بسم الله الرحمن الرحيم حكينا المرة اللي فاتت عن ال
refractive index وإنّه يساوي سرعة الضوء في الفراغ
على سرعة الضوء في أي مادة من جسدها refractive
index حكينا أيضًا إن refractive index بتتغير بتغير
ضغط الجو والحرارة إلا أنّ هذه التغيرات بسيطة جدًا
لدرجة يمكن إهمالها باستثناء ال silicon polymer أو
مادة ال silicon اللي بتصنع منها ال intraocular
lenses واللي يعني ال refractive index بتاعها في
درجة حرارة الغرفة بيكون يختلف كثيرًا عن درجة حرارة
العين اللي هي 35 درجة فبالتالي اللي اللي بيصنعوا
هذه العدسات بيأخذوا في بالهم هذه القضية حتى ما يصيرش
اختلاف في قوة العدسة أو خطأ في حساب العدسة معروف
أنّ الضوء الأبيض أو الضوء العادي يعني بيتكون من
أطوال موجية مختلفة، تمام؟ من مكونات، كل مكونات
إحنا بنعطي اسم لون، حسب ما إحنا بنشعر فيه، تمام؟
أو اللي هو الطيف المرئي اسمه، تمام؟ أيضًا ال
refractive index لنفس المادة لو اتخيلنا عنها مادة
زجاج أو ماء أو أي شيء تمام، وقلنا هل ال
refractive index لطول الموجي الأحمر بيساوي ال
refractive index لطول الموجي الأزرق لنفس المادة
طبعًا لأ، في اختلاف، هذا بيشبه ناس بدأت رحلة مع بعضها
من نقطة صفر تمام، أو من نقطة ألف خلينا نسميها وبدأت
في هذه الرحلة بعد هيك لأنّ سرعات المركبات اللي
الأشخاص دول راكبينها مختلفة، هيجي مدة زمنية بعد هيك
يكونوا اتشتتوا عن بعض، ومن بعض هم بدأوا كـ group مع
بعض، ارتحلوا من النقطة ألف وبدهم يوصلوا لنقطة
معينة بعيدة عنها الآن إذا وسائل المواصلات اللي ..
اللي امتطوها يعني لو قلنا امتطوا خيول أو جمال أو
موتوسيكلات أو أي شيء، لو سرعاتها مختلفة بعد
مدة زمنية معينة أثناء الرحلة هنلاقي أنّ هدول
الجماعة اللي بدأوا مع بعض اتشتتوا وكل واحد صار في
مكانه، الأسرع بيكون قطع مسافة أكبر، الأقل سرعة مسافة
أقل وهكذا، الأسرع بيكون في الآخر وهذا اللي بيحصل ..
اللي بيحصل مع الأطوال الموجية المختلفة حينما تدخل
من الفراغ إلى أي مادة يعني أخرى تمام؟ يعني مثلًا لو
قلنا الضوء انتشر أو جي .. إجا من الهواء دخل في ال
زجاج تمام؟ هذا الضوء اللي هو مكون من الأطوال
الموجية السبعة اللي إحنا أخذناها في المدرسة اللي
هو أحمر وبرتقالي وأصفر وأخضر وأزرق ونيلي و
بنفسجي تمام؟ هذا الضوء اللي دخل في الوسط الزجاجي
قادمًا من الهواء أو من الفراغ تمام؟ سرعات الأطوال
الموجية مختلفة فيه، الأحمر أسرع شيء يدلو
البرتقالي، يدلو الأصفر، الأخضر، الأزرق،
النيلي، البنفسجي كل ما كان الطول الموجي أعلى كل ما
كانت سرعة هذا الطول الموجي أكثر في مادة الزجاج
تمام، وبالتالي يصير عندي حاجة بيسموها dispersion
dispersion يعني تشتت أو انتشار، زمان تعلمنا في
المدارس أنّ المنشور الزجاجي بيحلل ضوء الشمس لألوان
الطيف السبعة، طب كيف حللها؟ أنّ اختلفت سرعتها لما
دخلت في هذا المنشور اللي هو مصنوع من الزجاج اختلفت
يعني سرعتها عن بعضها البعض فبالتالي اتشتتت وظهر
اللي هو الطيف اللي هو المرئي بتاعه وألوان الطيف
اللي إحنا شفناها، بما أنّها اختلفت سرعتها طب إحنا
إحنا بيقول تعريف ال refractive index هو عبارة عن
يا piece of light سرعة الضوء في الفراغ على سرعة
الضوء في المادة، إذا سرعة الضوء في المادة أو سرعة
الطول الموجي في المادة تختلف بين طول موجي وطول
موجي ثاني معناته ال refractive index عندي اختلف
خلينا نشوف هذه القضية، بنقول ال refractive index
اللي هو N بندّن
نفترض مادة C يساوي سرعة الضوء في الفراغ على سرعة
الضوء في المادة C، طيب الآن إحنا هذا كلام لما
بنقول عن الضوء ككل، بس إحنا الضوء عارفين إنّه بيتكون
من أطوال موجية مختلفة إنّ C ل
الضوء الأحمر أو للطيف الموجي أو للطول الموجي
الأحمر كمان يساوي سرعة الضوء في الفراغ على سرعة
طبعًا
أحمر اللي هو طول الموجي الأحمر، سرعة الطول الموجي
الأحمر في الفراغ على سرعة الطول الموجي
الأحمر في المادة C، طبعًا قبل ما نتحرك هنا بنقول
سرعة ألوان الطيف كلها أو الأطوال الموجية المختلفة
أصح الأطوال الموجية المختلفة، لأنّ كلمة لون هي
sensation بيشعر فيه البني آدم، سرعة الأطوال الموجية
المختلفة في الفراغ هي نفس السرعة
هي نفس السرعة بمعنى ال bus هنا لن يتغير هذا ال bus
هنا لن يتغير سواء طول الموجي أحمر أو أزرق أو أصفر
إلى آخره، اللي بتتغير هي السرعة في المادة، السرعة في
المادة نفس المادة، C لضوء أزرق تمام، سرعة الطول
الموجي الأزرق في الفراغ هو نفس قيمة ال bus نفس ال
bus هنا أحمر وهنا أزرق بيبقى الاثنين متساويين لأنّه
في الفراغ على سرعة الطول الموجي الأزرق في المادة C
تمام؟ مين المقام أكبر؟ مين أسرع يعني؟ طول الأحمر
رقم السرعة أعلى، تمام؟ يعني لو خلينا نأخذ مثال،
نفترض جدلًا أنّ في الفراغ سرعة الضوء 100 كيلومتر في
الساعة، تمام؟ وطول الموجي الأحمر في المادة C مثلًا
90 كيلومتر في الساعة، هنا بتتوقعوا 90 ولا أقل من 90؟
أقل، لأنّه أبطأ، طول الموجي الأزرق في المادة C أو في
أي مادة، دائمًا الطول الموجي الأطول، الأحمر طول
الموجي أطول من هنا الأحمر هنا الأزرق تمام، هنا القيمة
أعلى هنا القيمة أقل يعني نفرض 80 كيلومتر في الساعة
طبعًا هنا 100 ثابت تمام، بالنهاية
ال refractive index بيطلع كحصيلة نهائية وين أكثر
لما تجزئي مية على مقدار معين ومية على مقدار أقل
منّه لما تجزئيها على المقدار الأقل بيطلع النتيجة أعلى
زي ما نجزي 100 شكل على شخصين أو نجزي 100 شكل على
عشرة أشخاص، مين الأعلى بيطلع نصيبنا الأخير، إذا هنا
هتطلع النتيجة أعلى وهنا هتطلع النتيجة أقل، بينتج
عنا كل ما زادت طول الموجة كل ما
قلت معامل الانكسار للمادة
لهذا الطول الموجي يعني
refractive index لضوء أزرق في أي مادة أعلى منه
لضوء أحمر في نفس المادة نرجع للي كنا قولنا قبل شوية
أنّ طالما السرعات مختلفة هيستم عندي حاجة إيه اسمها
التشتت، اللي بيسمّوه Chromatic Dispersion التشتت
اللون Chromatic Dispersion، وقلنا هذا بيرجعنا
لتجربة في المدارس اللي هي تجربة المنشور الزجاجي
اللي بيحلل الضوء الأبيض لألوان الطيف، ال Chromatic
Dispersion اللي بيحدث في العين وإيش بينتج عنه؟ هل
بيحدث في العين؟ طبعًا لأنّ الضوء هيدخل من الهواء ولا
العين، والعين هي مادة كثيفة مظبوط، أكثر من الهواء
ولا العين؟ ده العين يعني العين تقريبًا تقترب في بعض
أجزائها من المعامل القريبة من الزجاج، الآن الضوء
الضوء القادم نفرض من الشمس أو من مصدر ضوء يدخل في
العين، هذا الضوء الموجي مكون من ألوان الطيف كلها
سرعاتها هتكون مختلفة
بمعنى
أنّ هذا الإنسان اسمه أحمر، وإنسان اسمه أصفر، وإنسان
اسمه أزرق، مين أطول موجة؟ ومين أسرع
واحد فيهم؟ الأحمر، يعني لو انطلقوا من مصدر ضوء معين
بعد ما يخشوا مادة كثيفة هتختلف سرعتهم، هنا في
الهواء سرعتهم نفس الشيء، انتقلنا من الهواء من الفراغ
نفس الشيء تمام؟ الآن دخلوا مادة، حسبنا لهم بعد فترة
زمنية، مين بيكون وسط الأبعد شيء؟ الأحمر
لو افترضنا جدلًا أنّ
عند نقطة زمنية معينة أو أو لما تطلع على البني آدم
بعينه الضوء الأصفر بعد التشتت يجي بالظبط على
الريتينَا
يعني بالعربي البسيط جدًا زمان كنا اللي بتثبت الأشعة
عنده خلف الشبكية بنقول عنه إندوبول نظر
hypermetrop واللي قدام الشبكية ميوب وعلى الشبكية
امتروب لأ أو ميوب لأ أو hypermetrop فبنقول إذا كان هذا
الـ هذه العين أو هذا الشخص صاحب هذه العين إذا
كان امتروب بالنسبة للضوء الأصفر فهو يعتبر
hypermetrop بالنسبة للأحمر وميوب بالنسبة للأزرق
بنعيدها بنعيدها الضوء
الأزرق، إذا كان افترضنا أنّ الضوء الأصفر بعد التشتت
بمرحلة ما وصل للشبكية وصار مركز على الشبكية ال
focus هو واضح على الشبكية، ساعتها الضوء الأحمر هيكون
قبل الشبكية لأنّه أسرع تمام؟ الضوء الأزرق هنا نقول
أحمر وأصفر وأزرق إذا ساعتها هذه العين نفسها اللي
هي M-metrop بالنسبة للأصفر تعتبر hyper-metrop
بالنسبة للأحمر وتعتبر myopic بالنسبة للأزرق تمام؟
بمعنى آخر لما هو بتطلع على عدة ألوان في بيئة معينة
يعني البيئة اللي احنا بنعيش فيها مش مش لون واحد
تمام؟ الألوان لا حصر لها في بيئتنا إذا كان اللون
واضح بالنسبة إليه ممكن أشوف اللون التاني اللي جنبه
مباشرة وع نفس المسافة أقل وضوحا أو لون تالت أكثر
وضوحا هذا إيش سببه؟ سببه أن الأطوار الموجية
المختلفة تسافر في مادة العين بسرعات مختلفة هذا
هيؤدي للتشتت اللوني. طيب أنا شعوري بالتشتت اللوني
هذا تمام؟ بنقول أي لون طول الموجة يتركز على الشبكية
بمساعدة الـ optics بتاعت العين اللي هي القرنية و
العدسة. إذا اتسبت بـ focus يعني بؤرت و كانت على
الشبكية كل موجة أطول منه هتيجي ورا الشبكية هتكون
بالنسبالي مغبشة شوية وكل موجة أقصر هتيجي قدام
الشبكية برضه هتكون مش بنفس الوضع هتكون مغبشة
فبالتالي هذا هيؤدي لحاجة بنسميها chromatic
aberration. ماذا يعني chromatic aberration؟ هزيغ
اللومي أو عدم وضوح الرؤية اللومية. هنرجع
لـ chromatic aberration في آخر المرة ونحكي عنها
حالياً بدنا ننتقل في معامل انكسار لشغلة أخيرة اللي
هو أن بعض المواد تعتبر optically inhomogeneous يعني
من ناحية بصرياتية تعتبر غير متجانسة زي مادة الـ
quartz. الـ quartz لو ماشينا الضوء فيه باتجاه معين
هذه المادة سيترقلها refractive index C مثلا لضوء
اللي جاي من الشمال لليمين. لو غيرنا اتجاه الضوء
بتغير الـ refractive index. السبب إنها مش متجانسة
يعني بيعتمد الـ refractive index قيمته فيها تعتمد
على اتجاه سريان الضوء في هذه المادة. اتجاه سريان
الضوء في هذه المادة. نيجي لأول قانون معناه في الـ
geometrical optics هو law of rectilinear
propagation. يعني قانون السريان المستقيم. قانون
السريان المستقيم. The law of rectilinear propagation
states يقول أو ينص على أنه في الـ homogenous media
الضوء في المادة المتجانسة. هي مادة متجانسة تمام
بيسري فيها في خطوط مستقيمة تسمى إيش؟ الأشعة
الضوئية. يعني لو تصورنا إنسان هنا يتفرج تمام
وفي عنده معاه في إيده مصدر ضوئي. هذا المصدر الضوئي
تمام هو حابب يضوي فيه شغلة معتمة خلف الحاجز
بيستطيع؟ يعني أنا في .. في عندي مثلا شيء خلف الجدار
وبدأ أسلط الضوء عليه تمام؟ ليش ما بقدرش أسلط الضوء
عليه؟ لأنه في حاجز. طب okay المهم الضوء هذا ممكن
الضوء يلف ويدور؟ في إمكانية لهذه؟ لأ هو الضوء
بيمشي في خطوط مستقيمة، هيمشي في هذه الخطوط لغاية
ما يستضم في الحاجز وخلاص مش هينفذ للناحية
التالية، فبالتالي الضوء بيمشي في خطوط مستقيمة
تمام، طبعا تسمى الأشعة الضوئية، تسمى light rays
أكثر شيء أساسي عندنا في الـ Geometrical Optics هو
الـ Light Ray واللي هو بيبين للـ path of light
تمام الـ path of light. الـ light ray is the most
fundamental. أكثر شيء أساسي عندنا أو أكثر شيء مهم
طبعا في علم الـ Geometrical Optics. طبعا الفرق بين
الـ physical optics والـ geometrical optics أنه الـ
geometrical optics لأنها بنيت على قانون السريان
المستقيم وبتفترض أن الأشياء ما لاش علاقة في طول
الموجيتها والطبيعة الموجية بتاعتها. إنما احنا
بنمثلها بخطوط مستقيمة. بما أن الـ Geometrical
Optics مبنية على هذا المبدأ فهي تهمل الموضوع الـ
Diffraction اللي حكينا عنه المرة اللي فاتت. الـ
Diffraction والتداخل الموجي اللي بيخلي الموجات
تضعف بعضها البعض. في الحياة العملية الـ diffraction
بشكلش أهمية كبيرة يعني ما بشكلش إزعاج كثير تمام
بالنسبة لشغلنا كبصرية في بعض الأحيان في بعض
الأحيان القليلة تمام بيكون الـ diffraction له
أهمية كبيرة جدا تمام وبالتالي ساعتها مبادئ أو
قوانين الـ geometrical optics تنفعش عشان تعطيني
صفات الصورة. ننساش احنا بالنهاية هذا optical system
بدي يعطيني صورة وهذه الصورة لها صفات وأنا بحاول في
الـ geometrical optics أصل لصفات الصورة زي الـ
magnification والـ location والـ quality والـ
brightness. احنا الـ magnification قلنا فيه تلات
أنواع منه وإيش المعادلات اللي نجيبها image height
على object height أو image distance على object
distance. هذا بالنسبة للـ transfers. الـ angular الـ
power على 4 تمام والـ axial transfers
magnification. تربية إذا على الصفة الأولى اللي هي
صفة الـ magnification بقدر اجيبها. الـ location برضه
بقدر اجيبه تمام بنفس معادلة الـ transfers
magnification. إذا transfers magnification إن عرف
عندي وفي لسه وسائل تانية هنعرفها ومعادلات تانية
بسيطة هنعرفها تؤدي إلى إن أعرف الـ location والـ
equality. قولنا إنه الـ equality كل ما بتصغر الـ
point spread function وبتتبعد عن بعضها البعض كل
ما التداخل بيقل وجودة الصورة بتزيد. الـ geometrical
optics ما لهاش علاقة في الـ diffraction وما بتناقشه
وش تمام وغالبا في الحياة العملية مش كتير بيزعج في
موضوع تحديد صفات الصورة. نيجي لحاجة بيسموها optical
interface. احنا قولنا إيش الفرق بين medium و
material؟ بالظبط.
الـ medium هي الوسط البصري الذي يمرر الضوء. الوسط
البصري يعني أي مادة تمرر الضوء هي قرعان medium. طب
هي نفسها بتكون material؟ أكيد كل medium material بس
مش كل material medium. الـ material هي أي مادة أي
مادة سواء تمرر الضوء أو لا تمرر. تمام. طيب عندنا هنا
هواء وعندنا هنا كوب من الزجاج. أنا رسمت يعني جدرانه
سميكة. الطوق بينتقل من الهواء للزجاج ليش للماء؟ هذه
medium مصبوخ نسميها M1 وهذه medium للزجاج M2 وهذه
medium M3. في حاجة اسمها الحد الفاصل بين كل medium
و medium الملاصقة إليها. هذا الحد الفاصل بيسموه
optical interface. الأسطح الفاصلة بالظبط الأسطح
الفاصلة. هذا optical interface وهذا optical
interface. مظبوط يعني يفصل بين الزجاج والماء وهنا
يفصل بين الماء والزجاج كمان optical interface وهذا
برضه optical interface. okay. هاي أنا عندي object
وهاي عدسة. هاي optical interface وهاي كمان optical
الأسطح الفاصلة بين الأوساط البصرية تسمى الـ
optical interface. الإنسان لما بيدخل أو الضوء لما
بيدخل من مادة لمادة وبعدي منطقة الـ optical
interface بيحدث معاه تلات شغلات. الضوء لما بينتقل من
مكان أو من وسط بصري لوسط بصري آخر لازم يعبر عبر
الحدود الفاصلة اللي هي الـ optical interface. أثناء
عبوره ساعة ما يصطدم هنا ويجي يبدو يعبر بيحدث
معاه تلات شغلات. الشغلة الأولى جزء منه بيعدي. الجزء
التاني بينعكس والجزء التالت بيمتص وأحيانا بتحول
لحرارة. الان شخص
جالس جوا السيارة وشخص واقف برا السيارة. هذا object
أشعة الشمس سقطت عليه وانعكست. السائق اللي هنا شايفه
بما أنه شافه معناته الضوء مر مظبوط يعني دخل عبر
الزجاج. شخص تاني أو هو نفسه شايف انعكس صورته في زجاج
السيارة. إذا الجزء انعكس مظبوط. طبعا هذه القضية تمت
عند الظهر، يعني واحد حط يده على زجاج السيارة اللي
جاهز ساخن، إذا هذه الثلاث ظواهر اللي بتحدث، بما أن
أنا جالس داخل السيارة وشايف الناس اللي برا، معناته
الضوء بدخل عبر الزجاج، عبر الـ optical interface
وبعض الناس لما بيبص في الـ .. في الاجزاز بيشوف
صورته الشخصية في اجزاز السيارة تمام؟ وبعض الناس
لما بتحط يدها على الاجزاز بتحس ان الاجزاز اسخن أو
أدفأ من الهواء المحيط فيه، لذا هذه التلات ظواهر إيه
بتعمل؟ بنسب قد إيش؟ بنسب مختلفة، بنسب مختلفة يعني
لما بنجي بنقول لو في وسط بصري تمام؟ عاكس لكل الضوء
ما نفذش منه ولا إشي، يعني صفر، هنطلع ده مرايا،
مظبوط ولا لا؟ يعني لو واحد وقف ورا المرايا
المستوية، طبعا؟ زجاج المرايا هيك ووقف وراها، هل هيشوف
حاجة بتنفذ منها؟ طبعا لا، طبعا؟ فبالتالي، قد إيش
بيمر وقد إيش بينعكس؟ قد إيش بيمر وقد إيش بينعكس وقد إيش
بيصير له absorption بنسب مختلفة حسب الـ optical
media والـ density والـ smoothness بتاعة الـ optical
interface. إذا the amount of light transmitted يعني
المنُقولة والـ reflected المنعكسة واللي absorbed
المنتصرة depends on several factors يعني بتعتمد
على عوامل عادية لما الـ light بيوصل لـ smooth optical
interface it undergoes specular reflection and
transmission الـ optical interface تفاجأنا
أن هو الحد الفاصل بين two optical medium هي عندي
optical medium وهي عندي optical medium هي الـ
optical interface اللي
ممكن يعني الإجزاز لما يتكسر ويصير متعرج ومخدوش
مخدش هل هذا بطل optical interface لأ optical
interface يعني هنا الهواء وهنا مثلا قطعة إجزاز
حدها هذا معرج تمام مكسر تمام هل الضوء بينفذش منها
لجوا لأ ينفذ إذا هذه optical medium وهذه optical
medium وهذه الـ optical interface بس اللهم هذا الـ
optical interface إيش rough بيسموه خشن خشن
أو متعرج تمام فبالتالي هذا بيقعد optical interface
وهذا optical interface بس يا ترى الثلاث عمليات اللي
بتتم هنا نفس الثلاث عمليات اللي بتتم هنا ولا في
اختلاف بينهم إيش هما الثلاث عمليات انعكاس مرور
امتصاص يعني reflection transmission
absorption هو absorption تمام فهل
هدول نفس الشيء لأ مش نفس الشيء حينما يسقط pencil of
light إيش الـ pencil of light حزمة ضوئية تمام على
smooth optical interface هاي حزمة ضوئية pencil of
light يصير لها Specular Transmission يعني مرور
منتظم وانعكاس منتظم الجزء اللي بيمر بيمر بشكل
منتظم والجزء اللي بينعكس بينعكس بشكل منتظم طبعًا
بينما لو هذا pencil of light سقط
على سطح متعرج طبعًا بيصير مرور عشوائي تمام؟ وانعكاس
يعني أو أو أو يعني مش منتظم وانعكاس نفس الشيء مش
منتظم تمام؟
هذا
بيشبه دخول طلاب المدارس الابتدائية في الطابور
دخولهم للصف هذا مشبوح عند الرواح عند الرواح كله
هيه وهذا رايح هيك وهذا رايح هيك وهذا يعني بيبكي
وهذا بيستنى حد يروحه إلى خريفة بالتالي هنا طيب لو
تصورنا هذا الـ pencil of light تختصر لـ single ray
نفترض point source of light ما بتنتشرش منها الأشياء
في جميع الاتجاهات فقط بتصدر ضوء واحد فقط تمام و
سقط على rough optical interface هيتصرف كأنه على
smooth optical interface بالضبط هيتصرف كأنه على
smooth optical interface ليش؟ لأن هو هيصطدم في
نقطة واحدة هل النقطة هتمرر هذا الـ light ray أو
هتعكس هذا الـ light ray سواء مررت أو هتمرر بشكل
منتظم أو عكسته هتعكسه بشكل منتظم وهذا بيشبه أيضًا
نرجع للمدارس لما بقول هذه بتشبه طلاب المدارس لو
الطلاب متشرين في ساحة المدرسة تمام بيصير لازم أ
order تمام عشان أضبطهم في طابور بينما لو كل الساحة
فيهاش إلا طالب واحد أقول وين ما يروح هو ورقص في
طابوع، وين ما يروح هو وقف، يعني مش عامل خربطة في
الصف، وين ما جلس في الفصل الدراسي هو يعني معه
الحرية، فبالتالي طبعًا هذا عمليًا مش ممكن ما فيش حاجة
تصدر لي single ray بس إحنا بنقول منطقيًا أن لما
بتختصر الـ pencil of light لـ one single ray واللي
ما سقط هيمر إذا بده يمر بشكل منتظم specular وإذا
بده ينعكس هينعكس بشكل specular لما يكون عندي حزمة
ضوئية أو pencil of light بتسقط على smooth optical
interface بتمر منتظمة إذا جزء منها بده ينعكس
وينعكس بشكل منتظم حزمة ضوئية أو pencil of light
بده يسقط على rough optical interface بيصير انعكاس
عشوائي ومرور أو انكسار المرور هو الانكسار عشوائي
تمام فهذه القضية يعني بدنا ننتبه الآن طبعًا
الصورة يمكن تكون واضحة الآن
نأتي لقانون الانعكاس اللي هو رقم 2 عندنا في الـ
Geometrical Optics القانون الأول هو قانون of
rectilinear propagation قانون السريان المستقيم
إحنا بنحكي عن الـ specular reflection يعني
انعكاس المنتظم فالمع انعكاس منتظم فالمع
انعكاس منتظم إيش اللي بيجبر التلاميذ يمشوا في
طوابير أنه فيه قانون للمدرسة، مظبوط؟ وإيش اللي
بيجبر الأشعة؟ إحنا هنحكي مش على الـ transmission،
ننسى الـ transmission لفترة، إحنا هنحكي عن
هذه حزمة ضوئية مكونة من أربع أشعة ضوئية، تمام؟
قلنا إذا سقطت على smooth
optical interface، هتنعكس انعكاس منتظم، إيش اللي
خلاها تنعكس انعكاس منتظم؟ أنه فيه قانون للانعكاس
بيحكمها، إذا بما أن Specular بما أن منتظم اللي
خلاه منتظم أن الضوء فيه بيتحرك وكل light ray كل
single light ray بيتحرك وفي القانون وطالما أنا
بتحرك وفي القانون وسين بتحرك وفي القانون وصارت
بتحرك وفي القانون هتكون حركتنا فيها تناغم وفيها
انتظام في الـ Specular Reflection
شعاع بيسميه شعاع ساقط وشعاع بيسميه شعاع منعكس
للتسهيل هنرسم شعاع واحد هاي الـ optical interface
هذه optical interface والضوء قادم من هذه الـ point
source of light سقط هنا وبده ينعكس انعكاسًا منتظمًا
إحنا بنقول
أن الشعاع الساقط incident ray و
reflected ray شعاع المنعكس بتربطهم
علاقة في هذا القانون هذه العلاقة اللي بتربط الشعاع
الساقط بالشعاع المنعكس في علاقة ما بتربطهم هذه
العلاقة يعني جوهرها هي قانون الانعكاس يا ترى ما هي هذه
العلاقة التي تربط الشعاع الساقط بالشعاع المنعكس
ننسى المرور حاليًا عشان نعرف هذه العلاقة بدنا نرسم
عمود على السطح العاكس اللي هو الـ optical interface
وين أرسم العمود أرسمه هنا؟ لأ أرسمه هنا؟ لأ طب
أرسمه هنا برضه لأ وين النقطة اللي ضرب فيها الشعاع
الساقط الـ optical interface برسم عمود هذا
العمود اسمه surface normal هنا normal معناه عمود
مش طبيعي يعني surface normal
هي الشعاع الساقط وهي الـ surface normal الزاوية
المحصورة بينهما هي زاوية السقوط θI هي
زاوية السقوط
إذا سألنا إيش θI هي الزاوية المحصورة بين الشعاع
الساقط والعمود المقام على سطح الانعكاس في ناس
بتتخيل خطأ أن θI هي هذه الشعاع الساقط وسطح
الانعكاس لأ هي الشعاع الساقط والعمود يعني هذه هي
زاوية السقوط هذه القطعة في حاجة ثانية الـ incident
ray
and والـ surface normal فراغيًا
تقع
في مستوى فراغي واحد اسمه الـ plane of incidence
مستوى السقوط يعني هذا المستوى الفراغي التخيلي ننسى
هذا الشعاع اسمه a plane of incidence هيك أخلصنا دل
ونحكي نص القانون نص القانون قانون بتاع الانعكاس
law of reflection بيقول
حاجتين الحاجة الأولى reflected ray
Lies يقع in the same plane as the incident ray
and plane and surface
يعني إذا قلنا هدول الاثنين بضمهم مستوى فراغي
فالشعاع المنعكس معهم في نفس الفراغ بمعنى لو تخيلنا
جدلًا هاي الشعاع الساقط وهي سطح الانعكاس بدي الشعاع
يسقط هيك ويجي لهيك يجي نحيتي طالما سقط بالاتجاه هذا
بدي يكون في نفس المستوى الفراغي في نفس المستوى
الفراغي بيجي الشعاع يسقط هيك يقول والله ما خاطري
أنا أروح هيك شوية أكثر لأ الثلاث بيجمعهم مستوى
واحد هذا المستوى اسمه plane of incidence is an أول
جزئية من القانون تاع الـ reflection the reflected
ray lies in the same plane as the incident ray and
surface normal الـ incident ray and surface normal
يعني بمعنى يقع في نفس in plane of incidence
في مستوى السقوط، تمام؟ قلنا إحنا هذا فيتا I، هذه
زاوية الـ incident طالما في زاوية incident، معناته في
زاوية انعكاس، يا ترى هاي ولا هاي زاوية الانعكاس؟
اللي مع النوربل صحيح اللي هي θR، θR اللي هو زاوية
الـ reflection angle of reflection، θR اللي هي
angle of reflection الشغل الثاني اللي بيقولها
القانون θI تساوي θR، خلص القانون يعني إذا هذه
40 degree معناته هذه 40 degree إذا هذه
20 degree معناته هذه 20 degree وهكذا تمام؟
هذا القانون إحنا أخذناه في المدارس بس أخذناه بنص
العربي نص العربي بيقول الشعاع الساقط والشعاع
المنعكس والعمود المقام على سطح الانعكاس كلها تقع
في مستوى
زاوية السقوط تساوي زاوية الانعكاس للمتذكر ما اعرفش
إذا أخذته أو لا بس احنا أخذناه بالنص هذا الشعاع
الساقط والشعاع المنعكس والعمود المقامة على صفح
الانعكاس كلها تقع في مستوى فراغ واحد وزاوية السقوط
تساوي زاوية الانعكاس تمام هذا هو ببساطة اللي هو
قانون الانعكاس
نرجع ثاني لتذكر الثلاث حاجات اللي بتحدث هنا خلصنا
قانون الانعكاس بنقول the amount of light reflected
from a surface depends on θR يعني أحد
المحددات اللي بيحدد كمية الشعاع المنعكس احنا فيه
عندنا ثلاث حاجات فيه شعاع هيمر أشعة هتمر لإن احنا
أرسلنا شعاع وقدسية ملايين الأشعة تمام؟ إذا فيه شعاع
هيمر وشعاع هينعكس الشعاع أشعة أو كمية هتم تسط
تتحول لها تمام لأن جداش كمية المنعكس بيعتمد على
زاوية السقوط ومستوى قطبية الضوء ومستوى قطبية الضوء
وهذا مش هنحكي فيه الكلام لأن هنا هندخل في ال
physical optics بس هذه بعض المحددات اللي بتحدد ليه
جداش كمية الضوء المنعكس أو الشعاع المنعكس الآن في
نوع خاص من السقوط في نوع خاص من السقوط ما هو
السقوط العمودي السقوط العمودي لو قلنا في شعاع ساقط
سقوطًا عموديًا على سطح على optical interface جداش
زاوية السقوط لصفر
ما ننساش تعريف زاوية السقوط، إذا زاوية السقوط هي
المحصورة بين ال incidentary أو الشعاع الساقط وال
surface normal طب إذا الاثنين انطبقوا على بعض، معناته
زاوية السقوط وهذه اللي بيخلينا نخلقوا، هذه ما لهاش
علاقة في زاوية السقوط، هاي الشعاع الساقط وهاي ال
surface normal ونفسه، تمام؟ إذا الزاوية المحصورة
بين خطين منطبقين صفر إذا the reflectivity at normal
incidence is simple and depends only on the
optical media bounding the interface احنا قلنا
السقوط الغير عمودي السقوط العادي تمام بيعتمد على
θI to plane of polarization of light بينما السقوط
العمودي بيعتمد على ال optical media المحيطة
بالinterface يعني بيعتمد على سين وعلى صار تمام
بيعتمد على سين وعلى صار معامل الانعكاس بالنسبة
للسقوط العمودي N2
ناقص Ni على N2 زائد
Ni في كل تربيع
الـ Refractive Index بتاع المادة اللي إجا من هضوء
سقط من هضوء N I N تاع ال incidence و N 2 اللي هو
المادة الثانية اللي هي راحل هضوء أو انعكس على سطح
هضوء تمام؟ إذا N 2 ناقص N I على N 2 زائد N I لكل
تربيع وهذا معامل الانعكاس بس ناخد بالنا للسقوط
العمودي للسقوط العمودي
طب إيش بدي أستخدمه هذا The reflection coefficient
يعني معامل الانعكاس بنستعمله عشان نحسب ال amount
of light transmitted at an optical interface if
absorption losses is minimal لو تخيلنا من التلت
شغلات اللي انعكس واللي مارت واللي امتصت لو
تخيلنا ان اللي امتص هذا أو كان الامتصاص قليل جدا
لدرجة يمكن اهماله تمام فبنقدر نعرف جداش مات بحساب
جداش انعكس نفرض أن ثلاثة أشخاص وزّي عليهم مائة شكل
واحد منهم نص شكل ننسى النص شكل نقول كم أخد سنة
الشخص الأول مثلا 45 شكل معناته تقريبا أخد 55 شكل
فبمعرفة كم انعكس فبنقدر نعرف كم مرت بشرط أن ال
absorption losses are minimal يعطيكوا
العفو