ВІДБИТТЯ СВІТЛА: ЕЛЕМЕНТИ, ЗАКОНИ ТА ПРОГРАМИ - ФІЗИЧНІ - 2025

Віддзеркалення світла є оптичне явище , з допомогою якого промінь світла змінює напрямок і знаходить своє відображення , коли воно падає на поверхню розділу двох середовищ, не будучи в змозі перетнути зазначену поверхню.

Це основне явище, яке зустрічається в природі і яке вже вивчалося в класичній Греції. Однак закони, що регулюють відбиття світла, не були проголошені лише до XVII століття. Саме голландський вчений В. Снелл визначив закони як відбиття, так і заломлення. Таким чином ці закони отримали назву Законів Снелла.

Відбиття світла у воді. Піксабай

Саме відбиття - це загальне явище, яке впливає на всі хвилі, хоча випадок світла є найбільш репрезентативним. Кожного разу, коли світло падає на тіло, відбувається відбиття. Залежно від того, які кольори спектру поглинає тіло та які саме відбиває, ми бачимо тіло того чи іншого кольору.

Відображення також присутнє в нашому повсякденному житті в питаннях, як щоденних, як формування образів у дзеркалах. Ці образи можна пояснити із законів рефлексії. Це також можна побачити на зображеннях, відображених на поверхні води, хоча в цьому випадку відбувається і явище заломлення.

Елементи

При вивченні відбиття світла слід враховувати наступні елементи: світло, два середовища, поверхню розділення носія, падаючий промінь, відбитий промінь і нормальний до поверхні поділу .

У фізиці термін світло включає все поле випромінювання, включене в електромагнітний спектр, термін видиме світло зарезервований для тієї частини спектру, яку сприймає людське око.

У відображенні слід розрізняти два засоби. Перший - це середовище, через яке хвиля проходить. Другий або не перетинає його, або якщо це відбувається, відбувається заломлення хвилі. Між двома медіа є те, що називається поділом медіа.

Нормальною є лінія, перпендикулярна площині поділу середовища. Промінням, що падає, називається промінь світла, який досягає поверхні поділу через перше середовище. Зі свого боку відбитий промінь - це той, який відбивається після зіткнення падаючого променя з цією поверхнею.

Закони рефлексії

Хоча Евклід вперше опублікував закони роздумів у ІІІ столітті до нашої ери, правда полягає в тому, що це було в 1621 році з голландським астрономом і математиком Віллебрордом Снеллем ван Ройєном, коли були встановлені діючі закони відображення і заломлення. .

Два закони рефлексії обговорюються нижче.

Перший закон

Перший закон узагальнений у наступному твердженні: падаючий промінь, нормальний (або перпендикулярний до площини) і відбитий промінь знаходяться в одній площині простору.

Кути відображення світла. Не надано машиночитаного автора. Арвелій припускав (на основі претензій щодо авторських прав).

Другий закон

Другий закон відображення говорить, що кут відбиття точно такий же, як і кут падіння.

Принцип Ферма

Як попередні два закони відображення, так і закони заломлення можна вивести з принципу Ферма. Цей принцип стверджує, що шлях, який промінь світла проходить між двома місцями в просторі, завжди є тим, який займає найкоротший можливий час.

Повне внутрішнє відбиття світла

Повне внутрішнє відбиття світла відбувається, коли світло зустрічається із середовищем з показником заломлення, n ₂ , меншим, ніж у середовища, в якому воно знаходиться, n ₁ . У цьому випадку світло не в змозі пройти через поверхню розділення обох середовищ і повністю відбивається.

Звичайно, це відбувається лише при кутах падіння, більших, ніж у тих, що називаються критичним кутом.

Повне внутрішнє відображення є причиною блискіток, які можна побачити в вирізаному алмазі.

Види відображення

Відображення може бути декількох типів: окулярне, дифузне або змішане. Відбудеться той чи інший тип відображення чи інший, залежатиме головним чином від типу поверхні на його шляху.

Зоряне відображення

Коли світло падає на гладку, відшліфовану поверхню, відбувається дзеркальне відображення.

Дифузне відображення

Натомість, коли світло падає на неполіровану поверхню, відбиття відбувається у всіх напрямках простору. Тоді говорять, що відбулося розсіяне відображення.

Маріакасандра

Змішане відображення

Як випливає з назви, змішане відображення виникає тоді, коли відбувається поєднання попередніх двох.

Програми

Відбиття світла має різні сфери застосування. Так, наприклад, явище тотального відображення використовується в тому, що відомо як призма Порро, яке використовується при виготовленні бінокля.

Повне відображення використовується також для розповсюдження світла в волоконно-оптичних кабелях. Таким чином, якщо у вас вдома є волоконно-оптичне підключення до Інтернету, ви повинні знати, що частина відповідальності за насолоду від нього покладається на повне відбиття світла.

Ретрорефлексія

Ретрорефлексія - це застосування відбиття світла, що складається з відбиття світла назад до джерела чи джерела, незалежно від його кута падіння. Для цього використовують плоскі відбиваючі поверхні.

Конкретне застосування відбиття - в дорожніх знаках. Це дозволяє відбивати світло від фар безпосередньо в напрямку походження. Таким чином, сигнал видається посиленим, так що водій отримує попередження про небезпеку.

Експеримент

Явище відбиття світла можна перевірити за допомогою деяких простих домашніх експериментів, таких як запропонований нами нижче. Ви можете зробити це вдома без жодного ризику і побачити, як фізика у вас під рукою.

Повний внутрішній відбиток експерименту світла

Для проведення цього експерименту вам знадобляться лише стакан, вода, молоко та лазерний вказівник.

Спочатку налийте склянку водою, потім додайте кілька крапель молока. Як тільки це буде зроблено, лазерний вказівник спрямований на склянку нижче рівня води. Таким чином промінь світла від вказівника буде проходити через воду і відбиватиметься на поверхні води разом з повітрям.

Крім того, завдяки розчиненим у воді крапель молока можна прослідкувати повний шлях світлової хвилі та чудово спостерігати як падаючий промінь, так і відбитий промінь. У будь-якому випадку ідеальним є проведення експерименту в приміщенні з невеликим світлом, щоб краще оцінити візерунок відбитої хвилі.

Причини

Як ми вже пояснювали раніше, це явище має місце лише тоді, коли світло переходить від середовища з більш високим показником заломлення до одиниці з нижчим показником. Таким же чином, щоб це сталося, світло повинен впливати на поділ середовища з кутом, більшим, ніж так званий критичний кут.

висновок

Відбиття світла - природне явище, яке супроводжує нас щодня у нашому житті. Це так, настільки, що ми сприймаємо кольори завдяки ньому. Є дані про його вивчення вже в класичній Греції, хоча правила, що регулюють її, почали визначати лише до сімнадцятого століття зі Снеллом.

В даний час його застосування багато і різноманітне. Деякі, напевно, ви їх не уявляли, і вони беруть участь у таких несподіваних процесах, як передача інформації по волоконно-оптичних кабелях.

Не тільки фізика є у всьому, коли вона оточує нас, світло також невіддільно супроводжує нас у нашому відкритті реальності. Не даремно, саме завдяки їй ми сприймаємо навколишній світ.

Список літератури

1. Світло (го). У Вікіпедії. Отримано 27 лютого 2019 року з en.wikipedia.org.
2. Берк, Джон Роберт (1999). Фізика: природа речей. Мексика DF: Міжнародний Thomson Editores.
3. Загальна внутрішня рефлексія (й). У Вікіпедії. Отримано 28 лютого 2019 року з en.wikipedia.org.
4. Світло (го). У Вікіпедії. Отримано 1 березня 2019 року з en.wikipedia.org.
5. Лекнер, Джон (1987). Теорія відбиття електромагнітних та частотних хвиль. Спрингер.