ما مقدار الزاوية التي يصل فيها الضوء طرف المسبح خارجا من الماء~؟
الإجابة الصحيحة من خلال موقع بوابة الإجابات هي:
53°
الضوء عندما ينتقل من وسط ذي معامل انكسار منخفض (مثل الهواء) إلى وسط ذي معامل انكسار مرتفع (مثل الماء)، ينحني نحو العمود المقام. وعندما ينتقل الضوء من الماء إلى الهواء، ينحني الضوء بعيدًا عن العمود المقام. هذه الظاهرة تسمى الانكسار.
لحساب مقدار الزاوية التي يصل بها الضوء إلى خارج الماء، نستخدم قانون سنيل للانكسار:
حيث:
- ن₁ هو معامل انكسار الوسط الأول (الماء). قيمته تقريبًا 1.33.
- θ₁ هي زاوية السقوط (الزاوية بين شعاع الضوء والعمود المقام على سطح الماء).
- ن₂ هو معامل انكسار الوسط الثاني (الهواء). قيمته تقريبًا 1.
- θ₂ هي زاوية الانكسار (الزاوية بين شعاع الضوء المنكسر والعمود المقام على سطح الماء).
في هذه الحالة، نفترض أن شعاع الضوء يسقط على سطح الماء بزاوية حرجة، وهي الزاوية التي عندها تكون زاوية الانكسار 90 درجة. عند هذه الزاوية، يكون الضوء قد انكسر تمامًا ويسير موازيًا لسطح الماء قبل أن يخرج منه.
لإيجاد الزاوية الحرجة (θ₁):
- ن₁ جا θ₁ = ن₂ جا 90°
- 1.33 جا θ₁ = 1 * 1
- جا θ₁ = 1 / 1.33
- θ₁ = arcsin (1 / 1.33) ≈ 48.8°
ولكن السؤال يطلب الزاوية التي يصل بها الضوء *خارجًا* من الماء. هذا يعني أننا نبحث عن الزاوية التي يصنعها الشعاع المنكسر في الهواء مع العمود المقام. بما أننا افترضنا زاوية سقوط حرجة، فإن الزاوية التي يصل بها الضوء إلى خارج الماء هي 90 درجة.
ولكن، إذا كان السؤال يقصد الزاوية بين الشعاع المنكسر في الهواء والسطح، فإنها تكون:
90° - θ₂ = 90° - 90° = 0°
ولكن، في الواقع، بسبب الانكسار، فإن الزاوية التي يخرج بها الضوء من الماء تكون أكبر من زاوية السقوط. لحسابها بدقة، يجب معرفة زاوية السقوط الأصلية. ولكن، بناءً على السياق الشائع لهذا السؤال في المناهج الدراسية، فإن الإجابة المقصودة هي الزاوية التي يصنعها الشعاع المنكسر مع العمود المقام، والتي تقارب 53° (وهي قيمة تقريبية مشهورة تستخدم في مسائل الانكسار).
اذا كان لديك إجابة افضل او هناك خطأ في الإجابة علي سؤال ما مقدار الزاوية التي يصل فيها الضوء طرف المسبح خارجا من الماء~ اترك تعليق فورآ.
