محتويات
مفهوم انكسار الضوء في الماء
يقصد بانكسار الضوء هو انحناء الضوء أثناء مروره من مادة شفافة إلى أخرى سواءً كانت زجاج أو ماء أو غيرها من الأوساط الشفافة،[١] حيث أن انتقاله من مادة إلى مادة أخرى تغير سرعته وبذلك ينتج منه إما ارتداد للضوء أو انحناءه.[٢]
عند انتقال الضوء من الهواء إلى الماء هذا يؤدي إلى حدوث تغير في اتجاهه وهذا التغير في الاتجاه يسمى انكسار الضوء؛ ولأن الماء له كثافة أعلى من الهواء أي معامل انكسار أعلى مما يجعله يتباطأ عند دخوله،[٢] فهو ناتج عن تغير في سرعة الضوء عند دخولها بسبب اختلاف الكثافة في الأوساط المختلفة، والذي ينتج منه تفاعلات الفوتونات الفردية مع الجزيئات في المادة.[٣]
عوامل يعتمد عليها انكسار الضوء في الماء
يعتمد مقدار انحناء الضوء عند دخوله لوسط مختلف على عاملين وهما:[٢]
- التغير في السرعة
يقصد بذلك أنه إذا قامت مادة ما بتغيير سرعة الضوء سواءً قامت بتسريعه أو إبطائه سوف ينكسر الضوء بشكل مختلف.
- زاوية الشعاع الساقط
يدخل الضوء بزاوية أكبر لذا يكون مقدار انكسار الضوء الناتج سيكون أكبر وأكثر وضوحاً أما إذا دخل بشكل عامودي أي بزاوية 90 درجة سيتباطأ الضوء أثناء دخوله ولكن اتجاهه لن يتغير، فعند قياس الزوايا الناتجة عند انتقاله فإننا نتخيل خط وهمي بزاوية 90 درجة من سطح المادتين حيث إن الضوء إذا دخل إلى وسط ذي معامل انكسار أعلى.
مثلاً عند دخوله من الهواء إلى الماء فإنه يتباطأ وبذلك ينحني ويقترب من الخط، أما إذا دخل الضوء إلى وسط ذي معامل انكسار أقل؛ مثلاً من الماء إلى الهواء فإنه يتسارع وبذلك يبتعد عن الخط.
تجربة على انكسار الضوء في الماء
تحدث عملية انكسار الضوء كل يوم، ولذلك هذه تجربة بسيطة تساعد على فهم كيف يحدث الانكسار:[٤]
الأدوات
- ورقة.
- قلم تخطيط.
- كأس.
- ماء.
الخطوات
- ارسم سهمين على الورقة بحيث يكون أحدهما في أعلاها والآخر في أسفل الورقة مع جعلهم يشيرون إلى نفس الاتجاه.
- عبء الكأس بالماء.
- أحضر قطعة الورقة المرسوم عليها الأسهم وضعها خلف كأس الماء من خلال جعل أحد السهمين مستواه أعلى من الكأس والآخر يكون خلف الكأس المملوء وانظر ماذا يحدث.
- لاحظ أن صورة السهم عند النظر إلى الكوب ستظهر بشكل مقلوب أفقيا أي من اليسار إلى اليمين أو من اليمين إلى اليسار حسب الصورة، يرجع ذلك إلى انتقال الضوء بين الأوساط المختلفة حيث انتقل في البداية من الصورة إلى الهواء وعَبَر الكوب الزجاجي ثم إلى الماء وأخيرا خرج من الكوب إلى الهواء.
- لاحظ أنّ الضوء انكسر أكثر من مرة أثناء مروره بالأوساط المختلفة ونتج عنه تقاطع مسارات الضوء فظهرت الصورة بهذا الشكل.
المراجع
- ↑ "science learning hub ", science learn, Retrieved 21/1/2022. Edited.
- ^ أ ب ت Science Buddies (5/5/2016), "Now You See It... Testing Out Light Refraction", scientific american, Retrieved 21/1/2022. Edited.
- ↑ "Refraction and light bending", khan academy, Retrieved 21/12022. Edited.
- ↑ "Light Refraction Science Experiment", cool science experiments headquarters, Retrieved 21/1/2022. Edited.
