I dag skal vi snakke om loven om refleksjon av lys. Vi vil også fremheve den delen av lineær optikk som dette fenomenet gjelder.
Skole og lys
Barn går utålmodig i første klasse. De er interessert i hva det vil si å studere, de blir fanget av oppstyr med lærebøker og notatbøker. Men disiplin er en streng ting. Ja, og de psykologiske lovene til en lukket gruppe barn er ganske grusomme. Derfor forbinder eldre elever med skolen kun en motvilje mot å gå dit. Men med en kreativ tilnærming til kunnskapen i seg selv, kan du endre måten du ser på verden av leksjoner og dagbøker. I dag skal vi snakke om et viktig konsept for optikk. Fysikk klasse 8 gir dette fenomenet som lovene for brytning og refleksjon av lys.
Bølge og lys
Så rart det enn høres ut, lys er en bølge. "Hvilke hav?" vil elevene spørre. Og vi vil svare: "I elektromagnetisk". Dette komplekse systemet begynner med et ladet objekt i bevegelse. I ordets bokstavelige forstand. Hvis eksperimentatoren elektrifiserer et ravstykke og raskt løper med det, vil det i bevegelsesprosessen oppstå et veldig svakt og veldig kort elektromagnetisk felt. Kilden til store felt som gjennomsyrer hele universet er innemest stjerner. Solen er også et objekt med en ladning som ikke er null, så jorden "bader" bokstavelig t alt i partiklene og de elektromagnetiske feltene den skaper. Og lys er et kvantum av det elektromagnetiske feltet, som betyr at loven om refleksjon kan brukes på det.
Refleksjon, refraksjon, absorpsjon
Så, hva er essensen av loven? I det følgende:
- Hvis en lysstråle faller på en jevn overflate, så ligger normalen til overflaten ved innfallspunktet og det reflekterte lyset i samme plan.
- Helningsvinkelen til den innfallende strålen til normalen er lik helningsvinkelen til det reflekterte lyset.
Noen ganger blir skolebarn skremt av det uforståelige ordet "normal". Men det er ikke forferdelig i det hele tatt. Det er bare en vinkelrett på et gitt punkt på overflaten. Og normalen er som oftest en tenkt linje, den må tenkes gjennom for å løse problemet.
Innfallsvinkelen er lik refleksjonsvinkelen
Hvor skadelig er denne formuleringen av loven om refleksjon av lys? 8. klasse reduserer ofte antall ord i skolereglene for å huske dem bedre. Men selv lineær optikk er et emne der handlings- og forplantningsvektoren er viktig. Det vil si at ikke bare de innbyrdes vinklene til lysstrålene er viktige, men også retningen på deres utbredelse. I dette tilfellet er det viktig å ikke glemme at for hendelsen, det reflekterte bildet og normalen til overflaten, er det bare ett plan ved innfallspunktet.
Typer refleksjon
Det ser ut til at denne regelen ikke kan være enklere. Men her er det noen særegenheter:
- Møte med et dielektrikum forårsaker lys oscillasjoner i atomenedielektrisk polarisering. Dette fører til at hvert punkt i mediet blir en sekundær kilde til bølger. Når de kombineres, genererer de reflektert, brutt og diffust lys.
- Når elektromagnetisk stråling treffer et ledende materiale, får det elektroner til å oscillere. Materialet har en tendens til å kompensere for den resulterende strømmen, noe som resulterer i en nesten total refleksjon. Det er derfor metallet er så skinnende.
- Diffus refleksjon oppstår når en overflate har ruhet. Deres størrelse må overstige bølgelengden til den innfallende strålingen. Det kan imidlertid oppstå en situasjon der fiolett stråling med kort bølgelengde spres, mens rød stråling med lang bølgelengde reflekteres perfekt.
- Intern refleksjon. Hvis lys faller fra et tettere medium til et mer sjeldnere (for eksempel fra vann til luft), reflekteres hele strålen tilbake i en viss vinkel. Loven om total refleksjon er relatert til forskjellen i lysbrytningsindeksene i et medium. Formelen er uttrykt som følger:
- sin j=n2 / n1
hvor j er vinkelen der total intern refleksjon oppstår, og n2 og n1 er brytningsindeksene til de to media.
Hva og når gjenspeiles?
I tillegg til skoletimer og kjedelige oppgaver, kan loven om refleksjon, formelen som vi har gitt litt høyere, observeres i andre tilfeller:
- Når lydbølger spretter fra faste overflater, spretter de tilbake som et ekko. Det er på grunn av denne effekten at barnestemmer høres høyere i en lukket hage enn utenfor.elvebredden. Et tomt rom rett etter oppussing gir også ekko, og møblene som settes der etterpå absorberer luftvibrasjoner.
- Rekognoseringsskip sender ut ultralydbølger foran seg, hvis refleksjonshastighet kan brukes til å bedømme bunntopografien.
- Radiobølger reflekteres fra fly, som lar deg bestemme deres plassering i luften.
- I en medisinsk undersøkelse reflekteres ultralyd fra organgrensen og gir spesialister muligheten til å bedømme prosessene som skjer inne i en person uten å kutte vev.
Mirror and China
Tro imidlertid ikke at refleksjon er siste oppfinnelse. Så snart folk lærte å få rent metall (bronse), ville kvinner umiddelbart vite hvordan de så ut.
For å få materialet til å reflektere bedre, ble overflaten polert for hånd i lang tid. Og siden det var mulig å se bare i én retning av bronseskiven, ble den andre dekorert med et slags mønster.
I det gamle Kina var noen mestere i stand til å lage speil, hvis mysterium ikke har blitt løst før nå. Hvis en solstråle fra den glatte siden av et slikt objekt blir rettet mot en hvit vegg eller et papirark, vil bildet som er gravert på baksiden vises i sirkelen av lys … Essensen av dette fenomenet kunne ikke forklares selv med moderne forskningsmetoder. Å gjette hvordan dette skjer er:
- Mønsteret presses gjennom, deretter slipes den ene siden, og forskjellen i metallets struktur forblir.
- Kobbersmelte helles i en mal forberedt på forhånd, oget tykkere lag metall (der mønsteret har en bule) stivner i en litt annen form enn et tynt element. Denne forskjellen består selv etter polering.
- Den glatte siden av speilet er etset med syre. Etter behandlingen er ikke forskjellen i farge merkbar, men intensiteten til det reflekterte bildet er forskjellig i sterkt sollys.
- Mønsteret påføres speildelen av objektet med en annen kobberkvalitet.
- Bildet er kuttet ut på baksiden av speilet når fronten allerede er pusset til en viss grad. Trykk virker på begge deler av objektet. Speilsiden er så å si dekket med en serie mikrobuler som tilsvarer mønsteret. Nok en sliping fullfører jobben, og gir de skapte ujevnhetene og dalene et jevnere utseende.
Det er vanskelig å tro at det i en tid med atomspektroskopi og røntgenforskning av materie fortsatt er mysterier knyttet til refleksjon, men fakta er gjenstridige ting.
