سرعة الضوء في الكلوروفورم
لا شيء يمكن أن يسافر أسرع من الضوء في الفراغ، وينتقل الضوء في الفراغ دائمًا بنفس السرعة، حيث تبلغ سرعته في الفراغ (c)؛ 3 × 10^8 م / ث تقريبًا، ولكن تختلف سرعة الضوء في المواد عنها في الهواء، إذ يتشتت الضوء الذي ينتقل عبر المواد، وتقل قيمته مما هي عليها في الفراغ، لأن الضوء يتفاعل مع الذرات في المادة، وتعتمد سرعة الضوء على نوع المادة، حيث يختلف تفاعله مع الذرات المختلفة، والشبكات البلورية، والبنى الذرية الأخرى.[١][٢]
وتبلغ سرعة الضوء في الكلوروفورم قيمة 2.077 × 10^8 م / ث، باعتبار معامل الانكسار يساوي 1.4441.
معامل الانكسار
عندما ينتقل الضوء عبر مواد مختلفة، فإنه يتشتت بفعل اصطدامه مع جزيئات المادة ويتباطأ، وتسمى هذه العملية؛ انكسار الضوء (Refraction)، مثلًا في الماء، حيث يتباطأ الضوء أكثر من الإلكترونات، بحيث يمكن للإلكترون الموجود في الماء أن ينتقل أسرع من الضوء في الماء، ويتم وصف مقدار تباطؤ الضوء في مادة معينة بواسطة معامل الانكسار (Index of Refraction)، حيث يُعرّف مؤشر انكسار المادة بقيمة سرعة الضوء في الفراغ مقسومةً على سرعة الضوء عبر المادة، ويعطى بالصيغة الآتية:[١][٢]
n = c/v
حيث إن:
n: معامل الانكسار في المادة.
c: سرعة الضوء في الفراغ.
v: سرعة الضوء المرصودة في المادة، ولأن سرعة الضوء دائمًا أقل من c في المادة وتساوي c فقط في الفراغ، فإن معامل الانكسار يكون دائمًا أكبر من أو يساوي واحدًا.
المادة | معامل الانكسار (n) |
الهواء | 1.000293 |
ثاني أكسيد الكربون | 1.00045 |
الهيدروجين | 1.000139 |
الماء | 1.333 |
الكلوروفورم | 1.4441 |
الزيركون | 1.923 |
الرصاص | 2.6 |
الألماس | 2.42 |
يعطي الجدول السابق معامل الانكسار لبعض المواد، عند ضوء موجي محدد، لأنه القيم قد تختلف بشكل بسيط جدًا مع اختلاف الطول الموجي، ومن الجدول يمكن ملاحظة أن للغازات، قيم معامل انكسار n قريب جدًا من 1، وهذا منطقي، لأن الذرات الموجودة في الغازات متباعدة، الأمر الذي يؤدي إلى انتقال سرعة الضوء فيها بقيمة قريبة من سرعة الضوء في الفراغ، ومن الشائع أخذ قيمة n = 1 للغازات ما لم تكن هناك حاجة إلى دقة كبيرة في الحل، وعلى الرغم من أن سرعة الضوء في المواد (v) تختلف اختلافًا كبيرًا عن قيمتها في الفراغ (c)، إلا أنها لا تزال سرعة كبيرة.[٢][١]
ويقيس معامل الانكسار أيضًا انحناء شعاع الضوء عند المرور من وسط إلى آخر، فإذا كانت i هي زاوية سقوط شعاع في الفراغ (الزاوية بين الشعاع والعمودي على سطح الوسط)، وr هي زاوية الانكسار (الزاوية بين الشعاع في الوسط والعمودي على سطح الوسط)، يعطى معامل الانكسار (n) على أنه نسبة جيب زاوية السقوط إلى جيب زاوية الانكسار؛ أي: n = sin i / sin r.[٣]
المراجع
- ^ أ ب ت "The Speed of Light and the Index of Refraction", rpi, Retrieved 18/7/2022. Edited.
- ^ أ ب ت " The Law of Refraction", libretexts, Retrieved 18/7/2022. Edited.
- ↑ is the bending of,magnifying glasses, prisms and rainbows. "Refraction of light ", sciencelearn, Retrieved 18/7/2022. Edited.
