دسته ها
شنبه ۲۷ مهر ۱۳۹۸

شکست نور چیست و چطور اتفاق می افتد؟

  • زهرا خانزاده
  • ۱۸ مهر ۱۳۹۸
  • ۰

زمانی که نور از یک محیط به محیطی دیگر وارد می شود، به دلیل تغییر در سرعت نور، زوایه شعاع نور در حد فاصل این دو محیط تغییر می یابد و منجر به شکست نور می شود.

شکست نور یا خم شدن امواج نور به دلیل تغییر جهت مسیر تابش نور از یک محیط به محیط دیگر می باشد، که علت تغییر مسیر رابطه مستقیمی با طول و موج نور، سرعت نور و غلظت محیط دارد. برای آشنایی بیشتر با این پدیده پیشنهاد می کنیم در ادمه، با این نوشتار از آرگا همراه شوید.

تعریف شکست نور

زمانی که پرتوی نوری از یک منبع نورانی نظیر خورشید، ستارگان و لامپ از یک محیط وارد محیط دیگری می شود و به دلیل تغییر سرعت نور در مرز جدا کننده دو محیط، مسیر نور یا زاویه تابش آن تغییر پیدا می کند و به این پدیده، شکست یا انحراف نور می گویند.

  •  گالری اسپیناس

فرمول انحراف نور

این پدیده، به کمک سه فرمول مورد محاسبه قرار می گیرد. این فرمول ها یا رابطه ها به صورت زیر می باشند.

رابطه ضریب شکست با زاویه پرتو نور:

حاصل ضرب سینوس زاویه مایل در ضریب شکست آن محیط مقداری ثابت است:

مقدار ثابت s i n ( i ) ∗ n = {\displaystyle sin(i)*n=}

رابطه ضریب شکست با سرعت نور:

حاصل ضرب سرعت نور در ضریب شکست آن محیط مقداری ثابت است:

مقدار ثابت v ∗ n = {\displaystyle v*n=}

رابطه ضریب شکست با طول موج نور:

حاصل ضرب طول موج نور در ضریب شکست محیط مقداری ثابت است:

مقدار ثابت l a n d a ∗ n = {\displaystyle landa*n=}

لازم به ذکر است که این پدیده تابع «قانون اسنل» می باشد و در آن، رابطه زاویه نور پیش از برخورد و بعد از شکست در مرز بین دو محیط، محاسبه می شود.

سرعت نور

در محیط های مختلف همچون خلأ یا هوا، شیشه، آب و … سرعت نور یکسان نمی باشد. بیشترین سرعت نور در هوا است که تقریبا معادل ۳۰۰,۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه می باشد. البته سرعت نور در محیط های دیگر کمتر است، در نتیجه به هنگام تغییر یافتن غلظت محیط نور، سرعت آن نیز تغییر می کند و کاهش می یابد. بنابراین می توان گفت افزایش یا کاهش غلظت محیط، سبب افزایش یا کاهش سرعت نور می گردد.

زمانی که نور از یک محیط رقیق به یک محیط غلیظ مثلا از هوا به آب وارد می شود با فرض این که خطی عمود بر روی مرز این دو محیط قرار دارد که یک سمت آن در آب و سمت دیگر آن در هوا باشد، نور در این حالت به خط عمود نزدیکتر می گردد و بالعکس، یعنی به هنگام وارد شدن نور از یک محیط غلیظ به یک محیط رقیق همچون شیشه به هوا، نور یا زوایه شکست از خط عمود دورتر می شود. چنانچه نور به شکل مستقیم تابیده شود، پدیده شکست نور اتفاق نخواهد افتاد.

شکست نور

کاربردهای شکست نور

اصل این پدیده به دلیل تفاوت میزان طول موج نور در محیط های شفاف می باشد و زمانی که نور، طول موج بیشتری داشته باشد، در نتیجه سرعت آن نیز بیشتر خواهد بود. لذا زوایه انحراف نورها با طول و موج های متفاوت در مسیرهای مجزا با یکدیگر تفاوت دارند و در این حالت امواج دارای طول موج های متفاوت از هم می باشند.

به کمک این پدیده، نور سفید و همچنین نورهای ترکیبی با چندین طول و موج به امواج تشکیل دهنده آن تفکیک می گردد. واضح ترین مثال برای این پدیده، رنگین کمان می باشد. وجود قطرات آب باران در هوا باعث تجزیه یا تفکیک نور خورشید به طول موج های متفاوت می گردد. این رخداد طبیعی زیبا را می توانید در آسمان نظاره گر باشید.

آزمایش

یک آزمایش ساده برای مشاهده پدیده شکست نور استفاده از یک لیوان آب و یک مداد می باشد، که بعد از قرار دادن مداد در داخل آب باید از سه جهت(بالا، پایین و کناره لیوان)، به آن نگاه کنید.

زمانی که از کناره لیوان، آن را تماشا کنید، مداد در مرز بین فضای خلأ لیوان و محیط آب به شکل شکسته، کج یا خمیده دیده می شود.

اکنون با پدیده شکست نور آشنا شدید، برای مشاهده دیگر دانستنی های علمی می توانید کلیک نمایید.

منبع : آرگا

مطالب مرتبط
مطالب داغ
مطالب پیشنهادی
مشاهده دیدگاه های این مطلب
دیدگاه های مطلب
۰ دیدگاه برای این نوشته

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.