بدون الضوء لا نستطيع الرؤية وكذلك أغلب الكائنات الحية لا تستطيع الرؤية بدون وجود الضوء، وتنطبق على الضوء خصائص الأشعة كافة والتي تتمثل في خاصية الانكسار حيث ينكسر الضوء عن الانتقال من وسط إلى آخر، وخاصية التشتت، وخاصية الانعكاس عن الأسطح، وخاصية استقطاب الضوء، وهناك الظاهرة الكهرومغناطيسية، إلى جانب بعض الخصائص الكيميائية حيث تتأثر بعض الأسطح بسقوط الضوء عليها، وهناك خاصية الحيود، وخاصية تداخل الضوء.

خصائص الضوء

-الضوء ، هو نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي المرئي كما أنه المسئول عن حاسة الإبصار ، ويسير في خطوط مستقيمة .

-الانعكاس ويعني ذلك أن شعاع الضوء يرتد عن جسم ما ليظل في نفس الوسط ونجد منه الانعكاس المنتظم والانعكاس غير المنتظم.

-الامتصاص حيث عندما يسقط شعاع الضوء على جسم ما فيقوم بامتصاص جزء من الضوء، والذي عادة ما يتحول إلى نوع من الطاقة مثل الطاقة الحرارية.

-النفاذ ويعني أن الضوء الساقط على سطح فاصل ينفذ إلى وسط جديد مختلف وعادة تكون أوساط شفافة ذات كثافة مختلفة.

-الانكسار.

انكسار الضوء

انكسار الضوء هو تغير مسار شعاع الضوء الساقط عندما يخترق السطح الفاصل بين وسطين شفافين، ولكنهما مختلفان في الكثافة الضوئية ويحدث ذلك بسبب تغير سرعة الضوء بين الوسطين.

الكثافة الضوئية

تعني قدرة الوسط على كسر الأشعة الضوئية عند نفاذها فيه.

السطح الفاصل

يمثل الحد الفاصل بين سطحين شفافين يتمتعان بالاختلاف في الكثافة الضوئية.

شعاع الضوء الساقط

يمثل شعاع الضوء الذي يسقط على سطح معين ويلتقي به عند نقطة معينة.

زاوية السقوط

تتكون تلك الزاوية أو تنحصر بين الشعاع الساقط على السطح والعمود الذي يتم إقامته من نقطة السقوط على السطح الفاصل.

الشعاع المنكسر

يمثل المسار الذي يتخذه الشعاع بعد انتقاله إلى الوسط الثاني حيث يتخذ الشعاع مسار جديد.

زاوية الانكسار

يمثل الزاوية التى تتكون أو تكون محصورة بين الشعاع المنكسر والعمود الذي تمت إقامته من نقطة السقوط على السطح الفاصل.

قانون الانكسار الأول

هو نسبة جيب زاوية السقوط إلى جيب زاوية الانكسار لوسطين معينين وهي مقدار ثابت يعرف بمعامل الانكسار النسبي بين الوسطين.

قانون الانكسار الثاني

حيث يقع الشعاع الساقط والشعاع المنكسر في مستوى واحد مع العمود المقام من نقطة سقوط الشعاع على السطح الفاصل بين الوسطين.

عامل الانكسار النسبي بين وسطين

يمثل النسبة بين سرعة الضوء في الوسط الأول وسرعة الضوء في الوسط الثاني.

معامل الانكسار المطلق لوسط

يمثل النسبة بين سرعة الضوء في الفراغ أو الهواء وسرعة الضوء في هذا الوسط.

قانون الانكسار

يمثل ناتج ضرب معامل الانكسار المطلق للوسط الأول في جيب زاوية السقوط و يساوي ناتج ضرب معامل الانكسار المطلق للوسط الثاني في جيب زاوية الانكسار.

أنواع الأجسام

أجسام مضيئة وهي تلك الأجسام التي تقوم بإصدار أو إنتاج الضوء ومن أمثلتها الشمس.

أجسام مستضيئة وهي تلك الأجسام التي تقوم بعكس الضوء الذي يسقط عليها ومن أشهر أمثلتها القمر.

كان التقسيم السابق من حيث إنتاج الضوء وعكسه بينما هناك تقسيم آخر من حيث الشفافية وهو:

أجسام شفافة وهي تلك الأجسام التي تسمح بنفاذ الضوء ومن أمثلتها الزجاج.

أجسام غير شفافة وهي تلك الأجسام التي لا تسمح بنفاذ الضوء ومنها أجسام تامة الشفافية وأجسام نصف شفافة ومواد مرشحة وهي المواد التي تسمح بنفاذ لونها فقط.

معامل الانكسار

من المعروف أن أعلى سرعة للضوء هي سرعته في الفراغ والتي تختلف عندما يمر في وسط آخر بخلاف الفراغ بسبب الاحتكاك وعوامل أخرى، وتعتبر سرعة الضوء في الهواء هي أقرب من سرعته في الفراغ وعادة ما يطلق على سرعة الضوء في الفراغ C، أما سرعته في أي وسط آخر بخلاف الفراغ فيرمز لها بالرمز V وتتميز تلك السرعات بأنها معدلات ثابتة لكل وسط، ومنها يمكننا القول بأن معامل انكسار الضوء يساوي سرعة الضوء في الفراغ مقسمومة على سرعة الضوء في الوسط المقصود ويرمز لمعامل الانكسار بـ N.

قانون الانكسار n = c / v

العمق الحقيقي والعمق الظاهري

عند ملئ كوب بسائل مثل الماء ووضع جسم داخل هذا الإناء مثل قطعة نقدية ونظرت إلى هذا الجسم من فوق سطح الماء فأنت هنا سترى الجسم على بعد أو على عمق أقل من العمق الحقيقي، ويعود ذلك إلى أن الضوء يتمتع بخاصية الانكسار حيث أن من خصائص الضوء الانكسار عندما ينتقل من وسط إلى آخر وهو ما حدث في تلك الحالة حيث تعرض الضوء للانكسار عندما انتقل من الضوء إلى الماء.

وعند وضع الجسم في وسط مختلف عن الوسط المختلف الذي توجد فيه العين فإن العين تقوم برؤيته في موضع مختلف عن موضعه الحقيقي وهو ما يعرف بالبعد الظاهري أو البعد الظاهري.

البعد الحقيقي أو الوضع الحقيقي فهو المكان الحقيقي أو الوضع الحقيقي الذي يوجد به الجسم.

عادة ما يكون البعد الظاهري أقل من البعد الحقيقي ويعتمد هذا البعد على زاوية الانكسار والتي تزيد كلما زادة كثافة الوسط الذي يوجد به الجسم.

يلاحظ أن:

زاوية الانكسار تزداد بزيادة زاوية السقوط وهي من العوامل المؤثرة في فكرة العمق الظاهري والعمق الحقيقي.

يتمتع كل من الشعاع المنكسر والشعاع الساقط بخاصية الانعكاس.

-انتقال الشعاع بين وسطين شفافين الأول كثافته البصرية أقل إذا سرعة الشعاع تكون أعلى من سرعته في وسط كثافته البصرية أعلى، لذا فإن الشعاع ينكسر مقتربًا من العمود الذي تتم إقامته من نقطة السقوط على السطح الفاصل والعكس صحيح وتفسر تلك الظاهرة فكرة أن تتم رؤية عمق خزانات المياه أقرب من أو أقل من عمقها الحقيقي وهو ما يعرف بالبعد الحقيقي والبعد الظاهري.