محمد شكيب
عدد المساهمات : 19
تاريخ التسجيل : 13/12/2010
 | موضوع: الضوء في المنشور  الثلاثاء ديسمبر 14, 2010 6:42 pm | |
| إن موضوع المنشور وعمله كان مجال اهتمام العديد من الفيزيائيين والعلماء ، لما له من أهمية في تفسير العديد من الظواهر الفيزيائية الطبيعية كما يدخل في كثير من الأجهزة والآلات البصرية .
وفيما يلي سطور بسيطة لتوضيح المنشور بتعريفه ووظيفته ومجالات استخداماته وعلاقته بتفسير ظاهرة قوس المطر وتحليل ضوء الشمس .
تعريف المنشور ..
* هو جسم شفاف مثلث المقطع إذا مر خلاله شعاع ضوئي وحيد اللون فإنه ينكسر مرتين ، المرة الأولى عند دخوله المنشور والثانية عند خروجه منه .
* جسم شفاف متجانس يصنع عادة من الزجاج ، ذو وجهين مستويين يميلان على بعضهما بزاوية معينة ويستخدم المنشور في الكثير من الأجهزة البصرية ، وفي فصل ألوان الضوء الصادر من الأجسام المضيئة ، ويستخدم أيضاً في تعيين معامل انكسار المواد الصلبة والسائلة بدقة كبيرة ، وتسمى الزاوية الكائنة بين الوجهين المستويين بزاوية رأس المنشور .
المنشور يحلل الضوء ..
إن المنشور يحلل الضوء الأبيض إلى سبعة أضواء وتسمى هذه الأضواء بألوان الطيف وهي مكونات الضوء الأبيض ، تبدأ بالضوء الأحمر قرب رأس المنشور وتنتهي بالضوء البنفسجي قرب القاعدة وبين هذين الضوئين خمسة أضواء أخرى هم البرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق و النيلي ، والسبب في حدوث ظاهرة تحليل الضوء : هو أن لكل ضوء من الأضواء السبعة زاوية انكسار خاصة به تختلف عن زاوية انكسار الضوء الآخر ، وعند سقوط الحزمة الضوئية على وجه المنشور تتباعد هذه الأضواء عن بعضها بسبب الانكسار مشكلة حزمة ضوئية ذات ألوان مختلفة وعند خروج هذه الحزمة من الوجه الآخر للمنشور فإنها تعاني انكساراً آخر يزيد من تباعد الألوان عن بعضها وتظهر بشكل أكثر وضوحاً .
مثال على جهاز يحتوي على منشور ..
* المنظار ( الناظور ) : هو تلسكوب أرضي يحتوي على منشورين
زجاجيين قائمي الزاوية ، فإذا سقطت أشعة ضوئية على المنشور
العلوي فإنها تنعكس كلياً متجهة نحو الأسفل ثم تنعكس ثانياً في المنشور
الثاني لتتجه نحو عين الناظر مكونة صورة واضحة .
تفسير ظاهرة قوس المطر ..
إن الظاهرة الأساسية لحدوث قوس المطر هي ظاهرة الانكسار الضوئي التي يحدث فيها انحناء للضوء نتيجة لمرور أشعة الضوء في وسطين مختلفين في معامل الانكسار حيث ينتقل الضوء في هذين الوسطين بسرعتين مختلفتين .
تحدث قطرات المطر في السماء على أشعة الضوء نفس تأثير المنشور حيث تقوم كل قطرة بتشتيت الضوء الأبيض إلى مكوناته الأساسية ( ألوان الطيف ) عندما تعترض مسار أشعة الضوء الصادر من الشمس وفي الإجمالي تعمل هذه القطرات على تشكيل قوس المطر .
لنأخذ قطرة واحدة ذات الشكل الكروي كما هو موضح في الشكل أدناه، هذه القطرة تمثل فكرة عمل المنشور الزجاجي عندما يسقط عليه شعاع من الضوء فيتشتت إلى ألوان الطيف السبعة المعروفة. ولنأخذ على سبيل التبسيط لونين هما الأحمر والبنفسجي
عندما ينفذ الضوء الأبيض قطرة الماء في السماء فإن مكونات الضوء ذات الترددات المختلفة تتباطأ إلى سرعات مختلفة كل حسب تردده. فاللون البنفسجي ينحرف بزاوية كبيرة عندما يعبر من خلال قطرة المطر وعلى الجزء الداخلي من القطرة فإن جزء من الضوء ينفذ إلى الهواء بينما الجزء الباقي ينعكس لينفذ إلى الهواء من الجانب الأيسر للقطرة ..
وبهذا الشكل فإن كل قطرة مطر تعمل على تشتيت أشعة الشمس إلى مكوناتها ذات الألوان المختلفة.
وبهذه الطريقة فإن كل قطرة مطر تعمل على تشتيت أشعة الشمس لتظهر ألوان الطيف. ولكن لماذا نرى حزمة عريضة من الألوان كما لو أن كل منطقة من المطر تشتت لون محدد؟ والسبب يعود لأننا نرى فقط لون واحد من كل قطرة مطر .
عندما تقوم قطرة المطر A بتشتيت الضوء فيخرج اللون الأحمر المتشتت من القطرة بزاوية مناسبة لعين المشاهد، بينما للون الأخر يخرج على زاوية أقل بحيث لا تسقط على عين المشاهد ، أشعة الشمس سوف تصطدم بجميع قطرات المطر في المحيط بنفس الطريقة بحيث تحرف اللون الأحمر إلى عين المشاهد.
أما قطرة المطر B فتكون في مكان أسفل القطرة A في السماء بحيث تحرف اللون الأحمر بزاوية لا تسقط على عين المشاهد، ولكن اللون البنفسجي ينعكس على زاوية مناسبة لتستقبلها عين المشاهد. وكل القطرات المحيطة بالقطرة B تعمل على إسقاط اللون البنفسجي على عين المشاهد. القطرات في السماء التي تقع بين A وبين B تعمل على تجميع باقي ألوان الطيف على عين المشاهد، وبهذا فإن المشاهد سوف يرى كل ألوان الطيف.
الخاتمه:
مما سبق نجد أن المنشور قطعة فيزيائية لها أهميتها في استخدامها في حياة الإنسان حيث تدخل في تركيب كثير من الآلات البصرية | |
|
