شكست نور

 

 

 

وقتي نور از محيط ‌هاي شفاف مختلف عبور مي‌كند، رفتار آن تغيير مي‌كند‌. در اين فصل مي‌خواهيم رفتار نور در.محيط‌هاي شفاف مختلف را بررسي كنيم و با عملكرد عدسي‌ها و منشور در وسيله‌هاي نوري آشنا شويم‌

 

 

شكست نور

 

هنگامي كه يك شيء مانند يك قاشق يا يك قلم را داخل يك ليوان محتوي آب مي‌گذاريم و از بيرون به ليوان نگاه مي‌كنيم

 قاشق و قلم را شكسته مي‌بينيم‌. همچنين وقتي به آب درون يك استخر نگاه مي‌كنيم‌، عمق استخر كم‌تر از مقدار واقعي آن

به نظر مي‌رسد‌. مشاهده‌ي پديده‌هايي از اين قبيل به سبب پديده‌ي شكست نور است

روي يك مقواي گلاسه دايره‌اي رسم مي‌كنيم و دو قطر عمود بر هم آن را مي‌كشيم‌. سنجاقي در مركز دایره و سنجاق ديگري در يك نقطه روي دايره  فرو مي‌كنيم‌، سپس مقدار را طوري داخل آب فرو مي‌بريم كه سطح آب بر 

يكي ازاين قطرها منطبق شود‌. در اين حالت سنجاق ديگري را آن قدر روي محيط دايره جابه‌جاي مي‌كنيم تا سه سنجاق روي يك خط راست قرار گيرند‌

آن‌گاه مقدار را از آب خارج مي‌كنيم‌. مشاهده مي‌شود كه بيرون از آب اين سه نقطه روي يك خط راست نيستند و اگر آن‌ها را به هم وصل كنيم يك خط شكسته .به وجود مي‌آيد‌

 

 

 

 

با انجام اين آزمايش نتيجه مي‌گيريم كه نور هنگام عبور از آب به هوا، مسير شكسته‌ي     را مي‌پيمايد، بنابراين هرگاه نور از محيط غليظ (آب) وارد   محيط رقيق (هوا) مي‌شود، از خط عمود دور مي‌شود‌

 

 

 
 

 
 
.پرتو نوري كه به طور مايل به سطح جدايي دو محيط شفاف مي‌تابد، هنگام عبور از سطح جدايي دو محيط شكسته مي‌شود‌. به اين پديده، شكست نور مي‌گوييم‌
 
 
 
 
 
 
 
 
 
پرتويي كه روي سطح جدايي دو محيط مي‌تابد  پرتو تابش و پرتويي كه وارد محيط شفاف دوم مي‌شود ، پرتو شكست  ناميده مي‌شود‌. زاويه‌ي بين پرتو تابش و خط عمخود بر سطح جدايي دو محيط ، زاويه‌ي تابش  و زاويه‌ي بين پرتو شكست و خط عمود  زاويه‌ي شكست نام دارد
هرگاه پرتو نور از محيط رقيق (هوا)‌وارد محيط غليظ (آب) شود‌. به خط عمود نزديك مي‌شود‌

 
 
 
 
 
 
 
 
 
زاويه‌ي بين امتداد پرتو تابش و پرتو شكست را زاويه‌ي انحراف  مي‌گويند‌

اگر نور از محيط غليظ وارد محيط رقيق شود، داريم‌


و اگر نور از محيط رقيق وارد محيط غليظ شود، داريم‌ 


 

قانون‌هاي شكست نور
با انجام آزمايش‌هاي متعدد، اسنل و دكارت، هر يك به طور مستقل به قانون‌هايي دست يافتند كه قانون‌هاي شكست نور ناميده مي‌شوند‌. اين قانون‌ها به صورت زير بيان مي‌شوند‌


 پرتو تابش، خط عمود بر سطح جدايي دو محيط در نقطه‌ي تابش و پرتو شكست در يك صفحه قرار دارند‌
 نسبت سينوس زاويه تابش به سينوس زاويه‌ي شكست مقداري ثابت است‌
اين مقدار ثابت را ضريب شكست محيط دوم نسبت به محيط اول مي‌نامند و آن را با نماد  نشان مي‌دهند‌
ضريب شكست يك محيط نسبت به خلأ (يا به طور تقريبي هوا) را ضريب شكست مطلق آن محيط مي‌گويند‌، يعني


اگر محيط اول، محيط غليظ و محيط دوم، هوا باشد داريم‌
 


                     

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 جدول زير سينوس زاويه‌ها را از صفر تا   نشان مي‌دهد‌

 
 

 
 
 
اگر پرتو نور از يك قطعه شيشه كه دو سطح آن با هم موازي هستند، عبور كند، پرتو نور ورودي (تابش) و پرتو خروجي با يك‌ديگر موازي هستند‌
 
 
 
 
 
 
 
اگر ضريب شكست محيط اول را با   و ضريب شكست محيط دوم را با   نشان دهيم، در حالت كلي داريم‌