حاسبة قانون سنل

طريقة الاستخدام

1. اكتب معامل الانكسار للوسط الأول، مثلاً 1.00 للهواء.
2. اكتب معامل الانكسار للوسط الثاني، مثلاً 1.50 للزجاج.
3. اكتب زاوية السقوط بالدرجات، مقاسة من العمود المقام.
4. اقرأ زاوية الانكسار وسرعتي الضوء، ثم اقرأ الخطوات.

قانون سنل

عندما يمر الضوء من وسط شفاف إلى وسط شفاف آخر فإنه يغيّر اتجاهه. يعطي قانون سنل الاتجاه الجديد: يكون حاصل ضرب معامل الانكسار في جيب الزاوية متساوياً على جانبي الحد الفاصل بين الوسطين (OpenStax، University Physics Volume 3، الفصل 1).

n1 sin θ1 = n2 sin θ2

n  = معامل الانكسار، n = c ÷ v
θ1 = زاوية السقوط، من العمود المقام
θ2 = زاوية الانكسار، من العمود المقام
c  = 299,792,458 م/ث، سرعة الضوء في الفراغ (قيمة دقيقة)
v  = سرعة الضوء في الوسط

• يقترب الشعاع من العمود المقام عند دخوله وسطاً معامل انكساره أكبر، ويبتعد عنه عند خروجه إلى وسط معامل انكساره أصغر.
• الشعاع الذي يعبر حداً بين وسطين متطابقين لا ينكسر.
• يتغير معامل الانكسار مع الطول الموجي، ولهذا يفصل الانكسار ألوان الضوء الأبيض في قوس قزح.

الزاوية الحرجة والانعكاس الداخلي الكلي

عندما ينتقل الضوء من وسط معامل انكساره أكبر (n1 > n2) إلى وسط معامل انكساره أصغر، يزداد جيب زاوية الانكسار أسرع من جيب زاوية السقوط. يصل الجيب إلى 1 عند الزاوية الحرجة، أي sin θc = n2 ÷ n1. وبعد هذه الزاوية لا يوجد شعاع منكسر، فينعكس الضوء انعكاساً كلياً داخل الوسط الأول (OpenStax، الفصل نفسه).

ما لا يشمله هذا الحاسب

• النسبة المنعكسة من الضوء عند السطح، وكيف يصير مستقطباً (معادلات فرينل).
• الأوساط التي تمتص الضوء فتغيّر سطوعه أثناء سيره.
• حدود متعددة متتالية مع طبقة رقيقة بينها، مثل الغشاء أو طلاء العدسة.

الأسئلة الشائعة