معامل الانكسار: ما هو ، جدول ، تمارين

معامل الانكسار هو الحجم المادي بلا أبعاد الذي يقيس الحد من سرعة الضوء عندما ينتقل من خلال البعض وسط بصري شفاف. القدرة على تقليل سرعة الضوء تسمى المرجع.

انهم موجودين نوعين معامل الانكسار: المطلق والنسبي. ا معامل الانكسار المطلق، أصغر قيمة ممكنة هي 1 ، تُحسب من خلال النسبة بين سرعة الضوء في الفراغ وسرعة الضوء في أي وسط آخر. ا معامل الانكسار النسبي، بدورها ، يتم تحديدها من خلال النسبة بين سرعة الضوء في وسطين غير الفراغ ، والتي قد تكون أقل من 1.

يشير معامل الانكسار الذي يساوي 1 إلى أنه في الوسط الذي ينتشر فيه ، ينتقل الضوء بنفس السرعة التي ينتقل بها خلال الفراغ. يشير معامل الانكسار الذي يساوي 2 ، على سبيل المثال ، إلى أنه في الفراغ ، ينتشر الضوء أسرع بمرتين من وسط معامل انكساره يساوي 2.

نرى أيضا: بعد كل شيء ، ما هو الضوء؟

معامل الانكسار المطلق والنسبي

ا دليل لالانكسارمطلق تُحسب بنسبة سرعة الضوء في الفراغ ، ورمزها هو ç والتي لها قيمة تساوي تقريبًا 3,0.10⁸ آنسة (299،792،458 م / ث) ، وسرعة الضوء في الى حد كبيرشفاف و متجانس أي ، يرمز له بالحرف v:

لا - معامل الانكسار

ç - سرعة الضوء في الفراغ (3.0.10⁸ آنسة)

الخامس - سرعة الضوء في المنتصف

تشير الصيغة أعلاه إلى أنه لا توجد طريقة لذلك الانكسار القيمة أقل من 1 ، لأن الوسط الذي يستطيع الضوء أن يتحرك فيه بسرعة أكبر هو الفراغ نفسه.

ا معامل الانكسار النسبي يتم حسابها من خلال النسبة بين مؤشرات الانكسار المطلقة لوسائط بصرية ، 1 و 2 ، عند عبورها بواسطة حزمة ضوئية. يمكن حساب هذا المؤشر وفقًا لما هو مبين في الشكل التالي. نظرة:

لا_1,2 - معامل الانكسار للوسط 1 بالنسبة للوسط 2

الخامس₁ وأنت₂- سرعة الضوء على الوسائط 1 و 2

معامل الانكسار والطول الموجي

ا معامل الانكسار من وسط بصري يعتمد على الطولفيلوح من الضوء الذي يمر عبرها. تُعرف هذه الظاهرة باسم تشتت لوني. ولهذا السبب ، عند المرور عبر منشور أو قطرة ماء ، فإن الضوء الأبيض ، الذي يتكون من مزيج من الكل الألوان المرئية (لهذا السبب يمكن تسميته متعدد الألوان) ، فإنه يخضع للتشتت ، مما يسمح لنا بمراقبة فصل ألوان الطيف المرئي.

يؤدي معامل الانكسار العالي للنظارات المستخدمة في المناشير إلى تشتت الضوء.

معامل الانكسار هو يتناسب عكسيا الطول الموجي للضوء ، لذلك كلما كان الطول الموجي للضوء أقصر ، زاد معامل انكسار الضوء لوسط معين. لذلك ، فإن معامل الانكسار لنفس الوسط سيكون أعلى للضوء البنفسجي منه للضوء الأحمر ، على سبيل المثال.

معامل الانكسار ودرجة الحرارة

معامل الانكسار له علاقة مع درجة الحرارة في الوسط ، لكن هذا لا يعني أنه يتغير بسبب التغيرات في درجة الحرارة ، ولكن بسبب التغيرات في الكثافة. هذه العلاقة بين معامل الانكسار ودرجة الحرارة هي ما تسبب في تكوين التشوهات و سراب فوق الأسطح الساخنة ، مثل الأسفلت أو غطاء محرك السيارة في يوم شديد الحرارة ، حيث يتسبب تسخين الهواء في حدوثه. تمدد. وبهذه الطريقة تنخفض كثافته وكذلك معامل انكساره.

اقرأ أيضا:الموضوعات الرئيسية لدراسة البصريات

جدول مؤشرات الانكسار

يقدم الجدول التالي بعض مؤشرات الانكسار للمواد المعروفة.

تمارين حلها على معامل الانكسار

السؤال 1 - (UFPR) وسيط معين له معامل انكسار n₁. وسيط آخر له معامل انكسار n₂. تحقق من البديل الذي يعبر بشكل صحيح عن العلاقة بين وحدات سرعات الضوء في الوسيطتين ، عندما ن₂ = 2n₁.

أ) ت₂ = 4 فولت₁

ب) ت₂ = 2 فولت₁

السيرة الذاتية₂ = v₁

د) ت₂ = v₁/2

هـ) ت₂ = v₁/4

قالب: الحرف د.

القرار:

نظرًا لأن معامل الانكسار للوسيط 2 هو ضعف معامل الانكسار للوسط ، فيجب فهمه أن سرعة انتشار الضوء في المتوسط ​​2 أقل مرتين من نفس السرعة في المتوسط 1.

السؤال 2 - (عير) النظر في سرعات انتشار الضوء في وسيطتين متجانسة ومتميزة ، متساوية على التوالي عند 200000 كم / ث و 120.000 كم / ث ، حدد معامل الانكسار النسبي للوسيط الأول إلى الثاني. ضع في اعتبارك أن سرعة الضوء في الفراغ تساوي 300000 كم / ثانية.

أ) 0.6

ب) 1.0

ج) 1.6

د) 1.7

قالب: الحرف ا.

القرار:

لحل السؤال ، يكفي تقسيم السرعات التي ينتشر بها الضوء في الوسطين. نظرًا لأننا نريد معرفة المؤشر النسبي لانكسار الوسيط الأول بالنسبة للوسيط الثاني ، فيجب علينا إجراء الحساب التالي:

السؤال 3 - (العدو) يمثل الشكل منشورًا بصريًا مصنوعًا من مادة شفافة ويزداد معامل انكسارها مع تكرار الضوء الذي يسقط عليها. يقع شعاع ضوئي مكون من أضواء حمراء وزرقاء وخضراء على الوجه أ ويظهر على الوجه ب وبعد أن تعكسه المرآة ، يصطدم بفيلم للتصوير الفوتوغرافي الملون ، ويكشف عن ثلاثة نقاط.

عند ملاحظة النقاط المضيئة التي تم الكشف عنها في الفيلم ، من الأسفل إلى الأعلى ، يمكن رؤية الألوان التالية:

أ) الأحمر والأخضر والأزرق.

ب) أخضر ، أحمر ، أزرق.

ج) الأزرق والأخضر والأحمر.

د) أخضر ، أزرق ، أحمر.

ه) الأزرق والأحمر والأخضر.

قالب: الحرف ا.القرار:

من المعروف أن معامل الانكسار يرتبط ارتباطًا مباشرًا بطول موجة الضوء - فكلما كان الطول الموجي أقصر ، زاد معامل الانكسار للوسط. وبهذه الطريقة ، فإن شعاع الضوء الذي يخضع لأكبر انحراف هو الشعاع الأزرق ، والذي ، بعد انعكاسه ، يصبح أول نقطة للضوء ، من الأسفل إلى الأعلى.

بقلم رافائيل هيلربروك
مدرس الفيزياء

مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/indice-de-refracao.htm