▷ معامل الانكسار

تشرح هذه المقالة ما هو معامل الانكسار في الفيزياء. لذلك ستجد تعريف معامل الانكسار وكيفية حساب معامل الانكسار بالإضافة إلى جدول بقيم معامل الانكسار للمواد المختلفة.

ما هو معامل الانكسار؟

معامل الانكسار للوسط هو معامل يشير إلى مقدار انخفاض سرعة الضوء (أو الموجات الأخرى) بالنسبة للفراغ الموجود في الوسط. يُستخدم مؤشر الانكسار أيضًا لتحديد مدى انحراف مسار الضوء أو انكساره أثناء مروره من وسط إلى آخر.

وبالمثل، فإن معامل الانكسار يسمح لنا بحساب التغير في الطول الموجي عندما تدخل الموجة إلى وسط مختلف، لأن خصائص الوسط الذي تنتشر من خلاله الموجة لا تؤثر فقط على سرعتها، ولكن أيضًا على غلافها الجوي.

ومع ذلك، فإن تردد الموجة لا يتغير بتغير الوسط الذي تنتشر فيه. وبالتالي فإن معامل الانكسار يحدد سرعة الموجة وطولها، ولكن ليس ترددها.

صيغة معامل الانكسار

يتم تعريف معامل الانكسار على أنه حاصل القسمة بين سرعة الضوء في الفراغ (c = 3.10 ⁸ م/ث) وسرعة الضوء في الوسط (v). ولذلك، لحساب معامل الانكسار، يجب عليك قسمة سرعة الضوء في الفراغ على سرعة الضوء في الوسط (n=c/v).

وبالتالي فإن صيغة حساب معامل الانكسار هي كما يلي:

$n=\cfrac{c}{v}$

ذهب:

$n$

هو معامل الانكسار للوسط.
$c$

هي سرعة الضوء في الفراغ (3·10 ⁸ م/ث).
$v$

هي سرعة الضوء في الوسط الذي يتم فيه حساب معامل الانكسار.

وبالمثل، يمكن أيضًا تحديد معامل الانكسار للوسط عن طريق حساب الجذر التربيعي للمنتج بين السماحية النسبية للمادة والنفاذية الكهرومغناطيسية النسبية:

$n=\sqrt{\epsilon_r\cdot \mu_r}$

ذهب:

$n$

هو معامل الانكسار للوسط.
$\epsilon_r$

هي السماحية النسبية للمادة.
$\mu_r$

النفاذية الكهرومغناطيسية النسبية.

جدول قيم معامل الانكسار

في الجدول التالي يمكنك رؤية قيم معامل الانكسار للوسائط المختلفة:

مادة	معامل الانكسار
فارغ	1
الهواء (0 درجة مئوية و1 بار)	1 0002926
الميثانول (20 درجة مئوية)	1,329
ماء	1.3330
الأسيتالديهيد	1.35
محلول سكر (30%)	1.38
1-بيوتانول (20 درجة مئوية)	1,399
هيبتانول (25 درجة مئوية)	1,423
زجاج	1.45
جلسيرين	1,473
البنزين (20 درجة مئوية)	1,501
محلول سكر (80%)	1.52
كوارتز	1,544
كلوريد الصوديوم	1,544
ثاني كبريتيد الكربون	1.6295
الماس	2.42

معامل الانكسار وقانون سنيل

قانون سنيل هو قانون فيزيائي يربط معامل الانكسار لوسائط مختلفة بزاوية السقوط وزاوية الانكسار. وهكذا، يتم استخدام قانون سنيل لحساب زاوية انكسار الضوء عند عبور سطح يفصل بين وسطين لهما معامل انكسار مختلف.

صيغة قانون سنيل هي:

$n_1\cdot \text{sin}(\theta_1)=n_2\cdot \text{sin}(\theta_2)$

ذهب:

$n_1$

هو معامل انكسار الوسط الذي يسقط عليه الضوء.
$\theta_1$

هي الزاوية التي يشكلها شعاع الضوء مع عمودي الوسط الذي يسقط عليه الضوء.
$n_2$

هو معامل انكسار الوسط الذي ينكسر فيه الضوء.
$\theta_2$

هي الزاوية التي يشكلها شعاع الضوء مع عمودي الوسط الذي ينكسر فيه الضوء.

➤ انظر: قانون سنيل

معامل الانكسار والانعكاس الداخلي الكلي

في الفيزياء، الزاوية الحرجة (أو الزاوية الحدية) هي الزاوية التي يتم الحصول عليها عن طريق حساب معكوس جيب حاصل القسمة بين معامل انكسار الوسط الذي يسقط فيه شعاع الضوء ومعامل انكسار الوسط الذي ينكسر فيه . .شعاع الضوء

لذا فإن صيغة الزاوية الحرجة هي كما يلي:

$\text{sin}(\theta_c)=\cfrac{n_2}{n_1}$

$\displaystyle \theta_c=\text{arcsen}\left(\frac{n_2}{n_1}\right)$

ذهب:

$\theta_c$

هي الزاوية الحرجة.
$n_1$

هو معامل انكسار الوسط الذي يسقط فيه الضوء.
$n_2$

هو معامل انكسار الوسط الذي ينكسر فيه الضوء.

وهكذا، عندما تكون زاوية السقوط θ ₁ أكبر من الزاوية الحرجة، ينعكس شعاع الضوء بالكامل داخل الوسط الذي يسقط عليه. بمعنى آخر، إذا كانت زاوية السقوط θ ₁ أكبر من الزاوية الحرجة، فإن الضوء لا ينكسر بل ينعكس، وبالتالي، بدلاً من المرور إلى الوسط الآخر، يبقى داخل نفس البيئة.

تسمى هذه الظاهرة الفيزيائية بالانعكاس الداخلي الكلي وتحدث عندما تكون زاوية سقوط شعاع الضوء أكبر من الزاوية الحرجة، والتي يمكنك حسابها

ما هو معامل الانكسار؟

صيغة معامل الانكسار

جدول قيم معامل الانكسار

معامل الانكسار وقانون سنيل

معامل الانكسار والانعكاس الداخلي الكلي

اترك تعليقا إلغاء الرد