الضوء الهندسي geometrical optics

12
ر ي غ ل ا ة ن ش خ ل حا ط س الأ وء ض ل سا ك ع ت ولة ق ض م اهات% ج ت الأ ة كاف ي ف ه هذ% ب وء ض لرا ا ش2 ت4 ن وا% ب% ب ش م ل وا ه ة ن ف ي ك ل ا وم م ع ل ةا% ي وج عل ة ي رول ل غة م لأ ل حا ط س الأ ما ا وء ض ل سا ك ع ي ف ولة ق ض م ل ا امN ظ ت4 ن ا% ب( 1 عكاس ت الأ ة اوي ر% ارت ق ت وط ق س ل ا ة اوي ر) r i ( 2 واحذ وي ت ش م ي ف ها ع ي م% ج ح ط س ل ي ا عل ودي م ع ل س وا ك ع ي م لع ا عا س ل ط وا شاق لع ا عا س ل ا) : ة وي ت ش م ل ا ولة ق ض م ل ا غة م لأ ل ح ا ط سk الأ واسطة% ب عكاس ت الأReflection

Upload: triage

Post on 22-Feb-2016

212 views

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

الضوء الهندسي Geometrical Optics. الانعكاس بواسطة الأسطح اللامعة المصقولة المستوية: Reflection. الأسطح الخشنة الغير مصقولة تعكس الضوء في كافة الاتجاهات وانتشار الضوء بهذه الكيفية هو المسبب للرؤية على وجه العموم. أما الأسطح اللامعة المصقولة فتعكس الضوء بانتظام . - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: الضوء الهندسي Geometrical Optics

الخشنة األسطحمصقولة الغير

في الضوء تعكساالتجاهات كافة

بهذه الضوء وانتشارالمسبب هو الكيفية

وجه على للرؤية العموم

الالمعة األسطح أمافتعكس المصقولة

بانتظام الضوءri ( زاوية السقوط تقارب زاوية االنعكاس1)

( الشعاع الساقط والشعاع المنعكس والعمودي على السطح جميعها في مستوي واحد2)

Reflectionاالنعكاس بواسطة األسطح الالمعة المصقولة المستوية:

Page 2: الضوء الهندسي Geometrical Optics

ولتفسير االنعكاس كآية كونية ضوئية - لمعرفة كنهة الضوء - نقول :

المادية ( :1• الجسيمية النظر وجهة نظرية - من صاحب الهيثم بن الحسن البصريات علم رائداألجسام – " على يسقط الضوء أن أساس على الرؤيا

فسـر " ، الضوء عكس الذي الجسم العين فترى وينعكسله المنعكس الضوء أن وأوضح االنعكاس طبيعة خاصية

مادية وكرر نفس الكالم العالم إسحاق نيوتن وتعامل مع جسيميهالضوء بقوانين الحركة الهندسية و الميكانيكية الخاصة

جسيمات .بالجسيمات واستخدم تعبير القوة المنعكس فالضوء ذلك وعلىالصغيرة الكريات تشبه .مادية النظر ( 2 وجهة من

رياضية الموجية : بطريقة الضوء مع النظرية هذه أصحاب تعاملهذا وفي موجات الضوء أن فرضية تناقض هندسية

. المعالجة وطريقة الفرض بين المنعكس تناقض فالضوء ذلك وعلىموجات يكون أن يمكن بوضوح ال تدل االنعكاس ظاهرة

مادية جسيمات الضوء أن

Page 3: الضوء الهندسي Geometrical Optics

الكثافة مختلفة األوساط خالل :االنكسارRefraction

خفيف وسط من ضوئي شعاع سقط 1n إذا

ثقيل وسط 2n إلىمختلفي) وسطين أى

ومختلفي الكثافةاالنكسار ( أو معامالت انحراف من يعاني الضوء فان

. مساره في تغيراختالف إلى االنكسار ظاهرة وتعزى

الضوء .من وسط إلى آخر سرعة

االنكسار : قوانين من12

sin

sin

n

n

r

i

(قانون ســنل)

أنه عمليا وجد زاوية" وقد قلت االنكسار معامل زاد كلما" العمودي من الشعاع واقترب االنكسار

Page 4: الضوء الهندسي Geometrical Optics

الضوء كنهة لمعرفة الضوئية الكونية اآلية هذه ولتفسيرنقول :

المادية ( :1• الجسيمية النظر وجهة منأساس على االنكسار ظاهرة نيوتن بعده ومن الهيثم بن الحسن فسر

للحركة األول القانون تطبيق ويمكن الجسيمية للخاصية الـضوء امتالكبسرعة" الحركة أو السكون من حالته على الجسم يبقى

خارجية " قوة عليه تؤثر لم ما ثابتةحركته واتجاه سرعته فتتغير حالته تتغير بالماء الجسم اصطدام فعند

.ولذا فالضوء المنكسر جسيمات ماديةو إذا طبقنا هذا على الضوء سنجد أنه يسلك نفس السلوك من لالقتراب المنكسر الشعاع ميل لتفسير نيوتن أضاف

" جذب " قوة يمتلك العمودي السطح أن النظر ( 2العمودي وجهة مننقطة " " – الموجية : كل أن اقترح الذي هيجنــز رأسهم وعلى الموجية النظرية أصحاب

الضوء – انحراف فسروا ثانوية كريه لمويجات مصدرا تعتبر الموجة صدر علىولم الكثيفة األوساط في المرور عند السرعة تغير إلى اتجاهه تغير و وانكساره

العمودي من االقتراب تفسير في النظرية موجات تنجح المنكسر الضـوء يكون أن فاحتمال ذلك وعلى ً ضعيفا احتماالً

الضوء أن بوضوح تدل االنكسار ظاهرةمادية جسيمات

Page 5: الضوء الهندسي Geometrical Optics

االنكسار واالنعكاس خالل وسطين وسطي يفصلهما سطح شبه منفذ : خالل الضوء مر إذا

معامل ) مختلفي الكثافة مختلفيمنفذ ( شبه سطح بينهما االنكسـار

ينعكس الضوء من ً جزءـا فإن. ينكسر اآلخر هذه والجزءً ولتفسير

نقول :الظاهرةالجسيمية ( 1 النظر وجهة :من

ال نجد تفسير لذلك حيث أن الجسيمات ال يمكن التمييز بينها وال توجد قوانين رياضية

جسيميه تحدد أي الجسيمات ينعكس وأيها أن .ينكسر يمكن ال هنا الضوء

جسيمات النظر ( 2 يكون وجهة منتمتلك الموجية : كهرومغناطيسية موجات اعتباره يمكن الضوء

مركبة واألخرى كهربية مركبة أحداهما مركبتينالمركبتين ) إحدى أن تفترض النظرية مغناطيسية

ببساطة ( ويمكن أفقية كهربية واألخرى رأسية كهربيةالمركبتين إحدى أن أساس على الظاهرة هذه تفسير

تنكسر واألخرى .تنعكس ) أن ) بوضوح تدل معا واالنعكاس االنكسار ظاهرةكهرومغناطيسية موجات الضوء

Page 6: الضوء الهندسي Geometrical Optics

فقط المنعكس الضوء جسيمات

الضوء المنكسر فقط والمنكسر - جسيمات المنعكس الضوء بينمـــا

موجات - معاً

Page 7: الضوء الهندسي Geometrical Optics

الموجية • النظرية فروض

النظرية • افترضتالضوء أن الموجية

شكل على تنتشر موجاتالمركز، متحدة دوائرصدر على نقطة وكلكمصدر تعمل الموجةمويجات يرسل ثانويتسمى كريه صغيرةالثانوية المويجات

العمودي الخط ويسمىالموجه صدر على

اتجاه ويعين بالشعاعالضوء انتشار

الجسيمية • النظرية فروض

النظرية • افترضتالضوء أن الجسيميةمن سيل من يتكونالدقيقة الجسيماتخطوط في تسير

قدرة ولها مستقيمةخالل النفاذ على

الشفافة األجسامعلى واالنعكاسالالمعة األسطح

المرور خالل واالنكسارمختلفين وسطين عبر

Page 8: الضوء الهندسي Geometrical Optics

الداخلي الكلي االنعكاسوسط خفيفوسط ثقي ل

وسط من الضوء مرور عندفإنه خفيف وسط إلي ثقيل

: اآلتية بالمراحل يمر (إذا كانت زاوية السقوط 1تساوي صفرا أي أن الضوء

يمر عمودي علي السطح فإن الضوء الينكسر ويستمر في

يخرج( 2نفس مساره. السقوط زاوية بزيادةالوسط في منكسرا الضوء

. العمودي عن ومبتعدا الخفيفالزيادة( 3 تستمر السقوط زاوية زيادة في باالستمرار

حتى العمودي عن االبتعاد ويستمر االنكسار زاوية فيوتسمى الفاصل للسطح موازيا الشعاع يخرج

. الحرجة بالزاوية السقوط زاوية : الحرجة يقابلها الزاوية الثقيل الوسط في سقوط زاوية هيتساوي انكسار درجة 90زاوية ينعكس( 4 الحرجة الزاوية عن السقوط زاوية زادت إذا

الضوئي الشعاعالثقيل الوسط داخل كليا

Page 9: الضوء الهندسي Geometrical Optics

ولتفسير هذه التصرفات نقول:

. الضوء العمودي يستمر في السير عموديا 1•كما هو سواء مر من وسط خفيف إلى ثقيل

أو العكس الن تلك تعتبر اقصر مسافة يقطعها الضوء

2211 sinsin nn 021 21 nn

أن سبق مما العمودي علمنا وللسقوط

أن نقول أن بالتقريب ويمكن ) وهذا غير سليم ( وأن شعاع الضوء العمودي يمر دون أن يعير انتباها إلى كثافة الوسط وكأن الوسطين متساويان في معامل االنكسار

العمودي. 2 عن ومبتعدا منكسرا يخرج الثقيل وسط في بزاوية الساقط الضوء

أما الضوء المنتقل من وسط خفيف إلى ثقيل فانه يخرج منكسرا مقتربا من العمودي

على العمودي من االقتراب قبل من نيوتن فسر وقدجذب قوة يمتلك العمودي السطح أن ونحن هنا نقول أنه عند مرور الضوء في وسط ثقيل .أساس

فانه يفقد طاقته تدريجيا وذلك بسب نقص سرعته )نتيجة التصادم مع جزيئات الماء( وحتى اليفقد الضوء طاقته كاملة فانه يختار!!! اقصر مسافة ممكنة بحيث يكون الفقد في سرعته وطاقته أقل ما يمكن فيقترب

من العمودي الضوء بأن القول يمكننا أو

طاقته في . يقتصد

Page 10: الضوء الهندسي Geometrical Optics

اختار الضوء منذ األزل مع الكون كله عند بدا الخلق أن يكون مسيرا من الله

Θ

72األحزاب سلوك وكل السير في واالقتصاد االختيارات إذن

هو وهذا وتعالى سبحانه الله من بتسيير الضوء يسلكهوتعالى، سبحانه الله بهدى يهتدي من كل مصير

الطرق أقصر ليسلك وسيره الضوء أرشد من فسبحان. علية الداخلي ) ( محافظة الكلي االنعكاس الكونية اآلية هذه

يعرف بما الطب في هائلة تطبيقات لهايستخدم الذي البصري الليف أو الطبي بالمنظار

اإلنسان جسم في الداخلية األجزاء فحص فيلحام من المتعددة الجراحية العمليات وإجراء

من الحصى واستخراج تفتيت إلى العين لشبكيةفي أيضا وتستخدم ذلك وغير والمرارة الكلى

المفاعالت وفي الكهرباء ونقل االتصاالت. ذلك وغير الفضائية والمجسات النووية

Page 11: الضوء الهندسي Geometrical Optics
Page 12: الضوء الهندسي Geometrical Optics