MATH WORLD       

1- شكست نور در تيغه شيشه اي:

مطابق شكل مقابل پرتو (I ) بطور مايل از وجه كناري يك تيغه شيشه اي كلفت به آن مي تابد و هنگام ورود به تيغه در نقطه X مي شكند. سپس به صورت پرتو (R) در داخل تيغه حركت مي كند و يكبار ديگر هنگام خروج از آن در نقطه Y مي شكند و به صورت پرتو (E ) از تيغه خارج مي شود.  ملاحظه مي كنيدكه پرتو (E ) نسبت به پرتو( I ) جابه جا شده استاما با آن موازي مي باشد.

2- شكست چوب در آب: در شكل زير چوبي در آب نشان داده شده است. وقتي از بالا به آن نگاه مي كنيم، شكسته به نظر مي رسد. زيرا پرتوهايي كه از نقطه B به سطح آب مي رسند، پس از شكست در سطح آب به چشم مي رسند و به نظر مي رسد كه اين پرتوها از نقطه به چشم رسيده اند و انتهاي چوب به جاي B در   به نظر مي رسد. به همين ترتيب مي توان نشان داد كه نقطه هاي ديگر چوب هم كه درون آب قرار دارند، بالاتر از جاي واقعي شان ديده مي شوند و به اين سبب چوب شكسته به نظر مي رسد.

اگر نور از يك محيط شفاف با ضريب شكست n₁ وارد محيط شفاف ديگري با ضريب شكست n₂ شود ، بگونه اي كه n₁>n₂ ، رابطه (5-1) چگونه نوشته مي شود؟

n₁=sin i_هوا /sin E_{محيط 1}

n₂=sin g_هوا / sin f_{محيط 2}

n=n₁/n₂=(sin i_هوا /sin E_{محيط 1})/(sin g_هوا / sin _{محيط 2})=sin E_{محيط 1}/ sin f_{محيط 2}

  وسيله هاي آزمايش : قطعه شيشه ي ضخيم - وسيله ي توليد باريکه ي نور - يک تکه مقوا - خط کش
    ١- مطابق شکل (٥-٥) قطعه شيشه ي ضخيم را روي مقوا قرار دهيد و باريکه ي نور را طوري به قطعه شيشه بتابانيد که مسيرنور بر سطح مقوا ديده شود. مسير پرتو تابش SI را براي ورود به اين محيط شفاف و پس از خارج شدن از آن رسم کنيد.
    ٢- پرتو تابش ورودي به شيشه و پرتو خروجي از شيشه نسبت به هم چگونه اند؟

شکل ٥-٥

جواب 1:

2- پرتو خروجي با پرتو ورودي موازي است.

س: ضريب شكست چيست؟

ج: تعريف: نسبت سرعت نور در هوا به سرعت نور در يك محيط شفاف را ضريب شكست آن محيط مي نامند وبا نماد n نشان مي دهيم.

اگر سرعت نور در هو ا C و سرعت نور در ماده شفاف V باشد داريم:

هر قدر ضريب شكست ماده شفاف بيشتر باشد ( n بزرگتر باشد) نور بيشتر شكسته مي شود يعني زاويه انحراف بيشتر ميشود و به همان ميزان سرعت نور بيشتر كاهش پيدا مي كند.

Eتذكر مهم: ضريب شكست هوا ( يا خلاء) برابر 1 در نطر گرفته ميشود.  

سرعت نور در آب  است. ضريب شكست آب را تعيين كنيد. سرعت نور در هوا را    در نظر بگيريد. جواب:                                      =(3*108)/(2.3*108)=1.3

سرعت نور در شيشه اي    است. ضريب شكست اين شيشه را تعيين كنيد. جواب:   =(3*108)/(1.8*108)=1.6

Eتذكر: نسبت ضريب شكست دو محيط بر هم را ضريب شكست نسبي دو محيط مي نامند.

چون ضريب شكست با سرعت نور نسبت وارونه دارد رابطه بين ضريب شكست دو محيط و سرعت نور در آن دو محيط به صورت زير خواهد بود:                                                      

سرعت نور درآب ودر نفت  2*108 است. اگر ضريب شكست آب 3/1 باشد ضريب شكست نفت را تعيين كنيد. جواب: n2 V1 -------= ------- n1 V2 2.3*108 n2     2.3*108*1.3     -------= -------     ==> n2= -----------  ==> n2=1.5 2*108 1.3     2*108

پاسخ دهيد 1: با استفاده از جدول( 5-2) پاسخ دهيد. الف- ضريب شكست شيشه و آب را با هم مقايسه كنيد. جواب : ضريب شكست شيشه از آب كمتر است . ب- نور يك بار با زاويه تابش( i) از هوا به آب و بار ديگر با همين زاويه تابش به شيشه مي تابد. در كدام مورد زاويه انحراف بزرگتر است و پرتو شكست به خط عمود نزديك تر است؟ چرا؟ جواب: هنگامي كه نور به شيشه مي تابد زاويه انحراف آن بيشتر از هنگامي است كه به آب مي تابد و به خط عمود نزديك تر مي شود. زيرا ضريب شكست شيشه از ضريب شكست آب بيشتر است.

ب) با افزايش سرعت ، ضريب شكست چگونه تغيير مي كند ؟ جواب : كاهش مي يابد.