1: طبيعة الضوء
- Page ID
- 196607
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
في هذا الفصل، ندرس الخصائص الأساسية للضوء. في الفصول القليلة التالية، ندرس سلوك الضوء عندما يتفاعل مع الأجهزة البصرية مثل المرايا والعدسات والفتحات.
- 1.1: مقدمة لطبيعة الضوء
- تتنبأ معادلات ماكسويل بوجود الموجات الكهرومغناطيسية وسلوكها. تشمل أمثلة الضوء موجات الراديو والأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية. ومن المثير للاهتمام أنه لا يمكن تفسير جميع ظواهر الضوء من خلال نظرية ماكسويل. أظهرت التجارب التي أجريت في أوائل القرن العشرين أن الضوء له خصائص جسدية أو تشبه الجسيمات.
- 1.2: انتشار الضوء
- معامل انكسار مادة هو\(n = \frac{c}{v}\)، حيث v هي سرعة الضوء في المادة و c هي سرعة الضوء في الفراغ. يصف نموذج أشعة الضوء مسار الضوء كخطوط مستقيمة. يُطلق على جزء البصريات الذي يتعامل مع جانب أشعة الضوء اسم البصريات الهندسية. يمكن للضوء أن ينتقل بثلاث طرق من مصدر إلى موقع آخر: (1) مباشرة من المصدر عبر مساحة فارغة؛ (2) من خلال وسائط مختلفة؛ و (3) بعد انعكاسه من المرآة.
- 1.3: قانون التفكير
- في نهاية هذا القسم، ستتمكن من: شرح انعكاس الضوء من الأسطح المصقولة والخشنة. وصف مبدأ وتطبيقات عاكسات الزاوية.
- 1.4: الانكسار
- في نهاية هذا القسم، ستتمكن من: وصف كيفية تغيير الأشعة لاتجاهها عند دخول وسيط. تطبيق قانون الانكسار في حل المشكلات
- 1.5: الانعكاس الداخلي الكلي
- في نهاية هذا القسم، ستتمكن من: شرح ظاهرة الانعكاس الداخلي الكلي. وصف طريقة عمل واستخدامات الألياف الضوئية. حلل سبب تألق الماس
- 1.6: التشتت
- في نهاية هذا القسم، ستتمكن من: شرح سبب التشتت في المنشور. وصف تأثيرات التشتت في إنتاج قوس قزح. لخص مزايا وعيوب التشتت
- 1.7: مبدأ هيغنز
- تتطلب بعض الظواهر التحليل والتفسيرات بناءً على خصائص موجة الضوء. هذا صحيح بشكل خاص عندما لا يكون الطول الموجي ضئيلًا مقارنة بأبعاد الجهاز البصري، مثل الشق في حالة الحيود. مبدأ Huygens هو أداة لا غنى عنها لهذا التحليل. على سبيل المثال، وفقًا لمبدأ Huygens، فإن كل نقطة على جبهة الموجة هي مصدر الموجات التي تنتشر في الاتجاه الأمامي بنفس سرعة الموجة نفسها.
- 1.8: الاستقطاب
- الاستقطاب هو السمة التي مفادها أن تذبذبات الموجة لها اتجاه محدد بالنسبة لاتجاه انتشار الموجة. يُعرّف اتجاه الاستقطاب بأنه الاتجاه الموازي للمجال الكهربائي لموجة EM. يتكون الضوء غير المستقطب من العديد من الأشعة ذات اتجاهات الاستقطاب العشوائية. يمكن استقطاب الضوء غير المستقطب عن طريق تمريره عبر مرشح استقطابي أو مادة استقطابية أخرى. تقلل عملية استقطاب الضوء من شدته بعامل
الصورة المصغرة: موجة EM، مثل الضوء، هي موجة عرضية. \(\overrightarrow{B}\)المجالات الكهربائية\(\overrightarrow{E}\) والمغناطيسية متعامدة مع اتجاه الانتشار. اتجاه استقطاب الموجة هو اتجاه المجال الكهربائي.