השתקפות ושיפור

Overview

מקור: דרק וילסון, אסנטה קוריי, PhD, המחלקה לפיזיקה ואסטרונומיה, בית הספר למדעי הפיזיקה, אוניברסיטת קליפורניה, אירווין, קליפורניה

האור נע במהירויות שונות בהתאם לחומר שדרכו הוא מתפשט. כאשר האור עובר מחומר אחד למשנהו, הוא יאט או יאיץ. על מנת לחסוך באנרגיה ובתנופה, על האור לשנות את הכיוון שבו הוא מתפשט. כיפוף אור זה ידוע בשם שבירה. חלק מהאור משתקף גם בממשק שבין שני החומרים. במקרים מיוחדים, ניתן לשחוק קרן אור בצורה כה חדה בממשק, עד שהיא למעשה משתקפת לחלוטין בחזרה למדיום שממנו היא באה.

עדשות עושות שימוש בעקרון השערוך. העדשות מגיעות בשני סוגים עם עקמומיות שונה: עדשות קומרות ועדשות קערות. עדשות קומרות משמשות לעתים קרובות כדי למקד את האור, אך ניתן להשתמש בהן גם ליצירת תמונות מוגדלות של אובייקטים. כאשר עדשה קומרת גורמת לקרני האור המגיעות מאובייקט לסטות, העין האנושית שופטת את האור שמגיע מנקודה כלשהי מאחורי האובייקט הממשי שממנו נובע האור. התמונה של האובייקט תוגדל במקרה זה. סוג תמונה זה נקרא תמונה וירטואלית. עדשות קערות יכולות גם לגרום לקרני אור להתפצל וליצור תמונות וירטואליות, אם כי התמונה תפחת.

מעבדה זו תדגים את חוק השחלורים הבסיסי ותבחן את הדרכים שבהן עדשות יוצרות תמונות.

Procedure

1. לקבוע את מדד השחזר של מים באמצעות חוק סנל (חוק השחלה) ולמצוא את הזווית הקריטית להשתקפות פנימית כוללת.

  1. להשיג מיכל שבירה מיוחד עם מקור אור.
  2. ממלאים את מיכל השחלור במים ומדליקים את מקור האור. כוון את הקרן ממקור האור לחצי המיכל המלא במים. ייתכן שיהיה צורך לעמעם את האורות בחדר.
  3. השתמש במשחה על מיכל השיקום כדי למדוד את זווית השכיחות של הקרן (הזווית הנמדדת במחצית המיכל המלא במים) וזווית השיקום (הזווית הנמדדת במחצית המיכל המלא באוויר) לממשק אוויר המים במיכל.
  4. השתמש בזוויות הנמדדות ובאינדקס

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Results

חוק סנל מכתיב את הזווית שבה האור ינופף בעת חציית הגבול בין שתי אמצעי תקשורת. התקרית הנמדדת וזוויות שנפרקו בממשק אוויר המים ניתנות בטבלה 1. להלן, חישוב מדגם המעניק את מדד השחלור למים באמצעות חוק סנל מוצג לזווית שכיחות השווה ל- 30.1° כאשר האור עובר מהמים לאוויר:

Equation 4

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Application and Summary

מעבדה זו בוחנת את הפיזיקה של שבירה ועדשות. חוק סנל שימש למדידת מדד השחלור למים באמצעות מדידות של תקריות וזוויות שנפצו. התופעה של השתקפות פנימית מוחלטת בממשק אוויר המים נצפתה גם. הוכח כי עדשות קערות יכולות למקד אור וגם ליצור תמונות וירטואליות, המאפשרות להן לשמש כמכשירי הגדלה.

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Tags
ReflectionRefractionLightMaterialOptical PhenomenaGlass BlockInterfaceMediumLensesImagesPrinciplesParametersRefractive IndexSpeed Of LightVacuumWaterAir

Skip to...

0:06

Overview

1:18

Principles of Reflection and Refraction

4:06

Verification of Snell’s Law and Total Internal Reflection

5:50

Principles of Lenses

8:16

Validation of Real and Virtual Images

9:46

Data Analysis and Results

12:11

Applications

13:31

Summary

Videos from this collection:

article

Now Playing

השתקפות ושיפור

Physics II

35.3K Views

article

שדות חשמליים

Physics II

77.0K Views

article

פוטנציאל חשמלי

Physics II

102.7K Views

article

שדות מגנטיים

Physics II

33.0K Views

article

מטען חשמלי בשדה מגנטי

Physics II

33.5K Views

article

חוק אוהם לתמי ומנצחים נוהמיים

Physics II

26.1K Views

article

סדרות ונגדים מקבילים

Physics II

33.0K Views

article

קיבוליות

Physics II

43.5K Views

article

אינדוקציה

Physics II

21.3K Views

article

מעגלי RC/RL/LC

Physics II

142.2K Views

article

מוליכים למחצה

Physics II

29.4K Views

article

אפקט פוטואלקטרי

Physics II

32.3K Views

article

הפרעות עקיפה

Physics II

90.3K Views

article

גלים עומדים

Physics II

49.4K Views

article

גלי קול ומשמרת דופלר

Physics II

23.2K Views

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved