ظاهرة الاستقطاب – فيزياء السادس

شرح لدرس ظاهرة الاستقطاب في مادة الفيزياء للصف السادس الإعدادي، يشمل المفهوم، الأنواع التطبيقات، والرسم التوضيحي:

🧲 ظاهرة الاستقطاب (Polarization)

✅ تعريف الاستقطاب:

الاستقطاب هو عملية تقليل أو تحديد اتجاه اهتزاز الموجات الكهرومغناطيسية (مثل الضوء) في مستوى واحد فقط.

أي: السماح بمرور الموجات المهتزة في اتجاه معيّن، ومنع الموجات المهتزة في باقي الاتجاهات.

🌊 متى تحدث ظاهرة الاستقطاب؟

تحدث فقط في الموجات المستعرضة مثل:

• الضوء
• الموجات الكهرومغناطيسية

ولا تحدث في الموجات الطولية (مثل الصوت)، لأن اهتزازاتها تتم في نفس اتجاه الانتشار.

💡 أنواع الاستقطاب:

🔁 أمثلة يومية على الاستقطاب:

• النظارات الشمسية: تحتوي على عدسات مستقطبة تقلل من الوهج الناتج عن انعكاس الضوء.
• شاشات LCD: تعمل بمبدأ الاستقطاب.
• تصوير الأفلام ثلاثية الأبعاد (3D): باستخدام نظارات استقطابية.

🔬 أهم تجربة للاستقطاب:

• أدوات: مصدر ضوء، مرشّح بولارويد أول (يسمى محلل)، ومرشّح ثاني (يسمى محلل).
• عند تدوير أحد المرشّحين بالنسبة للآخر:
  • إذا كانا متوازيين → يمر الضوء.
  • إذا كانا متعامدين → يُحجب الضوء كليًا.

📐 زاوية الاستقطاب (زاوية بروستر):

إذا سقط الضوء على سطح عازل (مثل الزجاج أو الماء)، يمكن أن يحدث استقطاب جزئي أو كلي للشعاع المنعكس عند زاوية معينة تسمى زاوية بروستر.

$$\tan \theta_B = \frac{n_2}{n_1}$$

• $\theta_B$: زاوية بروستر
• $n_1, n_2$: معاملات الانكسار للوسطين

🎯 أهمية الاستقطاب في الفيزياء:

• إثبات أن الضوء موجة مستعرضة.
• يستخدم في العديد من التطبيقات البصرية والهندسية.
• يساعد في تقليل التوهج وتحسين الرؤية في التصوير.

🎨 رسم توضيحي مبسط:

يمكنك رسم:

• شعاع ضوء غير مستقطب → موجات في كل الاتجاهات العمودية.
• بعد مروره في مرشح استقطاب → تصبح الموجات في اتجاه واحد فقط.
• مرفق مرشّحين متعامدين → لا يمر الضوء.

✅ خلاصة:

• الاستقطاب يقلل الاهتزازات إلى مستوى واحد.
• لا يحدث إلا للموجات المستعرضة.
• له تطبيقات مهمة في النظارات، التصوير، والفيزياء.