هیجان با نور و لیزر
شکست نور (اپتیک هندسی)

 

شکست نور
 
سرعت نور به شرایط محیطی از جمله چگالی محیط و جنس آن بستگی دارد. بنابراین سرعت نور با عبور از یک محیط شفاف به محیط دیگر تغییر می کند و تابعی از ویژگیهای دو محیط  است. سرعت نور در هوا بیشتر از سایر محیط ها و برابر با 300 هزار کیلومتر در ثانیه است. اگرنور وارد محیط غلیظ تر شود سرعت آن کاهش می یابد. میزان این کاهش به جنس محیط بستگی دارد. کمیتی که نمایانگر این تغییر سرعت نور است و جنس محیط را برای سرعت انتشار نور مشخص می کند، ضریب شکست نامیده میشود. ضریب شکست هوا (خلا) برابر با یک و ضریب شکست بقیه محیطهای شفاف مثل شیشه، آب، آب شکر و غیره بیشتر از یک است و در نتیجه سرعت نور در آنها کمتر از مقدار بالا است.
اگر نور از هوا وارد یک محیط شفاف (مانند آب) بشود بخاطر تغییر سرعت، دچار شکست می شود. رابطه تغییر زاویه پرتو نور هنگام تابیدن به سطح آب را رابطه اسنل می نامند.
n1 sin(θ1) = n2 sin(θ2)
این رابطه نشان می دهد که اگر پرتو نور به صورت مایل به سطح مایع بتابد زاوبه آن تغییر می کند و دچار شکست می شود. مانند شکسته شدن قاشق در لیوان آب که بطور روزمره شاهد آن بوده اید. باید خاطرنشان کرد که رابطه اسنل، همچنین نشان می دهد که اگر پرتو نور به صورت عمودی به سطح آب بتابد، دچار شکست نخواهد شد.
رابطه اسنل برای شکست در سطوح کروی مثل سطح یک عدسی نیز صادق است. در این موارد فقط باید دقت داشت که برای یافتن خط عمود بر سطح عدسی، بایستی خطی از مرکز عدسی به نقطه ای روی سطح، که پرتو فرودی به آنجا تابیده، رسم شود. زوایای تابش و شکست نیز نسبت به همین خط اندازه گرفته میشود.
پدیده شکست اساس کار برخی سیستم های اپتیکی مانند منشور، متوازی السطوح، موجبر و ... است.

 

 

Top

Shahid Beheshti University,دانشگاه شهید بهشتی

دانشگاه شهید بهشتی

Shahid Beheshti University,دانشگاه شهید بهشتی

دانشگاه شهید بهشتی