المنشور: تكوين الضوء

• لفهم كيفية عمل المنشور والتعرف على خصائصه
• لفهم مفهوم التشتت

هل سبق لك أن رأيت قوس قزح؟ لماذا برأيك قد يظهر قوس قزح بعد هطول المطر؟ دعونا نأخذ قطعة زجاج ونرفعها في اتجاه الشمس ونحاول تفكيك شعاع من الضوء إلى الألوان السبعة لقوس قزح، وهو ما يُسمى الطيف. في هذا الدرس، سنجيب على الأسئلة التالية.

كيف ولماذا يستطيع المنشور تقسيم الضوء الأبيض إلى سبعة ألوان؟

يقوم المنشور بتفكيك الضوء الأبيض إلى مجموعة من سبعة ألوان تُسمى الطيف. وتأتي هذه الألوان السبعة دائمًا بنفس الترتيب. ألوان الطيف هي: الأحمر، والبرتقالي، والأصفر، والأخضر، والأزرق، والنيلي، والبنفسجي. يمكنك ابتكار اسم باستخدام الحرف الأول من كل لون لتكوين اسم شخص. ROY G BIV يمكن للضوء أن ينعكس وينحرف. عندما يمر الضوء عبر زجاج المنشور، يتباطأ ينحرف. لا ينحرف اللون الأحمر بنفس الطريقة التي ينحرف بها اللون البنفسجي. وعندما تخرج الألوان من المنشور، ينحرف كل لون بطريقة مختلفة وبمقدار مختلف. يعلق الناس المنشورات على المصابيح المزخرفة في منازلهم أو على النوافذ التي تشرق منها أشعة الشمس في منازلهم من أجل ملء غرفهم بأقواس قزح.

بعد هطول المطر، تنتشر في الهواء من حولنا قطرات ماء كثيرة جدًّا. وعندما تشرق الشمس، يسقط الضوء الأبيض على كل قطرات الماء هذه. وتعمل كل قطرة ماء من بين ملايين وملايين القطرات تمامًا كمنشور، حيث تقوم بتفكيك شعاع الضوء الأبيض الواحد إلى سبعة ألوان. يدخل ضوء الشمس كل قطرة ماء على حدة، فتنبعث الألوان كما لو كانت قطرة الماء منشورًا. يحدث هذا الانحراف والانعكاس في الوقت نفسه في جميع قطرات الماء، وهذا هو ما يشكل ألوان قوس قزح التي تراها بعد هطول المطر.

يمكنك صنع قوس قزح خاص بك — قوس قزح يعمل تمامًا مثل الذي قد تراه في السماء. في يوم مشرق ومشمس، خذ خرطوم حديقة واستخدم إصبعك أو فوهة الخرطوم لرش رذاذ خفيف في الهواء. سترى قوس قزح يتشكل في قطرات الماء أثناء سقوطها من الرذاذ الخفيف في الهواء.

قوس قزح لا نهاية له، لأنه على شكل دائرة. يمكنك رؤية الدائرة الكاملة لقوس قزح من على متن طائرة. وهناك سبب لعدم تمكنك من رؤية نهاية قوس قزح من على الأرض. لكي ترى قوس قزح، يجب أن تكون قطرات المطر تتساقط في مكان ما أمامك، وأن تكون الشمس في مكان ما خلفك. وبهذه الطريقة، تعكس قطرات المطر ضوء الشمس إلى عينيك. وترى هذا الضوء على شكل ألوان قوس قزح لأن ضوء الشمس يتكون من جميع الألوان الممكنة. وينقسم ضوء الشمس إلى تلك الألوان عندما يضرب قطرات المطر.

إذا حاولت السير نحو نهاية قوس قزح، فسيظل قوس قزح يتحرك معك. فالقطرات لا تزال أمامك، والشمس لا تزال خلفك، لذا لن تتمكن أبدًا من الوصول إلى نهايته!

• مستوى مائل، مزود بثلاثة أطراف مسار مختلفة — MEC-053
• جهاز عرض مزود بمصباح هالوجين 12 فولت، 20 واط — OPT-006
• منشور زجاجي متساوي الأضلاع (طول الضلع 25 مم) — OPT-023
• طاولة بريزم — OPT-010
• حامل للشرائح والأغشية — OPT-005
• مجموعة مكونة من سبعة أغشية — OPT-004

• اذكر جميع الألوان، بالترتيب، التي يمكن رؤيتها في قوس قزح.
• لماذا تقوم قطرات المطر، أي قطرات الماء، بتفكيك الضوء الأبيض إلى ألوان تمامًا مثل المنشور؟