الفيزياء — درس انكسار الضوء — الرابعة متوسط — المنهاج الجزائري

درس انكسار الضوء – السنة الرابعة متوسط

انكسار الضوء هو تغير اتجاه الضوء عند انتقاله من وسط شفاف إلى آخر. في هذا الدرس سنتعرف على ظاهرة الانكسار وقوانينها.

1. مفهوم الانكسار

الانكسار (Refraction) هو تغير اتجاه انتشار الضوء عند عبوره السطح الفاصل بين وسطين شفافين مختلفين (مثل: من الهواء إلى الماء).

2. قوانين الانكسار (قانون ديكارت – سنيل)

• الشعاع الساقط والشعاع المنكسر والعمود المقام على السطح الفاصل تقع في مستوى واحد
• نسبة جيب زاوية السقوط إلى جيب زاوية الانكسار هي مقدار ثابت (معامل الانكسار)

n₁ × sin(i₁) = n₂ × sin(i₂)

3. معامل الانكسار

معامل انكسار وسط هو النسبة بين سرعة الضوء في الفراغ وسرعة الضوء في ذلك الوسط.

• الهواء: n = 1.00
• الماء: n = 1.33
• الزجاج: n ≈ 1.50
• الألماس: n = 2.42

4. تطبيقات الانكسار

• قلم يبدو مكسوراً في كأس ماء: بسبب انكسار الضوء
• السراب: انكسار الضوء في طبقات الهواء المختلفة الحرارة
• قوس قزح: انكسار وتحلل الضوء الأبيض في قطرات الماء
• العدسات: تعمل على مبدأ الانكسار
• الألياف البصرية: تنقل الضوء لمسافات طويلة بالانعكاس الكلي

5. الزاوية الحدية والانعكاس الكلي

عند انتقال الضوء من وسط أكثر كثافة إلى وسط أقل كثافة (مثل: من زجاج إلى هواء)، يحدث انعكاس كلي عندما تكون زاوية السقوط أكبر من الزاوية الحدية.

تمارين

1. سقط شعاع ضوئي من الهواء إلى الماء بزاوية 30°. إذا كان معامل انكسار الماء 1.33، احسب زاوية الانكسار.
2. اشرح ظاهرة ظهور القلم مكسوراً في كأس الماء.
3. ما الفرق بين الانكسار والانعكاس؟