كيف يحدث انعكاس الضوء و انكسار الضوء وما الفرق بينهما
أليس من الغريب ألا نستطيع رؤية الأشياء من حولنا إلا بوجود الضوء؟ أليست العين هي العضو المسؤول عن الرؤية والتي يتوجب أن تساعدنا بطريقةٍ أو بأخرى حتى نرى الأجسام والأشياء المختلفة! فما السبب الذي يمنعها من ذلك في الظلام؟! إذ يكاد الأمر يصبح مخيفًا عند انقطاع التيار الكهربائي ليلًا، فلا مجال لتمييز أي شيءٍ حولك! ويبقى التساؤل عالقًا..... لم لا نستطيع الرؤية في الظلام؟ وما علاقة انعكاس الضوء بذلك؟، كيف يحدث انعكاس الضوء و انكسار الضوء وما الفرق بينهما.
ترتبط بعض الظواهر الضوئية بشكلٍ كبيرٍ بآلية رؤيتنا للأشياء وهو الأمر الذي يحدده نوع الأسطح التي يصلها الإشعاع الضوئي، ليحدد نوع السطح بدوره نوع الظاهرة التي تحدث وآلية رؤيتنا للأجسام بالتالي. وكثيرًا ما نسمع بظاهرتي انعكاس الضوء والانكسار اللتين تلعبان دورًا مهمًا في الرؤية وإمكانية تحديد ماهية الأسطح، وستجد الإجابة الوافية عن سبب عدم رؤيتك في الظلام عند فهمك لآلية حدوثهما. فما مفهوم ظاهرتي الانعكاس والانكسار وكيف تحدثان!
حول انتقال الأشعة الضوئية
يسمى المسار الذي ينتقل عبره الضوء بالإشعاع الضوئي، ومن المهم معرفة أن الأشعة الضوئية تغير مسارها عند انتقالها عبر الأسطح المختلفة، وتختلف آلية الانتقال هذه بحسب نوع السطح الواردة إليه تلك الأشعة؛ فينتقل بعضها من وسطٍ إلى آخر بشكلٍ مستقيمٍ دون تغيير في مساره، في حين يحدث انعكاس الضوء عن بعض الأسطح التي يصلها، بينما تمتص بعض الأسطح الأشعة الضوئية الواردة. وتعتمد النتيجة على نوع السطح الواردة إليه الأشعة الضوئية والزاوية التي يسقط خلالها الضوء على السطح. ويشكل فهم النقاط السابقة محورًا رئيسيًا يسهل عليك فهم آليتي الانعكاس والانكسار بشكلٍ كبيرٍ.
ما هو انعكاس الضوء
يعبر مفهوم انعكاس الضوء أو الانعكاس بشكله الأشمل عن ارتداد الضوء أو الصوت أو الحرارة وغيرها دون أن تمتصها الأسطح الأخرى.
يعبر انعكاس الضوء عن الظاهرة التي تحدث عندما تواجه الأمواج سطحًا أو حدودًا أخرى لا تمتص طاقة الإشعاع فترتد الأمواج بعيدًا عن السطح. وتختلف درجة انعكاس الضوء بحسب الأجسام والأسطح التي تنعكس عنها هذه الأشعة، حيث تعكس الاجسام ذات الأسطح اللامعة أو المصقولة الضوء بشكلٍ أكبر مقارنةً مع الأجسام ذات الأسطح الباهتة أو غير المصقولة؛ أي يمكن القول أن نوع الأسطح يشكل حجر الأساس في تحديد درجة انعكاس الضوء هذه.
أنواع انعكاس الضوء
أما نوعي الانعكاس فهما:
- انعكاس الضوء المنتظم: الذي يحدث عندما يسقط شعاع ضوئي على سطح مصقول وأملس كالمرآة أو أي سطحٍ معدنيٍّ مثلًا، لينعكس عندها الشعاع الضوئي بنفس زاوية وروده. أي تنعكس الأشعة على شكل حزمةٍ ضوئيةٍ من الأشعة المتوازية. وتتساوى هنا كل من زاويتي الانعكاس وزاوية السقوط.
- الانعكاس المنتشر –أو ما يسمى الانعكاس غير المنتظم: والذي يحدث عندما يسقط الشعاع الضوئي على سطحٍ خشنٍ غير أملسٍ أو مصقولٍ، فيسبب ذلك انتشار الضوء في اتجاهاتٍ مختلفةٍ وبالتالي تكون زاوية السقوط وزاوية الانعكاس مختلفتين.
انكسار الضوء
يعبر انكسار الضوء عن انحناء الأشعة الضوئية عند انتقالها من وسط شفاف إلى آخر. ونتيجة اختلاف كثافة الأوساط التي يعبرها الشعاع الضوئي يؤدي ذلك إلى تغيير سرعة هذه الأشعة مما يسبب بدوره تغييرًا في اتجاه حركتها.
وتعتمد درجة الانكسار على أمرين اثنين هما:
- التغير في سرعة الأشعة الضوئية: كما أسلفنا في الفقرة السابقة، تتغير سرعة انتقال الأشعة الضوئية بحسب نوع الأسطح التي تمر خلالها.
- زاوية سقوط الأشعة على الأسطح: ويعتبر هذا الأمر مهمًا للغاية لفهم آلية الانكسار، حيث تؤثر زاوية سقوط الأشعة بشكل كبير في درجة الانكسار التي تظهر لدينا. وكلما زادت زاوية سقوط الضوء على السطح، كلما ازدادت زاوية الانكسار وبدا الجسم منكسرًا بشكل أكبر. أما في حال ورود الشعاع الضوئي بشكل ناظمي (عمودي) على السطح، عندها سيبطئ هذا الانتقال من سرعة الضوء إلا أنه لن يؤثر على اتجاه حركته ولن يسبب انكسارًا ظاهرًا. ومن الجدير بالذكر أن زاوية سقوط الأشعة الضوئية تقاس اعتمادًا على المستقيم الناظم على السطح.