انكسار الضوء هو ظاهرة فيزيائية تحدث عندما ينتقل الضوء من وسط شفاف إلى وسط شفاف آخر مختلف الكثافة البصرية. يتغير اتجاه انتشار الضوء عند عبوره الحد الفاصل بين الوسطين. يُعرف هذا التغير في الاتجاه باسم الانكسار.

أسباب انكسار الضوء :

*

سرعة الضوء:

سرعة الضوء ليست ثابتة وتختلف باختلاف الوسط الذي ينتشر فيه. تكون سرعة الضوء أبطأ في الأوساط ذات الكثافة البصرية العالية (مثل الماء والزجاج) وأسرع في الأوساط ذات الكثافة البصرية المنخفضة (مثل الهواء). هذا التغير في السرعة هو السبب الرئيسي للانكسار.

*

قانون سنيل:

يُحدد قانون سنيل العلاقة الكمية بين زاوية السقوط وزاوية الانكسار:

`n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂`

حيث:

* `n₁` و `n₂` هما معاملات الانكسار للوسط الأول والثاني على التوالي.
* `θ₁` هي زاوية السقوط (الزاوية بين الشعاع الساقط والعمود المقام على السطح الفاصل).
* `θ₂` هي زاوية الانكسار (الزاوية بين الشعاع المنكسر والعمود المقام على السطح الفاصل).

خصائص انكسار الضوء:

*

تغير الاتجاه:

يتغير اتجاه انتشار الضوء عند الانتقال من وسط لآخر.
*

الاعتماد على معامل الانكسار:

كلما زاد الفرق بين معاملي انكسار الوسطين، زاد مقدار الانكسار.
*

الاعتماد على زاوية السقوط:

تتغير زاوية الانكسار بتغير زاوية السقوط.
*

الظاهرة العكسية:

إذا انكسر الضوء من وسط كثيف إلى وسط أقل كثافة، فقد يحدث الانعكاس الكلي الداخلي إذا كانت زاوية السقوط أكبر من الزاوية الحرجة.

أمثلة على انكسار الضوء:

*

قلم في كوب ماء:

يبدو القلم مكسورًا عند سطح الماء بسبب انكسار الضوء عند انتقاله من الماء إلى الهواء.
*

قوس قزح:

ينتج قوس قزح عن انكسار الضوء في قطرات الماء في الغلاف الجوي.
*

عدسات النظارات:

تستخدم العدسات في النظارات لتصحيح عيوب الرؤية عن طريق انكسار الضوء.
*

المنشور:

يستخدم المنشور لفصل الضوء الأبيض إلى ألوانه المكونة (الطيف) من خلال انكسار كل لون بزاوية مختلفة.

التطبيقات العملية لانكسار الضوء:

*

تصميم العدسات:

في الكاميرات، التلسكوبات، المجاهر، إلخ.
*

الألياف الضوئية:

تنقل الضوء لمسافات طويلة من خلال انعكاسه المتكرر داخل الألياف.
*

الهولوجرافي:

تقنية ثلاثية الأبعاد تعتمد على تداخل الموجات الضوئية المنكسرة.


باختصار، انكسار الضوء ظاهرة أساسية في الفيزياء لها العديد من التطبيقات المهمة في حياتنا اليومية وفي مختلف المجالات العلمية والتكنولوجية.