[hide]بسم الله الرحمن الرحيم الضوء والانعكاس (light and reflection) اجزاء البحث المقدمة الموضوع § الضوء § طبيعة الضوء § خواص الضوء § حصائص الضوء § الانعكاس v قانون الانعكاس § تكون الاخيلةفي v 1_المرايا المستوية v 2_المرايا الكروية عدد الصفحات خمسة مقدمــة من المعروف أن علم الفيزياء عرفه العرب بعلم الطبيعيات ومن فروع هذا العلم التي كان للعرب دورا عظيما فيها ( فيزياء الضوء ) ويعتبر عبقري العرب (( الحسن بن الهيثم )) ( 965 م - 1039 م ) منشىء علم الضوء بلا منازع ولا يقل أثره في علم الضوء عن أثر نيوتن في علم الميكانيكا ويعتبر كتابه المناظر المرجع لفيزياء الضوء لعدة قرون وقد وضع ابن الهيثم القوانين الأساسية لانعكاس الضوء وانكساره وفسر الرؤية المزدوجة وظاهرة السراب ولكن أهم انجازاته كانت الخزانة ذات الثقب والتي تعتبر البداية والمقدمة لاختراع الكاميرا وصولا الى عصر المعلوماتية الان وما نستخدمه من أوساط متعددة الموضوع الضوء : موجات كهرومغناطيسية تنتقل في الفراغ بسرعة تساوي 300 ألف كيلومتر في الثانية وتتوقف طاقة موجات الضوء على تردد هذه الموجات فكلما زاد تردد موجة الضوء زادت طاقتها كلمتين ( حرص خزين ) حيث يمثل كل حرف الحرف الثاني من اسم اللون وهي مرتبة تصاعديا حسب التردد ( أحمر - برتقالي - أصفر - أخضر - أزرق - نيلي - بنفسجي )وتعتبر الشمس أكبر مصدر للطاقة الضوئية طبيعة الضوء مقدمة تاريخية : بما أن الضوء يملك طاقة وينقلها في الفضاء وبما أن الطاقة تنقل إما بالاجسام أو بالموجات اذا يوجد فرضيتين حول طبيعة الضوء هما ( النظرية الجسيمية الدقائقية لنيوتن ) ( النظرية الموجية للعالم الهولندي هيجنز ) ولكن لم تسطع هاتين النظريتين تفسير جميع الظواهر البصرية مما استوجب وضع نظرية توحد بين الخواص الموجية والجسيمية للضوء هي النظرية الكمية ونذكر هنا بلانك واينشتين وبوهر. خواص الضوء الخواص الهندسية [الانتشار في خطوط مستقيمة - السرعة المحدودة - الانعكاس - الانكسار - التشتت ] الخواص الموجية [ التداخل - الحيود - الخاصية الكهرومغناطيسية- الاستقطاب - الانكسار المزدوج ] الخاصية الكمية [ المدارات الذرية - كثافات الاحتمالية - مستويات الطاقة - الكمات - الليزر ] خصائص الضوء انتشار الضوء في خطوط مستقيمة 1- انتشار الضوء في خطوط مستقيمة (مبدأ فيرما). ينبعث الضوء من المصدر بخطوط مستقيمة , ويطلق على اتجاه سير الضوء اسم " الشعاع الضوئي". لقد صاغ العالم فيرما هذه الحقيقة على شكل قانون يسمى مبدأ فيرما "عندما ينتقل الضوء من نقطة إلى أخرى, فإنه يسلك المسار الذي يحتاج في أقل زمن ممكن". الظل وشبه الظل 2- الظل وشبه الظل : تُصنف الأوساط المادية حسب قدرة الضوء على النفاذ من خلالها إلى أوساط شفافة وأوساط معتمة. الوسط الشفاف: هو الوسط الذي يسمح للضوء بالنفاذ من خلاله واختراقه, أما الوسط المعتم: فهو الوسط الذي لا يسمح للضوء بالنفاذ من خلاله . وإذا كان المصدر الضوئي مصدراً نقطياً ( أي أنه صغير بالنسبة للجسم المعتم ) يتكون للجسم المعتم منطقة مظلمة تماماً تسمى منطقة الظل . أما إذا كان المصدر مصدراً ممتداً ( أي أنه كبير بالنسبة للجسم المعتم ) فإن الظل يتكون من منطقتين: إحداهما مظلمة تماماً تسمى "منطقة الظل" والأخرى محيطة بها أقل ظلمة تسمى منطقة "شبه الظل" كما ترى في الشكل ومن التطبيقات الهامة على تكون الظلال: 1- كسوف الشمس : عندما يقع القمر بين الأرض والشمس وتكون جميعها على استقامة واحدة فإن الظل المتكون للقمر يسقط على مساحة محددة من الأرض مما يحجب ضوء الشمس عنها. ويتكون ما يسمى بالكسوف الكلي في منطقة ظل القمر، وفيه لا نستطيع أن نشاهد الشمس كلياً. أما في منطقة شبه ظل القمر فإننا نستطيع مشاهدة جزء من الشمس مكوناً ما يسمى بالكسوف الجزئي . 2- خسوف القمر: عندما تقع الأرض بين القمر والشمس وتكون جميعها على استقامة واحدة. فإن ظل الأرض يقع على القمر مما يحجب ضوء الشمس عنه فيكون الخسوف كلياً ويكون الخسوف جزئياً إذا وقع في منطقة شبه الظل. خصائص الضوء الانعكاس مقدمة : عندما تصادف أشعة الضوء سطحاً صلباً فإنها ترتد وهذا الارتداد يسمى انعكاساً؛ فالانعكاس هو: " ارتداد الضوء إلى الجهة التي صدر منها عندما يصادف سطحاً صلباً" وهنا يجب تعريف المصطلحات التالية: 1- السطح العاكس: هو السطح الذي تسقط عليه الأشعة. 2- العمود المقام على السطح العاكس: هو مستقيم يقام عمودياً على السطح العاكس في نقطة الانعكاس. 3- الشعاع الساقط: الشعاع الذي يسقط على السطح العاكس. 4- زاوية السقوط: الزاوية بين الشعاع الساقط والعمود المقام على السطح )1q( 5- الشعاع المنعكس: الشعاع المنعكس عن السطح العاكس. 6- زاوية الانعكاس: الزاوية بين الشعاع المنعكس والعمود المقام على السطح(2(q. قانونا الانعكاس: القانون الأول : الشعاع الساقط والشعاع المنعكس والعمود المقام على السطح العاكس من نقطة السقوط تقع جميعها في مستوى واحد عمودي على السطح العاكس. القانون الثاني : زاوية السقوط = زاوية الإنعكاس qه1 =qه2 كما أن طول الموجة الساقطة يساوي طول الموجة المنعكسة لأنهما ينتشران في وسط واحد لذا فإن سرعتهما واحدة وبناء عليه تتساوى الموجتان في التردد. تكون الأخيلة في المرايا: 1- المرايا المستوية: للتعرف على صفات الخيال المتكون باستخدام مرآة مستوية للجسم (أب). أ- نسقط الشعاع الأول عمودياً على السطح العاكس فينعكس على نفسه. ب- نسقط الشعاع الثاني بزاوية سقوط معينة وينعكس الشعاع بنفس الزاوية فنلاحظ امتداده داخل المرآة. ج- عند نقطة التقاء الشعاعين يكِّون رأس الجسم الموضوع أمام المرآة. - قس المسافة بين : الجسم ، المرآة والخيال ، المرآة. صفات الخيال المتكون: - طول الجسم = طول الخيال - بعد الجسم عن المرآة = بعد الخيال عن المرآة - الخيال مقلوب جانبياً - يكون الخيال وهمياً داخل المرآة أي لا يمكن استقباله على حاجز تكون الأخيلة في المرايا: المرايا الكروية: يكون السطح العاكس في المرايا الكروية جزءاً من سطح كرة جوفاء. ويطلق على المرآة الكروية محدبة إذا كان السطح العاكس هو السطح الخارجي. أما إذا كان سطحها العاكس هو الداخلي فحينئذ تسمى مرآة مقعرة. وللتعرف على صفات الصور المتكونة في المرايا الكروية يلزم تعريف المصطلحات التالية : 1- قطب المرآة)ق ) : هو مركز سطح المرآة . 2- مركز التكور( م ) : هو مركز الكرة التي تكون المرآة جزءاً منها ويكون أمام المرآة المقعرة وخلف المرآة المحدبة. 3- نصف قطر التكور( نق ): هو نصف قطر الكرة التي أخذت منها المرآة وهي المسافة ق م على الرسم. 4- المحور الرئيسي: هو الخط الذي يصل بين قطب المرآة ( ق ) ومركز التكور) م ( 5- البؤرة المرآة ( ب): هي النقطة التي تتجمع فيها الأشعة المتوازية الساقطة على المرآة المقعرة بعد انعكاسها ( بؤرة حقيقية ). وهي أيضاً النقطة خلف المرآة المحدبة والتي تبدو الأشعة خارجة منها بعد سقوط أشعة متوازية على سطح المرآة بؤرة وهمية . 6- البعد البؤري( ع ): هو المسافة بين قطب المرآة ( ق ) وبؤرة المرآة ( ب( تكون الصور في المرايا الكروية: أولاً: المرايا المقعرة نستطيع التعرف على صفات الصور المتكونة في المرآة المقعرة عن طريق التجربة في المختبر. إلا أننا يمكن أن نحصل على هذه الصفات عن طريق الرسم الدقيق وذلك باتباع قاعدتين من القواعد الثلاث المدرجة أدناه. 1- الشعاع الساقط موازياً للمحور الرئيس ينعكس ماراً بالبؤرة. 2- الشعاع الساقط ماراً بمركز التكور ينعكس على نفسه. 3- الشعاع الساقط ماراً بالبؤرة ينعكس موازياً للمحور الرئيسي الخاتمة: لقد تحدثنا في هذا البحث عن الضوء والانعكاس،ولقدتعرفنا عن خصائص الضوء والأشكال الأخرى منه وتحدثنا عن انعكاس المرايا الكروية للضوء وتكون صوراً حقيقية أو وهمية للأجسام .،وعرفنا كل ما يتعلق في الانعكاس الأجسام على المرايا . المرايا المستوية عادةً تُصنع المرايا المستوية من الزجاج الجيد حيث يُطلى ظهر لوحه بمادة معتمة أو تُصنع من معدن صُقِلَ سطحه صقلاً عالياً واصبح ناعماً وهنا يقوم السطح المصقول الناعم إلى حد كبير بوظيفة عمل المرآة . ينعكس الضوء عن سطوح المرايا المستوية وفق قانوني الإنعكاس : 1- زاوية الانعكاس = زاوية السقوط 2- الشعاع الساقط والشعاع المنعكس ، والعمود المقام على السطح العاكس منْ نقطة السقوط ، تقع كلُّها في مستوى واحد . تتكون الأخيلة في هذه المرايا نتيجة لانعكاس الأشعة الضوئية الساقطة عليها من الأجسام التي تقع أمامها . لتعيين موضع خيال نقطةٍ في مرآةٍ مستويةٍ ، يكفي ان نسقط عموداً من النقطة على سطح المرآة ، تم نمدُّ هذا العمود خلف المرآه مسافةً مساوية لبعُد النقطة عنها ، وتكون نهاية الخط خلف المرآة هي موضع خيال النقطة. قوانين الإنعكاس : حقائق علمية : الشعاع الساقط على امتداد العمود المقام على السطح العاكس من نقطة السقوط ينعكس على نفسه . بُعد الخيال عن المرآة المستوية يُساوي بُعد الجسم عن المرآة . إذا أُديرت المرآة المستوية بزاوية مقدارها س ْ فإن الشعاع المنعكس يدور ضعف الزاوية التي تدورها المرآة انعكاس الأشعة عن سطح المرآة المستوية المرايا المحدبة‏ : وهي تشبه الجزء المقوس من السطح الخارجي للجسم الكروي, ويبدو الضوء المنعكس كأنه يأتي من نقطة خلف المرآة تسمى ( البؤرة ) وتقع البؤرة في منتصف المسافة بين المرآة ومركز تقوس المرآة وهو مركز الجسم الكروي الذي يشكل المرآة جزءاً منه.‏ تكون المرآة المحدبة صورا تقديرية قائمة لكنها مصغرة أي أصغر من الأجسام التي تعكسها وتوجد في كثير من السيارات مرايا رؤية خلفية محدبة كي تزود السائق بمجال رؤية أوسع مما تزوده به المرايا المستوية.‏[/hide]