۲۰ امتحان نهایی / فیزیک · نور
عمود، زاویه، محیط

شکست نور؛
همهٔ زاویه‌ها را از خط عمود بخوان

بیشتر خطاهای شکست از اندازه‌گیری زاویه نسبت به سطح یا جابه‌جایی محیط اول و دوم می‌آیند. مرز و عمود را رسم کن، پرتوها را جهت‌دار نشان بده و سپس رابطه را بنویس.

n

مرز و خط عمود را رسم کن

در نقطهٔ برخورد پرتو با مرز، خطی عمود بر سطح بکش. زاویهٔ تابش و شکست هر دو میان پرتو و همین خط سنجیده می‌شوند.

محیط اول و دوم را نام‌گذاری کن

جهت پیکان پرتو نشان می‌دهد نور از کدام محیط وارد کدام محیط می‌شود. ضریب‌ها را با زیرنویس روشن بنویس تا در رابطه جابه‌جا نشوند.

کارت حل شکست

محیط ۱ ← عمود ← زاویهٔ تابش ← محیط ۲ ← زاویهٔ شکست ← رابطهٔ اسنل ← جهت خم‌شدن ← کنترل

جهت خم‌شدن را پیش‌بینی کن

پیش از محاسبه، بر اساس ضریب‌ها بررسی کن پرتو باید به عمود نزدیک یا از آن دور شود. نتیجهٔ عددی باید با این پیش‌بینی سازگار باشد.

رابطهٔ اسنل را با ترتیب ثابت بنویس

ضریب هر محیط را کنار سینوس زاویهٔ همان محیط قرار بده. سپس داده‌ها را با واحد زاویهٔ سازگار وارد کن و مجهول را جدا ساز.

ضریب شکست را با سرعت پیوند بده

اگر سرعت نور در محیط داده شده، ابتدا رابطهٔ ضریب و سرعت را بنویس. سرعت مرجع و سرعت در محیط را جابه‌جا نکن و بی‌واحدبودن ضریب را کنترل کن.

عبور عمودی را حالت ویژه ببین

وقتی پرتو روی خط عمود حرکت می‌کند، زاویهٔ تابش صفر است و مسیر در مرز منحرف نمی‌شود؛ هرچند ویژگی سرعت در محیط می‌تواند تغییر کند.

زاویهٔ بحرانی را با جهت درست بررسی کن

شرط محیط آغاز و پایان را پیش از استفاده از رابطه بنویس. در حالت مرزی، پرتو شکسته در امتداد سطح قرار می‌گیرد و زاویهٔ شکست مقدار ویژه‌ای دارد.

بازتاب کلی را فقط با دو شرط نام ببر

جهت حرکت میان محیط‌ها و بزرگ‌بودن زاویه نسبت به مقدار بحرانی باید هم‌زمان برقرار باشند. نبود یکی از شرط‌ها نتیجه را عوض می‌کند.

شکل چندلایه را مرزبه‌مرز حل کن

خروجی یک مرز ورودی مرز بعدی است. برای هر مرز عمود جدا رسم و محیط‌های دو سوی آن را دوباره نام‌گذاری کن.

پاسخ را با محدودهٔ سینوس کنترل کن

مقدار سینوس باید در بازهٔ معتبر باشد و زاویه با شکل سازگار شود. برای چارچوب نور به نور و عدسی و برای واحدها به تبدیل واحد فیزیک برو.