العمق الحقيقي والعمق الظاهري

بدون الضوء لا يمكننا الرؤية، وأيضا معظم الكائنات الحية لا يمكنها الرؤية بدون الضوء، وتنطبق على الضوء خصائص جميع الأشعة، بما في ذلك خاصية الانكسار حيث ينكسر الضوء عندما ينتقل من وسط إلى آخر، وخاصية التشتت وخاصية الانعكاس على الأسطح، وخاصية استقطاب الضوء، بالإضافة إلى بعض الخصائص الكيميائية حيث تتأثر بعض الأسطح بسقوط الضوء عليها، وهناك خاصية الانحراف وخاصية تداخل الضوء.

خصائص الضوء

الضوء هو نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي المرئي، وهو المسؤول عن حاسة الإبصار، وينتقل في خطوط مستقيمة .

يشير مصطلح `الانعكاس` إلى عملية ارتداد شعاع الضوء عندما يرتد عن جسم ما، بحيث يظل في نفس الوسط، وتحدث الانعكاسات بطريقة منتظمة أو غير منتظمة.

يحدث الامتصاص عندما يتعرض جسم لشعاع ضوئي، فالجسم يمتص جزءا من الضوء ويحوله إلى طاقة حرارية.

– يعني المصطلح `النفاذ` أن الضوء الساقط على سطح فاصل ينتقل إلى وسط جديد مختلف، وعادة ما تكون الوسط شفافًا وله كثافة مختلفة.

-الانكسار.

انكسار الضوء

تغير مسار الضوء عندما يخترق السطح الفاصل بين وسطين شفافين يسمى انكسار الضوء، ويحدث هذا بسبب اختلاف كثافة الوسطين الضوئية وتغير سرعة الضوء بينهما.

الكثافة الضوئية

يعني الوسط قدرته على كسر الأشعة الضوئية عندما تمر فيه.

السطح الفاصل

يمثل المنطقة الفاصلة بين سطحين شفافين يختلفان في كثافتهما الضوئية.

شعاع الضوء الساقط

يمثل شعاع الضوء الذي يسقط على سطح معين ويتلاقى عند نقطة محددة.

زاوية السقوط

تتشكل هذه الزاوية بين الشعاع المسقط على السطح والعمود الذي يتم تشكيله من نقطة السقوط على السطح المقابل.

الشعاع المنكسر

بعد انتقاله إلى الوسط الثاني، يتغير مسار الشعاع ويتبع مسارًا جديدًا.

زاوية الانكسار

تُمثل الزاوية التي تتشكل أو تكون محصورة بين الشعاع المنكسر والعمود الذي يتم إقامته من نقطة السقوط على السطح المقابل.

قانون الانكسار الأول

هو نسبة جيب زاوية السقوط إلى جيب زاوية الانكسار بين وسطين محددين، وهو معامل الانكسار النسبي الثابت بين الوسطين.

قانون الانكسار الثاني

تتزامن نقطة سقوط الشعاع ونقطة انكساره في مستوى واحد مع العمود المقام من تلك النقطة على سطح الفاصل بين الوسطين.

عامل الانكسار النسبي بين وسطين

النسبة بين سرعة الضوء في الوسط الأول وسرعة الضوء في الوسط الثاني تمثل بالنسبة.

معامل الانكسار المطلق لوسط

تمثل النسبة بين سرعة الضوء في الفراغ أو الهواء وسرعته في هذا الوسط.

قانون الانكسار

يتمثل الناتج النهائي في ضرب معامل الانكسار المطلق للوسط الأول في جيب زاوية السقوط، بمعامل الانكسار المطلق للوسط الثاني في جيب زاوية الانكسار.

أنواع الأجسام

أجسام مضيئة وهي تلك الأجسام التي تصدر أو تنتج الضوء، ومن أمثلتها الشمس.

الأجسام المستضيئة هي تلك الأجسام التي تعكس الضوء الذي يسقط عليها، ومن أشهر أمثلتها القمر.

كان هناك تقسيم سابق بناء على إنتاج الضوء وعكسه، ولكن هناك تقسيم آخر بناء على الشفافية

الأجسام الشفافة هي تلك التي تسمح بمرور الضوء، ومن أمثلتها الزجاج.

الأجسام غير الشفافة تنقسم إلى أجسام تامة الشفافية وأجسام نصف شفافة ومواد مرشحة، حيث تسمح المواد المرشحة بنفاذ لونها فقط، بينما تمنع الأجسام التامة الشفافية والنصف شفافة نفاذ الضوء.

معامل الانكسار

يعتبر الضوء في الفراغ هو الأسرع، بينما يختلف سرعته عند مروره في وسط آخر بسبب الاحتكاك وعوامل أخرى. سرعة الضوء في الهواء تكون أقل قليلا من سرعته في الفراغ، وعادة ما يرمز لسرعة الضوء في الفراغ بـ C. أما سرعته في أي وسط آخر فيحمل الرمز V. تتسم هذه السرعات بأنها ثوابت لكل وسط، وبالتالي يمكننا أن نقول أن معامل الانكسار يعادل نسبة سرعة الضوء في الفراغ إلى سرعته في الوسط المقصود، ويرمز لمعامل الانكسار بحرف N.

قانون الانكسار n = c / v

العمق الحقيقي والعمق الظاهري

عندما تملأ كوبا بالماء وتضع جسما مثل قطعة نقدية في الكوب وتنظر إلى الجسم من فوق سطح الماء، فإن الجسم يبدو أقرب إليك بعدد أقل من العمق الحقيقي، ويحدث ذلك بسبب انكسار الضوء عندما ينتقل من وسط إلى آخر.

عند وضع الجسم في وسط مختلف عن وسط الذي توجد فيه العين، فإن العين ترى الجسم في موضع مختلف عن موضعه الحقيقي، وهذا ما يعرف بالبعد الظاهري أو البعد الظاهر.

البعد الحقيقي أو الوضع الحقيقي يشير إلى الموقع الفعلي أو الحقيقي الذي يتواجد فيه الجسم.

عادةً ما يكون البعد الظاهري أقل من البعد الحقيقي، ويعتمد ذلك الفرق في البعد على زاوية الانكسار، والتي تزيد كلما زادت كثافة الوسط الذي يوجد به الجسم.

يلاحظ أن:

تزداد زاوية الانكسار مع زيادة زاوية السقوط، وهي عامل مؤثر في فكرة العمق الظاهري والحقيقي.

يتمتع كل من الشعاع المنكسر والشعاع الساقط بخاصية الانعكاس.

عندما ينتقل الضوء بين وسطين شفافين، فإن الضوء ينكسر إذا كانت سرعته أعلى في الوسط ذو الكثافة البصرية الأقل، والسرعة أقل في الوسط ذو الكثافة البصرية الأعلى. لذلك، ينكسر الضوء قرب العمود المنحرف من نقطة السقوط على السطح الفاصل. والعكس صحيح أيضا. يمكن تفسير هذه الظاهرة بأننا نرى عمق خزانات المياه أكبر أو أصغر من العمق الفعلي، وهذا ما يعرف بالبعد الظاهر والبعد الحقيقي.