بصريات المعادن (المقدمة)
بصريات المعادن هو دراسة خصائص الضوء عند تفاعله مع المواد الصلبة البلورية. ويشمل هذا دراسة انكسار الضوء، وانعكاسه، وامتصاصه، وتشتته، والحيود، والقطبية، والمغناطيسية الضوئية. وتُستخدم بصريات المعادن في العديد من المجالات، بما في ذلك علم الجيولوجيا، وعلم المواد، والهندسة الكهربائية، والفيزياء.
1- خصائص الضوء
الضوء هو أحد أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي، وهو نوع من الموجات.
يمكن وصف الضوء من حيث طوله الموجي وتردده وطاقته.
الطول الموجي للضوء هو المسافة بين قمتين متتاليتين للموجة.
التردد للضوء هو عدد الموجات التي تمر عبر نقطة معينة في الثانية الواحدة.
طاقة الضوء هي كمية الطاقة التي يحملها كل فوتون من الضوء.
2- انكسار الضوء
عندما ينتقل الضوء من وسط إلى آخر، فإنه ينكسر، أي يتغير اتجاهه.
زاوية الانكسار هي الزاوية بين الشعاع الساقط والشعاع المنكسر.
تعتمد زاوية الانكسار على قرينة الانكسار للوسطين.
3- انعكاس الضوء
عندما ينتقل الضوء من وسط إلى آخر، فإنه ينعكس، أي يرتد في نفس الاتجاه.
زاوية الانعكاس هي الزاوية بين الشعاع الساقط والشعاع المنعكس.
زاوية الانعكاس تساوي زاوية الانكسار.
4- امتصاص الضوء
عندما ينتقل الضوء عبر مادة، فإنه يمتص من قبل ذرات المادة.
تعتمد كمية الضوء الممتصة على نوع المادة وسمكها.
يؤدي امتصاص الضوء إلى تحويل طاقة الضوء إلى طاقة حرارية.
5- تشتت الضوء
عندما ينتقل الضوء عبر مادة، فإنه يتشتت، أي ينفصل إلى ألوان مختلفة.
يحدث التشتت بسبب الاختلاف في قرينة الانكسار للضوء بأطوال موجية مختلفة.
يؤدي التشتت إلى تكوين قوس قزح عندما يمر الضوء عبر قطرات الماء.
6- القطبية الضوئية
الضوء الذي يتأرجح في مستوى واحد فقط هو ضوء مستقطب.
يمكن إنتاج الضوء المستقطب باستخدام مرشح استقطاب.
يُستخدم الضوء المستقطب في العديد من التطبيقات، بما في ذلك التصوير الفوتوغرافي والمجهر والطب.
7- المغناطيسية الضوئية
المواد المغناطيسية الضوئية هي مواد تتغير خصائصها البصرية استجابةً لمجال مغناطيسي.
تُستخدم المواد المغناطيسية الضوئية في العديد من التطبيقات، بما في ذلك أجهزة الاستشعار والمخازن الضوئية.
الخلاصة
بصريات المعادن هو دراسة خصائص الضوء عند تفاعله مع المواد الصلبة البلورية. وتُستخدم بصريات المعادن في العديد من المجالات، بما في ذلك علم الجيولوجيا، وعلم المواد، والهندسة الكهربائية، والفيزياء.