بصريات هندسية

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث
كلما انتقل الضوء في الفضاء، يتذبذب في مطال. في هذه الصورة، تم وضع مستوى رأسي عند قمة كل مطال لتوضيح مقدمة الموجة. في تلك الحالة، يُمثل الشعاع السهم العمودي على تلك الأسطح المتوازية.

علم البصريات الهندسية أو علم بصريات الأشعة هو علم يصف انتشار الضوء في صورة أشعة. يُنظر إلى الأشعة في هذا العلم كوسيلة مفيدة في تقريب المسارات التي يسلكها الضوء في ظروف معينة. يقوم هذا العلم على عدة فرضيات بسيطة حول الأشعة، وهي أن الأشعة تنتشر في مسارات مستقيمة أثناء انتقالها في وسط متجانس؛ وتنعطف، وفي ظروف معينة قد تنقسم إلى قسمين، عند مرورها حاجز بين وسطين بصريين مختلفين؛ وتتبع مسارات منحنية في الوسط الذي يتغير معامل انكساره؛ ويمكن امتصاصها أو عكسها. وتتجاهل البصريات الهندسية بعض المؤثرات البصرية مثل الحيود وتداخل الموجات، وهي مفيدة في وصف بعض المفاهيم الهندسية للصور كالزيغ البصري. ووفق مبدأ فيرما فإن المسار بين نقطتين الذي يقطعه شعاع الضوء هو المسار الذي يمكن اجتيازه في أقل وقت ممكن.[1]

الانعكاس[عدل]

رسم يوضح الانعكاس على سطح المرآة.

تعكس الأسطح اللامعة كالمرآة الضوء بصورة بسيطة ومتوقعة. يتحدد اتجاه الشعاع المنعكس من خلال الزاوية التي يصنعها الشعاع الساقط مع العمودي على السطح عند نقطة سقوط الشعاع. يكون الشعاع الساقط والمنعكس في مستوى واحد، والزاوية بين الشعاع المنعكس والسطح هي نفسها التي بين الشعاع الساقط والسطح.[2] ويسمى ذلك بالانعكاس المنتظم.

الانكسار[عدل]

توضيح قانون سنيل.

يحدث الانكسار عندما يمر الضوء خلال منطقة من الفراغ بها تغيُّر في معامل الانكسار. أبسط حالات الانكسار تحدث عندما يكون هناك سطح فاصل بين وسط منتظم معامل انكساره ووسط آخر معامله . في تلك الحالة، يصف قانون الانكسار الانحراف الناتج لشعاع الضوء:

حيث و هما الزاويتان بين العمودي على السطح، والسعاع الساقط والمنكسر على الترتيب. يُصاحب هذه الظاهرة أيضًا تغيُّر في سرعة الضوء، وفق المعادلة التالية:

حيث و هما سرعتي شعاعي الضوء خلال الوسطين.[2]

المراجع[عدل]

  1. ^ Arthur Schuster, An Introduction to the Theory of Optics, London: Edward Arnold, 1904 online.
  2. ^ أ ب Hugh D. Young (1992). University Physics 8e. Addison-Wesley. ISBN 0-201-52981-5.  Chapter 35

للقراءة[عدل]

وصلات خارجية[عدل]