La شکست نوری این پدیده ای است که زمانی رخ می دهد که نور به صورت مایل روی سطح جداکننده دو محیط می افتد، بنابراین نور جهت و سرعت تغییر می کند. به طور گسترده ای در اپتیک و فیزیک و همچنین در نجوم استفاده می شود.
بنابراین، ما قصد داریم این مقاله را به شما اختصاص دهیم تا هر آنچه که باید در مورد شکست نوری، ویژگی ها و اهمیت آن بدانید را به شما بگوییم.
شکست نوری چیست؟
شکست نوری به انتقال امواج نور از یک محیط مادی به محیط دیگر در طی فرآیند انتشار اشاره دارد و سپس جهت و سرعت آنها بلافاصله تغییر می کند. این فرآیند مربوط به بازتاب نور است و می تواند به طور همزمان ظاهر شود.
نور می تواند در رسانه های مادی مانند خلاء، آب، هوا، الماس، شیشه، کوارتز، گلیسیرین و مواد مختلف شفاف یا نیمه شفاف. در هر محیط، نور با سرعت های متفاوتی حرکت می کند.
برای مثال، نور هنگام حرکت از هوا به آب، جایی که زاویه و سرعت حرکت تغییر می‌کند، شکسته می‌شود. عناصر زیر در هر پدیده شکست نور مشارکت دارند:
- رعد و برق حادثه: پرتویی که به سطح بین دو رسانه می رسد.
- اشعه شکست: پرتویی از نور که هنگام عبور موج از سطحی خم می شود.
- طبیعی: خط فرضی عمود بر سطح که از نقطه برخورد دو پرتو ایجاد می شود.
- زاویه تابش: زاویه بین پرتو فرودی و معمولی.
- زاویه شکست: زاویه بین پرتو شکسته و عادی.
پدیده شکست نوری
هنگامی که نور بر روی سطحی می افتد که دو رسانه را از هم جدا می کند، مانند هوا و آب، بخشی از نور فرودی منعکس می شود، در حالی که قسمتی دیگر شکسته شده و از محیط دوم می گذرد.
در حالی که پدیده انکسار عمدتاً در مورد امواج نور اعمال می شود، این مفاهیم برای هر موجی از جمله امواج صوتی و الکترومغناطیسی اعمال می شود.
قوانین استنباط شده توسط هویگنس که بر حرکت همه امواج حاکم است برآورده می شوند:
- حادثه، پرتوهای منعکس شده و شکسته شده در یک صفحه قرار دارند.
- زاویه تابش و زاویه بازتاب برابر است.درک اینگونه زوایای تشکیل شده توسط پرتو فرودی و پرتو بازتابیده به ترتیب عمود بر سطح جدایی ترسیم شده در نقطه تابش.
سرعت نور بستگی به محیطی دارد که از آن عبور می کند بنابراین هر چه ماده متراکم تر باشد سرعت نور کمتر می شود و بالعکس. بنابراین هنگامی که نور از یک محیط با چگالی کمتر (هوا) به یک محیط چگال تر (شیشه) می رود، پرتوهای نور نزدیک به حالت عادی شکسته می شوند، بنابراین زاویه شکست کمتر از زاویه تابش خواهد بود.
به طور مشابه، اگر یک پرتو نور از یک محیط چگال تر به یک محیط کمتر چگال عبور کند، از حالت عادی منکسر خواهد شد، به طوری که زاویه تابش کمتر از زاویه شکست خواهد بود.
اهمیت
قبلاً اشاره کردیم که شکست نوری یک پدیده فیزیکی است که زمانی اتفاق می‌افتد که نور از یک محیط به محیط دیگر با چگالی متفاوت عبور می‌کند. این پدیده در زندگی روزمره ما و در زمینه های مختلف علم و فناوری از اهمیت بالایی برخوردار است.
یکی از رایج ترین نمونه های شکست نوری، تشکیل رنگین کمان است. هنگامی که نور خورشید از قطرات آب در جو عبور می کند، نور شکسته شده و در طول موج های مختلف پراکنده می شود، بنابراین طیف رنگی را که در رنگین کمان می بینیم ایجاد می کند. این پدیده همچنین در عدسی اپتیک و در ساخت ابزارهای نوری مانند لنز دوربین، میکروسکوپ و تلسکوپ استفاده می شود.
علاوه بر این، انکسار نوری در اصلاح دید انسان اساسی است. هنگامی که نور وارد چشم ما می شود، از طریق قرنیه و عدسی شکسته می شود تا تصویری روی شبکیه ایجاد شود. اگر چشم نور را به درستی انکسار نکند، می تواند باعث مشکلات بینایی مانند نزدیک بینی، دوربینی و آستیگماتیسم شود. لنزهای تماسی این مشکلات انکساری را اصلاح می کنند و اجازه می دهند نور به درستی به داخل چشم منکس شود.
در صنعت، از شکست نوری در ساخت مواد شفاف و اندازه گیری غلظت محلول ها استفاده می شود. در پزشکی از شکست نوری برای اندازه گیری چگالی و شکست بافت های بیولوژیکی استفاده می شود. امکان تشخیص زودهنگام بیماری ها
بدون انکسار نوری، تصویربرداری، تصحیح بینایی، ساخت لنزها و سایر ابزارهای نوری، تشخیص بیماری و بسیاری دیگر از پیشرفت های علمی و فناوری که کیفیت زندگی ما را بهبود می بخشد، امکان پذیر نخواهد بود.
نمونه هایی از شکست نوری
برخی از نمونه های رایج شکست نوری را می توان در پدیده های زیر یافت:
- قاشق چای خوری در فنجان چای: وقتی یک قاشق چای خوری را در یک فنجان چای قرار می دهیم، می بینیم که چگونه خرد می شود. این اثر شکست نور است که این توهم نوری را ایجاد می کند. همین پدیده زمانی رخ می دهد که مداد یا نی را در آب می گذاریم. این توهمات منحنی در اثر شکست نور ایجاد می شوند.
- رنگين كمان: رنگین کمان در اثر انکسار نور هنگام عبور از قطرات ریز آب معلق در جو ایجاد می شود. با ورود نور به این ناحیه، شکسته شده و جلوه های رنگارنگی ایجاد می کند.
- هاله خورشید: این یک پدیده رنگین کمان مانند است که در نقاط خاصی از کره زمین یا در شرایط جوی بسیار خاص رخ می دهد. این امر زمانی ایجاد می شود که ذرات یخ در تروپوسفر انباشته می شوند و نور را شکسته و آن را می شکنند و تشخیص حلقه های رنگی اطراف منابع نور را ممکن می سازند.
- نور در الماس شکسته می شود: الماس نیز نور را شکسته و آن را به چند رنگ تقسیم می کند.
- عینک و ذره بین: ذره بین ها و عدسی هایی که ما استفاده می کنیم بر اساس اصل شکست نور هستند، زیرا باید نور را جذب کنند و تصویر را تحریف کنند تا بتوان آن را با چشم غیر مسلح تفسیر کرد.
- خورشید در دریا: ما می توانیم نور خورشید را با تغییر زاویه و سرعت و پراکندگی آن در هنگام عبور از سطح و خارج از دریا ببینیم.
- نور از طریق شیشه های رنگی: شکست نور نیز از طریق شیشه یا کریستال رخ می دهد که نور را فیلتر کرده و آن را در محیط پخش می کند.
امیدوارم با این اطلاعات بتوانید در مورد عقب نشینی نوری و ویژگی های آن اطلاعات بیشتری کسب کنید.
اولین کسی باشید که نظر