در توصیف انتشار نور به عنوان یک موج باید

:مفاهیم زیر را درک کنیمجبهه های موج:سگحی که -1

از نقاط هم فاز و هم دامنه موج می گذرد

پرتوها:پرتو جهت انتشار -2موج را نشان میدهد.یک

پرتو برداری عمود بر .جبهه موج است

جبهه های موج

1-جبهه های موج از چشمه با -2سرعت نور به سمت بیرون

.سیر می کنندجبهه های موج در جهت بر -3

جبهه موج موضعی منتشر .می شوند

پرتو های نور

انتشار جبهه های موج می تواند بوسیله پرتوهای نور

.توصیف شوددر فضای آزاد پرتوهای نور

به خط مستقیم عمود بر جبهه های موج سیر می

.کنند

تقریب پرتوها در اپتیک هندسی

اپتیک هندسی:علم مطالعه ی .انتشار نور

تقریب پرتو:در اینجا فرض می کنیم که یک موج از

میان یک مسیر متوسط در خط مستقیم در جهت

.پرتوهایش حرکت می کند

اصل هویگنس

هر نقطه از جبهه موج می تواند به عنوان چشمه ثانویه موجک ها مطرح شود که در تمام جهات با .سرعتی برابر سرعت انتشار موج گسترش یابد

اصل هویگنس برای موج های تخت

در جبهه های موج بوسیله صفحه ی نشان داده می

.شوندنقاط نمایشگر منبع برای

.موجک ها هستندبعد از اینکه موجک ها مسافت

را پیمودند صفحه جدید می تواند مماس بر جبهه

.موج رسم شود

اصل هویگنس برای موج های کروی

قوس داخلی موج کروی .نشان می دهد

نقاط معرف مکان هایی هستند که موجک ها منتشر

.می شوندجبهه موج جدید بر هر نقطه

.ی موجک مماس است

اصل هویگنس برای قانون انعکاسقانون انعکاس می تواند از اصل هویگنس مشتق

شود.جبهه ی موج نور .فرودی است

جبهه موج بازتابی .می باشد

مثلث متشابه است با . مثلث

این قانون انعکاسی .است

اصل هویگنس برای قانون شکست

از به 1در مدت زمان پرتو. می رود

از مثلث های و تمام نسبت ها در قانون

شکست می تواند استخراج .شود

n1 sin 1 = n2 sin 2

22

11

2

2

1

1

2211

,,sinsin

sin;sin

n

cv

n

cv

tvtv

tvtv

انعکاس

هنگامی که یک پرتو نور در یک مسیر سیر می کند با یک مرز محیط دیگر مواجه می شود که قسمتی از نور

.فرودی منعکس می شودبازتاب آینه ای:بازتاب نور از یک سطح

آینه ای که تمام پرتوها با هم موازی .اند

بازتاب پخش شده:بازتاب از هر سطح زبر،جایی که پرتوهای بازتابی در

.جهات تصادفی سیر می کننددر اینجا منظور ما از انعکاس همان

.انعکاس آینه ای است

انعکاس و شکست

قانون بازتاب

قانون بازتاب : زاویه ی تابش برابر با -

. زاویه ی بازتابش است:چند تعریف

نرمال:خطی است که در نقطه برخورد پرتوی تابشی بر سطح

.عمود استزاویه تابش و بازتابش:به ترتیب زاویه ی بین پرتوی تابیده با خط

عمود و پرتوی بازتابیده با آن

:مثال می 120دو آینه با هم زاویه

65سازند.پرتوی نور با زاویه به آینه ی می تابد.مسیر

پرتو پس از بازتابش از آینه ی

=2

کاربردهای عملی بازتاب

90بازتاب بر روی خود: اگر زاویه ی بین دو آینه باشد پرتو بازتابیده شده موازی با پرتو تابش

.باز می گردد

شکستوقتی پرتو نور از یک محیط شفاف

می گذرد و به مرز محیط شفاف دیگری برخورد کند،قسمتی از نور به محیط دوم وارد می شود که به

.آن پدیده شکست گویندsin2 / sin1 = v2 / v1

. و زاویه تلبش و باز تابش اند و سرعت نور در محیط اول و

.دوم می باشند

شکست بوسیله صفحاتr1 = (x,y,z)

x

y

r2 = (x,-y,z)Law of Reflection

r1 = (x,y,z) → r2 = (x,-y,z)

Reflecting through (x,z) plane

x

y

zr2= (-x,y,z)

r3=(-x,-y,z)

r4=(-x-y,-z)

r1 = (x,y,z)

شکست بوسیله ی سطح داخلی و بازتاب داخلی کلی

Dr. G. Mirjalili, physics Dept. Yazd University

n2

n1

n1 > n2

θC

P

θ1θ1

θ1 θ1

θ2

θ2

Snell’s law n1sinθ1=n2sinθ2

مثال هایی از منشورها و بازتاب داخلی کلی

45o

45o

45o

45o

Totally reflecting prism

Porro Prism

بازتابش کلی:فیبرهای نوری

ضریب شکست و قانون شکست اسنل

:یک محیط ( n ) ضریب شکست - c = 3 × 10 8 : سرعت نور در خالء

- v سرعت نور در محیط ; v < c

- n > 1 : برای هر محیط n = 1 : ( در هوا � برای خالء ( یا تقریبا

. n1sin1=n2sin2 : قانون شکست اسنل -

هنگامی که نور از یک محیط به محیطی دیگر می رود بسامد . آن تغییری نمی کند اما طول موجش تغییر می کند

1n1 = 2n2, یا 1/2 = v1/v2

. هنگام ورود نور به محیط هویگنسی سرعت آن کم می شود n → ∞ = 0 همچنین اگر

!!!! به عبارتی دیگر نور در مسیرش متوقف می شود