقه بين الأوساط المختلفة يمتص ويعاد انبعاثه باستمرار ويمكننا أن نتصور عملية تعاقب انتقال الضوء وتوقفه كلياً عن الانتقال بالتعاقب، مما ينتج عنه متوسط سرعة للضوء اقل من (س) وبالتالي فان سرعة الضوء بالفراغ التام تكون اكبر ما يمكن وتساوى (س)وفى الأوساط المادية الأخرى تكون اقل من (س) ونعتبر سرعة الضوء في الهواء مساوية تقريبا لسرعته في الفراغ وان كانت في الحقيقة اقل منها بقليل، وقد وجد أن النسبة بين
(س )وسرعة الضوء في وسط ما (ع ) هي مقدارا ثابتا يعتمد بشكل أساسي على خصائص الوسط يسمى معامل انكسار الوسط (index of refraction ) . ويرمز له بالرمز ( م ) حيث: معامل الانكسار n :هو النسبة بين سرعة الضوء في الفراغ وبين سرعته في المادة.
م = س / ع
وكما يظهر بوضوح فان معامل الانكسار لوسط ما يكون دائما اكبر من واحد صحيح وليس له وحدات قياس تميزه .
ويبلغ معامل انكسار الهواء عند كثافته المعيارية ( 1.00029 ) أما معامل انكسار الماء ( 1.33 ) وأما معاملات انكسار الزجاج فتقع بين ( 1.4 –1.8)
ومما يجدر ذكره هنا أيضا إن سرعة الضوء في المادة تتغيّر بشكل طفيف بتغير الطول الموجي حيث انه كلما زاد معامل الانكسار زاد الانكسار وبالتالي فان الضوء الأزرق ذو الطول الموجي الأقصر في الطيف المرئي سينحرف اكثر من الضوء الأحمر ذي الطول الموجي الأكبر وهو ما يفسر تحليل الضوء الأبيض إلى ألوان قوس قزح عند مرورها من منشور زجاجي
:::برهان تطبيقي ان سرعة كل لون يساوي سرعة الضوء :
طول موجة اللون الازرق 4 *10 أس -7 م
طول موجة اللون الاحمر 7.5*10 أس -7 م
سرعة الضوء في الفراغ او الهواء =3*10 أس 8 م/ثا
السرعة = طول الموجة* التردد
تردد اللون الازرق = السرعة /طول موجته
= 3*10 أس 8 / 4 *10 أس -7 م = 3/4 *3* 10 أس 15 =0.75 *3*10 أس 15
تردد اللون الاحمر = 3/7.5 * 3* 10 أس 15 =0.4 *3*10 أس 15
نسبة تردد اللون الازرق الى الاحمر هو =0.3
سرعة اللون الازرق = طول موجته * التردد = 0.75 *3*10 أس 15* 4 *10 أس -7 م =3*10 أس 8 م/ثا ------- أي تساوي الى سرعة الضوء
سرعة اللون الاحمر = طول موجته * التردد =7.5*10 أس -7 م * 0.4 *3*10 أس 15 =3* 10 أس 15 م/ثا --------- أي تساوي الى سرعة الضوء
.وفيما يلي جدول يبين تغير الطول الموجي لموجة أحادية عند تغير معامل انكسار الماء عند درجة : 20 ْ س
الطول الموجي معامل الانكسار
3968 1.3438
4340 1.3407
4861 1.3375
5893 1.3333
6563 1.3315
جدول يبين تغير الطول الموجي لموجة أحادية عند تغير معامل انكسار الماء عند درجة 20 °س
وفى مطلع القرن السابع عشر استطاع العالم ولبورد سنل ( Snell ) من التوصل إلى أن النسبة بين جيب زاوية سقوط الشعاع الضوئي في الوسط الأول )م1( إلى جيب زاوية انكساره في الوسط الثاني(م 2 )تكون ثابتة لهذين الوسطين ولكنه لم يدرك أن هذا الثابت هو نسبة سرعتيّ الضوء بين الوسطين وقد عبر سنل عن قانونه رياضياً على الصورة :
م1جا هـ1 = م2 جا هـ2
حيث:
م1 : هي معامل انكسار الوسط الأول
م2: هي معامل انكسار الوسط الثاني
هـ1 : زاوية انكسار الضوء في الوسط الأوّل
هـ2: زاوية انكسار الضوء في الوسط الثاني
فكانت هذه العلاقة هي الركيزة الأساسية الّتي اعتمد عليها في الدراسة النظرية والرياضية لمعظم الظواهر المتعلقة بانكسار الأمواج بأنواعها.
في الأوساط المادية فينتقل الضوء بسرعة معتمدة على خواص الوسط . والعلاقة بين سرعة الضوء في الوسط (v) وسرعة الضوء في الفراغ c هي:
(c/n) = v = c .(ε.μ)^(1/2)
حيث (v) سرعة الضوء في الوسط المادي.
وc سرعة الضوء في الفراغ وهي تساوي (3exp8 m/s).
و(ε) معامل السماحية الكهربائية أي (معامل سماح المجال الكهربائي للوسط ).
و(μ) معامل النفاذيه المغناطيسية أي (معامل النفاذ للمجال المغناطيسي للوسط).
و (n=(c/v معامل الانكسار للوسط حيث يمثل النسبة سرعة الضوء بالفراغ وسرعة الضوء في الوسط أو (n^2= ε.μ) لذلك قيمته دائماً أكبر من الواحد.
سرعة الضوء في الماء هي ثلاثة أرباع سرعة الضوء في الفراغ. سرعة الضوء في الزجاج هي ثلثي سرعة الضوء في الفراغ.
حسبت سرعة الضوء بالفراغ و كانت القيمة المحسوبة 299،792،458 متر في الثانية، أما عند مرور الضوء في أوساط شفافة فان سرعته تقل كما أنه من الممكن ان يتعرض للانكسار و الانعكاس حسب طبيعة الوسطين الذين يعبرهما.
عند الانكسار يتغير الطول الموجي ولكن التردد يبقى ثابتا
سؤال :
* اذا كان طول موجة الضوء الأخضر في الفراغ يساوي 5600 انجستروم احسب طول موجته في الماء علما بأن معامل الانكسار المطلق للماء يساوي 4 / 3
علل ما يلي :
انكسار الموجات الموجات عندما تنتقل بين وسطين مختلفين ؟
بسبب تغير سرعة انتشار الموجات عندما تنتقل من وسط الى آخر
معامل الانكسار المطلق أكبر من الواحد ؟
لأن معامل الانكسار المطلق نسبة بين سرعة الموجات في الفراغ وسرعتها في الوسط ولأن سرعة الموجات في الفراغ أكبر من سرعتها في أي وسط يكون الناتج دائما أكبر من الواحد
1. معامل الانكسار النسبى : هو النسبة بين سرعتى الموجات فى وسطين
2. معامل الانكسار المطلق : هو النسبة بين سرعة الموجات فى الفراغ وسرعتها فى ذلك الوسط
عند انتقال أمواج كهرومغناطيسيّة تخرج عن مصدر أحادي اللون (أي مصدر يرسل أمواجًا كهرومغناطيسيّة ذات نفس طول الموجة) من وسط ذي معامل انكسار معيّن إلى وسط ذي معامل انكسار آخر، يتغيّر طول الأمواج وسرعتها، في حين يبقى تردّدها ثابتًا، وهي ظاهرة تعرف بانكسار الضوء.
سؤال :
2 - تتولد موجة بطول موجي ( 3.3 cm ) في حوض الأمواج المائية كل ( 0.1 s ) احسب سرعة هذه الأمواج
الحــــــــــــــالمدرس العربي ـــــــــــــل
http://www.geocities.com/dyaa70/
-