الفيزياء · المسرد

ما معنى قرينة الانكسار؟

تعريف 3.5 فيزياء المرحلة الثانوية · الفصل 3 — انكسار الضوء

قرينة انكسار وسطٍ شفاف هي النسبة

n=cv,n = \frac{c}{v},

حيث c=3.00×108m/sc = 3.00 \times 10^{8}\,\mathrm{m}/\mathrm{s} سرعة الضوء في الخلاء وvv سرعته في الوسط. وبما أن vcv \leq c، تحقق القرينة n1n \geq 1؛ وهي بلا وحدة. وإليك بعض القيم المفيدة:

الوسطالهواءالماءالبلكسيغلاسالزجاجالماس
nn1.00031.00031.331.331.491.491.501.502.422.42
الشعاع الوارد (بالأزرق) والمنعكس (بالرمادي) والمنكسر (بالأحمر). وتُقاس كل الزوايا من الناظم (المتقطع)؛ وعند دخول الوسط الأكثف (n_2 > n_1)، ينحني الشعاع نحو الناظم.
الشعاع الوارد (بالأزرق) والمنعكس (بالرمادي) والمنكسر (بالأحمر). وتُقاس كل الزوايا من الناظم (المتقطع)؛ وعند دخول الوسط الأكثف (n2>n1n_2 > n_1)، ينحني الشعاع نحو الناظم.

أمثلة

مثال 3.6 (سرعة الضوء في الماء)

في الماء، v=cn=3.00×108m/s1.33=2.26×108m/sv = \dfrac{c}{n} = \dfrac{3.00 \times 10^{8}\,\mathrm{m}/\mathrm{s}}{1.33} = 2.26 \times 10^{8}\,\mathrm{m}/\mathrm{s}. وفي الماس، يزحف الضوء بسرعة 3.00×108m/s/2.42=1.24×108m/s3.00 \times 10^{8}\,\mathrm{m}/\mathrm{s}/2.42 = 1.24 \times 10^{8}\,\mathrm{m}/\mathrm{s} — أي أقل من نصف سرعته في الخلاء. أما الهواء فإنّ n=1.0003n = 1.0003 يغيّر السرعة بمقدار 0.03%0.03\%: وفي هذا الفصل نعامل الهواء معاملة الخلاء ونأخذ nالهواء=1.00n_{\text{الهواء}} = 1.00.

اقرأ في الفصل ←
تعريف 2.2 الفيزياء الجامعية — السنة الأولى · الفصل 2 — البصريات الهندسية: الأشعة والانعكاس والانكسار

الوسط الشفاف يمرّر الضوء؛ وينتشر الضوء فيه بسرعة v<cv < c. وقرينة انكساره هي

n=cv1.n = \frac{c}{v} \geq 1 .

الخلاء: n=1n = 1؛ والهواء: 1.00031.0003؛ والماء: 1.331.33؛ والزجاج العادي: من 1.51.5 إلى 1.61.6؛ والألماس: 2.422.42. والموجة ذات التواتر ν\nu تحتفظ بتواترها عند دخولها وسطًا، فينكمش طول موجتها من λ0=c/ν\lambda_0 = c/\nu في الخلاء إلى λ=λ0/n\lambda = \lambda_0/n.

اقرأ في الفصل ←