الضوء: انعكاس الضوء وانكساره وقوانين سنيل ديكارت – العلوم الفيزيائية — السنة الأولى ثانوي (جذع مشترك علوم وتكنولوجيا) — المنهاج الجزائري

الضوء: انعكاس الضوء وانكساره وقوانين سنيل ديكارت

الضوء ظاهرة فيزيائية تتصرف كموجة كهرومغناطيسية. هذا الدرس يتناول ظاهرتي الانعكاس والانكسار الضوئي.

1. طبيعة الضوء

الضوء هو إشعاع كهرومغناطيسي ينتشر بسرعة 3 × 10⁸ m/s في الفراغ. ينتشر الضوء في خطوط مستقيمة في الوسط المتجانس.

2. انعكاس الضوء

عند سقوط شعاع ضوئي على سطح مصقول، يرتد الشعاع وفق قانوني الانعكاس:

• زاوية السقوط = زاوية الانعكاس (i = r)
• الشعاع الساقط والشعاع المنعكس والعمود المقام في نقطة السقوط تقع في مستوى واحد

3. انكسار الضوء

عند انتقال الضوء من وسط شفاف إلى آخر، ينحرف مساره. تسمى هذه الظاهرة الانكسار. ينطبق قانون سنيل ديكارت:

n₁ × sin(i) = n₂ × sin(r)

حيث n₁ و n₂ معاملا انكسار الوسطين، i زاوية السقوط، r زاوية الانكسار.

4. الزاوية الحرجة والانعكاس الكلي

عند انتقال الضوء من وسط أكبر معامل انكسار إلى وسط أصغر، توجد زاوية سقوط حرجة i_c تؤدي إلى زاوية انكسار 90°. إذا كانت زاوية السقوط أكبر من الزاوية الحرجة، يحدث انعكاس كلي داخلي.

5. تمارين تطبيقية

التمرين 1: معامل انكسار الماء 1.33 ومعامل انكسار الهواء 1. سقط شعاع ضوئي من الهواء إلى الماء بزاوية 30°. احسب زاوية الانكسار.

التمرين 2: إذا سقط شعاع بزاوية 45° على سطح عاكس، فما زاوية الانعكاس؟

6. الحلول

حل 1: 1 × sin(30°) = 1.33 × sin(r) ⇒ sin(r) = 0.5/1.33 = 0.376 ⇒ r = arcsin(0.376) ≈ 22°.

حل 2: زاوية الانعكاس = زاوية السقوط = 45°.

للمزيد من دروس العلوم الفيزيائية راجع التناسبية والدوال الخطية ودرس الدوال المرجعية: دالة المربع والمقلوب.