إجابة سريعة
يمكنك بسهولة استكشاف سلوك الضوء في المنزل باستخدام منشور مثلثي لتقسيم الضوء الأبيض إلى قوس قزح ومكعب مقسم شعاع لتقسيم شعاع الليزر.
لماذا نبدأ بالمنشور؟
المناشير أدوات بسيطة تكشف عن فيزياء أساسية—الانكسار، والتشتت، والانعكاس—دون الحاجة إلى معدات مختبرية باهظة الثمن. يعمل المنشور المثلثي بشكل أفضل لإنشاء أقواس قزح من ضوء الشمس أو مصباح يدوي، بينما يتيح لك مكعب مقسم الشعاع رؤية كيفية تقسيم مسارات الضوء وإعادة دمجها.
تجارب المنشور خطوة بخطوة
- 1. اصنع قوس قزح باستخدام منشور مثلثي: أمسك المنشور البصري المثلثي من BK7 في شعاع الشمس أو أمام مصباح يدوي أبيض ساطع. قم بتدويره ببطء حتى يظهر شريط قوس قزح على حائط أو ورقة بيضاء. يقوم المنشور بثني الألوان المختلفة بزوايا مختلفة قليلاً، مما يفصل الضوء الأبيض إلى ألوانه المكونة. خطأ شائع: استخدام يوم غائم أو مصدر ضوء خافت. الضوء الساطع المباشر يعطي أوضح طيف.
- 2. قم بتقسيم شعاع الليزر باستخدام مكعب مقسم الشعاع: سلط مؤشر ليزر (منخفض الطاقة، آمن للعين) مباشرة على وجه واحد من مكعب المنشور البصري مقسم الشعاع. لاحظ شعاعين يخرجان: أحدهما يستمر بشكل مستقيم، والآخر ينعطف بزاوية 90 درجة. يوضح هذا كيف يقسم المكعب الشعاع إلى مسارين متساويين في الشدة. نقطة تفتيش: وجه الليزر دائمًا بعيدًا عن العيون والأسطح العاكسة. يعمل المكعب بشكل أفضل عندما يصطدم الليزر بمركز الوجه.
- 3. أعد دمج الشعاعين المنقسمين: ضع مرآتين صغيرتين لإعادة توجيه الشعاعين من مكعب مقسم الشعاع بحيث يلتقيان مرة أخرى على سطح بعيد. اضبط المرايا حتى تتداخل البقع. لاحظ أن البقعة المدمجة ساطعة مثل الأصلية—مما يثبت أن المكعب يقسم فقط، ولا يضعف الضوء. خطأ شائع: المرايا غير محاذية. استخدم غرفة مظلمة لرؤية البقع الخافتة ومحاذاتها بدقة.
ما ستحتاج إليه
-
منشور بصري مثلثي من BK7: مصنوع من زجاج بصري BK7 بشكل مثلثي دقيق لتلاعب استثنائي بالضوء. يعطي زجاج BK7 أقواس قزح أوضح وأكثر إشراقًا من المناشير الأكريليكية الرخيصة، لذا فإن فصل الألوان يكون أكثر حيوية.
منشور بصري مثلثي من BK7
-
مكعب منشور بصري مقسم الشعاع: منشور مكعب الشكل يقسم شعاع الضوء الوارد إلى مسارين منفصلين. يتيح لك إظهار تقسيم الشعاع وإعادة الدمج، وهو أمر يصعب إظهاره باستخدام منشور مثلثي وحده.
مكعب منشور بصري مقسم الشعاع
