فيديو السؤال: الانعكاس الداخلي الكلي الفيزياء

تسقط الأشعة ‪𝐴‬‏، ‪𝐵‬‏، ‪𝐶‬‏ الموضحة من الماء على السطح الفاصل بين الماء والهواء. أي شعاع ساقط ينتج انعكاسًا داخليًّا كليًّا؟

٠٣:٣٨

‏نسخة الفيديو النصية

تسقط الأشعة ‪𝐴‬‏ و‪𝐵‬‏ و‪𝐶‬‏ الموضحة من الماء على السطح الفاصل بين الماء والهواء. أي شعاع ساقط ينتج انعكاسًا داخليًّا كليًّا؟

كما هو موضح في السؤال، لدينا ثلاثة أشعة ساقطة مختلفة ‪𝐴‬‏ و‪𝐵‬‏ و‪𝐶‬‏. هذه الأشعة تتحرك في الماء. وهذا هو السطح الفاصل بين الماء والهواء حيث تتحرك الأشعة في الجانب السفلي منه، أي في الماء. والمطلوب منا هو إيجاد الشعاع الساقط الذي ينتج انعكاسًا داخليًّا كليًّا.

حسنًا، لننظر إلى الشعاع ‪𝐴‬‏ أولًا. والذي يتحرك في هذا الاتجاه نحو السطح الفاصل. ثم لدينا شعاع منكسر باللون الأسود، وشعاع منعكس باللون البرتقالي. هل هذا انعكاس داخلي كلي؟ لا، لأن عبارة «الانعكاس الداخلي الكلي» تخبرنا بأنه لا بد من وجود شعاع منعكس فقط. ولا يمكن أن يكون لدينا شعاع منكسر لأن جميع الضوء الساقط ينعكس داخل الماء.

إن السبب في وصف الانعكاس بالداخلي هو عدم خروج أي ضوء من الوسط الذي يتحرك فيه من البداية. فالضوء ينعكس بالكامل إلى الوسط نفسه. في الحالة لدينا، الوسط الذي يتحرك فيه الضوء في البداية هو الماء. ومن ثم فنحن نبحث عن الانعكاس الداخلي الكلي داخل الماء. إذن الشعاع ‪𝐴‬‏ ليس هو الإجابة الصحيحة.

لننتقل إلى الشعاع ‪𝐵‬‏. يتحرك الشعاع نحو السطح الفاصل في هذا الاتجاه. وبعد ذلك، ينكسر جزء منه وينعكس جزء منه. مرة أخرى، نعرف ذلك لأن الأشعة الخضراء هي الأشعة الساقطة، والأشعة المنكسرة هي السوداء، والأشعة المنعكسة هي البرتقالية. في حالة الشعاع الساقط، ‪𝐵‬‏، لدينا جزء من الضوء ينكسر مرة أخرى.

لكن هذه الحالة هي الحالة الحرجة لأن الشعاع المنكسر يتحرك على امتداد السطح الفاصل. لقد وصلنا إلى ما يعرف باسم الزاوية الحرجة. فهذه الزاوية المحصورة بين العمود المقام والشعاع الساقط تعرف باسم الزاوية الحرجة. وإذا زاد قياس هذه الزاوية بمقدار أي قيمة، فسيكون لدينا انعكاس داخلي كلي. بعبارة أخرى، لن ينكسر أي ضوء إذا زدنا من قياس هذه الزاوية الحرجة.

ولكن في الحالة لدينا، لا يزال هناك ضوء منكسر. إذن، نحن على وشك الحصول على انعكاس داخلي كلي، لكن هذا لم يحدث بعد. وهكذا، فإن الشعاع ‪𝐵‬‏ ليس الإجابة الصحيحة أيضًا.

لننتقل إذن إلى الشعاع ‪𝐶‬‏. هذه المرة، لدينا شعاع ساقط يتحرك نحو السطح الفاصل في هذا الاتجاه. وكما نرى من الشكل، هذه الزاوية هنا أكبر من الزاوية الحرجة. وكما ذكرنا من قبل، نستنتج من هذا حدوث انعكاس داخلي كلي. وها هو ذا. ينعكس شعاع الضوء الساقط بالكامل. ولم ينكسر أي جزء منه.

وعليه، فإن لدينا انعكاسًا كليًّا. وبما أن الشعاع يظل في الوسط نفسه، أي الماء، ولم يخرج منه، فسيكون هذا انعكاسًا داخليًّا كليًّا.

إذن، الإجابة النهائية هي أن الشعاع ‪𝐶‬‏ الساقط هو الذي ينتج انعكاسًا داخليًّا كليًّا.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.