Noen fysikklover er vanskelig å forestille seg uten bruk av visuelle hjelpemidler. Dette gjelder ikke det vanlige lyset som faller på ulike gjenstander. Så, ved grensen som skiller to medier, er det en endring i retningen til lysstråler hvis denne grensen er mye større enn bølgelengden. I dette tilfellet oppstår refleksjon av lys når en del av energien går tilbake til det første mediet. Hvis en del av strålene trenger inn i et annet medium, brytes de. I fysikk kalles strømmen av lysenergi som treffer grensen til to forskjellige medier hendelse, og den som går tilbake fra den til det første mediet kalles reflektert. Det er den gjensidige ordningen av disse strålene som bestemmer lovene for refleksjon og lysbrytning.
Vilkår
Vinkelen mellom den innfallende strålen og den perpendikulære linjen til grensesnittet mellom to medier, gjenopprettet til innfallspunktet for lysenergifluksen, kalles innfallsvinkelen. Det er en annen viktig indikator. Dette er refleksjonsvinkelen. Det oppstår mellom den reflekterte strålen og den vinkelrette linjen gjenopprettet til innfallspunktet. lys kanforplante seg i en rett linje bare i et homogent medium. Ulike medier absorberer og reflekterer lysstråling på forskjellige måter. Refleksjonskoeffisienten er en verdi som karakteriserer refleksjonsevnen til et stoff. Den viser hvor mye energi som bringes av lysstråling til overflaten av mediet vil være den som blir ført bort fra det av reflektert stråling. Denne koeffisienten avhenger av en rekke faktorer, en av de viktigste er innfallsvinkelen og sammensetningen av strålingen. Total refleksjon av lys oppstår når det faller på gjenstander eller stoffer med en reflekterende overflate. Så, for eksempel, dette skjer når stråler treffer en tynn film av sølv og flytende kvikksølv avsatt på glass. Totalrefleksjon av lys er ganske vanlig i praksis.
lover
Refleksjons- og lysbrytningslovene ble formulert av Euklid på 300-tallet f. Kr. f. Kr e. Alle av dem er etablert eksperimentelt og kan lett bekreftes av det rent geometriske prinsippet til Huygens. Ifølge ham er ethvert punkt i mediet som forstyrrelsen når, en kilde til sekundære bølger.
Den første loven for lysrefleksjon: innfallende og reflekterende stråler, samt den vinkelrette linjen til grensesnittet mellom media, gjenopprettet ved innfallspunktet for lysstrålen, er plassert i samme plan. En plan bølge faller på en reflekterende overflate, hvis bølgeoverflater er striper.
En annen lov sier at refleksjonsvinkelen til lys er lik innfallsvinkelen. Dette er fordi de er gjensidig vinkelrettsider. Basert på prinsippene om trekanters likhet, følger det at innfallsvinkelen er lik refleksjonsvinkelen. Det kan enkelt bevises at de ligger i samme plan med den perpendikulære linjen gjenopprettet til grensesnittet mellom media ved innfallspunktet for strålen. Disse viktigste lovene er også gyldige for lysets omvendte kurs. På grunn av energiens reversibilitet, vil en stråle som forplanter seg langs banen til det reflekterte bli reflektert langs veien til hendelsen.
Egenskaper til reflekterende kropper
De aller fleste gjenstander reflekterer bare lysstrålingen som faller på dem. Imidlertid er de ikke en lyskilde. Godt opplyste kropper er perfekt synlige fra alle sider, siden strålingen fra overflaten deres reflekteres og spres i forskjellige retninger. Dette fenomenet kalles diffus (spredt) refleksjon. Det oppstår når lys treffer en grov overflate. For å bestemme banen til strålen som reflekteres fra kroppen ved dets innfallspunkt, tegnes et plan som berører overflaten. Så, i forhold til den, bygges innfallsvinklene for stråler og refleksjon.
Diffuse Reflection
Bare på grunn av eksistensen av diffus (diffus) refleksjon av lysenergi, skiller vi objekter som ikke er i stand til å sende ut lys. Enhver kropp vil være helt usynlig for oss hvis spredningen av stråler er null.
Diffus refleksjon av lysenergi forårsaker ikke ubehag i øynene til en person. Dette skyldes det faktum at ikke alt lys går tilbake til sitt opprinnelige miljø. Altså fra snøenca. 85% av strålingen reflekteres, fra hvitt papir - 75%, men fra svart velour - bare 0,5%. Når lys reflekteres fra ulike grove overflater, blir strålene rettet tilfeldig i forhold til hverandre. Avhengig av i hvilken grad overflater reflekterer lysstråler, kalles de matte eller speil. Disse begrepene er imidlertid relative. De samme overflatene kan være speilende og matte ved forskjellige bølgelengder av innfallende lys. En overflate som jevnt sprer stråler i forskjellige retninger anses som absolutt matt. Selv om det praktisk t alt ikke finnes slike gjenstander i naturen, er uglasert porselen, snø, tegnepapir veldig nærme dem.
Speilrefleksjon
Spekulær refleksjon av lysstråler skiller seg fra andre typer ved at når energistråler faller på en jevn overflate i en viss vinkel, reflekteres de i én retning. Dette fenomenet er kjent for alle som noen gang har brukt et speil under lysstrålene. I dette tilfellet er det en reflekterende overflate. Andre organer tilhører også denne kategorien. Alle optisk glatte objekter kan klassifiseres som speiloverflater (reflekterende) hvis størrelsen på inhomogeniteter og uregelmessigheter på dem er mindre enn 1 mikron (ikke overskrider bølgelengden til lys). For alle slike overflater er lovene for lysrefleksjon gyldige.
Refleksjon av lys fra forskjellige speiloverflater
Speil med buet reflekterende overflate (sfæriske speil) brukes ofte innen teknologi. Slike gjenstander er kropperformet som et sfærisk segment. Parallellen til strålene i tilfelle av refleksjon av lys fra slike overflater er sterkt krenket. Det finnes to typer slike speil:
• konkav - reflekterer lys fra den indre overflaten av segmentet av kulen, de kalles samlende, siden parallelle lysstråler etter refleksjon fra dem samles på ett punkt;
• konveks - reflekterer lys fra den ytre overflaten, mens parallelle stråler er spredt til sidene, og derfor kalles konvekse speil spredning.
Alternativer for reflekterende lysstråler
En stråle som faller inn nesten parallelt med overflaten berører den bare litt, og reflekteres deretter i en svært stump vinkel. Den fortsetter så på en veldig lav bane, så nær overflaten som mulig. En stråle som faller nesten vertik alt reflekteres i en spiss vinkel. I dette tilfellet vil retningen til den allerede reflekterte strålen være nær banen til den innfallende strålen, noe som er helt i samsvar med fysiske lover.
Refraksjon av lys
Refleksjon er nært beslektet med andre fenomener innen geometrisk optikk, som refraksjon og total intern refleksjon. Ofte passerer lys gjennom grensen mellom to medier. Lysbrytning er en endring i retningen til optisk stråling. Det oppstår når det går fra ett medium til et annet. Brytningen av lys har to mønstre:
• strålen som passerer gjennom grensen mellom media er plassert i et plan som går gjennom vinkelrett på overflaten og den innfallende strålen;
•innfallsvinkel og brytning er relatert.
Refraksjon er alltid ledsaget av refleksjon av lys. Summen av energiene til de reflekterte og brutte strålene av stråler er lik energien til den innfallende strålen. Deres relative intensitet avhenger av polarisasjonen av lyset i den innfallende strålen og innfallsvinkelen. Strukturen til mange optiske enheter er basert på lovene for lysbrytning.
