المحور : الضوء الوحدة : الضوء الهندسي

المحور : الضوء
الوحدة : الضوء الهندسي
الدرس الرابع : الموشور

الأهداف :
- يدرس تغيرات زاوية الإنحراف بدلالة زاوية الورود.
- يستنتج قرينة انكسار الموشور بالنسبة للهواء.

1- تعريف:
الموشور (المنشور) وسط زجاجي شفاف و متجانس ومحدود بمستويين غير متوازيين وهما وجها الموشور وخط تقاطعهما م مَ هو حرف الموشور و الزاوية المشكلة بين المستويين هي زاوية الموشور، ندعو الوجه المقابل للحرف قاعدة الموشور .













ملاحظة: اثناء دراسة الموشور لا نأخذ بعين الإعتبار إلى الأشعة الموازية لمستوى المقطع الأصلي.
2- دراسة الإنحراف:
1- الإنحراف : هو الزاوية التي يصنعها الشعاع البارز من الموشور مع الشعاع الوارد إليه.


حسب قانون الإنكسار:
حب د = ن حب ر ......... ( 1 )
حب د′ = ن حب ر′ ......... ( 2 )
حيث ن قرينة إنكسار الوسط .
من الحسابات الهندسية لدينا:
ر + ر′ = ب ......... ( 3 )
ف = د + د′ – ب .......... ( 4)
ملاحظات :
- إذا كان ميسير الضوء عكس ما هو عليه ، فبناءا
على قانون الرجوع العكسي للضوء فإن المسار لا يتغير.
-إذا كانت زاوية الورود صغيرة جدا فإن :
د = ن . ر
د′ = ن . ر′
ر+ ر′ = ب
ف = د + د′ – ب  ف = ( ن – 1 ) ب
3- شرطا البروز :
حتى لا يحدث للشعاع الوارد انعكاسا كليا بناءا على العلاقة السابقة في درس الانكسار الكلي و الزاوية الحدية يجب توفر شروط لتحقيق ذلك .
لدينا : جب ح =1/ن و ر′  ح و بالتالي : ر  ح .
و بالجمع فإن : ر + ر′  2 ح و ب = ر + ر′ و منه : ب  2 ح
الشرط الأول :
لا يخرج أي شعاع ضوئي من موشور زاويته أكبر من ضعف الزاوية الحدية للموشور وكل ما يحدث هو إنعكاس كلي على الوجه الثاني للموشور .
لدينا: ر′  ح و ر = ب - ر فإن : ب – ر > ح و منه : ر< ب – ح فتكون القيمة الحدية لـ: ر هي ر0 = ب – ح و منه القيمة الحدية لزاوية الورود ( د ) هي د0 حيث :جب د0 = ن . حب ر0 إذن : جب د0 = ن . حب (ب – ح) و عليه يجب أن تكون : د ≤ د0
الشرط الثاني: لا يخرج أي شعاع ضوئي من موشور زاوية وروده أقل من الزاوية الحدية د0

4 - الدراسة التجريبية للإنحراف:
من العلاقات : ف = د + د′ – ب ؛ جب د′ = ن جب ر ؛ جب د′ =ن جب ر′، يتبين أن زاوية الإنحراف تتوقف على قيمة كل من زاوية الموشور و زاوية الورود وقرينة إنكسار الموشور .
أ – تأثير زاوية الموشور على زاوية الإنحراف :
نستعمل موشورا قابلا لتغيير زاويته أو نستعمل عدة مواشير ذات زوايا متغيرة لكن لها نفس قرينة الإنكسار ( ن ) ، حيث نحافظ على نفس زاوية الورود و نستعمل ضوءا وحيد اللون .
بينت الدراسة التجريبية أن الانحراف ( ف ) يزداد بزيادة زاوية الموشور .
ب - تأثير قرينة إنكسار الموشور على زاوية الإنحراف :
نستعمل حوضا من الزجاج الرقيق جدا موشوري الشكل ونملؤه بسائل شفاف ومتجانس ونسلط عليه ضوءا وحيد اللون بورود ثابت . عند تغيير الوسط ( السائل ) و بالتالي قرينة الإنكسار .
بينت الدراسة التجريبية أن الإنحراف ( ف ) يزداد بزيادة قرينة إنكسار الموشور .
جـ - تأثير زاوية الورود على زاوية الإنحراف :
عند إرسال شعاع ضوئي وحيد اللون على وجه الموشور فإنه يبرز منحرفا ، عند تغيير زاوية الورود تتغير زاوية الإنحراف و يتبين ذلك في النتائج التجريبية التالية :
زاوية الورود ( 0 ) 10.5 16.0 20.0 30.0 40.0 51.0 66.0 75.0 90.0
زاوية البروز ( 0 ) 90.0 75.0 66.0 51.0 40.0 30.0 20.0 16.0 10.5
زاوية الإنحراف ( 0 ) 53.5 41.0 36.0 31.0 30.0 31.0 36.0 41.0 53.5
نلاحظ من البيان أنه عندما تزداد زاوية الورود (د) تنقص زاوية الإنحراف حتى تبلغ قيمة أصغرية فص ثم تزداد بعد ذلك حيث :




و




و منه :






5 – تبدد الضوء :
- نسقط حزمة متوازية من الضوء الأبيض عبر شق ثم نمرر حزيمة منها لتسقط على موشور بجوار زاويته (ب) فنلاحظ تبدده و نرى ذلك على الحاجز (ح ) من الأعلى إلى الأسفل ] الأحمر البرتقالي ، الأصفر ، الأخضر ، الأزرق ، النيلي ، البنفسجي [ . و هذا هو طيف الضوء الأبيض .
- إن الفرق في الإنحراف للأضواء يعود إلى اختلاف قرينة الإنكسار من أجل كل لون .







- عند استعمال ضوء وحيد اللون فإن هذا الأخير ينحرف ولا يتبدد .






- عند تعريض الأشعة المبددة إلى عدسة مقربة ( ع ) ، فإنها تتجمع لتعطي ضوءا أبيضا عند الحاجز (ح) .










نتيجة :
الضوء الأبيض يتألف من تراكب عدد لا نهائي من الإشعاعت الوحيدة اللون اللتي تتغير ألوانها تدريجيا من الأحمر إلى البنفسجي وتوجد إشعاعات أخرى غير مرئية هي الأشعة تحت الحمراء و فوق البنفسجية