انكسار الضوء وقانون سنل - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

--- SECTION: الشكل ٦-١ --- الشكل ٦-١ ينحرف الضوء مقتربًا من العمود المقام على نقطة السقوط عند انتقاله من الهواء إلى الزجاج وينحرف مبتعدًا عن العمود المقام عند انتقاله من الزجاج إلى الهواء (a). انحراف الضوء يجعل الأجسام وكأنها مزاحة عن مواقعها الحقيقية (b). Snell's Law of Refraction ما الذي يحدث عندما تُسقط حزمة ضوء بشكل مائل على سطح قطعة زجاج؟ سينحرف الضوء عن مساره عند مروره بالحد الفاصل بين الهواء والزجاج كما في الشكل ٦-١ ويُسمى انحراف الضوء الانكسار، وقد درس هذه الظاهرة رينيه ديكارت وويليبرورد سنل في زمن كبلر وجاليليو. --- SECTION: دلالة الألوان --- يكون وسط الانكسار والعدسات باللون الأزرق الفاتح. ولمناقشة نتائج هذه الدراسات ينبغي عليك أن تتعرف زاويتين هما: زاوية السقوط، θ₁، وهي الزاوية المحصورة بين العمود المقام واتجاه الشعاع الساقط، وزاوية الانكسار، θ₂، وهي الزاوية المحصورة بين العمود المقام واتجاه الشعاع المنكسر. وقد وجد سنل في عام 1621 أنه عند مرور الضوء من الهواء إلى وسط شفاف فإن جيب كل زاوية يرتبط بالمعادلة n = sin θ₁ / sin θ₂؛ حيث تمثل n مقدارًا ثابتًا يعتمد على المادة، ولا يعتمد على الزوايا، يُسمى معامل الانكسار. ويبين الجدول ٦-١ معاملات انكسار بعض المواد. ويمكن تعميم معادلة سنل عندما يمر الضوء خلال حد فاصل بين أي مادتين شفافتين مختلفتين. وتُعرف هذه المعادلة العامة بقانون سنل في الانكسار. --- SECTION: قانون سنل في الانكسار --- n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂ حاصل ضرب معامل انكسار الوسط الأول في جيب زاوية السقوط يساوي حاصل ضرب معامل انكسار الوسط الثاني في جيب زاوية الانكسار. يبين الشكل ٦-١ كيفية تطبيق قانون سنل عندما ينتقل الضوء خلال قطعة زجاج سطوحها متوازية، مثل زجاج النافذة، حيث ينكسر الضوء مرتين؛ مرة عند دخوله إلى الزجاج، ومرة أخرى عند خروجه منه. وعندما ينتقل الضوء من الهواء إلى الزجاج فإنه ينتقل من مادة ذات معامل انكسار قليل إلى مادة معامل انكسارها أكبر؛ أي أن n₂ > n₁. ولكي تكون المعادلة متساوية الطرفين فإنه يجب أن يكون θ₂ < θ₁؛ أي أن حزمة الضوء تنحرف مقتربة من العمود المقام على السطح. ويحدث العكس عندما ينتقل الضوء من الزجاج إلى الهواء، حيث يمر من مادة ذات معامل انكسار كبير إلى مادة معامل انكسارها أقل؛ أي أن n₂ < n₁. وفي هذه الحالة تكون θ₂' > θ₁'؛ أي أن الضوء ينحرف مبتعدًا عن العمود المقام. لاحظ أيضًا أن اتجاه الشعاع عند خروجه من الزجاج هو نفسه كما كان قبل أن يسقط على الزجاج، ولكنه أزاح عن موضعه الأصلي. وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 174 --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: الشكل ٦-١ Description: A diagram illustrating the refraction of light as it passes from air into a glass block and then back into air. Part (a) shows a red light ray incident from air onto a glass block, refracting towards the normal (θ₂ < θ₁), and then refracting away from the normal as it exits the glass into air (θ₂' > θ₁'). The exiting ray is parallel to the incident ray but displaced. The diagram labels the incident angle (θ₁), refracted angle (θ₂), and the angles upon exiting (θ₁', θ₂'). Part (b) shows a physical glass block, demonstrating how objects viewed through it appear displaced due to refraction. Key Values: θ₁ (incident angle), θ₂ (refracted angle in glass), θ₁' (incident angle from glass to air), θ₂' (refracted angle in air), θ₂ < θ₁, θ₂' = θ₁', هواء (Air), زجاج (Glass) Context: This diagram visually explains Snell's Law and the phenomenon of light refraction and displacement when passing through a medium like glass with parallel surfaces. **TABLE**: الجدول ٦-١ معاملات الانكسار للضوء الأصفر (في الفراغ λ = 589 nm) Description: A table listing the refractive indices (n) for various substances when yellow light (wavelength λ = 589 nm) travels through them in a vacuum. Table Structure: Headers: الوسط | n Rows: Row 1: الفراغ | 1.00 Row 2: الهواء | 1.0003 Row 3: الماء | 1.33 Row 4: الإيثانول | 1.36 Row 5: زجاج العدسات | 1.52 Row 6: الكوارتز | 1.54 Row 7: الزجاج الصواني | 1.62 Row 8: الألماس | 2.42 Calculation needed: This table provides reference data for refractive indices, which are used in calculations involving Snell's Law. Data: The table provides specific refractive index values for different materials, showing how 'n' varies depending on the medium. Key Values: الفراغ: 1.00, الهواء: 1.0003, الماء: 1.33, الإيثانول: 1.36, زجاج العدسات: 1.52, الكوارتز: 1.54, الزجاج الصواني: 1.62, الألماس: 2.42 Context: This table is crucial for understanding how different materials affect the speed and direction of light, providing quantitative values for the refractive index 'n' used in Snell's Law calculations.