الانحراف في المنشور الثلاثي:
تعريف:
عند مرور شعاع أحادي اللون (λ) عبر منشور ثلاثي، ينحرف عن مساره الأصلي بزاوية انحراف µ نتيجة انكساره مرتين داخل المنشور.
زاوية الانحراف:
تُعرّف زاوية الانحراف (µ) بأنها الزاوية الحادة المحصورة بين امتدادي الشعاعين الساقط والخارج من المنشور.
تتكون زاوية الانحراف من العوامل التالية:
- زاوية رأس المنشور (A): وهي الزاوية بين وجهي السقوط والخروج للمنشور.
- زاوية السقوط الأولى (f1): هي الزاوية بين الشعاع الساقط والسطح الأول للمنشور.
- زاوية السقوط الثانية (f2): هي الزاوية بين الشعاع الساقط والسطح الثاني للمنشور.
- زاوية الانكسار الأولى (q1): هي الزاوية بين الشعاع المنكسر داخل المنشور والسطح الأول.
- زاوية الانكسار الثانية (q2): هي الزاوية بين الشعاع المنكسر داخل المنشور والسطح الثاني.
العلاقة بين زاوية الانحراف والزوايا الأخرى:
يمكن استنتاج العلاقة بين زاوية الانحراف والزوايا الأخرى من خلال هندسة الشكل الرباعي a b c d (شكل رباعي دائري) كما يلي:
A = q1 + f2
f1 - q1 = Ð1
q2 - f2 = Ð2
وبالتالي، يمكن كتابة المعادلة كالتالي:
µ = (q2 - f2) + (f1 - q1)
µ = (f1 + q2) - (q1 + f2)
µ = f1 + q2 - A
بالتالي، يمكن القول أن زاوية الانحراف تساوي مجموع زاويتي السقوط الأولى والثانية ناقص زاوية رأس المنشور.
العوامل المؤثرة على زاوية الانحراف:
تتأثر زاوية الانحراف في المنشور الثلاثي بالعوامل التالية:
- زاوية رأس المنشور (A): كلما زادت زاوية رأس المنشور، زادت زاوية الانحراف.
- زاوية السقوط (f): كلما زادت زاوية السقوط، زادت زاوية الانحراف.
- معامل الانكسار المطلق لمادة المنشور (n): كلما زاد معامل الانكسار، زادت زاوية الانحراف.
تطبيقات انحراف الضوء في المنشور الثلاثي:
تُستخدم ظاهرة انحراف الضوء في المنشور الثلاثي في العديد من التطبيقات، منها:
- منشور نيوتن: وهو أداة بصرية تستخدم لتفريق الضوء إلى ألوانه الطيفية، حيث ينكسر كل لون بزاوية مختلفة داخل المنشور.
- المقاييس: تُستخدم المنشور الثلاثية في بعض أجهزة القياس، مثل مقياس انكسار الضوء، لقياس معامل الانكسار للمواد.
- المناظير: تُستخدم المنشور الثلاثية في بعض المناظير لتحسين جودة الصورة وتقليل الانحرافات.
ملاحظات:
- تعتمد المعادلة المذكورة أعلاه على شعاع أحادي اللون.
- تختلف زاوية الانحراف قليلاً بالنسبة للألوان المختلفة، حيث ينكسر اللون البنفسجي بزاوية أكبر من اللون الأحمر.
- يمكن حساب زاوية الانحراف بدقة باستخدام معادلات أكثر تعقيدًا تأخذ في الاعتبار طول الموجة للضوء.
