ضريب شكست

ضريب شكست مطلق :

          به نسبت سرعت نور در هوا يا خلا به سرعت نور در يك محيط شفاف را ضريب شكست مطلق يا ضريب شكست آن محيط شفاف مي گوييم ؛  ضريب شكست يك محيط  را با حرف n نشان مي دهيم.

                                                                                                                          8

نكته : سرعت نور در هوا يا خلا برابر مقدار ثابت( m /s )  c = 3 ×10    مي باشد.

 

رابطه ضريب شكست :

اگر سرعت نور در يك محيط شفاف برابر V باشد ، ضريب شكست آن محيط از رابطه زير بدست مي آيد :

 

n = c / V

 

نكته :   1 – ضريب شكست ، يك عدد بدون يكا مي باشد.

          2 – ضريب شكست هوا يا خلا برابر عدد 1 مي باشد.

          3 – ضريب شكست يك محيط از عدد يك بيشتر است.

4 – هر چه محيطي غليظ تر باشد ، ضريب شكست آن بيشتر و سرعت نور در آن كمتر خواهد بود.

 

ضريب شكست نسبي :

          به نسبت ضريب شكست مطلق دو محيط ، ضريب شكست نسبي آن دو محيط مي گوييم .

ضريب شكست نسبي محيط يك به محيط دو را با n1,2   و ضريب شكست نسبي محيط دو به محيط يك را با n2,1  نشان مي دهيم.

n1, 2 = n1 / n2    ,     n2, 1 = n2 / n1

 

n1, 2 = 1 / n2, 1

نكته : بين ضريب شكست نسبي دو محيط و سرعت نور در آن دو محيط ، رابطه زير برقرار مي باشد:

 

n1 / n2 = V2 / V1

شكست نور

شكست نور :

          هرگاه يك پرتوي نور ، به طور مايل از يك محيط شفاف وارد محيط شفاف ديگري شود، در مرز بين دو محيط از مسير خود خارج مي شود كه به اين پديده شكست نور مي گوييم.

 

نكته : محيط شفاف ، محيطي است كه نور را از خود عبور مي دهد.

 

زاويه شكست :

          زاويه بين پرتوي شكست و خط عمود بر مرز بين دو محيط ، زاويه شكست ناميده مي شود كه با حرف r نشان داده مي شود.

 

انواع محيط شفاف :

محيط  شفاف به دو دسته تقسيم مي شود : 1 – رقيق     2 – غليظ

 

نكته : رقيق يا غليظ بودن يك  محيط شفاف ، نسبي مي باشد ، به اين معني كه يك محيط شفاف نسبت به يك محيط شفاف ديگر ممكن است رقيق و نسبت به محيطي ديگر يك محيط غليظ باشد ؛ به عنوان مثال آب نسبت به هوا يك محيط غليظ ولي نسبت به شيشه يك محيط رقيق مي باشد.

 

نكته : اگر پرتوي نور از يك محيط رقيق وارد يك محيط غليظ شود ، پرتوي شكست به خط عمود نزديك تر شده و زاويه شكست از زاويه تابش كوچكتر مي شود.

اگر پرتوي نور از يك محيط غليظ وارد يك محيط رقيق شود ، پرتوي شكست از خط عمود دور تر شده و زاويه شكست از زاويه تابش بزرگتر مي شود.

 

زاويه انحراف :

 زاويه اي است كه امتداد پرتوي تابش با پرتوي شكست مي سازد.

آنرا با حرف D نشان مي دهيم.

D = │i – r │

آينه هاي كروي

آينه هاي كروي :

          آينه هايي هستند كه قسمتي از سطح يك كره مي باشند.

 

انواع آينه هاي كروي :

          1 – كاو ( مقعر ) : آينه اي است كه قسمت داخلي و فرورفته آن ، بازتاب كننده نور مي باشد.

          2 – كوژ ( محدب ) : آينه اي است كه قسمت بيروني و بر آمده آن ، بازتاب كننده نور است .

 

مركز آينه ( مركز انحناي آينه ) :

مركز كره اي است كه آينه از آن تشكيل شده است ؛ مركز آينه را با حرف c نشان مي دهيم.

 

راس آينه :

به نقطه وسط هر آينه ، راس آينه مي گوييم. راس آينه را با حرف s نمايش مي دهيم.

 

محور اصلي آينه :

خطي است فرضي كه راس آينه را به مركز آينه متصل مي كند.

 

شعاع آينه :

 فاصله راس تا مركز آينه ، شعاع آينه ناميده مي شود. شعاع آينه را با حرف R يا r نشان مي دهيم.

 

كانون اصلي آينه مقعر:

هرگاه يك دسته پرتوي نور ، موازي با محور اصلي به يك آينه مقعر تابانده شود ، پس از بازتاب از سطح آينه ، يكديگر را در نقطه اي جلوي آينه قطع مي كنند ، به آن نقطه ، كانون اصلي آينه مقعر مي گوييم.

 

 

 

 

 

كانون اصلي آينه محدب :

هرگاه يك دسته پرتوي نور ، موازي با محور اصلي به يك آينه محدب تابانده شود ، پس از بازتاب از سطح آينه ، از يكديگر دور مي شوند ، به طوريكه امتداد آنها در نقطه اي جلوي آينه به هم مي رسند ، به آن نقطه ، كانون اصلي آينه محدب مي گوييم.

 

كانون اصلي را با حرف F نشان مي دهيم.

 

نكته : كانون آينه مقعر ، حقيقي و كانون آينه محدب ، مجازي مي باشد.

 

فاصله كانوني :

 فاصله بين راس آينه تا كانون اصلي را فاصله كانوني مي گوييم. (f)

 

تصوير در آينه تخت

تصوير در آينه تخت :

1 – مجازي     2 – مستقيم ( نسبت به جسم )            3 – برابر جسم

4 – به نظر در پشت آينه و در فاصله اي برابر با فاصله جسم تا آينه

تصوير

تصوير :

 هرگاه جسمي مقابل يك آينه قرار دهيم ، از جسم پرتوهايي به آينه برخورد كرده و بازتاب مي شوند. هركجا پرتوهاي بازتاب به هم برسند ، تصوير ايجاد مي شود. 

 

انواع تصوير :

1 – حقيقي :

تصويري است كه واقعيت داشته ، از برخورد خود پرتوهاي بازتابش ايجاد مي شود و مي توان آن را روي يك پرده نشان داد.

2 – مجازي :

 تصويري است كه واقعيت نداشته ، از برخورد امتداد پرتوهاي بازتابش ايجاد مي شود و نمي توان آن را روي يك پرده نشان داد.

 

نكته : تصوير حقيقي نسبت به جسم خود وارونه و تصوير مجازي ، نسبت به جسم خود مستقيم ولي با واروني جانبي ايجاد مي شود.

 

ويژگيهاي تصوير : هر تصويري داراي 4 ويژگي مي باشد ، كه براي مشخص كردن اين 4 ويژگي بايد به 4 سوال زير پاسخ بدهيم :

1 – نوع تصوير چيست ؟ ( حقيقي است يا مجازي ؟)

2 – تصوير نسبت به جسم ، مستقيم است يا وارونه ؟

3 – طول تصوير نسبت به جسم ، كوچكتر است يا بزرگتر يا برابر آن ؟

4 – تصوير در كجا و در چه فاصله اي از آينه ايجاد شده است ؟

 

قوانين بازتابش

زاويه تابش :

 زاويه اي است كه بين پرتوي تابش و خط عمود بر آينه ، ايجاد مي شود ؛ زاويه تابش را با حرف i نشان مي دهيم.

 

زاويه بازتابش :

 زاويه اي است كه بين پرتوي بازتابش و خط عمود بر آينه ، ايجاد مي شود ؛ زاويه بازتابش را با حرف r نشان مي دهيم.

 

قوانين بازتابش :

 1 -  زاويه تابش و زاويه بازتابش ، هميشه با هم برابرند.

 2 -  پرتوي تابش ، پرتوي بازتابش و خط عمود بر آينه در يك صفحه قرار دارند.

انواع بازتابش نور

بازتاب ( بازتابش ) نور :

به برگشت نور از سطح يك جسم ، باز تاب نور مي گوييم.

 

انواع بازتابش نور :

از نظر سطح بازتاب كننده نور ، بازتابش به دو دسته تقسيم مي شود :

1 – بازتاب منظم ( آينه اي ) :

 هرگاه يك دسته پرتوي نور موازي به يك سطح صاف و صيقلي برخورد كنند ، به صورت موازي نيز بازتاب مي شوند ، به اين بازتاب ، بازتاب منظم يا آينه اي مي گوييم.

 

 

 

 

 


2 – بازتاب نامنظم :

هرگاه يك دسته پرتوي نور موازي به يك سطح نا صاف و غير صيقلي برخورد كنند ، در جهت هاي مختلف بازتاب مي شوند ، به اين بازتاب ، بازتاب نامنظم مي گوييم.

 

 

 

ماه گرفتگي ( خسوف )

ماه گرفتگي ( خسوف ) :

 هرگاه ماه و زمين و خورشيد در يك راستا و زمين بين ماه و خورشيد واقع شود ، سايه زمين روي ماه افتاده و ماه گرفتگي صورت مي گيرد.

خورشيد گرفتگي (كسوف )

خورشيد گرفتگي (كسوف ) :

          هرگاه ماه و زمين و خورشيد در يك راستا و ماه بين زمين و خورشيد قرار بگيرد ، سايه ماه بر روي زمين مي افتد و خورشيد گرفتگي اتفاق مي افتد.

 

انواع خورشيد گرفتگي :

          1 – كلي ( كامل )

          2 – جزيي

          3 – حلقه اي

سايه ايجاد شده توسط چشمه نقطه اي نور

سايه :

هرگاه جسم كدري را مقابل يك منبع نور ( نقطه اي يا گسترده ) قرار دهيم ، در پشت آن جسم فضاي نسبتا تاريكي ايجاد مي شود كه به آن سايه مي گوييم.

 

 

 


سايه ايجاد شده توسط چشمه نقطه اي نور :

                                                                                                             چشمه نقطه اي

                                                                         سايه

 


                                                                                        جسم كدر      

 

                                                                                        پرده

 

نكته 1 : سايه اي كه چشمه نقطه اي نور ايجاد مي كند ، كاملا واضح است و مرز آن مشخص است .           

 

نكته2 :          طول سايه اي كه چشمه نقطه اي نور ايجاد مي كند ، از طول جسم كدر بزرگتر است .

 

نكته3 :          هرچقدر منبع نقطه اي به جسم نزديك تر شود ، طول سايه آن بزرگ تر مي شود .

                                                                            

نكته 4 : اگر فاصله چشمه نقطه اي از جسم و سايه ، به ترتيب q , p  و اگر طول جسم و سايه را به ترتيب با

  AB , AB    نشان دهيم رابطه زير برقرار مي باشد .

 

q / p = AB / AB                                            

 

منابع نور

منابع نور :

منابع نور از نظر سطح آنها به دو دسته تقسيم مي شوند :

          1 – چشمه نقطه اي نور : منبعي است كه سطح آن نسبتا كوچك باشد.

          2 – چشمه گسترده نور : منبعي است كه سطح آن نسبتا بزرگ باشد.

 

نكته : نقطه اي يا گسترده بودن يك منبع ، به فاصله ما تا آن منبع بستگي دارد ؛ بطوريكه هر چقدر آن منبع دورتر باشد، آن منبع نقطه اي تر خواهد شد.

 

آزمايش كنيد :

چگونه مي توان يك چشمه نقطه اي نور ايجاد كرد ؟

 

نكته : نور به خط مستقيم حركت مي كند ، كه اگر به خط مستقيم حركت نمي كرد ، سايه ايجاد نمي شد.

 

فصل پنجم : شکست نور و عدسی ها

فصل پنجم : شکست نور و عدسی ها

 

 

-         شکست نور

-         زاویه انحراف

-         ضریب شکست

-         قوانین شکست نور

-         عمق واقعی و ظاهری

-         زاویه حد

-         بازتاب کلی

-         طیف نور

-         بازتاب کلی در منشور

-         عدسی ها

-         کانون اصلی عدسی محدب

-         کانون اصلی عدسی مقعر

-         رسم پرتوها در عدسی محدب

-         رسم پرتوها در عدسی مقعر

-         تصویر در عدسی محدب

-         تصویر در عدسی مقعر

-         رابطه عدسی ها

-         بزرگنمایی خطی

-         توان عدسی

-         ساختمان چشم

 

 

 

فصل چهارم : نور و بازتاب نور

فصل چهارم : نور و بازتاب نور

          -   منابع نور از نظر چگونگی تولید نور

          -   منابع نور از نظر سطح نور آنها

          -   سایه

          -   سایه ای که چشمه ی نقطه ای نور از یک جسم ایجاد می کند

          -   سایه ای که چشمه ی گسترده ی نور از یک جسم ایجاد می کند

          -   خورشید گرفتگی ( کسوف )

          -   ماه گرفتگی ( خسوف )

          -   بازتاب نور

          -   انواع بازتاب نور

          -   خط عمود برآینه

          -   زاویه تابش

          -   زاویه بازتاب

          -   قوانین بازتاب

          -   تصویر

          -   ویژگی های تصویر

          -   ویژگی های تصویر در آینه تخت

          -   آینه های خمیده

          -   آینه مقعر ( کاو )

          -   آینه محدب ( کوژ )

          -   مشخصات آینه های کروی

          -   تصویر در آینه های کروی

          -   رابطه ی آینه ها

          -   بزرگنمایی خطی

 

توان الكتريكي مصرفي

توان الكتريكي مصرفي :

 به مقدار انرژي الكتريكي مصرف شده در يك وسيله  در مدت يك ثانيه را توان الكتريكي آن وسيله مي گوييم و آنرا با حرف p نشان مي دهيم.

 

رابطه توان الكتريكي مصرفي :

          اگر در مدت زمان t ، انرژي الكتريكي برابر W در جسمي مصرف شده باشد ، توان مصرفي آن از رابطه زير بدست مي آيد :

 

P = W / t                                                 

 

در اين رابطه t برحسب ثانيه ، W برحسب ژول و P برحسب ژول بر ثانيه يا وات بيان مي شود .

 

نكته : توان الكتريكي مصرفي از رابطه زير نيز بدست مي آيد :

 

P = R.I²                                                   

 

انرژي الكتريكي مصرفي

انرژي الكتريكي مصرفي : براي برقراري جريان الكتريكي بايد مقداري انرژي الكتريكي مصرف شود.

آزمايش نشان مي دهد كه انرژي الكتريكي مصرف شده در يك مصرف كننده به سه عامل بستگي دارد :

          1 – مقاومت الكتريكي

          2 – شدت جريان الكتريكي

          3 – زمان مصرف جريان

 

رابطه انرژي الكتريكي مصرفي :

 

W = R.I².t                                                    

 

در اين رابطه R برحسب اهم ، I برحسب آمپر ، t برحسب ثانيه و W برحسب ژول بيان مي شوند.

 

قانون اهم

قانون اهم :

 در دماي ثابت ، نسبت اختلاف پتانسيل الكتريكي دو سر جسمي به شدت جريان الكتريكي گذرنده از آن ، برابر مقدار ثابتي است كه همان مقاومت الكتريكي آن مي باشد.

 

R = V / I                                                         

 

نكته : مقاومت الكتريكي به V , I  بستگي ندارد.

مقاومت الكتريكي

مقاومت الكتريكي :

به مقاومتي كه يك جسم در برابر عبور جريان از خود نشان مي دهد ، مقاومت الكتريكي مي گوييم و آنرا با حرف R نشان مي دهيم.

 

نكته : مقاومت الكتريكي يك جسم به ويژگيهاي فيزيكي آن ، مانند جنس ، شكل و اندازه و دماي آن بستگي دارد.

مولد

مولد :

 وسيله اي است كه اختلاف پتانسيل الكتريكي لازم را ايجاد مي كند.

 

نيرو محركه مولد :

 به بيشترين مقدار اختلاف پتانسيلي كه يك مولد توليد مي كند ، نيرو محركه مولد مي گوييم.

 

نكته : نيرو محركه مولد همان اختلاف پتانسيل دو سر مولد است در صورتي كه جرياني از آن نگذشته

باشد.

مدار الكتريكي

مدار الكتريكي :

 مسير بسته رسانايي است كه براي برقراري جريان الكتريكي بايد برقرار باشد.

 

يك مدار الكتريكي ساده مي تواند از يك يا چند مولد ، سيم هاي رابط ، مصرف كننده و كليد قطع و وصل جريان تشكيل شده باشد.

اختلاف پتانسيل الكتريكي

اختلاف پتانسيل الكتريكي :

هرگاه دو جسم رسانا را كه حداقل يكي از آنها داراي بار الكتريكي مي باشد ( يا از لحاظ نوع يا  اندازه بار و يا شكل و اندازه متفاوت باشند )  را به يكديگر تماس دهيم , بار الكتريكي بين آنها منتقل مي شود.

عاملي كه باعث انتقال بار الكتريكي بين دو جسم يا دو نقطه از يك جسم مي شود را اختلاف پتانسيل الكتريكي مي گوييم .

 

نكته : اختلاف پتانسيل الكتريكي را با حرف V نشان مي دهيم و يكاي اندازه گيري آن ولت مي باشد.

 

نكته : بار الكتريكي مثبت از جايي كه پتانسيل الكتريكي بيشتري دارد به پتانسيل الكتريكي كمتر منتقل مي شود.

 

نكته : پتانسيل الكتريكي بك جسم به نوع بار آن ، مقدار بار آن و اندازه جسم بستگي دارد.

          ( براي توضيحات بيشتر به فيزيك 3 مراجعه شود.)