قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

1

الضوءThe Nature and Propagation of Light

ال يوجد أي شيء في طبيعته األساسية والذي يمكن من ــضوء ــز ال ــه تمي ــة Lightخالل ــن أي موج عــرى ــسية أخ ــات . كهرومغناطي ــاف الموج أوص

الكهرومغناطيسية المعطاة في البـاب الـسابق تنطبـق الـذي يميـز . ةبصورة جيدة على الموجات الـضوئي

الضوء عن أي موجات كهرومغناطيسية أخرى هو انـه eye أال وهي العين recepctorsيكون لدينا مستقبالت

والتي تكون حساسة لإلشعاع الكهرومغناطيسي فقط في

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

2

mm 400مدى ضيق من األطوال الموجية من حوالي نانومتر mm 700 إلى حوالي violetبانومتر بنفسجي

أحمر red

في هذا الفصل، سنناقش بعض خـصائص الموجـات الضوئية ،فمنها يكون مصادر اإلشعاع المرئي، سـرعة

. في الفراغ والمادة propagtionاالنتشار visible Light

يمكننا عمليا تعريف الضوء المرئي على أنـه إشـعاع حـساسية . كهرومغناطيسي والتي تكون لعين حساسة له

ن المنفردين وتتغير ، ولن األنـاس العـاديين المالحظي 400يمكنهم مالحظة اإلشعاع في مدى الطول الموجي

mm 700 إلىmm 7×1014 لمطابقة المدى التردد من ضمن ذلك المدى، الحساسية لمختلـف . 4×1014إلى

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

3

يبـين 1شكل . األطوال الموجب ال تكون بالمرة كافية قياسـي بالنـسبة تمثيل التغير في الحساسية لمالحـظ

إلشعاع صادر من أطوال الموجة مختلفة وكلـن بـشدة .إشعاع ثابتة عبر منقطة الطيف المرئي

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

4

، مطابقة للضوء 555mmالحساسية العظمة بالقرب من حدد مدى الـضوء . الناتج عن اللون األصفر وألخضر

المرئي تكون غير محددة بالضبط، ألن منحنى الحساسية محوري مقاربا األطوال الموجبـة يقترب من اإلحداثي ال

الحدود تكون مطابقـة لحـساسية . الطويلة والقصيرة mm 690 من القيمة عند العتمة وهي %1مساوية لـ

(red0 , 430 mm (violet) . مع األخذ في االعتبـار ينطبق فقط على المالحظ العادي 1والحسبان بأن شكل

ـ . ةوعيون الحيوانات ربما يكون لهـا حـساسية مختلفواألجهزة اإللكترونية ربما تكون لها منحنيات بحساسية

.أوسع أو أضيقمصادر الضوء المرئي تعتمد نهائيـا : مصادر الضوء

وقطعيا على حركة اإللكترونات في الذرة يمكن رفعهـا من طاقتها حالة الطاقة السفلى إلى حاالت أو مستويات

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

5

لمادة أعلى بوسائط مختلفة ، على سبيل بواسطة تسخين ا عندما تعود هذه . أو بواسطة إمرار تيار كهربائي خاللها

. اإللكترونات ربما يكون في المنطقة المرئية من الطيف الضوء المرئي يكون على الخصوصية ممكنـا انبعاث

) التكافؤ ناإللكترو( عندما تكون اإللكترونات الخارجية .هي التي تعمل تلك االنتقاالت. المرئي يكـون الـشمس أعظم مصدر مألوف للضوء

سطحها يصدر إشعاع عبر كل الطيف الكهرومغناطيسي األشعة في المنطقة التي عرفتها علـى أنهـا ... ولكن

مرئية، وشدة أشعة الشمس تكون عند قمة يكون الطول ، مطابقة تماماً للقمـة mm 550الموجي عندها حوالي

).2(المعطاة في منحنى الحساسية شكل التي تصدر أشعة كهرومغناطيسية تسمى جميع األجسام ، بسبب درجة theramal radiationإشعاع حراري

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

6

أجسام مثل الشمس، والتي يكون إشـعاعها . حرارتهم incondecent) ساطع(الحراري مرئي، تسمى متوهج

بعض األجسام األخرى الوهاجة تكون مثايل المـصابيح جري والقوس الكهروبائية ووهج الجمر في نار الفحم الح

والتوهج بمادة ما يكون متالئم مع األجسام . الكهربائي C 100درجـات حـرارة . الحارة ، نموذجا على ذلك

.تكون مطلوبةأنه من المحتمل أيضاً للضوء أن يصدر مـن أجـسام

) الضيائية( باردة هذه الظاهرة تسمى اإلشعاع الضوئي luminescance أمثلة على ذلـك تتـضمن مـصابيح

فلور سنت، الصاعقة ، الساعة المتوهجـة ومبينـات الفـي حالـة مـصباح . الساعة، والمستقبالت التلفزيونية

الفلورسنت ، تيار كهربائي من خالل الغاز في األنبوبة يجعل اإللكترونات لتتحرك إلى مستويات الطاقة األعلى

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

7

عندما تعود اإللكترونات إلى مستويات طاقتها األساسية هم الزائدة على شكل إشعاع فوق بنفسجي ، يعطوا طاقت

violet هذا اإلشعاع يمتص بواسطة الذارات للطـالء الداخلي لألنبوبة الزجاجية ، والتـي تـصدر الـضوء

وفي حلة معينات الساعة المتوهجـة ، أنـه . المرئي .الضوء الساقط الذي يسبب اإلنارة

Luminescent األجسام ذات اإلشعاع الضيائي يمكن توضع في فئتين وذلك يعتمد على مدة بقاء الـضوء أن

األجسام والتي فيهـا . المنبعث بعد إزالة مصدر اإلنارة بعـد sc 3-10الضوء المنبعث يختفي في الحال خـالل

، علـى fluorescent اإلنارة تسمى فلوروسنت إزالة .سبيل المثال مصباح الفلوروسنت

ـ بعد األجسام التي تسمى في التوهج أطول من ةإزالمثل ( بعد إزالة مصدر اإلنارة sc 8-10مصدر اإلنارة

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

8

Phasphoresentتـسمى فوسـفورية ) مينا الـساعة Phosphorثير الفيسفور والمادة التي تتسبب في هذا التأ

اإلشعاع الضيائي يمكن أن يكون مسببات مختلفة عندما رات منـشأها تفاعـل ون الطاقة المؤدية إلى إنارة الذ يكميــــائي ، تــــسمى ضــــيائية كيمائيــــة كي

Chemiluminescence عادة التأثير الذي يحدث فـي كثير من األحياء firelien الحية، مثل الحباحبات األشياء

والتي في هذه الحالـة marine ogramismsالبحرية bioluminescenceتسمى ضيائية بيولوجية

The Spead of ligth

كل الموجات الكهربية Maxwell theoryطبقاً لنظرية الكهرومغناطيسية تنتقل خالل الفضاء الفاضي الخـالي بنفس السرعة تسمى هـذه الـسرعة سـرعة الـضوء

the speed of light تنطبق على جميع اإلشـعاعات

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

9

الكهرومغناطيسية، ليس فقط الضوء ، هذه السرعة تكون هـا الدقيقـة فعرفت. واحدة من الثوابت األساسية للطبيعة

يكون مهما في ربط التردد والطول الموجي للموجـات الكهرومغناطيسية

دقة األطوال الموجيـة 1900في بداية عام ) λ=Cطبقا( المقاسة حظيت تلك الخاصية بـسرعة الـصوت كمـا عرفت في ذلك الوقت ، كنتيجة لذلك تردد الموجـات

. ( كن حسابها بدقة كبيرة الكهرومغناطيسية لم يمكن مم عنها ، في وحدات تمثل معكـوس الترددات عادة يعبر في يومنا الحالي ، قيـاس التـردد ) الطول لهذا السبب

يمكن أن تعمل بدقـة والتـي ) وكذا للفواصل الزمنية ( تتخطى دقة األطوال الموجية ونتيجة لـذلك، المتـر ال

.يكون من الوحدات األساسية

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

10

ابع عشر، عموماًً، كان يعتقد بأن الضوء حتى القرن الس ينتشر في الحال وذلك، بأنه يعتقد سرعة الضوء تكـون

.ال نهائيةلقيـاس .. جاليليو عندئذ وصف تجربة دوالت الواقـع

هو ومساعدة وفقا وجهـا لوجـه عنـد . سرعة الضوء المساء، بينهما مسافة تقدر بحوالي ميل واحد كل واحـد

لذي يمكن أن يعطي أو يرفع عنه منهما يحمل فانوسا وا جاليليو عندئذ حاول قيـاس الفاصـل . جاليليو. الغطاء

الزمني بين النقطة التي عندها رفع الخطأ عندما فانوس . واللحظة التي وصل عندها الضوء من فانوس مساعدة

على الرغم من أن جاليليو كان غير قادر لتحديد قيمـة ولة لقياس سرعة لقد اعتمد له أول محا Cسرعة الضوء

.الضوء

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

11

م أولى رومر ، فلكي دينامـاركي كـان 1676في عام يعمل في فرنسا، استخدام مالحظات فلكية ليستنج بـأن

اسـتنتاجه بنـي علـى . سرعة الضوء تكون نهائيـة بين األزمنة المتوقعة المالحظة لكسوف القمر االختالف

الداخلي للمشترى، بعد حوالي خمـسين سـنة جـيمس فلكي بريطاني، استخدم تكتيكا مختلـف مبنـى برادلي،

108 للحصول على قيمة star lightعلى ضوء النجم

m/s×3 م، الفيزيـائي الفرنـسي ، 1849 وفي عـام استخدم ترتيبـاً ) 1896-1819(هيبولوبت لويس فيزو

في الجوهر ، شعاع الضوء) 2(شكل –roundجعل ليرحل على طول رحلة ذهاب وإيـاب

trip طوله ( لمسارL=8630m ( مارا خـالل عجلـةالعجلة الدوارة تقطع الشعاع . مسننة دوارة في كل اتجاه

المتجه نحو المرأة خالل نبضات قصيرة لـو ، خـالل

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

12

الزمن الذي ترحل فيه النبضة رحلة الذهاب واإلياب إلى المرآة والصورة، أن العجلة تدور حيث أن األسنان اآلن

. ال يرى نبـضة الـضوء تعيق مسار الضوء، المالحظ الذي يستغرقه الـضوء c/21عندما يحدث ذلك، الزمن

ليعمل رحلة الذهاب واإلياب بين العجلة المرآة يجب أن الالزم للعجلة لتدور بسرعة زاويـة w/0يساوي الزمن

w بين مركز السن ومركز الفجـوة 0 خالل الزاوية . ذلك يعني

CLt 2

= ωΘ

=t

ωΘ

=CL2 (1)

Θ=

ωLC 2

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

13

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

14

108نتيجة فيزو باستخدام هذه الطريقة كانت

m/s×3.133 التقدم الباهر في قياسات سرعة الضوء حدث في عـام

م مع تطبيق الليزر بواسطة قياس التردد والطول 1970ي مباشرة ، سرعة الضوء يمكن الحصول عليهـا الموج)(من λ=C التسخين في هذا التكتيك أدى إلى الحـصول

1m/s من شكوك اقل من Cعلى قيم كما بينت النتـائج، . C يلخص بعض قياسات 1جدول

اآلن باإلمكان تعريف سرعة الضوء لتكون لهـا قيمـة )أو بالضبط( مضبوطة

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

15

smC /458,792,299= smC /109.2 8×=

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

16

Refelciton and Refraction at Plane

Surfaces الضوء يشير إلى دراسة خصائص الـضوء وانتـشاره

للضوء تـشمل طبيقات التقليدية الت. خالل مختلف المواد سـطة العدسات المصححة للرؤيا وتشكل الـصورة بوا

التطبيقات الحديثة تشمل . النليسكوبات والميكروسكوبات تخزين المعلومات واستردادها ، كما هـو الحالـة فـي

أو ماسـح خطـوط CD playersأقراص الكمبيوتر Supermarketالشفرة في المحالت التجارية الكبيـرة

bar code scanner ونقل اإلشارة خـالل كـابالت ، والتـي تحمـل optical fiber cableالفيبر الضوئية

كثافة أكبر أو أعظم مـن المعلومـات عـن األسـالك

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

17

النحاسية وتكون اخف في الوزن وقليلة القابلية للتـداخل اإللكتروني

في هذا الباب والذي يليه ، سوف نعتبر حـاالت ولتـي ل الضوء خطوط مستقيمة وبجابه بأجسام والتي فيها ينتق

. حجمها يكون أكبر بكثير من الطول الموجي للضوء البصريات الهندسية ، والـذي realmهذا يكون مملكة

ــات ــا والعدس ــصائص المراي ــة خ ــضمن دراس يتGeometrical Optics

أو حول slitsمرور الضوء خالل ستفوق ضعيفة جدا ي أبعدها ربما تكـون مماثلـة حواجز ضيقة جدا، والت

للطول الموجي للضوء ، يكون جزء مـن البـصريت ) أو البصريات الموجية ( Physcial Opticsالفيزيائية

(wave optics )

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

18

Geometrical Optics and Wave Optics

في وصفنا لحركة الموجات في الباب التاسـع عـشر ، كطريقة مناسبة لتمثـل حركـة rayدمنا الشعاع استخ

قطار من الموجات في الشعاع يكـون عمـودي علـى الـشعاع : صدور الموجات ويوضح اتجاه انتقال الموجة

يكون تركيب هندسي مريح ذلك كما سنرى في البـاب القادم، يكون مساعدا في دراسة السلوك الضوئي لنظام

ألن ، وليس مـن الشعاع ال يكون بادي . مثل العدسات .المحتمل غزل واحد

اعتبر قطار من موجات الضوء المستوية بطول موجي بعمـق slitيسقط على حاجز والذي يوجد فيه شـق

widlk كما في شكل

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

19

slit، الموجات تمـر خـالل الـشق a<<λإذا كانت كما فـي الـشكل shadowوالحاجز بشكل خيال حاد

1b .لظاهرة ، والتي تعرف بالحيود هذه اdiffraction ، تحدث عندما يكون الشق الواقع في طريـق الموجـة

مماثل للطول الموجيالحظ في شكل فإن الحيود أصبح أكثر أيـضاً عنـدما

اع أصبح عمق الشق أصغر ز لذلك المحاول لعزل شع .دوىوحيد سوف يكون عديم الج

. ى موجات الضوءالحيود ال يكون الخاصة المقتصرة علاالنعكـاس ، ( في الواقع الظاهرة التي ندرسها للضوء ممكن تحدث ) االنكسار، التداخل ، الحيود واالستقطاب

في أنواع أخرى من الحركة الموجية ، حتى للموجـات يبين بأن الحيـود 2الميكانيكية على سبيل المثال شكل

.يمكن أن يحدث لموجات الماء

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

20

بح أو تزعق خالل مدخل مفتوح، مثال آخر ، عندما نص علـى أسـاس أن ( موجات الصوت تحيد أو تنعطـف

، )الطول الموجي يكون مماثل لحجـم فتحـة المـدخل وصديقك يمكن أن يسمعك على الرغم من أنه ال يمكـن

موجات صوت لها طول موجي صغير جداً ( أن يراك ) سوف يكون تحيدها مالحظاً عند ردودها خالل الفتحة

نقيس البعد المستعرض األصغر للـشق أو aانت إذا ك ، عندئذ يمكن أن يهمـل إذا كانـت obatacleالحائل

كبيرة بما فيه الكفاية، وفـي هـذه ) a,λ )λ/aالنسبة بين الحالة ، الضوء يظهر بأنه يرحل في مـسارات خـط

مستقيم والتي يمكن تمثيله

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

21

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

22

هذا هو الشرط ألجـل البـصريات الهندسـية . ةكأشعGeomtirical Optics ت ا، أيـضا تعـرف ببـصري

عندما يـصادف شـعاع الـضوء ray opticsالشعاع حواجز مثل المرايا، العدسـات ، أو المناشـير والتـي حجمها الجانبي يكون أكبر من الطول الموجي للـضوء

سيةنكون بمأمن في استخدام معادالت البصريات الهندوإذا لم يستوفي البصريات الهندسية، ال يمكننا وصـف سلوك الضوء بواسطة األشعة ولكنه يجب األخذ بطبيعة الموجية ، في الحسبان خصوصاً، في هذه الحالة نكون

أو ) الفيزيائيــة ( فــي مملكــة البــصريات الماديــة physical optics or waveالبـصريات الموجيـة

optics بـصريات الهندسـية كحالـة والتي تتضمن ال .محددة

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

23

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

24

Reflection and

Refraction عندما تنظر إلى لوح زجاج النافذة ، بالطبع تالحظ بأن الضوء يصل إليك من الجانب اآلخر للزجاج ، وصديقك يقف على الجانب اآلخر من الزجاج سوف يكون قادرا

ضا ترى انعكاس إذا نظرت بدقة، ربما أي . على رؤيتك إذا كان لك أن تـضيء ضـوء . صورتك في الزجاج

على الزجاج صديقك سوف يـرى flashlightكشاف شعاع الضوء ، ولكن ربما أيضا ترى بعـض الـضوء

.المنعكس نحوكعلى العموم هذه تأثيرات االثنين يمكن أن تحدث حينمـا

الهواء ، علـى سـبيل ( ينتقل الضوء من وسط واحد جزء من الشعاع يـنعكس ) الزجاج( لى آخر إ) المثال

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

25

راجعاً على الوسط األول، وجزء ربما ينفذ إلى الوسـط .الثانيالحـظ بـأن شـعاع . يوضح التأثيرات االثنين 3شكل

و يحيد حالما يدخل الوسط الثانيالضوء ربما ينحني أ شكل

البصريات الهندسية تتضمن دراسة االنعكاس واالنكسار ص قـوانين االنعكـاس واالنكـسار في هذا الفصل نلخ

ومؤخرا في هذا الباب سـوف نـستنج هـذه القـوانين وإعطاء أمثلة تطبيقية عليهما عندما يكون الحد الفاصل بين الوسطين مستو حاالت والتي يكون الحـد الفاصـل بينهما منحنى ، مثل المرايا الكهربائيـة أو العدسـات ،

raysـ تمثل ب beam األشعة 3 نناقش في شكل سوفاألشعة ، األشعة ، والتي نرسـم كخطـوط مـستقيمة

، صور الموجة ، تبـين planeعمودية على المستوى

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

26

الحظ بأن الثالث األشـعة . اتجاه حركة صدر الموجة الشعاع األساسـي أو الـساقط ، : 3المبينة في شكل

الشعاع المنعكسِ ، والشعاع المنكـسر ، الـذي يغيـر , inciednt aryوسـط الثـاني االتجاه حالما يدخل ال

refflected ray , and refreaected عنـد النقطـة الشعاع الساقط السطح، نرسم خط ) يضرب(حيث يخبط

على السطح، وتعرف أو نحدد ثالث normalعمودي :زوايا تقاس بالنسبة للمحور

، وزاويـة Θangle of incidence زاوية السقوط نعكاس اال

Θ angle of reflection وزاوية االنكـسارΘangle

of refection ) اإلشارة التحتية تبين الوسـط الـذيخالله ينتقل الشعاع، في حالتنا هذه الشعاع يسقط مـن

الـشعاع ) ، الزجـاج 2 الهواء، ويدخل الوسط 1الوسط

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

27

الساقط ولعمـود يـسمى مـستوى المشكل بين الشعاع وهو مستوى الـصفحة plane of incidenceالسقوط

3في شكل

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

28

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

29

نستنتج القوانين التالية التي تحكم االنعكاس من التجربة :واالنكسار

The law of Reflectionقانون االنعكاس الشعاع المنعكس يقع في مستوى السقوط

(1)111 Θ=Θ

The law of Reflectionقانون االنكسار الشعاع المنكسر يقع في مستوى السقوط

2211 sinsin Θ=Θ nn 12 هنا snell lawمعادلة و تسمى قانون سفل ,nn ثوابت

index ofغير بعديـة وتـسمى معامـل االنكـسار

refracton نكـسار ، معامل اال 2 والوسط 1 للوسطn لوسط هو عبارة عن النسبة بين سرعة الـضوء ، فـي

الفراغ وسرعة الضوء في الوسط

VCn =

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

30

إنه ... ناقشنا سرعة الضوء في مواد مختلفة في فصل من األفضل بأن االنكسار يحدث ألن سـرعة الـضوء

لفكـرة هـذه ا سوف نطـور . تتغير من وسط إلى آخر بصورة اكبر في فصل

يبين بعض األمثلة لمعامل االنكسار لمختلـف 1جدول الحظ بأنه ، لمعظم األغراض، الهواء يمكن أن . المواد

يعتبر مساو للفراغ في اكتساب للضوء معامل االنكسار انظـر ( للمواد عادة يتغير مع الطول الموجي للـضوء

تحليل شـعاع االنكسار لذلك يمكن أن يستخدم ل ) 4شكل ل الموجية ، مثل الـذي الضوء إلى مكوناته من األطوا

حيحدث في قوس قز

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

31

شعاع ضوئي في الهواء يسقط علـى سـطح ) 2(مثال ْ 30مستو لقالب من الكوارتز ويصنع زاوية مقـدررها

500الشعاع يحتوي على طولين مـوجين . مع العمود

mm , 400 mm معامال االنكسار للكوارتز عند هـذه ما هـي 104702 , 1.4624األطوال الموجية تكون

.الزاوية بين الشعاعين المنكسرين في الكوارتز nm 400، من أجـل الـشعاع ) 2(من معادلة : الحل

) للهواء n=1بأخذ (

221 sinsin Θ=Θ n 2sin)4702.1(3sin Θ=O

o88.192 =Θ يكون لدينا nm 500من أجل

2sin)4624.1(3sin Θ=O 99.192 =Θ

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

32

حيث أن مركبة الطول o11.0بين األسنة تكون Θ∆2الزاوية الموجي األقصر تنحني خالل الزاوية األكبر ، ذلك يعني

. ، يكون لها زاوية أصغر لالنكساربصرية التي تستخدم العدسات ، األجهزة ال oS=Θ1من أجل

التغير في زاوية االنكسار مع الطول الموجي يؤدي إلى chromatic aberrationتشويه يسمى الزيغ اللـوني

باستخدام زوايا سقوط صغيرة يقلل من التشويه النـاتج .عن الزيغ اللوني

شعاع من الضوء في الهواء يسقط على أحـد ) 3(مثال الزاويـة . )7( فـي شـكل أوجه منشور زجاجي كما

Θ اختيرت بحيث أن الشعاع الخارج أيضاً يصنع زاويةاستنتج تعبيرا . مع العمود المقام على الوجه اآلخر

، للهواءn=1لمعامل االنكسار ،لمادة المنشور بأخذ

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

33

πα/2الحــظ بــأن الزاويــة: الحــل =+< badوالزاويــة ا

2/2/ πφ =+< bad .زاوية رأس المنشور لذلك φحيث أن

φα21

= (4)

تكون عبارة عـن مجمـوع زاويتـين زاوية االنحراف 2)( أو aedداخلتين متقابلتين في المثلث αυ −Θ=

φبتعويض 2 يؤدي إلى Θواحل إليجاد αعن 1

)(21

φϕ +=Θ (5)

هـــي زاويـــة هي زاوية السقوط a,Θعند النقطة يصبح) 2انظر معادلة (قانون االنكسار . االنكسار

αsinsin n=Θ

كسار للزجاج معامل االنnحيث أن هذا يؤدي إلى 4 ، 5من معادلة

2sin

2sin φφψ n=

+=

)2/sin(2/)sin

φφψ +

=n

قسم الفيزياء/ سعود بن حميد اللحياني كلية العلوم/أعداد د

34

هذه المعادلة تنطبق فقـط لــ . وبةوهي العالقة المطل Θ حيث أنها تختار بحيث أن أشع الضوء تكون مناسـبة

فـي هـذه Symmetricallyألجزاء خالل المنـشور angle ofسمى زاوية االنحراف الـصغرى الحالة ت

minimum deviation إذا كانت أمـا إن تـزداد أو .تنقص ، ينتج عن ذلك زاوية انحراف أكبر