headline
Error processing SSI file




מבוא לשבירת האור


האור הינו תופעה גלית וגלי האור מתקדמים באוויר במהירות של 300,000 ק"מ לשנייה בקירוב. כאשר האור נתקל במשטח ראי אז הוא מוחזר ממנו במלואו. תופעה זו היא החזרה גמורה ומסלול התקדמות האור בעקבות ההחזרה הגמורה ידוע ונובע מחוקי ההחזרה שנלמדו בפרק של מראה שטוחה. אך מה קורה כאשר המשטח בו מתנגשת קרן האור אינו גורם להחזרה מלאה? למשל, מה קורה כאשר המשטח הוא שקוף כמו זכוכית, מים, פלסטיק וכדומה? איך אז משתנה מסלול קרן האור הפוגעת?

כאשר קרן אור פוגעת בתווך (חומר) שאינו אטום לחלוטין, אזי מתרחשת שבירה של האור. חלק מן האור מוחזר כבתהליך החזרה, אך חלק אחר של האור נכנס ועובר דרך התווך הנפגע.

מניסיון חיי היומיום נוכל להגיד שחלק האור שעובר דרך התווך החדש לרוב אינו ממשיך את תנועתו בקו ישר המתלכד עם תנועת קרן האור לפני הפגיעה.

דוגמה נפוצה לכך היא כפית הנמצא חציה באוויר וחצייה בתוך תווך אחר - מים. אם נניח את הכפית בתוך כוס מים ונביט מלמעלה בקו ישר מטה לתוך הכוס המונחת באופן ישר על השולחן, אז לא נבחין בשינוי בהתקדמות האור הפוגע בכפית ומוחזר ממנה. בין אם האור מוחזר מהכפית ועובר דרך האוויר בלבד ובין אם האור מוחזר מחלק הכפית השקוע בתוך המים ועובר גם דרך המים.

כפית שחציה בתוך מים הנצפית בקו ישר


אך אם נטה מעט את הכוס הצידה ונביט שוב בכפית, אז נבחין כעת שהכפית אינה נראית יותר שלמה, אלא שבורה. האור הפוגע בזווית בכפית ומוחזר ממנה עובר מסלול שונה בין כשהיא מחוץ למים ובין כשהיא בתוך המים.

כפית שחציה בתוך מים הנצפית מזווית


קיימת תופעה של שבירת האור בה קרן האור נשברת ומשנה מעט את מסלול התקדמות. מתקבל קו ישר שבור המתאר את מסלול קרן האור לפני הפגיעה ואחריה, כשנקודת השבירה של הקו היא בגבול בין שני חומרי התווך השונים בהם נעה הקרן.

תופעת שבירת האור נובעת מכך שלכל סוג חומר בטבע ישנן תכונות שונות וביניהן גם התכונה של צפיפות אופטית. צפיפות אופטית הוא גודל פיזיקאלי המאפשר לתאר את מידת ההתנגדות של החומר למעבר גלי האור דרכו. ככל שהצפיפות האופטית גדולה יותר ינועו גלי האור דרכו במהירות איטית יותר. לחילופין, ככל שהצפיפות האופטית קטנה יותר ינועו גלי האור דרכו במהירות רבה יותר. מיד בהמשך נתייחס לתכונה זו של צפיפות אופטית ושל המהירות השונה של האור כתוצאה ממנה בחומרים שונים כדי לדון בתופעת שבירת האור.

[לפרק הקודם | לפרק הבא]

[ עמוד ראשי - אופטיקה גיאומטרית | אופטיקה גיאומטרית - שבירת האור : מבוא לשבירת האור | חוקי סנל | מנת השבירה | מנת השבירה ומהירות האור | זווית הגבול והחזרה גמורה | שבירת אור דרך לוח | שבירת אור דרך מנסרה ]