مفهوم الزاوية الحرجة وكيفية حسابها

مفهوم الزاوية الحرجة

تعرّف الزاوية الحرجة (بالإنجليزية: Critical Angle) بأنّها زاوية سقوط الشعاع الضوئي على السطح التي ينتج عنها زاوية انكسار للضوء تساوي 90 درجة، وتُستخدم الزاوية الحرجة لتحديد إذا كان الشعاع الضوئي المار عبر المادة سينعكس انعكاس داخلي كلي أم لا.

يحدث الانعكاس الكلي الداخلي للشعاع الضوئي داخل وسط ما كالزجاج أو الماء إذا توفر شرطان رئيسيان وهما كما يأتي:

عندما ينتقل الشعاع الضوئي من وسط أكثر كثافة إلى وسط أقل كثافة، أي من الوسط ذو معامل الانكسار الأعلى إلى الوسط ذو معامل الانكسار الأقل.
عندما تكون زاوية سقوط الشعاع الضوئي أكبر من الزاوية الحرجة.

وبالتالي عندما يسقط شعاع ضوئي من مادة ما عبر وسط ذي معامل انكسار أكبر من معامل انكسار الوسط الساقط عليه وبزاوية أكبر من الزاوية الحرجة التي ينتج عنها زاوية انكسار 90 درجة، فإنّ الشعاع الضوئي لن ينتقل عبر المادة ذات معامل الانكسار الأقل ولن يحدث له انكسار بل سينعكس بالكامل نحو سطح المادة التي سقط منها.

كيفية حساب الزاوية الحرجة

يعتمد حساب الزاوية الحرجة على معامل انكسار الوسط الذي ينتقل عبره الشعاع الضوئي ومعامل انكسار الوسط الذي ينتقل إليه، ويُمكن إيجاد قيمتها من خلال قانون سنيل الذي يُعبر عن العلاقة بين زاوية سقوط الشعاع الضوئي وزاوية الانكسار وذلك على النحو الآتي:

معامل انكسار الوسط الأول × جا(زاوية السقوط) = معامل انكسار الوسط الثاني × جا (زاوية الانكسار)

وبالرموز:

ن1 جا (θ1) = ن2 جا(θ2)

وبالإنجليزية:

(n1 Sin(θ1) = n2 Sin(θ2

حيث إنّ:

ن 1 (n1): معامل انكسار الوسط الأول الذي ينتقل عبره الضوء.
ن 2 (n2): معامل انكسار الوسط الثاني الذي ينتقل إليه الضوء.
θ1: زاوية سقوط الضوء عندما يمر عبر الوسط الأول.
θ2: زاوية انكسار الضوء عندما يمر عبر الوسط الثاني.

وبما أنّ الزاوية الحرجة هي زاوية السقوط التي ينتج عنها زاوية انكسار تساوي 90 درجة فإنّ قانون سنيل يُصبح على النحو الآتي:

معامل انكسار الوسط الأول × جا(الزاوية الحرجة) = معامل انكسار الوسط الثاني × جا90

وبترتيب المعادلة يُمكن إيجاد الزاوية الحرجة من القانون الآتي:

الزاوية الحرجة = جا^1- (معامل انكسار الوسط الثاني / معامل انكسار الوسط الأول)

وبالرموز:

θح = جا^1- (ن2 / ن 1)

وبالإنجليزية:

θcritical = Sin-1 (n2/n1)

حيث إنّ:

θح (θcritical): الزاوية الحرجة للوسط الذي ينتقل عبره الضوء.
ن1 (n1): معامل انكسار الوسط الأول الذي ينتقل عبره الضوء.
ن2 (n2): معامل انكسار الوسط الثاني الذي ينتقل إليه الضوء.

مثال على حساب الزاوية الحرجة

مثال: احسب الزاوية الحرجة للزجاج الذي معامل انكساره 1.52 الذي انتقل الضوء عبره ليصطدم بسطح الماء الذي معامل انكساره 1.

الحل:

عوض المعطيات في قانون الزاوية الحرجة على النحو الآتي:
الزاوية الحرجة = جا^1- (معامل انكسار الوسط الثاني / معامل انكسار الوسط الأول)
الزاوية الحرجة = جا^1- (1 / 1.52)
الزاوية الحرجة = 41.1 درجة.

2023-12-1915تعليم

مزيد من المشاركات

طريقة صبغ الشعر أشقر رمادي بالبيت

صبغ الشعر أشقر رمادي اللّون الأشقر لون جميل، خاصةً إذا كان يليق بلون البشرة ، ولأنّ هذا المقال يتحدّث عن اللّون الأشقر الرّمادي، فهو يليق بالبشرة الباردة، وقبل الحديث عن كيفيّة صبغه يجب معرفة عدّة أمور منها: يحتاج الشّعر إلى عبوّتين من الصبغة، وفي حالة اللّون الأشقر الرّمادي، يجب شراء عبوّتين واحدة من اللّون الأشقر الطّبيعي، وأخرى من الأشقر الرّمادي، على أن تكون العبوّتين تحملان نفس الاسم التّجاري، ونفس الرّقم كذلك، على سبيل المثال عبوة أشقر طبيعي تحمل الرقم 6، وعبوّة أشقر رمادي تحمل الرقم 6.

ما قيل في الجمال

الجمال بعض الناس ينظر إلى الجمال بأنّه الاهتمام بالوجه، والجسد، وبعضهم يرى الجمال في جمال الروح، وبعضهم بالعقل والعمل، وآخرون يرون الجمال بكل ما سبق معاً، إلّا أنّه من النادر أن ترى أحدهم قد جمع جميع معايير الجمال التي لا تكتفي بجمال المظهر فقط، وسنذكر فيما يأتي بعض مما قيل في الجمال. مما قيل في الجمال الحكمة هي ملخص الماضي، والجمال هو وعد المستقبل. الأشياء الأكثر جمالاً في العالم لا يمكنك رؤيتها أو حتّى لمسها، يجب أن تشعر بها بقلبك. ليس هناك جميل ولا قبيح، وإنّما تفكير الإنسان هو الذي يصور

أورام الرّحم اللّيفية ( اللحمية )

الأورام الليفية في الرحم الأورام الليفية في الرحم من أكثر الأورام شيوعآ وإنتشارآ عند النساء وبحسب التقديرات فإن حوالي 20% من النساء من مختلف الأعمار تعاني من هذه الأورام وإن كانت في الغالب عند الأعمار ما بين الثلاثين والأربعين . أسبابها أسباب هذه الأورام غير معروفة وهي تنشأ وتنمو من عضلة الرحم بتأثير هرمون الإستروجين وتختلف في العدد والشكل والحجم وكذلك موضعها بالنسبة للرحم . أماكن وجود الألياف توجد في الأصل داخل عضلة الرحم وقد تتمدد إلى داخل تجويف الرحم كما أنها قد توجد على سطح الرحم الخارجي

وصفات تخسيس للحوامل

زيادة الوزن والحمل تمر المرأة خلال فترة الحمل بالعَديد من التغيّرات الهرمونيّة والنفسيّة التي تنعكس على حالة جسدها ومظهره، ويزداد وزن الحامل خلال فترة الحمل بين ثمانية إلى اثني عشر كيلوغراماً؛ بحيث يكون وزن الجنين ضمن تلك الزّيادة، وما فوق ذلك يؤثّر بصورةٍ أساسيّة على صحة الأم والجنين. تُواجه الكثير من الحوامل زيادةً مُفرطةً في الوزن تؤثّر على الحالة الصحيّة وقدرة الأمّ على تحمّل مجهود الحمل، ومع تلك الصعوبات يكون من اللازم الخضوع لبرنامج تخسيس مُتكامل تُحافظ فيه الحامل على تناولِ العناصر

أفضل غذاء للحمام

الحمام يسعى مربّو الحمام إلى الحرص على تغذيته كمّاً ونوعاً، فيقدّمون له الحبوبَ المختلفة، والحصى الذي يسهّل عملية الهضم عند الحمام، ولكن بشروط معينة، بالإضافة إلى المعادن والفيتامينات، ولكلٍّ منها وقت معيّنٌ يدخله المربي في النظام الغذائي للحمام، ويمكن القولُ بأنّ الحمام أحد الطيور التي تتغذى على الحبوب وتتغذى على الأغذية الخضراء كثيراً، ويجدر الإشارة إلى أنّ الحمام لا يتغذى على الحشرات أو الديدان، كما هو الحال مع الطّيور الأخرى التي تبحث في مختلف الأماكن التي تطير إليها عن هذا النوع من

كيف يصنع المال

ما هي مراحل صنع المال الورقي؟ تعد عملية صناعة النقود الورقية من الأمور الدقيقة جدًا والحساسة والتي تتضمن خطوات عديدة، ولكل خطوة مميزاتها التي تزيد من جودة النقود الورقية للحد من عمليات التزوير أو غسيل الأموال، وتندرج فيما يأتي خطوات صناعة النقود الورقية: اختيار الورق والحبر الخاص يُستخدم ورق خاص في صناعة النقود الورقية يتم تصنيعه خصيصًا لمكتب النقش والطباعة (engraving and printing office) وهو المسؤول عن تصنيع النقود، حيث يتكون هذا الورق من 75% من القطن و25% من الكتان، إضافةً إلى احتوائه على

كثرة شرب الماء عند الأطفال

الماء يُشكِّل الماء 60% من وزن الجسم تقريباً، ويُستخدم في كلّ الخلايا، والأعضاء، والأنسجة، فهو يقوم بعدّة وظائف مهمّة في الجسم، ومنها: المساعدة على تنظيم حرارة الجسم والمحافظة على وظائف الجسم الأخرى. ومن الجدير بالذكر أنّ الجسم يخسر الماء عن طريق التنفّس، والتعرّق، والهضم ، ولذلك فإنّ من المهمّ تعويض الكميات التي يخسرها الجسم عن طريق شرب السوائل، وتناول الأطعمة التي تحتوي على الماء، وتعتمد كمية الماء التي يحتاجها الجسم على عدّة عوامل، ومنها المناخ الذي يعيش فيه الإنسان، وكمية النشاط الجسدي

الطقس في تركيا على مدار العام

الطقس في تركيا على مدار فصول العام تتمتع تركيا بمجموعة متنوعة من المناخات؛ وذلك بسبب تنوع الظروف الجغرافية فيها، وبشكل عام تتمتع بصيف جاف ومشمس، وأما الشتاء فيكون باردًا ثلجيًا، وتفصيل للمناخ في فصول السنة فيما يأتي: فصل الشتاء يبدأ فصل الشتاء في تركيا في شهر ديسمبر، ويستمر إلى يناير وفبراير، حيث يكون الطقس باردًا وممطرًا ومثلجًا، وفي هذا الفصل، تُقام العديد من الأنشطة الطبيعية والرياضية المختلفة، مثل: التزلج على الجليد وسباق الدراجات النارية على الجليد، وقد تأتي بعض الأيام يكون فيها الجو