انكسار الضوء والانعكاس الكلي الداخلي والعدسات

ماذا تعرض

عندما ينتقل الضوء من وسط إلى آخر تتغير سرعته وينحرف الشعاع، ويعطي قانون سنل n₁·sin i = n₂·sin r زاوية الانكسار. وإذا انتقل الضوء نحو وسط أصغر معامل انكسار وتجاوزت زاوية السقوط الزاوية الحرجة، حيث sin c = n₂/n₁، فلا يوجد شعاع منكسر وينعكس الضوء كله: إنه الانعكاس الكلي الداخلي. وتستخدم اللوحة الثانية ثلاثة أشعة رئيسية ومعادلة العدسة الرقيقة 1/f = 1/d + 1/d′ لتحديد موضع الصورة التي تكوّنها عدسة مجمعة أو مفرقة، ووصفها: حقيقية أو تقديرية، مقلوبة أو معتدلة، مكبرة أو مصغرة.

طريقة الاستخدام

في لوحة الانكسار اسحب مصدر الضوء الأحمر لتغيير زاوية السقوط، واقرأ r من سطر المعادلة. اضغط «تبديل n₁ ↔ n₂» لينتقل الضوء من الوسط الأكثف، ثم زد i حتى تتجاوز الزاوية الحرجة. وفي لوحة العدسة اسحب سهم الجسم نحو العدسة، ولاحظ تغير الصورة عندما تمر مسافة الجسم بالقيمتين 2f وf. اضغط «تغيير نوع العدسة» للمقارنة بعدسة مفرقة.

المعاملات القابلة للتغيير

• معامل انكسار وسط السقوط n₁ 1–2.5
• معامل انكسار وسط الانكسار n₂ 1–2.5
• زاوية السقوط i 0–89 °
• نوع العدسة عدسة مجمعة, عدسة مفرقة
• البعد البؤري f 5–30 cm
• بعد الجسم عن العدسة d 3–60 cm

أسئلة للاستكشاف

1. لماذا لا يمكن أن يحدث الانعكاس الكلي الداخلي عندما ينتقل الضوء من الهواء إلى الماء؟
2. ما نوع الصورة التي تكوّنها العدسة المجمعة لجسم موضوع على المسافة d = 2f؟
3. هل يمكن أن تكوّن العدسة المفرقة صورة حقيقية لجسم حقيقي؟