شرح قانون سنل
قانون سنل
يُسمّى قانون الانكسار باللغة الإنجليزية Law of refraction، وفي علم البصريات والفيزياء بقانون سنل نسبة إلى الفلكيّ والرياضيّ المشهور لويلبرورد سنيليوس، بينما الفرانكوفون يطلقون عليه قانون ديكارت نسبة إلى العالم رينيه ديكاريت، وهذا القانون يعبر عن صيغة رياضيّة تصف العلاقة بين زوايا السقوط والانكسار عندما ينتقل الضوء أو غيره من الأمواج بين وسطين مختلفين مثل الهواء والمياه.
تاريخ قانون سنل
منذ القدم استطاع الإغريقيّ كلاوديوس بطليموس أن يجد علاقة ما بين زوايا الانكسار، لكنّ نتائج هذه العلاقة كانت غير دقيقة بالنسبة للزوايا الكبيرة، كما كان بطليموس واثقاً من أنَّه وضع حجر الأساس من خلال قانون تجريبيّ دقيق، لذا حاول أن يلفّق النتائج حتى تناسب نظريته، وبعد ذلك حاول الحسن بن الهيثم في كتابه المناظر التعرّف على قانون الانكسار لكنه لم يوفّق بشكلٍ كبير.
يعتبر ابن سهل الشخص الأوّل الذي تطرَّق إلى هذا القانون وذلك بعد محاولات من البحث استطاع أن يصف ظاهرة الانكسار بأسلوب صحيح ودقيق، إلا أنّ اكتشاف القانون كان في عام 1602م على يد توماس هاريوت وعلى الرغم من عدم نشر النتائج التي توصّل إليها، وفي عام 1621م وضع ويلبرود سنيليوس صيغة رياضيّة مهمة للقانون، وفي عام 1637م استخدم العالم رينيه ديكارت حسابات جيوب الزوايا للتعبير عن بعض مسائل الانكسار.
استخدامات قانون سنل
يستخدم قانون سنل في الكثير من المجالات الحياتيّة مثل البصريات وفي العمليّات التي تتبع الشعاع، حيث يحسب زوايا السقوط أو الانكسار، وفي التجارب البصريّة، كما أنّه يستخدم في علم الأحجار الكريمة وذلك لأنّه يتعرّف على قرينة الانكسار لمادة معيّنة.
صيغة قانون سنل
ينصّ قانون سنل على أنّ النسبة بين جيوب زوايا السقوط أو الانكسار في وسطين مختلفين تكون متساوية لنسبة السرعتين في الوسطين، كما يُمكن التعبير عنه رياضياً كالآتي: (جاهـ1/جاهـ2)=(ع1/ع2)=(ن1/ن2)، حيث إنَّ:
- هـ1: هو زاوية سقوط الموجة من الوسط الأول إلى الوسط الثاني.
- هـ2: هو زاوية انكسار الموجة في الوسط الثاني.
- ع1: هو سرعة الضوء في الوسط الأول.
- ع2: هو سرعة الضوء في الوسط الثاني.
- ن1: هو معامل الانكسار للوسط الأول.
- ن2: هو معامل الانكسار للوسط الثاني.
- ملاحظة: إذا كان معامل انكسار الوسط الأوّل أصغر من معامل انكسار الوسط الثاني فإنّ سرعة الموجة تقلّ، كما هو الحال عند المرور من الهواء إلى الماء، أو الزجاج فإنّ زاوية الانكسار تكون أقلّ من زاوية السقوط.