ملتقى الفيزيائيين العرب - الانحراف في المنشور الثلاثي

المنشور الثلاثى عبارة عن قطعة من الزجاج أو أى مادة شفافة ذات مقطع مثلث . وهو يصنع بأحجام مختلفة و من مواد مختلفة كالزجاج والكوارتز و البلاستيك و قد يصنع من أملاح مثل كلوريد الصوديوم و بروميد البوتاسيوم التى تمرر الأشعة تحت الحمراء . ويوضع المنشور على قاعدته المثلثة ليسقط الضوء على أحد أوجهه . و يحـدث للشعاع الضوء الذى يسقط على المنشور أمــران هما : الانحراف والتفريق اللونى .
الانحراف في المنشور الثلاثي :

عندما يمر الضوء خلال منشور ثلاثى أى يسقط على أحد أوجهه و يخرج من الوجه الآخر فإن الشعاع الضوئى ينحرف أى يغير من اتجاهه . و شكل ( 33 ) يوضح مسار الشعاع الذى يسقط فى الهواء على أحد أوجه منشور ثلاثى بزاوية I1 هذا الشعاع ينكسر فى المنشور بزاوية انكسار r1 و يسقط على المقابل و ينكسر مرة أخرى فيخرج إلى الوسط الأول ( الهواء ) مبتعدا عن العمود أى فى اتجاه القاعدة . والنتيجة هى أن الشعاع الضوئى ينحرف عن مساره الأصلى بزاوية معينة J تسمى زاوية الانحــراف . أى أن زاوية الانحــراف : هى الزاوية المحصورة بين امتداد الشعاع الساقط على المنشور و امتداد الشعاع الخارج منه .

http://up.phys4arab.net/uploads/45d8865d71.gif

وتتغير زاوية الانحراف J بتغير زاوية السقوط فإذا رسمنا العلاقة بين زاوية الانحراف J و زاوية السقوط I1 نجد أنه كلما زادت زاوية السقوط نقصت زاوية الانحراف حتى تبلغ أصغر قيمة لها ثم تأخذ بعدها فى الزيادة بالتدريج . و يعنى ذلك أنه توجد زاوية سقوط معينة تكون عندها زاوية الانحراف أقل ما يمكن وتسمى النهاية الصغرى للانحراف Jmin
وعندها يكون مسار الشعاع الضوئى متماثلا فى نصفى المنشور.و تعتمد زاوية النهاية الصغرى للإنحراف على معامل انكسار مادة المنشور و زاوية رأسه . وفى حالة المنشور الرقيق و هو ذلك المنشور الذى تكون زاوية رأسه صغيرة لا تتجاوز بضع درجات إذا وضع أمام المصدر الضوئى بحيث تسقط الأشعة عليه شبه عمودية تكون بذلك زاوية السقوط صغيرة وكذلك زاوية الخروج و زاوية الانحراف . وصغر هذه الزوايا يجعل المنشور دائما فى وضع النهاية الصغرى للانحراف و فى هذه الحالة تعطى المعادلة التالية العلاقة بين النهاية الصغرى للانحراف و معامل الانكسار n وزاوية رأس المنشور A .

http://up.phys4arab.net/uploads/a38e3b3063.gif

وهذه معادلة تقريبية هامة و لها تطبيقات فى حالات كثير .

التفريق اللونى :
عندما يسقط ضوء أبيض على منشور ثلاثى من الزجاج مثلا فأنه بالإضافة إلى انحرافه عن مساره يتحلل إلى ألوان مختلفة
( كما فى شكل 34 )

http://up.phys4arab.net/uploads/fca4fa48ae.jpg