🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة
عدد البطاقات: 6 بطاقة لهذه الصفحة
إذا سقط شعاع ضوئي في الهواء بزاوية 30.0° على مادة غير معروفة وانكسر بزاوية 20.0°، فما معامل انكسار هذه المادة؟
الإجابة: معامل الانكسار = 1.46 (حيث n = sin(30°)/sin(20°) = 0.5/0.342 ≈ 1.46)
الشرح: باستخدام قانون سنل: n_هواء sinθ_هواء = n_مادة sinθ_مادة، وبما أن n_هواء ≈ 1، فإن n_مادة = sin(30°)/sin(20°) = 0.5/0.342 ≈ 1.46.
تلميح: استخدم قانون سنل للانكسار: n₁ sinθ₁ = n₂ sinθ₂، وتذكر أن معامل انكسار الهواء ≈ 1.
التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط
هل يمكن أن يكون معامل الانكسار أقل من 1؟ وما الذي يعنيه هذا بالنسبة لسرعة الضوء في ذلك الوسط؟
الإجابة: نعم، يمكن أن يكون معامل الانكسار أقل من 1. وهذا يعني أن سرعة الضوء في ذلك الوسط تكون أكبر من سرعته في الفراغ (c).
الشرح: معامل الانكسار n = c/v، حيث c سرعة الضوء في الفراغ و v سرعته في الوسط. إذا كان n < 1، فإن v > c، أي أن الضوء ينتقل في ذلك الوسط بسرعة أكبر من سرعته في الفراغ.
تلميح: تذكر العلاقة بين معامل الانكسار (n) وسرعة الضوء في الوسط (v): n = c/v.
التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط
ما سرعة الضوء في الكلوروفورم إذا كان معامل انكساره n = 1.51؟
الإجابة: سرعة الضوء في الكلوروفورم ≈ 1.99 × 10⁸ م/ث (حيث v = c/n = 3.00×10⁸ / 1.51 ≈ 1.99×10⁸ م/ث).
الشرح: باستخدام القانون v = c/n، حيث c ≈ 3.00 × 10⁸ م/ث، فإن v = (3.00 × 10⁸) / 1.51 ≈ 1.99 × 10⁸ م/ث.
تلميح: استخدم العلاقة الأساسية بين سرعة الضوء في الفراغ (c)، وسرعته في الوسط (v)، ومعامل الانكسار (n).
التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: سهل
إذا عبرت حزمة ضوئية من الماء إلى البولي إيثيلين (n=1.50) بزاوية سقوط θi = 57.5°، فما زاوية الانكسار في البولي إيثيلين؟ (افترض n_ماء = 1.33)
الإجابة: زاوية الانكسار ≈ 44.8° (حيث n_ماء sin(57.5°) = n_بولي إيثيلين sinθr، وبالتالي θr = arcsin[(1.33 × sin(57.5°))/1.50] ≈ arcsin(0.705) ≈ 44.8°).
الشرح: باستخدام قانون سنل: n_ماء sinθi = n_بولي إيثيلين sinθr. بالتعويض: 1.33 × sin(57.5°) = 1.50 × sinθr. إذن sinθr ≈ (1.33 × 0.843)/1.50 ≈ 0.705، وبالتالي θr ≈ arcsin(0.705) ≈ 44.8°.
تلميح: طبق قانون سنل للانكسار عند الانتقال من وسط إلى آخر. ستحتاج إلى معامل انكسار الماء.
التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط
هل هناك زاوية حرجة للضوء المنتقل من الزجاج إلى الماء، وللضوء المنتقل من الماء إلى الزجاج؟
الإجابة: نعم، توجد زاوية حرجة للضوء المنتقل من الزجاج إلى الماء (لأن الزجاج أكثر كثافة ضوئية من الماء، n_زجاج > n_ماء). ولا توجد زاوية حرجة للضوء المنتقل من الماء إلى الزجاج (لأن الماء أقل كثافة ضوئية من الزجاج، والانعكاس الكلي الداخلي لا يحدث عند الانتقال من وسط أقل كثافة إلى وسط أكثر كثافة).
الشرح: الزاوية الحرجة تحدث فقط عند الانتقال من وسط أكثر كثافة ضوئية (معامل انكساره أكبر) إلى وسط أقل كثافة ضوئية (معامل انكساره أصغر). بما أن n_زجاج > n_ماء، فهناك زاوية حرجة للانتقال من الزجاج إلى الماء. والعكس غير صحيح.
تلميح: تذكر شرط حدوث الانعكاس الكلي الداخلي: الانتقال من وسط معامل انكساره أكبر إلى وسط معامل انكساره أصغر.
التصنيف: فرق بين مفهومين | المستوى: متوسط
لماذا تستطيع رؤية صورة الشمس فوق الأفق تماماً عندما تكون الشمس نفسها قد غابت فعلاً؟
الإجابة: بسبب ظاهرة الانكسار الجوي (التفريق). حيث ينكسر ضوء الشمس عند مروره خلال طبقات الغلاف الجوي ذات الكثافات المختلفة، مما يجعل الشمس تظهر في موقع أعلى من موقعها الحقيقي.
الشرح: ينحني مسار ضوء الشمس (ينكسر) عندما ينتقل من الفراغ إلى الغلاف الجوي للأرض، ثم بين طبقات الهواء ذات الكثافات المتفاوتة. هذا الانحناء يجعل الشمس تظهر أعلى بقليل في السماء مما هي عليه في الواقع، مما يسمح برؤيتها حتى بعد غروبها الهندسي.
تلميح: فكر في كيفية تغير مسار الضوء عند مروره بوسطين مختلفي الكثافة، وكيف ينطبق هذا على الغلاف الجوي للأرض.
التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط