ما هو قانون سنل

طريقة شرح قانون سنل

عندما ينتقل الضوء من وسط لآخر، ينحني أو ينكسر. قانون الانكسار يمنح الشخص القدرة على النبؤ بكمية الانحناء. وهذا القانون أكثر تعقيدًا من قانون الانعكاس، لكن فهم الانكسار مهم جدًا في فهم العدسات وتطبيقاتها، ويعرف قانون الانكسار باسم قانون سنل، والمسمى باسم ويلوبرورد سنل، الذي وضع القانون عام 1621.

• يتضمن قانون الانكسار زوايا الشعاع الساقط والشعاع المنكسر مع السطح عند نقطة الانكسار، مثلما يحدث في قانون الانعكاس.
• يختلف الانكسار عن الانعكاس، حيث يعتمد الانكسار على الوسط الذي يمر به الضوء.
• تم توضيح هذا الاعتماد في قانون سنيل ، من خلال مؤشرات الانكسار التي تعتبر أرقامًا ثابتة لوسائط معينة.
• قانون سنل n1 sin x1 = n2sin x2
• يقيس الشخص، كما في الانعكاس، الزوايا إلى السطح عند نقطة التلامس، حيث يكون الثابت n هو مؤشر الانكسار لكل وسط.

جدول الضوء n عند طول موجي 600 نانومتر

• في المثال السابق، عند تعريض الماء لضوء بطول موجة 600 نانومتر في الهواء، يتولد حرارة تصل إلى 30 درجة مئوية عند الحدود. إذا كان الشخص يريد حساب الزاوية التي ينحدر منها الشعاع الخارجي من الحدود، فيمكن الحصول على ذلك من خلال حسابات
• 33 sin 30 = 1.00029 sin x
• x = 41
• هذا يفسر لماذا لم تصبح الصيد رياضة تعتمد على الفيزياء، بل كانت تأتي من زاوية حرجة

تطبيقات قانون سنل

يتم استخدام قانون سنل في العديد من التطبيقات في الفيزياء، وخاصة في فرع البصريات

• يتم استخدام قانون سنل في الأجهزة البصرية مثل صناعة النظارات والعدسات اللاصقة والكاميرات.
• يمكن حساب معدل انكسار السوائل باستخدام قانون سنل.
• يتم استخدام قانون سنل في صناعة الحلوى.
• بعض الأمثلة على قانون سنل تتضمن: عندما يشاهد شخصًا سرابًا، فإن هذه الحالة تسمى الانعكاس الكلي وهي حالة قصوى من انكسار الضوء.
• عندما يرى الشخص الجبال أو الأشجار وهي تنعكس في مياه البحيرات أو الأنهار.
• في الألياف الضوئية.
• يعتبر استخدام قانون سنل في كابلات الألياف الضوئية من التطبيقات الهامة، حيث يستخدم في العديد من التطبيقات مثل الاتصالات السلكية واللاسلكية ونقل البيانات في الخوادم عالية السرعة، وهناك العديد من أنواع الألياف الضوئية المستخدمة في هذه العملية.

تاريخ قانون سنل

• ويلبرورد سنل فان روين وهو مؤسس قانون سنل هو عالم فلك ورياضيات من أصل هولندي ، ولد عام 1580 في لندن، في بريطانيا، وتوفي عام 1626. قام سنل بدراسة القانون، ولكنه أظهر اهتمامًا خاصًا بدراسة الرياضيات والفيزياء وعلم الفلك، وفي عام 1615، قام سنل بابتكار طريقة لقياس نصف قطر الأرض.
• في عام 1621، تم إصدار قانون الانكسار الذي كان عبارة عن صيغة بسيطة لقياس زاوية انكسار الضوء عندما يمر بين وسطين لهما قرينتي انكسار مختلفتين، وظهرت أيضا أسباب حدوث ظاهرة السراب.
• في الواقع، الشخص الذي استخدم لأول مرة مصطلح قانون سنل هو ابن سهل في القرن العاشر الميلادي، وفي عام 1601 استخدم توماس هاريوت هذا المصطلح مرة أخرى ولكنه لم ينشره، ووصف قانون الانكسار أيضاً من قبل العالم رينيه ديكارت.
• على الرغم من أن الكثير من العلماء قد درسوا الأشعة الضوئية وأجروا تحليلاتها واستنتاجاتها، إلا أنَّ سنل قام بتحديد هذا القانون في عام 1621، حيث أظهر أن أشعة الضوء تتغير في اتجاهها عندما تصل إلى وسط قرينة انكساره أعلى أوأخفض.

قانون سنل رياضيّاً

• قانون سنل هو n1sinx1=n2sinx2
• حيث n1 تشير إلى معامل انكسار الوسط الأول الذي يمر به الضوء.
• n2 قرينة انكسار الوسط الثاني الذي عبر إليه الضوء.
• زاوية x1 هي زاوية الورود وتعرف بأنها الزاوية بين الشعاع الوارد والشعاع الناظ
• x2 هو زاوية الانكسار، وهي الزاوية بين الشعاع المنكسر والشعاع الساقط

يمكن استنتاج الانعكاس الداخلي الكلي وشروطه من خلال هذا القانون

• انكسار الورود في الوسط أكبر من انكسار الوسط الآخر.
• زاوية الورود تزيد عن أو تساوي الزاوية الحرجة
• n2 sin x1 = n2sin x2، يصبح القانون: n1 sin x1  = n2sin90
• sin x =( n2/( n1

ملاحظة: الزاوية الحرجة هي الزاوية التي تقابل زاوية الانكسار 90 درجة