اشتق العلاقة n=sinθ₁/sinθ ₂ من الصيغة العامة لقانون سنل في الانكسار واذكر الافتراضات والمحدّدات n ₁ sinθ ₁ = n ₂ sinθ ₂ .

يجب أن تكون زاوية السقوط في الهواء فإذا اعتبرنا أن المادة الأولى هي الهواء، فعندها تكون 1 = n₁ = n لذا فإن:

$\begin{array}{r}{n}_1{\mathrm{sin\Theta }}_1=n_2{\mathrm{sin\Theta }}_2\\ {\mathrm{sin\Theta }}_1=n\end{array}$

حلول مراجعة عامة والتفكير الناقد والكتابة في الفيزياء

مراجعة عامة:

62. العمق الظاهري. ينعكس ضوء الشمس من قاع حوض سمك وينتشر في جميع الاتجاهات، ويوضّح الشكل 27-3 شعاعين من هذه الأشعة المنعكسة من نقطة في قاع الحوض ينتقلان إلى السطح، فتنكسر الأشعة في الهواء كما هو مبين، إنّ امتداد الخط الأحمر المتقطع إلى الخلف، من شعاع الضوء المنكسر هو خط النظر الذي يتقاطع مع الشعاع الرأسي عند الموقع الذي سيرى فيه المشاهد صورة قاع الحوض.

a. أوجد زاوية انكسار الشعاع في الهواء.

6.7ْ

b. على أيّ عمق سيبدو قاع الحوض عندما تنظر إلى الماء؟ اقسم العمق الظاهري على العمق الحقيقي وقارن هذه النسبة بمعامل الانكسار.

الأشعة المنعكسة تتلاقى على عمق 8.9 cm أسفل سطح الماء وهذا هو العمق الظاهري.

63. إذا كانت الزاوية الحرجة لقالب زجاجي ْ45.0 فما معامل انكساره؟

14.1

64. أوجد سرعة الضوء في حجر ثالث أوكسيد الأنتيموني (antimony trioxide)، إذا كان معامل انكساره 2.35.

1.28 x 10⁸$\frac{m}{s}$

65. وضع جسم طوله 3 cm على بعد 20 cm أمام عدسة مجمّعة، فتكوّنت له صورة حقيقية على بُعد 10من العدسة، ما البعد البؤري للعدسة؟

7 cm.

66. اشتق العلاقة n=sinθ₁/sinθ₂ من الصيغة العامة لقانون سنل في الانكسار واذكر الافتراضات والمحدّدات n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂.

يجب أن تكون زاوية السقوط في الهواء فإذا اعتبرنا أن المادة الأولى هي الهواء، فعندها تكون 1 = n₁= n لذا فإن:

$\begin{array}{r}{n}_1{\mathrm{sin\Theta }}_1=n_2{\mathrm{sin\Theta }}_2\\ {\mathrm{sin\Theta }}_1=n\end{array}$

67. الفلك. كم دقيقة إضافية يستغرق وصول الضوء من الشمس إلى الأرض إذا امتلأ الفضاء بينهما بالماء بدلاً من الفراغ؟ علماً بأن بعد الشمس عن الأرض 1.5x10⁸km.

2.7 دقيقة.

68. من غير الممكن الرؤية من خلال الجوانب المتجاورة لقوالب مربعة الشكل من زجاج معامل انكساره 1.5، حيث يؤثّر الجانب المجاور للجانب الذي يَنظر من خلاله مراقب كأنّه مرآة، ويمثل الشكل 28-3 الحالة المحددة لجانب مجاور لا يؤثر كأنه مرآة. استخدم معلوماتك في الهندسة، والزوايا الحرجة، لتثبت أن هيئة هذا الشعاع لا يمكن تحقيقها عندما تكون 1.5 = _الزجاجn.

متروك للطالب.

التفكير الناقد:

69. إدراك العلاقة المكانية. ينتقل ضوء أبيض في هواء معامل انكساره 1.0003، ويدخل شريحة زجاجية بزاوية سقوط °45، فإذا كان معامل انكسار الزجاج الصواني الكثيف يساوي 1.7708 للضوء الأزرق، ويساوي 1.7273 للضوء الأحمر، فما مقدار زاوية الانكسار (التشتت) التي ينحصر فيها الطيف المرئي؟ علماً بأن الطول الموجي للضوء الأزرق 435.8nm، والطول الموجي للضوء الأحمر 643.8nm.

• للضوء الأحمر: 24.173ْ
• للضوء الأزرق: 23.542ْ

الفرق: 0.639ْ

70. قارن. أوجد الزاوية الحرجة للجليد الذي معامل انكساره 1.31، في المناطق الباردة جدًّا، هل تكون أسلاك الألياف الضوئية المصنوعة من الجليد أفضل من تلك المصنوعة من الزجاج لحفظ الضوء داخل السلك؟ وضح ذلك.

49.8ْ وعند المقارنة فإن الزاوية الحرجة للزجاج والذي له .1.54 = n هي 40.5⁰

والزاوية الحرجة الأكبر تعني أن أشعة أقل سيحدث لها انعكاس كلي داخلي في قلب الجليد من تلك التي ستنعك في قلب الزجاج لذا فإنها لن تكون قادرة على نقل ضوء أكثر ومن ثم فإن الألياف البصرية المصنوعة من الزجاج ستعمل بشكل أفضل.

71. التفكير الناقد. تستخدم عدسة لعرض صورة جسم على شاشة، افترض أنك غطيت النصف الأيمن من العدسة، فما الذي يحدث للصورة؟

ستصبح خافتة؛ لأن عدداً أقل من الأشعة سيتقارب ولكن سترى صورة كاملة.

الكتابة في الفيزياء:

72. إنّ عملية تكيف العين وهي عملية انقباض العضلات المحيطة بعدسة العين أو انبساطها لرؤية الأجسام القريبة أو البعيدة تختلف من كائن لآخر، ابحث هذه الظاهرة في حيوانات مختلفة، وأعد تقريراً للصف تبين من خلاله كيفية التكيّف في عيونها لرؤية الأشياء.

متروك للطالب.

73. ابحث في نظام العدسات المستخدم في الآلات البصرية، ومنها جهاز عرض الشفافيات أو آلات التصوير الخاصة أو التلسكوب، وحضر عرضاً تصويرياً للصف تبين من خلاله كيف تكوّن هذه الآلات الصور.

متروك للطالب.

مراجعة تراكمية:

74. وضع جسم طوله 2.0 cm أمام مرآة مقعرة نصف قطرها 48.0 cm وعلى بعد 12.0 cm منها، احسب بعد الصورة وطولها. (الفصل 2).

متروك للطالب.